Studies of partial discharges at sinusoidal, non-sinusoidal and impulse voltages

• Autorzy: Florkowska B. , Zydroń P. , Roehrich J. , Florkowski M.

Warianty tytułu

PL

Badania wyładowań niezupełnych przy napięciach sinusoidalnych, niesinusoidalnych i impulsowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Progress and modern demands set for the design of electrical insulation systems, working at specific non-sinusoidal voltages, need for new investigations in the area of partial discharge (PD) inception and development. Working conditions and in-service stresses, i.e. non-sinusoidal voltages, overvoltages, harmonics and pulse-width-modulated type voltages have crucial influence on arising of PD in insulation systems. Their influence on partial discharge development differs from influence in normal conditions at nominal sinusoidal voltage. In such a case analysis and interpretation of measurement results (by classical or phase-resolved PD images method) could be more difficult. Paper presents influence of sinusoidal and non-sinusoidal testing voltages on partial discharge pulses, their statistical parameters and changes with increasing of applied voltage. Presented results of measurements made for sinusoidal, triangular and trapezoidal voltages show differences having source in PD mechanism. Slew-rate of applied voltage and peak voltage value determine specific conditions for PD generation and have important consequences for phase location of discharges.

PL

Postęp i współczesne wymagania dla konstrukcji układów elektroizolacyjnych pracujących przy napięciach niesinusoidalnych sprawiają, że konieczne są nowe badania w dziedzinie mechanizmów powstawania i rozwoju wyładowań niezupełnych (wnz). Warunki pracy i narażenia eksploatacyjne takie jak: napięcia niesinusoidalne, przepięcia, harmoniczne i napięcia o charakterze impulsów z modulowaną szerokością mają kluczowe znaczenie dla pojawienia się wnz w układzie izolacyjnym. Ich wpływ na rozwój wyładowań niezupełnych jest inny aniżeli dla normalnych warunków pracy przy napięciu przemiennym. W takich przypadkach analiza i interpretacja wyników pomiarów (metodami klasycznymi lub przy zastosowaniu obrazów fazowo-rozdzielczych wnz) mogą być znacznie trudniejsze. Artykuł przedstawia wpływ sinusoidalnych i niesinusoidalnych napięć probierczych na rozkłady i obrazy fazowe impulsów wyładowań niezupełnych, ich parametry statystyczne i zmiany w funkcji wzrostu wartości napięcia. Przedstawiono wyniki pomiarów przy napięciach: sinusoidalnym i trapezowym. Prędkość narastania napięcia oraz jego wartość szczytowa mają wpływ na warunki zapłonu wyładowań a następnie na położenie fazowe impulsów w okresie napięcia probierczego.

Słowa kluczowe

EN

electrical insulating systems; partial discharges; non-sinusoidal voltages

PL

układy elektryczne izolacyjne; wyładowania niezupełne; napięcia niesinusoidalne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 11b
• Strony: 17--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., schem., wykr.

Twórcy

autor

Florkowska B.

autor

Zydroń P.

autor

Roehrich J.

autor

Florkowski M.

• AGH University of Science and Technology, Dept. of Electrical and Power Engineering, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Kreuger F.H., Discharge detection in high-voltage equipment, Butterworth &Co., London, 1989
• [2] Florkows ka B., Florkowski M., Włodek R., Zydroń P., Mechanisms, measurements and analysis of partial discharges in high voltage insulation systems diagnostics IPPT Polish Academy of Science , Warszawa 2001 (in Polish)
• [3] Kuffel J., Kuffel E., Zaengl W.S., High Voltage Engineering Fundamentals, 2000
• [4] Kreuger F.H., Gulski E., Krivda A., Classification of partial discharges, IEEE Trans. El. Insul., 28 (1993), 917–931
• [5] Florkows ki M., Influence of high voltage harmonics on partial discharge patterns, 5th ICPADM, ,Seoul, 1997, 303-306
• [6] Florkows ki M., Florkowska B., Distortion of partial discharge images caused by high voltage harmonics, IEE Generation, Transmission & Distribution, 152 (2006), n.2, 171-180
• [7] Fabiani D., Montanari G.C., The effect of voltage distortion on ageing acceleration of insulation systems under partial discharge activity, IEEE Electrical Insul. Mag., 17 (2001), 24–33
• [8] Persson E., Transient effects in application of PWM inverters to induction motors, IEEE Trans. on Industry Applications, 28 (1992), no. 5, 1095-1101
• [9] Mbaye A., Grigorescu F., Lebey T., Bui Ai, Existence of partial discharges in low-voltage induction machines supplied by PWM drives, IEEE Trans. on Dielectrics and Electr. Insul., 3 (1996), no. 4, 554-560
• [10] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J., Pająk P., Roehrich J., Zydron P., Influence of fast switching phenomena on electrical insulation systems, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 86 (2010), n. 4, 158-161
• [11] IEC-60270 Ed. 3, (2000-12) High-voltage test techniques – Partial discharge measurements
• [12] IEC TS 61934 (2006), Electrical insulating materials and systems – electrical measurement of partial discharges (PD) under short rise time and repetitive voltage impulses
• [13] Florkows ka B., Zydron P., Analysis of conditions of partial discharges inception and development at non-sinusoidal testing voltages, 2006 Annual Report IEEE CEIDP, 2006, 648-651
• [14] Fabiani D., Cavallini A., Montanari G. C., A UHF technique for advanced PD measurements on inverter-fed motors, IEEE Trans. on Power Electronics, 23 (2008), no. 5, 2546-2556
• [15] Florkowska B., Florkowski M., Zydron P., Measurements and analysis of partial discharges in high voltage insulating systems at exploitation stresses, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 86 (2010), no. 4, 241- 244
• [16] Florkowska B., Wyładowania niezupełne w układach izolacyjnych wysokiego napięcia – analiza mechanizmów, form i obrazów, IPPT PAN, Warszawa, 1997 (in Polish)
• [17] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J . , Zydron P. Influence of different voltage waveforms on PD formation in HV insulation systems, Proc. of the 29th Electrical Insulation Conference – 2009 IEEE EIC, pp. 51-54, Montreal, Canada, 31 May -3 June 2009
• [18] Florkowska B., Florkowski M., Furgał J . , Roehrich J., Zydron P. , Impact of high frequency switching phenomena on low voltage motor insulation, INDUCTICA 2009 Conference Proceedings CWIEME’2009 – Coil Winding, Insulations & Electrical Manufacturing Int. Conf. and Exhibition, Messe Berlin, Berlin, Germany, May 5-7, 2009