The modelling of electric field distribution for multi-segment electrodes of HV test equipment

• Autorzy: Adamczyk B. , Florkowka B.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie rozkładu pola elektrycznego w otoczeniu wielo-segmentowych elektrod wysokonapięciowych układów probierczych

• Konferencja: Zastosowanie komputerów w nauce i technice 2014 (XXIV; 2014; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electric field grading or stress control, refers to the technique of reducing local enhancements of the electric field in various devices. This problem for laboratory testing equipment is considered when multi-segment electrodes – also known under the name “polycon electrodes” are applied. Such symmetrical electrodes were designed on the basis of a polyedrical framework and modified for practical applications. They must be carefully designed with respect to the reliable operation and the cost of the equipment. The multi-segment electrodes can be characterized by so called segment factor, which is defined as the relation between maximum field strength of a curved multi-segment electrode and its envelopment. This covers not only the shape and arrangement of the plate electrodes but also the angle between them in space. The segment factor is influenced also by the dimensions and parameters of each single plate. The aim of the simulations is analysis of the maximum field strength at smooth and multi-segment electrodes. These aspects, referring to the real configuration of the two-stage laboratory cascade transformer system 250 kV, are presented in the paper.

PL

Problematyka kształtowania rozkładu pola elektrycznego w wysokonapięciowych urządzeniach elektrycznych dotyczy metod ograniczania maksymalnych wartości natężenia pola elektrycznego w pobliżu elektrod wysokonapięciowych. W laboratoryjnych wysokonapięciowych urządzeniach probierczych, problem ten występuje m.in. w przypadku zastosowania tzw. elektrod wielo-segmentowych. Takie elektrody składają się z wielu jednakowych elementów w kształcie okrągłego dysku o zagiętych krawędziach. Elektrody segmentowe muszą być odpowiednio zaprojektowane i zwymiarowane aby spełnić swoją funkcję. Elektrody segmentowe można scharakteryzować za pomocą parametru ks określanego jako stosunek maksymalnej wartości natężenia pola elektrycznego na zakrzywionej krawędzi elektrody segmentowej, do maksymalnej wartości natężenia pola przy elektrodzie o łagodnym kształcie, odpowiadającym obwiedni elektrody segmentowej. Współczynnik ks określa zatem nie tylko kształt ale i układ segmentów elektrody względem siebie oraz względem uziemionych elementów w otoczeniu urządzenia. Celem symulacji była analiza maksymalnych wartości natężenia pola elektrycznego wokół „gładkich” oraz wielosegmentowych elektrod wysokonapięciowych. Problem został przedstawiony na przykładzie dwustopniowej kaskady transformatorów o napięciu 250 kV, znajdującej się w Laboratorium Wysokich Napięć Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Słowa kluczowe

EN

multi-segment electrodes; electric field; FEM

PL

elektrody wielo-segmentowe; pole elektryczne; modelowanie

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 40
• Strony: 9--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., fot., tab.

Twórcy

autor

Adamczyk B.

• ABB Corporate Research Center, Starowiślna Str. 13a, 31-038 Kraków tel: [phone] fax: [phone]

autor

Florkowka B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej tel: [phone] fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Hauschild W., Rausendorf S., Schufft W.: Calculation of field strength and streamer inception voltage for multi-segment electrodes of UHV testing equipment, 5th ISH Braunschweig, August 1987, paper 33.10
• 2. Florkowska B.: Wytrzymałość elektryczna gazowych układów izolacyjnych wysokiego napięcia, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2003, ISBN 83-89388-01-4
• 3. COMSOL Multiphysics documentation – AC/DC module