Edge effect and its influence on the adjacent cavities in a composite insulator
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
In high voltage measurement systems, fringing field effect is related to the degradation mechanism in insulators. The densely field stress can lead to insulator failure faster and cause further deterioration. Another reason for the localized degradation is the existence of a defect in the insulator. Therefore, the fringing field at edge electrodes and the field stress around the cavities, which are adjacent near the electrode, are important factors when investigating the degradation. This work showed the effect of the fringing field on a composite insulator specimen. Moreover, the 2D model was built in the COMSOL multiphysics program based on the experimental insulation test. The effect of cavity shapes were also conditions in the modeling. The experiment was performed using operation voltage 20 kV according to ASTM D149. The test structure consisted of two brass electrodes with a radius of 37.5 mm as a parallel plate with the composite insulator in between. Then, the failure possibility at the edge electrode from two methods were compared. The results revealed that the edge electric field was higher than in other areas. This field stress accelerated the pre-discharge within the cavities, significantly increasing the electric field intensity.
Article Details
กองบรรณาธิการวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ มีความยินดีที่จะรับบทความจากอาจารย์ นักวิจัย นักวิชาการทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้แก่ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง รวมถึงสาขาต่างๆ ที่มีการบูรณาการข้ามศาสตร์ที่เกี่ยวข้องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่น
การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ
ข้อความที่ปรากฏอยู่ในแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพแต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา หรือข้อคิดเห็นใดๆ ของบทความในวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากกองบรรณาธิการ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร
References
Taherian R. 6-Application of Polymer-Based Composites: Polymer Based Composite Insulators. Electrical Conductivity in Polymer Based Composites. Oxford: Elsevier; 2019. p. 131–81.
Xidong L, Shaowu W, Ju F. Development of composite insulators in China. IEEE-DEI Transactions. 1999; 6(5):594-6.
Nazir MT, Phung BT. AC corona resistance performance of silicone rubber composites with micro/nano silica fillers. 2016 IEEE Inter-national Conference on Dielectrics (ICD); 2016 July 3-5; Montpellier, France; 2016. P. 681–4.
Acharya PN, Naduvinamani S. Design and Simulation of MEMS based Micro Pressure Sensor. In: Proceedings of the COMSOL Conference; 2012 Nov 2-3; Bangalore, India. 2012. P. 1-4.
Kind D, Feser K. High Voltage Test Techniques. 2 nd ed. Elsevier Science; 2001.
Gouda OE, ElFarskoury AA, Elsinnary AR, et al. Investigating the effect of cavity size within medium voltage power cable on partial discharge behaviour. IET Generation, Trans-mission & Distribution. 2018; 12(5):1190–7.
Marungsri B, Rawangpai A, Chomnawang N. Investigation Life Time Model of 22 kV XLPE Cable for Distribution System Applications in Thailand. WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2011; 10(6):185-97.
Medoukali H, Guibadj M, Zegnini B. Study of Electrical Constraints within Cavities in High Voltage Cables. International Journal of Computational and Experimental Science and Engi-neering (IJCESEN). 2015; 1(1):30-35.
Jaarsveldt HV, Gouws R. Partial Discharge Simulations Used for the Design of a Non-Intrusive Cable Condition Monitoring Technique. Journal of Energy and Power Engineering. 2013; 7:2193–201.
Sima W, Jiang C, Lewin P, et al. Modeling of the Partial Discharge Process in a Liquid Dielectric: Effect of Applied Voltage, Gap Distance, and Electrode Type. Energies. 2013; 6(2):934–52.
Palit S, Alam MA. Electrical breakdown in polymers for BEOL applications: Dielectric heating and humidity effects. 2014 IEEE International Reliability Physics Symposium. IEEE; 2014 June 1-5; Waikoloa, HI, USA. IEEE; 2014. p. BD.1.1-BD.1.4.
Izadi M, Rahman MSBA, Kadir MZAA. On the voltage and electric field distribution along polymer insulator. 2014 IEEE 8th International Power Engineering and Optimization Con-ference (PEOCO).2014 Mar 24-25; Langkawi, Malaysia. IEEE; 2014. P. 265–9.
Aracil JC, Lopez-Roldan J, Coetzee JC, et al. Accuracy of FEM and BEM for electromagnetic flux calculations in high power applications. Proceedings of the 4th International Conference on Computational Methods. Queensland Uni-versity of Technology, Australia. 2012. p. 1-8.
Ali Rachedi B, Babouri A, Berrouk F. A study of electromagnetic field gener-ated by high voltage lines using COMSOL MULTIPHYSICS. 2014 International Conference on Electrical Sciences and Technologies in Maghreb (CISTEM). 2014 Nov 3-6. Tunis, Tunisia. IEEE; 2014. p. 1–5.
Parker GW. Electric field outside a parallel plate capacitor. American J Phys. 2002; 70(5):502–7.
Illias HA, Othman ME, Tunio MA, et al. Measurement and simulation of partial discharge activity within a void cavity in a polymeric power cable model. In: 2013 IEEE International Conference on Solid Dielectrics (ICSD). 2013 June 30 - July 4; Bologna, Italy. IEEE; 2013. P. 105–8.
Forssen C, Edin H. Modeling partial discharges in a cavity at different applied frequencies. 2007 Annual Report - Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. 2007 Oct 14-17; Vancouver, BC, Canada .IEEE; 2007. P. 132-5.