Prebreakdown currents analysis in insulating oils under AC voltages-relation to breakdown

• Autorzy: Beroual A. , Moulai H.

Warianty tytułu

PL

Analiza prądów przedprzebiciowych w olejach izolacyjnych przy napięciu przemiennym - relacje z przebiciem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the prebreakdown currents generated in dielectric liquids such as mineral oil, tetraester and toluene, subjected to AC voltages, in a point-plane electrode arrangement. Different shapes of positive and negative currents are observed for the same experimental conditions indicating the occurrence of different modes of discharges (streamers) propagation. The characteristics of the corresponding electrical charge show the existence of a threshold voltage at which a very fast propagation mode takes place. The probability of appearance of each current shape is analysed in function of the electrode gap and the applied voltage. The correlation between the streamer appearance frequency and breakdown is also studied. It is shown that in mineral oil as well as in tetraester, the streamers appear first for positive cycles; the threshold voltage required for the streamers appearance on the negative cycles is higher than that for the positive cycles, for a given liquid and electrode geometry. The characteristic parameters of prebreakdown (current shape and electrical charge, average velocity of streamers) in both mineral oil and tetraester present many similarities.

PL

Artykuł jest poświęcony omówieniu prądów przedprzebiciowych inicjowanych w cieczach izolacyjnych jak olej mineralny, tetraester i toluen, przy napięciu przemiennym w układzie elektrodowym ostrze-płyta. W tych samych warunkach doświadczalnych, obserwuje się różne typy prądów dodatnich i ujemnych; świadczy to o możliwości występowania różnych sposobów propagacji strimerów. Analizowane jest prawdopodobieństwo ukazania się każdego typu prądu w zależności od odstępu międzyelektrodowego i przyłożonego napięcia. Zbadano także relacje między częstością tworzenia się strimerów i przebiciem. Pokazano, że w oleju mineralnym a także w tetraesterze, strimery powstają najpierw w dodatnich półokresach; progowe napięcie niezbędne dla tworzenia się strimerów w ujemnym półokresie jest wyższe niz w dodatnim. Parametry charakteryzujące przedprzebicie (kształt prądu, ładunek elektryczny, średnia prędkość strimerów) w obu cieczach, tzn. w oleju mineralnym i w tetraesterze, posiadają wiele podobieństw.

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 1
• Strony: 111--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Beroual A.

• Ecole Centrale de Lyon, France

autor

Moulai H.

• Université des Science et de la Technologie Houari Boumediene, Algérie

Bibliografia

• 1. Harrold R.: A simple electronic technique for measuring streamer velocities in insulating liquids and gases. Ann. Rep. CEIDP, NAS-NRC, 1974, pp. 123-135.
• 2. Hanna M.C., Thompson J.E., Sundarshan T.S.: The simultaneous measurement of light and current pulses in liquid dielectrics. IEEE Ann. Rep. CEIDP, 1983, pp. 245-250.
• 3. Yamashita H., Amano H.: Prebreakdown current and light emission in transformer oil. IEEE Trans. Electr. Insul., Vol. 20, 1985, pp. 247-255.
• 4. Striicklett K.L. et al.: Observation of partial discharge in hexane under high magnification. IEEE Trans. Electr. Insul., Vol. 26, No 4, 1991, pp. 692-698.
• 5. Beroual A.: Prebreakdown Phenomena in Transformer Oil Under Step Voltages. Archiwum Elektrotechniki, 1/4, 1992, pp. 57-64.
• 6. Beroual A.: Relationship Between Current, Charge and Propagation Velocity of Streamers in Dielectric Liquids. Archiwum Elektrotechniki, 1/4, 1992, pp. 45-56.
• 7. Beroual A.: Electronic and gaseous processes in the pre-breakdown phenomena of dielectric liquids. J. Appl. Phys., 73(9), 1193, pp. 4528-4533.
• 8. Nakao Y. et al.: Effects of Additives on Prebreakdown Phenomena in n-Hexane. IEEE Trans, on Diel, and Elect. Ins., Vol. 1, No 3, 1994, p. 383-390.
• 9. Briggs A., Beroual A., Buret F.: The dynamics of dc pre-disruption in liquid insulating media. IEEE Trans. Diel, and Electr. Insul., Vol. 1, No 3, 1994, pp. 371-376.
• 10. Torshin Y.: On the existence of leader discharges in mineral oil. IEEE TDEI, vol. 2, No 1, 1995, pp.167-179.
• 11. Trinh N., Saker A.: Interpretation of the direct breakdown mechanism in long gaps in transformer oil. 10th Intern. Symp. on High Voltage Engineering, ISH'97, August 25-29, 1997, Montreal, pp. 333-337.
• 12. Beroual A., Tobazeon R.: Prebreakdown Phenomena in Liquid Dielectrics. IEEE Trans, on Electr. Insul., Vol. 21, 1986, pp. 613-627.
• 13. Beroual A. et al.: Propagation and Structure of Streamers in Liquid Dielectrics. IEEE Electrical Insulation Magazine, March/April, Vol. 14, No. 12, 1998, pp. 6-17.
• 14. Fofana I., Wasserberg V., Borsi H., Gockenbach E..: Determination of the electrical properties of Mixed Transformer Fluids under thermal ageing. IEEE 11th ISH, London, Vol. 3, 1999, p. 132-135.