Behaviour of water drop on the insulator surface and study of electric field distribution on parallel insulators under DC

Verhalten von Wassertropfen auf der Isolator-Oberfläche und Untersuchung der elektrischen Feldverteilung auf parallelen Isolatoren unter DC

  • With the recent developments in electrical transmission system, HVDC transmission for long distances has become feasible. With this development, many insulators are being used in HVDC system. Different kinds of insulators are situated at different places (example: desert, near to sea, agriculture area, etc.) so they will get expose to different types of pollution. Pollution affects the behavior of insulation in terms of breakdown and withstand capability. The application experience of insulators under HVDC conditions is limited. There is a necessity to understand the flashover performance and to recognize key parameters in the design and dimensioning of insulators used under HVDC conditions. This dissertation presents the difference between the analysis of partial breakdowns at AC and DC. The dissertation explains the behavior of a water drop on insulator shed surface energized with DC. It deals with the moving water drop and hanging drop at the edge of the shed. There are many situations where insulator structure should be inWith the recent developments in electrical transmission system, HVDC transmission for long distances has become feasible. With this development, many insulators are being used in HVDC system. Different kinds of insulators are situated at different places (example: desert, near to sea, agriculture area, etc.) so they will get expose to different types of pollution. Pollution affects the behavior of insulation in terms of breakdown and withstand capability. The application experience of insulators under HVDC conditions is limited. There is a necessity to understand the flashover performance and to recognize key parameters in the design and dimensioning of insulators used under HVDC conditions. This dissertation presents the difference between the analysis of partial breakdowns at AC and DC. The dissertation explains the behavior of a water drop on insulator shed surface energized with DC. It deals with the moving water drop and hanging drop at the edge of the shed. There are many situations where insulator structure should be in parallel. For example, the structure of insulators in vertical disconnector equipment often is parallel. If insulators are arranged in parallel, then the behavior of the electric field is totally different. It is important to know the behavior of these insulators used in HVDC system. This report also explains the pollution and non-pollution behavior of parallel insulators energized with DC. The results can be a source of information to optimize the design and dimensioning of HVDC insulators, especially in pollution conditions.show moreshow less
  • Mit den neuen Entwicklungen im Bereich der elektrischen Übertragungsnetze wurde die HGÜ für große Entfernungen ermöglicht. Durch diese Entwicklungen werden viele Isolatoren im HGÜ-System verwendet. Unterschiedliche Arten von Isolatoren werden an verschiedenen Orten eingesetzt (z.B.: in der Wüste, in der Nähe vom Meer, im landwirtschaftlichen Bereich, etc.), wodurch sie auch unterschiedlicher Verschmutzung ausgesetzt werden. Die Verschmutzung beeinflusst das Verhalten der Isolation in Bezug auf ihre Belastbarkeit und ihr Versagen. Die praktischen Erfahrungen mit Isolatoren unter HGÜ-Bedingungen sind begrenzt. Es ist erforderlich das Überschlagverhalten zu verstehen und die wichtigen Parameter für die Auslegung und Dimensionierung von Isolatoren unter HGÜ Bedingungen zu erkennen. Diese Dissertation stellt den Unterschied zwischen Teilentladungen bei AC und DC dar. Die Dissertation erklärt das Verhalten eines Wassertropfens auf der Schirm Oberfläche des Isolators bei angelegter DC Spannung. Sie befasst sich mit bewegten WassertropfenMit den neuen Entwicklungen im Bereich der elektrischen Übertragungsnetze wurde die HGÜ für große Entfernungen ermöglicht. Durch diese Entwicklungen werden viele Isolatoren im HGÜ-System verwendet. Unterschiedliche Arten von Isolatoren werden an verschiedenen Orten eingesetzt (z.B.: in der Wüste, in der Nähe vom Meer, im landwirtschaftlichen Bereich, etc.), wodurch sie auch unterschiedlicher Verschmutzung ausgesetzt werden. Die Verschmutzung beeinflusst das Verhalten der Isolation in Bezug auf ihre Belastbarkeit und ihr Versagen. Die praktischen Erfahrungen mit Isolatoren unter HGÜ-Bedingungen sind begrenzt. Es ist erforderlich das Überschlagverhalten zu verstehen und die wichtigen Parameter für die Auslegung und Dimensionierung von Isolatoren unter HGÜ Bedingungen zu erkennen. Diese Dissertation stellt den Unterschied zwischen Teilentladungen bei AC und DC dar. Die Dissertation erklärt das Verhalten eines Wassertropfens auf der Schirm Oberfläche des Isolators bei angelegter DC Spannung. Sie befasst sich mit bewegten Wassertropfen und hängenden Tropfen am Rand des Schirms. Es gibt viele Situationen, in denen eine parallele Isolator-Struktur erforderlich ist. Zum Beispiel kommt in vertikalen Trennschaltern eine parallele Struktur der Isolatoren vor. Wenn Isolatoren parallel angeordnet sind, ist das Verhalten des elektrischen Feldes völlig unterschiedlich. Es ist wichtig, das Verhalten der Isolatoren in der HGÜ-Anlage zu kennen. Dieser Bericht erklärt auch das Verhalten bei der Verschmutzung und im verschmutzungsfreien Zustand von parallelen Isolatoren unter DC Spannung. Die Ergebnisse können als Informationsquelle verwendet werden, um die Auslegung und Dimensionierung von HGÜ-Isolatoren, insbesondere bei Verschmutzung, zu optimieren.show moreshow less

Download full text files

Export metadata

Metadaten
Author: Challagondla, Naresh Kumar
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-33718
Referee / Advisor:Prof. Dr. Schwarz, Harald, Prof. Dr. Schramm, Heinz-Helmut
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2015
Date of final exam:2015/02/16
Release Date:2015/03/04
Tag:HGÜ; Hochspannungsisolatoren; Parallele Isolatoren; Verhalten bei Verschmutzung; Verhalten von Wassertropfen
Ansys Maxwell; HVDC; High-Voltage insulators; Parallel insulators; Pollution performance; Water drop behavior
GND Keyword:Hochspannungsisolator; Wassertropfen
Institutes:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Energieverteilung und Hochspannungstechnik
Institution name at the time of publication:Fakultät für Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen (eBTU) / LS Energieverteilung und Hochspannungstechnik
Licence (German):Keine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.