Influence of electrodes coating with thin layers on the charge injection phenomena in transformer oils

• Autorzy: Beroual A. , Fleszyński J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ cienkowarstwowych pokryć elektrod na zjawiska iniekcji ładunków w olejach transformatorowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This work reports on the influence of electrodes coating with thin layers of different materials, on the injection phenomena in unused (fresh) and used (aged) transformer oils. The investigations are achieved with a sphere-plane electrode system. The thin layers are deposits of polytetrafluoroethylene (Teflon), Silicon oxide and Silicon nitride. It is shown that these deposits limit the accumulation of charges in the undercoat leading to the change of the structure of diffuse layer and to a limitation of the ionic injection processes. The electrode coating with thin layer of Teflon reduces significantly the ionic injection phenomenon. The highest values of the current were measured when the sphere is positive indicating the dominant role of anode in the injection mechanism in mineral oils.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań wpływu cienkowarstwowych pokryć elektrod na zjawiska iniekcji ładunków w świeżym i zestarzonym oleju transformatorowym. W badaniach stosowano układ elektrod kula-płyta. Pokrycie elektrod stanowiły cienkie warstwy policzterofluoroetylenu (teflon), tlenku krzemu i azotku krzemu. Uzyskane wyniki wskazują, że pokrycia te ograniczają akumulację ładunków powierzchniowych, prowadząc do zmiany struktury dyfuzyjnej warstwy ładunku i ograniczenia procesów iniekcji jonowej. Procesy iniekcji jonowej szczególnie wyraźnie ogranicza pokrycie teflonowe. Największe wartości prądu mierzono dla dodatniej biegunowości elektrody kulowej, co wskazuje na dominującą rolę anody w mechanizmie iniekcji ładunków w olejach mineralnych.

Słowa kluczowe

EN

dielectric liquids; electrodes coating; electrohydrodynamics

PL

ciecze dielektryczne; pokrycie elektrod; elektrohydrodynamika

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 1
• Strony: 41--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Beroual A.

autor

Fleszyński J.

• Institute of Electrical Engineering Fundamentals, Wroclaw University of Technology,

Bibliografia

• 1. Lewis T.J.: Basic Electrical Processes in Dielectric Liquids. IEEE Trans, on Diel. & Electr. Ins., Vol. 1, No. 1, 1994, p. 630.
• 2. Bonifaci N., Denat A.: Work Function for a HV Cathode in Nonpolar Liquids. IEEE Trans, of Electr. Ins. Vol. 1, No. 4, 1994, pp. 657-662.
• 3. Charbonnier F.M.: High Current Density Field Emission and the transition to Vacuum Breakdown. Proc. II IHVV, Addenda, 1964, p. 23.
• 4. Davies D.K., Biondi M.F.: Vacuum Electrical Breakdown Between Plane Parallel Copper Electrodes. J. Appl. Phys. Vol. 37, 1966, p. 2969.
• 5. Dyke W.P., Dolan W.W.: Temperature and Field Emission of Electrons from Metal. Phys. Rev., Vol. 35, 1954, p. 327.
• 6. Félici N.J.: High Field Conduction in Dielectric Liquids under Incipient Breakdown Stress. IEEE Trans. Elec. Insul., Vol. 29, 1985, pp. 233-238.
• 7. Cross J.D., Jayaram S.: Kinetics of Electrical Boundary Layer at Solid-Liquid Interface and EHD Instabilities in Non-Polar Liquids. 7th Int. Symp. on High Voltage Eng., 1991, pp. 41-44.
• 8. Kusabiraki M., Ando K.: Partial Discharge Resistance of the Politetrafluoroethylene Films Coated with Plasma-Polimerized Hexamethyldisiloxane Films. Engineering and Japan, Vol. 109, No. 11, 1989, pp. 477-482.
• 9. Lengyel G.: Schottky Emission and Conduction in Some Organic Insulating Materials. Journal of Appl. Phys., Vol. 37, No. 2, 1966, pp. 807-810.
• 10. Murphy E.L., Good Jr. R.H.: Thermionic Emission, Field Emission and the Transition Region. Phys. Rev. Vol. 102, 1956, p. 1464.
• 11. Schmidt W.F.: Electronic Conduction Processes in Dielecric Liquids. IEEE Trans. Elec. Insul., Vol. 19, 1984, pp. 389-418.
• 12. Schmidt W.F.: Electrons in Non-polar Dielecric Liquids. IEEE Trans. Elec. Insul., Vol. 26, 1991, pp. 560-567.
• 13. Stern T.E., Goss1ing B.S., Fowler R.H.: Further studies in the emission of electrons from cold metals. Proc. Roy. Soc. A124, 1929, p. 699.
• 14. Nemancha N., Gosse B., Gosse J.P., Denat A.: Influence of Insulating Electrode Coating on the Electrical Conduction of Cyclohexane. IEEE Trans, on Elec. Ins., Vol. 23, No. 4, 1988, pp. 529-534.
• 15. Fleszyński J., Lutyński B., Słowikowski J.: Factors Affecting the Onset and Development of Electroconvection in Transformer Oils. CIGRE, ref. 15/33-02, 1990.
• 16. Nelson J.K., Lee M.J.: Tandem-chamber Charge Density Monitor. IEEE Trans, on Diel and El. Vol. 25, No. 2, 1990, pp. 399-404.
• 17. Félici N.: Liquides Diélectriques - Movement d'un Liquide en Présence d'un Champ Electrique. Techniques de l'Ingénieur, Tome D-228, 1980, pp. 1-9.
• 18. Atten P., Gosse J.P.: Transient of One-Carrier Injections in Polar Liquids. J. of Chem. Phys. Vol. 51, No. 7, 1969, p. 2804.
• 19. Atten P., Mc C1uskey F.M., Lahjormi A.C.: The Electrohydrodynamic Origin of Turbulence in Electrostatic Precipitators. IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 23, 1987, pp. 705-711.
• 20. Bryan J.E., Seyed-Yagoobi J.: Experimental Study of Ion-drag Pumping Using Various Working Fluids. IEEE Trans. On Electr. Insul., Vol. 26, No. 4, 1991, pp. 647-655.
• 21. Washabaugh A.P., Zahn M., Melcher J.R.: Electrohydrodynamic Travelling-wave Pomping of Homogenous Semi-insulating Liquids. IEEE Trans, on Elec. Insul., Vol. 24, No. 5, 1989, pp. 807-834.
• 22. Fé1ici N., Gosse J.P.: Injection d'Ions par des Electrodes Métalliques dans les Hydrocarbures Liquides de Résistivité Elevée. Rev. Phys. Appl. (F) Vol. 14, 1979, p. 629.
• 23. Nemancha N., Gosse B., Gosse J.P., Denat A.: Injection d'Ions dans le Cyclohexane, entre Electrodes Recouvertes de Couches Minces Isolantes. Revue Phys. Appl., Vol. 22, 1987, pp. 1055-1063.
• 24. Willig F.: Escape of holes from the surface of organic crystals with electrolytic contacts. Chem. Phys. Lett. Vol. 40, 1976, p. 331.
• 25. Aguet M., Ianoz M.: Haute tension. Editions Dunod, Traité d'Electricité, 1987.
• 26. Wienner O.: Di Theori des Mischköpers für des Feld des stationären Strömung. Leipzig, Vol. 32, 1912, pp. 509-604.