Comparison of characteristics of electrical discharges developing in transformer oil from an electrode covered with creased paper and nomex under lightning impulses

• Autorzy: Galczak Józef

Warianty tytułu

PL

Porównanie cech charakterystycznych wyładowań elektrycznych w oleju transformatorowym rozwijających się od elektrody pokrytej papierem marszczonym i nomeksem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Inception characteristics of creased-paper insulated and nomex-insulated electrodes are presented in the paper. In both cases the electrode set-up was the same and the insulation thickness was of 0.4 mm. It turned out that the inception voltage of the discharges stemming from the nomex insulated electrodes is higher, the differences being respectively of 21% for negative test impulse and of 29% for positive one. Although the spatial forms of the discharges are in both cases similar, propagation velocities of both 2nd and 3rd mode streamers are higher in case of nomex wrapping, which may be ascribed to the differences in the inception voltages. Times-to-inception follow the suit; the ones for the nomex are longer than those for the paper. This may suggest that "weak points" in bulk of oil play a pivotal role in discharge inception when HV electrode is covered with the nomex, but when it is covered with the paper, this role is taken over by imperfections of its surface structure.

PL

Artykuł poświęcony jest porównaniu cech charakterystycznych inicjacji i rozwoju wyładowań elek-trycznych w oleju transformatorowym rozwijających się w tym samym układzie od elektrody izolowanej papierem marszczonym i nomeksem. W obu przypadkach grubość izolacji była taka sama - 0.4 mm. Napięcie początkowe wyładowań u elektrody izolowanej nomeksem jest wyższe niż izolowanej papierem o 21% dla udaru ujemnego i 29% dla udaru dodatniego. Choć formy przestrzenne wyładowań są w przypadku obu rodzajów izolacji podobne, szybkość propagacji strimerów 2. i 3. rzędu rozwijających się od powierzchni nomeksu jest większa, co można przypisać wyższemu napięciu inicjacji. Także czasy do inicjacji wyładowań są dłuższe w przypadku nomeksu, co może sugerować, że - gdy jest nim pokryta elektroda WN - "słabe punkty" znajdujące się w głębi cieczy grają główną rolę w procesie inicjacji, natomiast w przypadku pokrycia papierowego ta rola przejęta jest przez wady struktury jego powierzchni.

Słowa kluczowe

EN

streamers in transformer oil; discharges between insulated electrodes; paper and nomex insulation

PL

wyładowania elektryczne; olej transformatorowy; elektrody; izolacja

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53, nr 3
• Strony: 297--308
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Galczak Józef

• Institute of Electrical Power Engineering, Technical University of Łódź

Bibliografia

• 1. Atten R., Saker A.: Streamer Propagation over a Liquid/Solid Interface. IEEE Transactions on Electrical Insulation, Vol. 28, 1993, No. 2, pp. 230-242.
• 2. Badent R., Kist K., Schwab A. J.: Investigation of pre- breakdown phenomena in insulating oil. 8th International Symposium on High Voltage Engineering, Yokohama, Japan, August 23-37, 1993, Paper 24.03, pp. 219-222.
• 3. Beroual A., Tobazeon R.: Prebreakdown Phenomena in Liquid Dielectrics. IEEE Transactions on Electrical Insulation, Vol. 21, 1986, No.4, p. 613- 627.
• 4. Devins J. C., Rzad S. J., Schwabe R. J.: Breakdown and prebreakdown phenomena in liquids. Journal of Applied Physics, Vol. 52, 1981, pp. 4531-1545.
• 5. Galczak J.: Electrical discharges in transformer oil in a set-up of paper insulated electrodes. Archives of Electrical Engineering, Vol. XLVIII, 1999, No 1-2, pp. 155-172.
• 6. Galczak J.: Wylądowania elektryczne w oleju transformatorowym w układzie elektrod izolowanych nomexem przy udarach piorunowych. (Electrical discharges in transformer oil in a nomex-insulated set-up of electrodes). Conference on Power and Special Transformers, Kazimierz Dolny, Octoberl 1-13, 2000, pp. 146-156.
• 7. Galczak J.: Porównanie wyładowań elektrycznych w oleju transformatorowym w układach elektrod izolowanych nomeksem i papierem. (Comparison of electrical discharges in transformer oil in set-ups of paper and nomex insulated electrodes). II Technological and Scientific Conference, Mittel-2002 on "Materials and Technologies in Electrotechnical Engineering", Gorzów Wlkp., April 11-12, 2002, pp. 71-79.
• 8. Galczak J.: Formy wyładowań elektrycznych w oleju transformatorowym rozwijających się od elektrody izolowanej papierem. (Forms of electrical discharges in transformer oil developing from a paper-insulated electrode). III All-Polish Symposium "High Voltage Engineering IW-96", Poznań-Kiekrz, May 19-22, 1996, pp. 63-68.
• 9. Gournay P., Lesaint O.: A study of the inception of positive streamers in cyclohexane and pentane. Journal of Physics D, Vol. 26, 1993, pp. 1966-1974.
• 10. Hebner R. E. et al. Obserrations of Prebreakdown and Breakdown Phenomena in Liquid Hydro-carbons II. Non-unifonn Field Conditions. IEEE Transactions on Electrical Insulation, Vol. 20, 1985, No. 2, pp. 281-292.
• 11. Lesaint O., Massala G.: Positive Streamer Propagation in Large Oil Gaps: Experimental Characterization of Propagation Modes. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 5, 1998, No. 3, pp. 360-370.
• 12. Linhjell D., Lundgard L., Berg G.: Streamer Propagation under Impulse Woltage in Long Point-plane Gaps. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 1, 1994, No. 3, pp. 447-458.
• 13. Malewski M: Zastosowanie izolacji aramidowo-celulozowej do transformatorów przewoźnych (Application of aramid-callulose insulation to mobile power transformers). Transformatory Energety-czne i Specjalne, Kazimierz Dolny, October 11-13, 2000, Conference Proceedings, pp. 141-145.
• 14. Ogahaki S., Fujioka M: Optical study of positive streamer propagation in insulating oils. 1th International Symposium. on High Voltage Engineering, Dresden, Germany, August 26-30, 1991, Paper 21.01, pp. 13-16.
• 15. Wodziński J., Galczak J.: Badanie inicjacji i rozwoju wyładowań niezupełnych w oleju transformatorowym.{Investigations on inception and development of partial discharges in transformer oil). Report on research grant No. 8 8253 92 03, Politechnika Łódzka, Łódź 1995.
• 16. Topшин Ю. B.: K npoϭлeme cyɰecmeoeaԋuя лuкϭepԋozo npoųecca npu umnyльcԋom ɜлeкmpuyecкom npoϭoe mpaԋcϕopmamopԋыx maceԋ. Злeктpиyecтвo, Ho. 5, 1993, c. 4-16.