Zastosowanie obrazów optycznych i rozszerzonych obrazów fazowo-rozdzielczych wyładowań niezupełnych dla obserwacji procesu drzewienia elektrycznego w izolacji silikonowej

• Autorzy: Bonk Michał , Zydroń Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.12.34

Warianty tytułu

EN

The use of optical images and extended phase-resolved PD patterns to observe the electrical treeing process in silicone insulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Drzewienie elektryczne występuje w dielektrykach stałych pod wpływem silnego pola elektrycznego, obecnego na przykład na ostrych wierzchołkach elektrod igłowych. Jego obecność obniża wytrzymałość elektryczną materiału, prowadząc często w efekcie końcowym do przebicia elektrycznego. W artykule przedstawiono wyniki badań nad inicjowaniem i rozwojem procesów drzewienia elektrycznego w optycznie przejrzystej izolacji silikonowej. Rozwój drzewek elektrycznych obserwowano metodą optyczną (mikroskop optyczny z kamerą cyfrową) oraz metodą elektryczną, stosując akwizycję wzorców fazowo rozdzielczych wyładowań niezupełnych (PRPDP). Rozwój drzewka elektrycznego był obserwowany przez rejestrację obrazów -q-n z interwałów 1-minutowych, aż do przebicia. Tak rejestrowane „chwilowe” PRPDP były przetwarzane do postaci akumulowanych PRPDP, a uzyskane wyniki były analizowane statystycznie, wraz z ich odniesieniem do wyników obserwacji optycznych.

EN

Electric treeing occurs in solid dielectrics under the influence of a strong electric field, present, for example, at the sharp tips of needle electrodes. Its presence reduces the electrical strength of the material, often leading to electrical breakdown. The article presents the results of research on the initiation and development of electrical treeing processes in optically transparent silicone insulation. The development of electrical trees was observed using the optical method (optical microscope with a digital camera) and the electrical method, using the acquisition of phase-resolved partial discharge patterns (PRPDP). The development of the electric tree was observed by recording -q-n images at 1-minute intervals until breakdown. The "instantaneous" PRPDPs recorded in this way were processed into the form of accumulated PRPDPs, and the obtained results were statistically analyzed and related to the results of optical observations.

Słowa kluczowe

PL

drzewienie elektryczne; wyładowanie niezupełne; WNZ; obraz fazowo-rozdzielczy wnz; silikon; obraz optyczny

EN

electrical treeing; partial discharge; PD; phase-resolved PD patterns; silicone; optical image

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 12
• Strony: 149--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bonk Michał

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-1785-2878

autor

Zydroń Paweł

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki, al. Adama Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-1785-2878

Bibliografia

• [1] Tanmaneeprasert T., Lewin P.; The use of partial discharge analysis for the diagnosis of electrical ageing in polymeric insulation containing cavities, Proc. 2016 IEEE Electr. Insul. Conf. (EIC), Montréal, Canada, 19-22 June 2016, pp. 383-387
• [2] Morette N., Ditchi T., Oussar Y.; Partial discharges measurements and analysis as an evaluation tool for the reliability of polymeric-insulated cables used under HVDC conditions; IEEE 2nd International Conference on Dielectrics (ICD); Budapest, Hungary; 01-05 July 2018
• [3] Illias H., Othman M., Tunio M., Bakar A., Mokhlis H., Chen G., Lewin P.L., Ariffin A.; Measurement and simulation of partial discharge activity within a void cavity in a polymeric power cable model; IEEE Int. Conf. Solid Dielectrics; Bologna, Italy; June 30 – July 4, 2013
• [4] Lim Y., Koo J.; Comparative analysis of partial discharge patterns from different artificial defects by means of conventional phase-resolved partial discharge analysis and a novel chaotic analysis of partial discharge; Journal of the Korean Physical Society; 42 (2003) , No. 6, pp. 755-764
• [5] Dissado L. A., Fothergill J. C.; Electrical degradation in polymers, Peter Peregrinus Ltd, United Kingdom, London; 1992
• [6] Florkowska B., Florkowski M., Włodek R., Zydroń P.; Mechanizmy, pomiary i analiza wyładowań niezupełnych w diagnostyce układów izolacyjnych wysokiego napięcia; Polska Akademia Nauk - Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa 2001
• [7] Vogeslang R., Fruth B., Farr T., Fröhlich K.; Detection of electrical tree propagation by partial discharge measurements; 15th Int. Conf. Electrical Machines, ICEM 2002; Brugge – Belgium, August 2002
• [8] Zhang Y., Zhou , Zhang L., Teng C., Hu D., Liu R, Electrical tree growth and its partial discharge pattern in silicone rubber under AC voltages, 2020 IEEE Int. Conf. High Voltage Eng. and Application (ICHVE), Beijing, China, pp. 1-4
• [9] Morita M., Wu K., Komori F., Suzuoki Y., Investigation of electrical tree propagation from water tree by utilizing partial discharge and optical observation, Proc. 7th Int. Conf. Properties and Applications of Dielectric Materials, Nagoya, Japan, 2003, vol. 3, pp. 891-894
• [10] Danikas M.G., Vardakise G. E., A review on electrical treeing in solid dielectrics, The Journal of CPRI, 5 (2009), no.1, pp. 75– 88
• [11] Zydroń P., Bonk M., Roehrich J., Mikrut P, Szafraniak B, Application of the extended phase-resolved PD patterns for analysis of PD activity in epoxy resin insulation, 2018 IEEE Conference Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE), Kościelisko, Poland, 2018, pp. 1-4
• [12] IEC 60270:2000 High-voltage test techniques - Partial discharge measurements ed. 3 (2000-12-21)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).