Modelowanie nieliniowych rozkładów pola elektrycznego na powierzchniach granicznych układów izolacyjnych

Electric field at triple point in insulating systems may cause corona discharges in the air and surface discharges along the solid dielectric. A field enhancement occurs because of the sharp edge of a high voltage electrode and extensive difference of permittivity value of air and solid dielectric. The method of suppressing partial discharges (PD) lies in disposing a varnished layer on the dielectric to obtain dielectric field grading. is the dielectric field grading . This problem refers to the rotating machines and the stator end slot. This paper presents simulations of electric field grading on insulation surfaces by means of COMSOL MultiphysicsŽ. Analysis covers the cases: configuration in air (without a varnished layer), a varnished layer with different value of conductivity, some varnishes layers with different length and conductivity. The maximum values of electric field stress show the effectiveness of grading.Pole elektryczne w punkcie potrojnym układow izolacyjnych może powodować wyładowania ulotowe w powietrzu i wyładowania powierzchniowe wzdłuż dielektryków stałych. Zmiany polowe wywołane są ostrymi krawędziami elektrod wysokonapięciowych oraz znaczną roznicą przenikalności elektrycznych powietrza i dielektryka stałego. Ograniczenie wyładowań niezupełnych może być osiągnięte poprzez stosowanie warstw półprzewodzących, znajdujących się bezpośrednio na powierzchni dielektryka. Problem ten dotyczy głownie maszyn wirujących i wyprowadzenia uzwojenia stojana. Niniejsza publikacja prezentuje symulacje rozkładu pola elektrycznego na powierzchniach izolacyjnych, wykonane przy pomocy programu komputerowego COMSOL Multiphysics. Analiza obejmuje następujące przypadki: konfiguracja w powietrzu (bez warstwy półprzewodzącej), obecność warstw półprzewodzących o różnych wartościach przewodności elektrycznej, kilka warstw półprzewodzących o różnych długościach i przewodnościach elektrycznych. Uzyskane w wyniku symulacji maksymalne wartości pola elektrycznego ukazują skuteczność stopniowania jego rozkładu