Study of visible discharge onset and development on ice surfaces

Farzaneh, M.; Brettschneider, S.; Srivastava, K. D.

doi:10.1109/elinsl.2000.845492

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“…Dans de précédentes investigations effectuées à la CIGELE, quelques paramètres de décharges en présence de surface de glace ont été étudiés et comparés avec ceux obtenus dans l'air en présence de surfaces synthétiques tels le téflon (PTFE) [9,11,12,16].…”

Section: Ii45 Effet Des éLectrodes Métalliquesunclassified

Approche physique du développement de streamers positifs sur une surface de glace =

Ndiaye¹

2007

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REMERCIEMENTSCe projet de thèse a été réalisé dans le cadre des activités de la Chaire Industrielle CRSNG/Hydro-Québec/UQAC, sur le givrage atmosphérique des équipements des réseaux électriques (CIGELE). Je tiens alors à remercier avec la plus profonde gratitude le Professeur Masoud Farzaneh, titulaire de cette chaire et directeur de cette thèse, d'abord pour m'avoir accueilli au sein de son équipe, ensuite pour sa confiance envers mes efforts, sa sollicitude et la passion qu'il a réussie à me donner pour la recherche.Je tiens aussi à témoigner toute ma reconnaissance au Professeur Issouf Fofana, mon eo-directeur de thèse, qui n'a jamais cesser de m'encourager et qui a su mettre à mon égard toute sa disponibilité et son aide.Je voudrais aussi remercier le Dr Christophe Volât pour sa précieuse aide dans les simulations numériques de champ électrique et le Dr Stephan Brettschneider pour son soutien et sa disponibilité lors de la mise en opération de la caméra ultra rapide. Je dédie aussi ce travailA mon adorable mère, plus que jamais irremplaçable, pour son amour, ses conseils, ses encouragements et ses prières.Et à mes frères, pour le respect et la confiance qu'ils m'ont toujours témoignés. Xll LISTE DES ABREVIATIONS ET SYMBOLES ACCourant et tension alternatifs.

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Section: Ii45 Effet Des éLectrodes Métalliquesunclassified

Approche physique du développement de streamers positifs sur une surface de glace =

Ndiaye¹

2007

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“…Dans les perspectives de continuité des travaux déjà effectués à la CIGELE [7][8][9], plusieurs objectifs peuvent être portés à ce projet. Cependant, dans des limites de temps raisonnables et en tenant compte des capacités de nos équipements, les quelques points suivants peuvent être tenus primordiaux :…”

Section: Objectifs De Rechercheunclassified

“…Des paramètres importants tels le champ d'apparition des couronnes de streamers, leur vitesse de propagation, le volume critique de l'intervalle inter-électrodes et l'interaction dynamique entre la surface de glace et la décharge seront étudiés. D'autre part, les modèles physiques utilisés dans ces investigations seront beaucoup plus grands que ceux qui ont été utilisés jusqu'ici à la CIGELE [7][8][9]. Ceci fait que les résultats obtenus vont mieux intégrer les effets synergiques des différents mécanismes en jeu dans le processus de décharge sur une surface de glace.…”

Section: Originalité Du Projetunclassified

“…Comme il a été montré dans le cas d'autres surfaces diélectriques [62], le développement d'une décharge électrique sur une surface de glace se révèle être aussi d'une très grande complexité [7,8,27,74]. Les études sur les décharges visibles qui ont été déjà menées à la CIGELE [7,23] Le phénomène de détachement des ions négatifs s'est révélé être une notion déterminante dans notre approche physique de la décharge sur une surface de glace.…”

Section: Introductionunclassified

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Initiation et développement des décharges couronnes sur une surface de glace /

Ndiaye¹

2003

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Insulator surfaces exposed to tangential electric fields frequently constitute the weakest part of high voltage systems. Although a large body of experimental data on surface flashover has been accumulated and in spite of the fact that the breakdown of gas gaps has become a rather well understood phenomenon, a comprehensive physical understanding of ice surface discharge has not yet been achieved.This project aimed at investigating further, with new measurements, the basic physical processes of ice surface discharge inception and propagation. The better understanding of these processes will enable to design equipments more adapted to cold regions weather and to increase the power networks reliability in icing atmospheric conditions. Ultra high-speed photographic techniques have been applied to observe the first nanoseconds of visible discharge initiation and development on the ice surface. Since outdoors insulators have a very complex shape, a simplified physical model of rod-plane configuration has been used. The electric field inception of streamers, their propagation speed and the axial distance of critical volume have been studied.The results have been derived from Peek's experimental law and compared with those obtained in air gaps. They showed that the presence of ice surface could modify considerably corona streamers inception and propagation parameters. Several hypotheses that could be related to the ice surface discharge inception and propagation have been retained. It's possible that the interaction between the discharge and the ice surface lets occur others mechanisms not existing in air case. Charges accretion hypothesis on the ice surface has seemed to be very pertinent. The presence of these surface charges can modify considerably the local field distribution and it distorts the discharge inception and propagation parameters. Several mechanisms related to the surface charge accretion processes have also been identified. IV REMERCIEMENTSCe projet de recherche a été réalisé dans le cadre des activités de la Chaire Industrielle CRSNG/Hydro-Québec/UQAC, sur le Givrage Atmosphérique des Équipements des Réseaux Électriques (CIGELE). Je tiens alors à remercier avec ma plus profonde gratitude le Professeur Masoud Farzaneh, le titulaire de cette chaire, pour m'avoir accueilli au sein de son équipe de chercheurs et pour avoir supervisé mes travaux en qualité de directeur de recherche.Je tiens aussi à témoigner toute ma reconnaissance au Docteur Issouf Fofana, mon co-directeur de mémoire, qui a su mettre à mon égard toute sa disponibilité et son aide sans jamais arrêter de m'encourager. Je dédie ce modeste travailA mon cher père qui m'a quitté alors qu'il éclairait ma route vers le devenir qu'il m'avait prédit A ma mère, plus que jamais irremplaçable, pour son amour, ses conseils, ses encouragements et ses prières.Et à mes frères, pour la confiance qu'ils m'ont toujours témoignée.

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“…In the actual transmission lines, ice accumulates on the energized insulators, and the icing growth process is also affected by the leakage current and electric field, in addition to environmental factors. The research results from Canadian CIGELE and Chongqing University proposed that the influence of electric field on ice accretion of insulators is mainly concentrated on the joule heating effect of the leakage current, the polarization and attraction of water droplets, and corona discharge at the tip of icicles [11,13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simulation calculation of 3D electric field and natural flashover analysis of ice‐covered silicone rubber insulator

Dong

Yin

et al. 2022

IET Generation Trans & Dist

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The effects of uneven icing, number of icicles, inclination angle of icicle, ice pallets and arc ignition on the electric field are ignored for the two-dimensional axisymmetric model of ice-covered insulator. Therefore, a 3D simulation model was developed in this paper. The average electric field strength of air gap (E av ) and maximum field strength of icicle tip (E max ) were determined to characterize the influence of various factors on the electric field distortion degree. The results show that compared with the insulator without ice and with a dry ice, the supply voltage is almost entirely applied to all icicle air gaps for a wet ice-covered insulator. E av is independent of icicle diameter and icicle number but increases with the increment of icicle length and icicle inclination angle. E max raises with the increase of icicle length, icicle number, icicle inclination angle and icicle diameter. As the source of electric field distortion, the ice pallets on the surface of the sheds rise the field strength of air gap. Based on the simulation analysis and natural icing test, the applied voltage is redistributed in the remaining air gaps when an arc occurs in the gap near the high-voltage terminal, thereby causing the subsequent flashover.

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Study of visible discharge onset and development on ice surfaces

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Initiation et développement des décharges couronnes sur une surface de glace /

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