Breakdown and acceleration voltage of biodegradable liquid made in GTL technology at positive lightning impulse voltage

• Autorzy: Stuchała Filip , Małaczek Michał , Puchała Kamil , Jakubowski Jakub , Binek Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.11.35

Warianty tytułu

PL

Napięcie przebicia i przyspieszenia cieczy biodegradowalnej wytworzonej w technologii GTL przy dodatnim napięciu udarowym piorunowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper compares the lightning properties of the inhibited biodegradable insulating fluid produced using Gas-to-Liquids (GTL) technology, which was designated GTL-I-BIO, with conventional transformer fluids such as uninhibited mineral oil (UMO) and synthetic ester (SE). The comparative analysis was performed for two parameters: lightning impulse breakdown voltage (LIBV) and acceleration voltage (Va). The tests were performed at the standard lightning impulse voltage under positive polarity for two inter-electrode gaps: 25 mm and 40 mm. The highest LIBV value was recorded for UMO. However, the highest Va value was obtained by GTL-I-BIO.

PL

W artykule porównano właściwości udarowe inhibitowanego biodegradowalnego płynu izolacyjnego wytworzonego w technologii Gas-to-Liquids (GTL), który oznaczono GTL-I-BIO, z konwencjonalnymi cieczami transformatorowymi, takimi jak nieinhibitowany olej mineralny (UMO) i ester syntetyczny (SE). Analizę porównawczą przeprowadzono dla dwóch parametrów: udarowego napięcia przebicia (LIBV) i napięcia przyspieszenia (Va). Badania przeprowadzono przy udarowym napięciu piorunowym normalnym o biegunowości dodatniej, dla dwóch odległości międzyelektrodowych: 25 mm i 40 mm. Najwyższą wartość LIBV odnotowano dla UMO. Natomiast najwyższą wartość Va, uzyskał GTL-I-BIO.

Słowa kluczowe

EN

GTL; positive polarity; breakdown voltage; acceleration voltage

PL

biegunowość dodatnia; napięcie przebicia; GTL; napięcie przyspieszenia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 11
• Strony: 182--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stuchała Filip

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 20 Stefanowskiego Street, 90-537 Łódź

• https://orcid.org/0000-0003-4590-8920

autor

Małaczek Michał

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 20 Stefanowskiego Street, 90-537 Łódź

• https://orcid.org/0000-0001-9968-7217

autor

Puchała Kamil

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 20 Stefanowskiego Street, 90-537 Łódź

autor

Jakubowski Jakub

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 20 Stefanowskiego Street, 90-537 Łódź

autor

Binek Małgorzata

• Lodz University of Technology, Institute of Electrical Power Engineering, 20 Stefanowskiego Street, 90-537 Łódź

• https://orcid.org/0000-0001-5976-9066

Bibliografia

• [1] CIGRE Technical Brochure 856, Dielectric performance of insulating liquids for transformers, 2021
• [2] Fofana, I., 50 Years in the Development of Insulating Liquids, IEEE Elect. Insul. Mag., vol. 29, no. 5, pp. 13-25, 08.2013
• [3] Rózga P., Beroual A., Przybyłek P., et al., “A Review on synthetic ester liquids for transformer applications”, Energies, vol. 13, 6429, 2020
• [4] Shen Z., Wang F., Wang Z., Li J., A critical review of plantbased insulating fluids for transformer: 30 years of development, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 41, 110783, 2021
• [5] Matharage, S., Liu, Q., Wang, Z., et al., Ageing Assessment of a Gas to Liquid Hydrocarbon Transformer Oil Compared with an Inhibited Mineral Oil, Int. Sympos. High. Voltage. Eng (ISH), Pilsen, Czech Republic, 2015, pp. 425-430
• [6] Lu W., Liu Q, Prebreakdown and breakdown mechanisms of an inhibited gas to liquid hydrocarbon transformer oil under positive lightning impulse voltage, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 23, pp. 2450–2461, 08.2016
• [7] Lu W., Liu Q., Wang Z. D., Prebreakdown and breakdown mechanisms of an inhibited gas to liquid hydrocarbon transformer oil under negative lightning impulse voltage, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 24, pp. 2809–2818, 11.2017
• [8] Stuchała F., Rózga P., Comparative analysis of breakdown and acceleration voltage of selected GTL based dielectric liquids under positive lightning impulse, IEEE 2023 Electrical Insulation Conference (EIC), 18-21.06.2023 Quebec City Convention Centre, Canada
• [9] Stuchała F., Rózga P., Breakdown and Acceleration Voltage of Selected GTL based Dielectric Liquids under Negative Lightning Impulse, 22nd IEEE International Conference on Dielectric Liquids (ICDL), 25-28.06.2023 Worcester, Massachusetts, U.S.A.
• [10] Stuchała F., Rózga P., Małaczek M., Staniewski J., Comparative analysis of selected insulating liquids including bio-based hydrocarbon and GTL in terms of breakdown and acceleration voltage at negative lightning impulse, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 20.03.2024 (Early Access)
• [11] IEC 60156: 2018, Insulating liquids - Determination of the breakdown voltage at power frequency - Test method
• [12] Pompili M., Calcara L., Rózga P, Stuchała F., An Extension of the Standard Based Approach in the Assessment of Liquid Dielectrics Behaviour, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 30, no. 4, 06/2023
• [13] Stuchała F., Acceleration voltage of strimers in selected dielectric liquids at lightning impulse voltage, Przegląd Elektrotechniczny, Oct. 2022, vol. 10, pp. 132-135
• [14] IEC 60897: 1987, Methods for the determination of the lightning breakdown voltage of insulating liquids
• [15] Rózga P., Rapp K., Stanek M.: Lightning Properties of Selected Insulating Synthetic Esters and Mineral Oil in Point-to-Sphere Electrode System, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul, Vol. 25, No. 5, 2018, pp. 1699-1705
• [16] Mohan Rao U., Fofana I., Beroual A., et al., A review on prebreakdown phenomena in ester fluids: Prepared by the international study group of IEEE DEIS liquid dielectrics technical committee, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., vol. 27, pp. 1546–1560, 2020
• [17] Rózga P., Streamer propagation in a non-uniform electric field under lightning impulse in short gaps insulated with natural ester and mineral oil, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences, vol. 64, no. 1, pp. 171-179, 2016
• [18] Rózga P., Stanek M., Pasternak B.: Characteristics of Negative Streamer Development in Ester Liquids and Mineral Oil in a Point-to-Sphere Electrode System with Pressboard Barrier, Energies, 11(5), 2018, 1088.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).