Computation of electric field corresponding to space charge in water-treed power cable insulation

• Autorzy: Stancu C. , Notingher P. V. , Notingher P. , Plopeanu M.

Warianty tytułu

PL

Obliczenia pola elektrycznego wywołanego przez przestrzenny rozkład ładunków w izolacji polietylenowej kabli z zawilgoceniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the calculation of the electric field due to space charge associated to water trees in polyethylene-insulated power cables. For numerical computations the measured thermal step currents with currents computed with a Comsol Multiphysics software for various values of the space charge density and water trees lengths are compared. For electric field computation different average water concentrations in treed areas were considered and the influence of ionic space charge on insulation ageing is presented.

PL

Przedstawiono obliczenia pola elektrycznego wywołanego przez przestrzenny rozkład ładunków w izolacji polietylenowej kabli z zawilgoceniem. Porównano pomierzone zmiany prądu z obliczonymi za pomocą programu Comsol Multiphysics dla rożnych wartości gęstości ładunków. Obliczenia pól elektrycznych wykonano dla rożnych zapleceń kabla i rożnego rozkładu ładunków oraz wtrąceń wody w szczelinach izolacji. Uwzględniono wpływ jonizacji przestrzeni na izolacje.

Słowa kluczowe

EN

power cable insulation; polyethylene; water trees; space charge; electric field computation

PL

polietylen; izolacja kabli; wtrącenia wodne; rozkład ładunku; obliczenia pola elektrycznego

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 5
• Strony: 114--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stancu C.

autor

Notingher P. V.

autor

Notingher P.

autor

Plopeanu M.

• INCDIE ICPE CA, 313 Splaiul Unirii, P.O. Box 149, Bucharest 030138, Romania,

Bibliografia

• [1] R. Bartnikas, K. Srivastava, “Power and communication cables. Theory and applications”, IEEE Press, New York, (2000).
• [2] L.A. Dissado, J.C. Fothergill, “Electrical degradation and breakdown in polymers”, Peter Peregrinus Ltd, London, (1992).
• [3] L.A. Dissado, “Understanding Electrical Trees: From Experiment to Theory”, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 9(2002), 483 – 487.
• [4] S. A. Boggs, “Partial Discharge: Overview and Signal Gerenation”, IEEE Electr. Insul. Mag., 6(1990),no. 4, 33 -39.
• [5] P.V. Notingher, “On the Breakdown Mechanisms of Inhomogeneous Solid Dielectrics”, Rev. Roum. Sci. Tech. – Electr. Et Energ., 24(1979), no. 4, 651 - 663.
• [6] E.F. Steennis, F.H. Krenger, “Water treeing in polyethylene cables”, IEEE Trans. Electr. Insulation, 2(1990), no. 5, 989 –1028.
• [7] C. Stancu,”Caractérisation de l’etat de vieillissement des isolations polymers par la mesure des arborescences et charges d’espace”, PhD Dissertation, UPB-UM2, (2008).
• [8] T . L. Hanley, R. P. Burford, R. J. Fleming, K. W. Barber, “A General Review of Polymeric Insulation for Use in HVDC Cables”, IEEE. Electr. Insul. Mag., 19(2003), no. 1, 13 – 24.
• [9] A. Toureille, J. P. Reboul, P. Merle, “Détermination des densités de charge d’espace dans les isolants solides par la méthode de l’onde thermique”, Journal of Physique III, 1(1191), 111 – 123.
• [10] S. Agnel, P. Notingher jr, A. Toureille, “Study of Space Charge Dynamics Directly on Power Cables Using the Thermal Step Method”, Proc. of Conf. on Electr. Insul. and Dielectr. Phen., Austin, (1999), 50 - 53.
• [11] P. Notingher jr., A. Toureille, S. Agnel, J. Castellon, “Determination of Electric Field and Space Charge in the Insulation of Power Cables With the Thermal Step Method and a New Mathematical Processing”, IEEE Transactions on Industry Applications, 45(2009), no. 1, 67 - 74.
• [12] A. Cernomorcenco, P. Notingher jr, “Application of the thermal step method to space charge measurements in inhomogeneous solid insulating structures: A theoretical approach”, Applied Physics Letters, 93(2008), 192903 - 1 to 3.
• [13] T. Meissner, F. Wentz, “The complex dielectric constant of pure and sea water from microwave satellite observations”, IEEE Transactions Geoscience Remote Sensing, 42(2004),1836 - 1849.
• [14] I. Alig, S. Dudkin, W. Jenninger, M. Marzantowicz, “Ac conductivity and dielectric permittivity of poly(ethylene glycol) during crystallization: Percolation picture”, Polymer, 47(2006), 1722 - 1731.
• [15] V. Svorcik, D. Erkt, V. Rybka, J. Liptak, V. Hnatowicz, “Permittivity of polyethylene and polyethylene-terephtalate”, Journal of Materials Science Letters, 19(2000),1843 - 1845.
• [16] U. Nilsson, “The use of model cables for evaluation of the electrical performance of polymeric power cable materials, Proc. of Nordic Insulation Symposium, (2006), 101 - 106.
• [17] I. Radu, “Insulating Materials Behaviour in Strong Electric Fields”, PhD Dissertation, PUB, Bucharest, (1997).
• [18] O. Visata, “Influence des Arborescences d’eau sur les propriétés diélectriques des polymères,” PhD Dissertation, UPB-UJF, Bucharest, (2001).