Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Partial discharges of thermally aged insulation

Pihera J., Martinek P., Klasna J., Paslavsky B.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2009

|

Nr 82

147-151

EN

The working life of electrical machines is primary affected by the insulation system quality. Diagnostics methods help to understand the momentary state of insulation and to avoid the possible damage or breakdown of machines. Partial discharge testing belongs to one of the high applicable test method of insulating materials within electrical machines. The described experiment consists of laboratory thermal aging of insulation and consequently testing of partial discharges. The flat specimens of insulation were used for the partial discharge behavior recognition. The conductive rubber electrodes were used to avoid the gliding discharges on the surface of specimen. The trends of partial discharge main parameters are studied and described.

2

Analysis of partial discharge detected with sensors of emitted electromagnetic field

Pihera J., Tureček O., Martinek P.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2008

|

Nr 80

91-94

EN

Partial discharge measurement and subsequent analyses is one of important and capable test of electro-technological diagnostics. This test evaluates the properties of electrical insulation system of electrical machines and devices. There are a lot of partial discharge test methods based on physical or chemical detection of partial discharge. The detection of electromagnetic field, produced during partial discharge, with capacitive coupler and subsequent data analysis and representation is one of mentioned diagnostic method. The special software program was created for measured data evaluation. This program converts data stored by digital oscilloscope to more comfortable text formats. The converted data are analyzed by common software Matlab, Statistica, etc.

3

Activation energy of transformer oils

Mentlik V., Polanský R., Prosr P., Pihera J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2008

|

Nr 80

45-49

EN

The power transformers are the key components of power grid from the reliability point of view. Due to operation conditions, aging of particular parts of power transformers appears and this fact also causes changes of the important electrical and mechanical properties. Transformer working life is given by a working life of its insulating system. The insulating system of these devices is inseparably composed of the solid (based on cellulose) and oil insulation. Liquid part fulfils besides the insulation also cooling function and the analysis of this part of insulating system during the laboratory thermal aging became the main aim of our experiment. Activation energy was chosen as the main parameter corresponding to the actual condition of insulating oil. Two groups of insulating oils were examined. Three kinds of mineral petroleum-based oils are in the first one (common commercial products - Technol, ITO 100, BTSi); the second group contains three oils based on synthetic esters (Dibutyl phthalate - dibutyl ester of phthalic acid, Dioctyladipate - di(2-ethylhexyl) ester of adipic acid, Diisobutyl adipate - bis(2-methylpropyl) ester of adipic acid). The activation energy was measured by thermogravimetry analysis. Thermal aging process has been still processing due to extensiveness of this project. Meanwhile, the activation energy was analyzed on the samples in virgin state and after 1000, 2000 and 3000 hours of thermal aging at the temperature of 90 °C.

4

Typical patterns of partial discharges acquired by measurements on real models of cavity in solid dielectric and instrument transformers.

Laurenc J., Martinek P., Pihera J.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2007

|

Vol. 46, nr 19

245-249

EN

This paper presents experimental results which were obtained during measuring of partial discharges on real models of cavity in solid dielectric. The idea for this study was to acquire characteristic patterns of partial discharges which belong to basic configurations of artificially created cavities in solid dielectric between plane electrodes. Digital patterns of partial discharges acquired by measurements on mentioned models and electrical equipments had become the basis for so-called partial discharge dictionary. Some fundamental information about principles of the electrical wideband measuring method of partial discharges is also briefly presented in the paper. The results of diagnostics measurements of partial discharges made on voltage instrument transformers with solid insulation are placed in the second part of the paper. The measurements performed on relatively extent number of specimens provided detailed survey of the transformers insulating system quality

5

The influence of pulse stress on main-wall insulation of electric rotating machines

Mentlik V., Pihera J., Tábořik O., Trnka P.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2007

|

Nr 77

43-46

EN

The diagnostics of insulating system of electric machines under pulse stress is at the present one of the most focused fields. The converters produce repetitive pulses with the high level of voltage rise fronts (slew rates). Rise fronts attain values of up to the tens of kilovolts per microsecond and voltage pulse repetition frequency up to some tens of kilohertz. However, this technology is an advantage for a drive control; the voltage waveforms generated by power frequency converters may significantly affect the reliability of the electric motor insulation systems. To improve understanding of the processes in the electrical insulation materials during the pulse voltage aging, it is necessary to monitor values of the electric parameters within a pulse stress aging process. For the studying of the main-wall insulation material pulse voltage aging processes there were chosen these electrical parameters: the dissipation factor, capacity, absorption and resorption currents, corona inception voltage (CIV) and partial discharges (PD) activity level. These parameters are easily detectable and their development characteristics are very well known in the terms of sinusoidal voltage aging process. This paper presents experimentally measured data of the observed electric parameters during the pulse and sinus voltage aging. The difference between the sinusoidal voltage aging and pulse voltage aging time dependencies is shown as well observable in this paper as well.

PL

Diagnostyka układu izolacji maszyn elektrycznych metodą impulsową nabiera coraz większego znaczenia. Przemienniki wytwarzają powtarzające się impulsy o wielkiej stromości narastania napięcia osiągające wartość kilkudziesięciu kilowoltów na mikrosekundę i częstotliwość dziesiątków kiloherców. I choć technologia ta ma wyraźne zalety dla regulacji prędkości obrotowej napędów, fale napięciowe generowane przez przemienniki mogą znacząco wpływać na trwałość układu izolacyjnego maszyny. Dla poprawy zrozumienia procesów starzeniowych układu izolacyjnego zachodzących w trakcie impulsów napięciowych koniecznym jest monitorowanie wartości elektrycznych występujących w czasie trwania impulsu. Dla analizowania starzenia izolacji głównej wybrano takie parametry jak: współczynnik rozproszenia, pojemność, prąd absorpcji i resorbcji, napięcie początkowe korony, i poziom wyładowań niezupełnych. Te parametry są łatwe do pomiaru a ich przebiegi są dobrze znane dla procesów starzeniowych od napięcia sinusoidalnego. W artykule przedstawiono zależności czasu starzenia układu izolacji skutkiem działania napięcia sinusoidalnego i starzenia izolacji od impulsów napięciowych.

6

Optimalization of curing process during the manufacturing of three-component insulating systems

Mentlik V., Polanský R., Pihera J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2007

|

Nr 77

39-42

EN

The proper set-up of manufacturing parameters (temperature and time characteristics) of the curing process of insulating system is the key presumption of the future foolproof operation of rotating machines and transformers. The curing process itself concerns the binder (epoxy resin in this study), which is the most vulnerable part of the insulating system in light of the operation. In order to obtain the curing process parameters, thermal analyses were applied. The objective of this paper is to optimise the time and temperature of curing process of three-component insulating materials (glass fabric, reconstructed mica and epoxy resin). Technique used for the purpose of this experiment is based on the measurement of residual enthalpy level, typical for differently cured material (number of samples with different times and temperatures of curing was prepared). The study was carried out on the Simultaneous Thermal Analysis, which allows a continuing record of DSC (Differential Scanning Calorimetry) and TGA (Thermogravimetry) curves. The DSC method enables (in case the enthalpy level of absolutely uncured material is known) the exact determination of percent of the curing. The two types of insulation tapes were compared. The results show expressive trends in curing progress of tested materials and demonstrate the suitability of applied technique very well.

PL

Właściwy dobór parametrów produkcyjnych (charakterystyk czasowych i technicznych) przy procesie utwardzania systemu izolacyjnego jest podstawą przyszłego bezawaryjnego działania maszyn elektrycznych wirujących i transformatorów. Proces utwardzania dotyczy spoiwa (w tym opracowaniu żywicy epoksydowej), które jest najbardziej podatnym na uszkodzenia elementem systemu izolacyjnego w czasie pracy urządzeń elektrycznych. W celu utrzymania parametrów procesu utwardzania, w ramach niniejszej pracy zastosowano analizy techniczne. Celem pracy jest optymalizacja czasu i temperatury procesu utwardzania 3-składnikowego materiału izolacyjnego (włókno szklane, mika, żywica epoksydowa). Technika wykorzystana na potrzeby eksperymentu bazuje na pomiarze poziomu entalpii szczątkowej, charakterystycznej dla różnorako utwardzonych materiałów (przygotowano próbki materiałów o różnie dobranych czasach i temperaturach utwardzania). Badania oparto na jednoczesnej analizie termicznej, która umożliwia ciągłą rejestrację krzywych DSC (ang. Differential Scaning Calorimetry) i TGA (ang. Thermogravimetry). Metoda DSC pozwala na precyzyjne określenie procentowego utwardzenia. Porównane zostały dwa typy taśm izolacyjnych. Wyniki pokazują wyraźne trendy w procesie utwardzania przetestowanych materiałów i demonstrują użyteczność zastosowanej metody.

7

The electric properties of cured mica-glass composites

Pihera J., Mentlik V., Polanský R.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2006

|

Nr 75

147-151

EN

The curing of Resin-rich composites materials is an important part of technology of electrical rotating machines main wall insulation manufacturing. The using of optimal curing temperature increases the service reliability of insulating system as well as the whole electrical machine. The diagnostics of changing properties during the curing and the estimation of the optimal curing temperature are thus important components at the manufacturing of insulating system of electrical machines. The paper describes the behaviour of diagnostic parameter tan delta of cured mica-composites in dependence on curing temperature. The studied material consists of two different three-layer mica composites, which are normally used for the manufacture of main wall insulation in electrical rotating machines. The basic components of the composites are: mica paper, epoxy-novolac resin and glass fabric. The particular variants of composites differ each from other in the type of curing agent. The specimens were cured over six different temperatures in the range from 130 to 180 °C. The main diagnostic parameter tan delta was measured online during the curing (curing characteristics) and after the curing process. The temperature dependence of tan delta was measured after the isothermal curing. An analysis of the results allows us to determine the optimal curing temperature where the value of tan delta of the cured system is the lowest of all and the properties of temperature dependence of tan delta are the most suitable. The magnitude tan delta gives very good information capability about materials during their curing and enables to determine the optimal curing temperature. The tan delta is also able to determine possible undercuring of the insulation, which occurs at lower curing temperatures.

PL

W celu zapewnienia wysokiej niezawodności systemów elektroizolacyjnych wirujących maszyn elektrycznych należy zwracać szczególną uwagę na prawidłowość przebiegu procesu technologicznego izolowania, impregnowania i utwardzania układu elektroizolacyjnego. Właściwe utwardzanie układu Resin-rich jest jedną z najważniejszych operacji podczas produkcji układu elektroizolacyjnego. W tym czasie następuje wzajemne przenikanie wiązań żywic i układ uzyskuje końcowe właściwości izolacyjne. Ustalenie optymalnej temperatury i czasu utwardzania jest niezwykle ważne. Opracowana została metoda określania właściwych czasów i temperatur utwardzania. Metoda badań (zwana charakterystyką utwardzania), pozwala obserwować zakres zmian współczynnika stratności tan delta podczas procesu utwardzania (w niniejszym artykule zawarto wyniki obserwowane dla warunków izotermicznych). Pomiary zależności współczynnika tan delta od temperatury wykonano w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji o właściwościach systemu izolacyjnego. Ta analiza pozwoliła stwierdzić, iż na skutek niewłaściwej temperatury utwardzania, mogą pojawić się niewłaściwe parametry układu izolacyjnego. Opisywana metoda badawcza może być stosowana do określania parametrów nowego rodzaju układu elektroizolacyjnego lub do modernizacji i rozwoju już istniejących materiałów, w celu osiągnięcia zmiany ich parametrów funkcjonalnych dla produkowanych maszyn elektrycznych. W artykule przedstawiono mechanizm przemian zachodzących w dielektryku podczas utwardzania. W rozdziale 2 omówiono teoretyczne zależności, dotyczące współczynnika przenikalności elektrycznej epsilon*, zawierającego zarówno część rzeczywistą (epsilon'), jak i urojoną (epsilon"). Omówiono tu równanie Havrilak-Negami (4), opisujące zmiany współczynnika zespolonej przenikalności. Przygotowano eksperyment badawczy dla dwóch nowych typów materiałów Resin-rich. Realizowano utwardzanie płaskich próbek dla sześciu izotermalnych warunków procesu technologicznego, od 130 do 180 stopni C. W maszynach elektrycznych wirujących izolację główną tworzą materiały mika-szkło, zawierające papier mikowy, włókno szklane i żywicę epoksydową. W przeprowadzanych testach zastosowano żywice A i B, różniące się między sobą zawartością utwardzacza. Ocenę materiału elektroizolacyjnego przeprowadzono mierząc charakterystyki współczynnika tan delta, jak również zależności tan delta od temperatury (tab. I). W tabeli II zawarto obserwowane wartości współczynnika tan delta w funkcji temperatury utwardzania po 200 minutach utwardzania. Rysunki 1 i 2 przedstawiają ww. charakterystyki w formie graficznej. Jako optymalną temperaturę utwardzania przyjęto ok. 150 stopni C z uwagi na to, iż współczynnik tan delta przyjmuje wtedy najniższe wartości dla ustalonego czasu wygrzewania. W celu zweryfikowania otrzymanych rezultatów, przeprowadzono pomiary zależności wartości współczynnika tan delta od temperatury (dla materiałów utwardzanych przez 200 minut). Wyniki tych prób przedstawiono na rys. 3 i 4. Potwierdzają one fakt, iż optymalną temperaturą utwardzania jest temperatura 150° C. Przeprowadzone badania zmian właściwości dielektryków opartych na komponentach żywica/mika/szkło pozwoliły określić optymalną temperaturę utwardzania w celu zminimalizowania strat dielektrycznych układu elektroizolacyjnego. W celu określania optymalnych temperatur utwardzania można stosować jedną z metod analizy strukturalnej (np. DTA) [9]. Autorzy dziękują za wsparcie i pomoc Ministerstwa Edukacji Młodzieży i Sportu Republiki Czeskiej przy realizacji badań.