Barrier effect on the dielectric strength of long oil gaps under lightning impulse voltages

• Autorzy: Beroual A. , Zouaghi A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ przegród izolacyjnych na wytrzymałość elektryczną dużych odstępów olejowych pod napięciem udarowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with the insulating barriers effect on the dielectric strength of point-plane oil gaps under lightning impulse voltages. The influence of the polarity of the voltage, the electrode geometry, the nature, the dimensions and the position of the barrier, the presence of holes within the barrier and the electric field distribution are investigated. It is shown that the efficiency of an insulating barrier, namely the ratio of the breakdown voltage of oil gaps in presence of barrier to that one without barrier, in a divergent electrode system, is higher when the barrier is inserted near the sharp electrode (at 0 to 25% of the electrode gap). This efficiency increases with the diameter of the barrier and decreases when the electrode gap increases. A model allowing to estimate the optimal position of the barrier is presented.

PL

Artykuł jest poświęcony badaniu wpływu przegród izolacyjnych na wytrzymałość elektryczną dużych odstępów olejowych w układzie ostrze - płyta. Analizowany jest wpływ znaku stosowanego napięcia, geometrii elektrod i przegród,, materiałów stosowanych przegród i ich pozycji względem elektrod a także obecności dziur w przegrodach i ich wpływu na rozkład pola elektrycznego. Pokazano, że efektywność działania przegrody (tzn. stosunek napięcia przebicia układu z przegrodą do napięcia przebicia bez przegrody) w układzie ostrze - płyta jest największy wtedy kiedy przegroda jest umieszczona przy elektrodzie ostrze, w odległości do 25% odstępu między elektrodami. Ta efektywność wzrasta ze wzrostem wymiarów przegród i maleje z powiększeniem odstępu między elektrodami. Przedstawiono także w artykule model pozwalający wyznaczyć optymalną pozycję przegrody.

Słowa kluczowe

EN

dielectric liquids; electrodes; insulating oils; electric field effect

PL

ciecze dielektryczne; elektrody; pole elektryczne; oleje izolacyjne

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 48, nr 3
• Strony: 305--322
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., wykr., wz.

Twórcy

autor

Beroual A.

• Ecole Centrale de Lyon, Centre de Génie Electrique de Lyon, France

autor

Zouaghi A.

• Ecole Centrale de Lyon, Centre de Génie Electrique de Lyon, France

Bibliografia

• 1. Marx E.: Der Durchschlag der Luft im unhomogenen elektrischen Feld bei verschiedenen Spannungsarten. ETZ, Vol. 33, 1930, pp. 1161-1165.
• 2. Wolochtchenko N. F.: Problems concerning the mechanism of the barrier effect. Elektrichestwo, No 6,1947, p. 61.
• 3. Studniarz S. A.: The effect of barriers in the Iow field regions of non-uniform fields on oil breakdown. IEEE Trans. Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-100, No 4, 1981, pp. 1568-1573.
• 4. Beroual A., Boubakeur A.: Influence of barriers on the lightning and switching impulse strength of mean air gaps in point/piane arrangements. IEEE Trans. Elect. Insul., Vol. 26, No 6, 1991, pp. 1130-1139.
• 5. L i Ming, Leijon M., Bengtsson T.: Factors influencing barrier effects in air-gaps. 9th ISH, Graz, Austria, 1995, paper 2168.
• 6. Yamano Y., Takahashi Y., Kobayashi S.: Improving insulator reliability with insulating barriers. IEEE Trans. on Electrical Insulation, Vol. 25, No. 6, December 1990, pp. 1174-1179.
• 7. Gefle O. S., Lebedev S.M.: Barrier effect in solid dielectrics. 9th ISH, Graz, Austria, 1995, paper 1070.
• 8. Lopatin V. V., Noskov M. D., Karpov D. I.: The effect of the barriers with high conductivity and dielectric permittivity on the dentrite development in dielectric. 9th ISH, Graz, Austria, 1995, paper 1070.
• 9. Lesaint O., Massala G.: Transition of fast streamers in mineral oil in the presence of insulating solids. Conference Record of the 1996 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Montreal, Quebec, Canada, June 16-19 1996, pp. 737-740.
• 10. Derler F., Kirch J., Krause Ch., Schneider E.: Development of a design method for insulating structures exposed to electric stress in long oil gaps and along oil jtransformerboard interfaces. 7th International Symposium on High Voltage Engineering, Dresden, Germany, 1991, paper 21.16, pp. 73-76.
• 11. Sarathi R., Venkataseshaiah C., Vetek Krishnan: Influence of barrier on breakdown characteristics of transformer oil under different voltage profiles. 10th International Symposium on High Voltage Engineering, ISH'97, August 25-29 1997, Montreal, Quebec, Canada, pp. 305-307.
• 12. Zouaghi A.: Study of the influence of insulating barriers on the dielectric strength of oil gaps under lightning impulse and DC voltages. PhD thesis, Lyon, France, 1997.
• 13. Hebner R. E.: Measurements of Electrical Breakdown in Liquids. in The Liquid State and its Electrical Properties, E. E. Kunhardt, L. G. Christophoreau, and L.H. Luessen, Edts., Plenum Press, New York, 1988, pp. 519-537.
• 14. Badent A., Kist K., Schwab A. J.: Voltage Dependence of Prebreakdown Phenomena in Insulating Oil. Conference Record of the IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Pittsburg, PA, USA, June 5-8 1994, pp. 414-417.
• 15. Torshin Yu. V.: On the Existence of the Leader Discharges in Mineral Oil. IEEE Trans. on Dielec. and Electr. Insul., Vol. 2, 1995, pp. 167-179.
• 16. Peyraque L., Beroual A., Boisdon C., Buret F.: Phénomènes d'éIectrisation des matériaux isolants pour transformateurs de puissance. J. Phys. III France, 4, 1994, pp. 1295-1304.
• 17. Beroual A., Zouaghi I.: Barrier effect on the prebreakdown and breakdown phenomena in long oil gaps. Proceedings of 11 lth International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids (ICDL), Roma, Italy, July 15-19 1996, pp. 300-303.
• 18. Coelho R., Debeau J.: Properties of the tip-plane configuration. J. Phys. D: Applied Physics, Vol. 4, 1971, pp. 1266-1280.
• 19. Juchniewicz J., Lisiecki J.: Wysokonapięciowe Układy Izolacyjne (High voltage insulation systems — in Polish). Politechnika Wrocławska, Wrocław, Poland, 1980.