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IEC 62836 Ed. 1.0 b:2024 Measurement of internal electric field in insulating materials - Pressure wave propagation method >
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IEC 62836 Ed. 1.0 b:2024 Measurement of internal electric field in insulating materials - Pressure wave propagation method, 2024
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms, definitions and abbreviated terms [Go to Page]
- 3.1 Terms and definitions
- 3.2 Abbreviated terms
- 4 Principle of the method
- 5 Samples
- 6 Electrode materials
- 7 Pressure pulse wave generation
- 8 Set-up of the measurement
- 9 Calibrating the electric field
- 10 Measurement procedure
- 11 Data processing for experimental measurement
- 13 Impact of coaxial geometry [Go to Page]
- 13.1 Measuring set-up of pressure wave propagation method for the coaxial geometry sample
- 13.2 Physical model in coaxial geometry
- 13.3 Measuring conditions
- 13.4 Calibration of electric field for a coaxial sample [Go to Page]
- 13.4.1 Summary
- 13.4.2 Linearity verification
- 13.4.3 Validity verification of the ratio between two current peaks
- 13.4.4 Method for retrieving internal electric field from the measured current signal
- Annex A (informative)Preconditional method of the original signal forthe PWP method on a planar sample [Go to Page]
- A.1 Simple integration limitation
- A.2 Analysis of the resiliency effect and correction procedure
- A.3 Example of the correction procedure on a PE sample
- A.4 Estimation of the correction coefficients
- A.5 MATLAB® code
- Annex B (informative)Linearity verification of the measuring system [Go to Page]
- B.1 Linearity verification
- B.2 Sample conditions
- B.3 Linearity verification procedure
- B.4 Example of linearity verification
- Annex C (informative)Measurement examples for planar plaque samples [Go to Page]
- C.1 Samples
- C.2 Pressure pulse generation
- C.3 Calibration of sample and signal
- C.4 Testing sample and experimental results [Go to Page]
- C.4.1 Measurement results
- C.4.2 Internal electric field distribution in the testing sample
- C.4.3 Distribution of space charge density in the testing sample
- Annex D (informative)Measurement examples for coaxial geometry samples [Go to Page]
- D.1 Example of linearity verification of coaxial geometry [Go to Page]
- D.1.1 Sample conditions
- D.1.2 Linearity verification procedure
- D.1.3 Example of linearity verification
- D.2 Verification of the current peak area ratio between the outer and inner electrodes [Go to Page]
- D.2.1 Verification principle
- D.2.2 Example of verification of the current peak area ratio
- D.3 Testing sample and experimental results [Go to Page]
- D.3.1 Raw results of measurements
- D.3.2 Electric field distribution in the coaxial sample
- D.3.3 Space charge distribution in the coaxial sample
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Principle of the PWP method
- Figure 2 – Measurement set-up for the PWP method
- Figure 3 – Sample of circuit to protect the amplifier from damage by a small discharge on the sample
- Figure 4 – Diagram of the pressure wave propagationmethod set-up for a coaxial sample
- Figure 5 – Diagram of wave propagation of PWP for a coaxial geometry sample
- Figure 6 – Diagram of the propagation of pressure wave on the section of a cylinder
- Figure 7 – Flowchart for the computation of the electric fieldin a coaxial sample from PWP measured currents
- Figure A.1 – Comparison between practical and ideal pressure pulses
- Figure A.2 – Original signal of the sample free of charge under moderate voltage
- Figure A.3 – Comparison between original and corrected reference signals with a sample free of charge under moderate voltage
- Figure A.4 – Electric field in a sample under voltage with spacecharge calculated from original and corrected signals
- Figure A.5 – Geometrical characteristics of the referencesignal for the correction coefficient estimation
- Figure A.6 – Reference signal corrected with coefficients graphically obtained and adjusted
- Figure A.7 – Electric field in a sample under voltage with space charge calculated with graphically obtained coefficient and adjusted coefficient
- Figure B.1 – Voltage signals obtained from the oscilloscopeby the amplifier with different amplifications
- Figure B.2 – Current signals induced by the sample, consideringthe input impedance and the amplification of the amplifier
- Figure B.3 – Relationship between the measured current peakof the first electrode and applied voltage
- Figure C.1 – Measured current signal under −5,8 kV
- Figure C.2 – First measured current signal (< 1 min)
- Figure C.3 – Measured current signal after 1,5 h under −46,4 kV
- Figure C.4 – Measured current signal without applied voltage after 1,5 h under −46,4 kV
- Figure C.5 – Internal electric field distribution under −5,8 kV
- Figure C.6 – Internal electric field distributionunder −46,4 kV, at the initial state
- Figure C.7 – Internal electric field distribution after 1,5 h under −46,4 kV
- Figure C.8 – Internal electric field distribution withoutapplied voltage after 1,5 h under −46,4 kV
- Figure C.9 – Space charge distribution after 1,5 h under –46,4 kV
- Figure C.10 – Space charge distribution without applied voltageafter 1,5 h under −46,4 kV
- Figure D.1 – Measured currents from the LDPE coaxial sampleunder different applied voltages in a few minutes
- Figure D.2 – Relationships between the peak amplitude of the measuredcurrent at outer and inner electrodes and applied voltage
- Figure D.3 – First measured current signal (< 1 min) for the coaxial sample
- Figure D.4 – Measured current signals for the coaxial sample at beginning and after 2 h under −90,0 kV
- Figure D.5 – Measured current signals for the coaxial sample after 2 h under −90,0 kV, and without applied voltage after 2 h under high voltage
- Figure D.6 – Internal electric field distribution under –22,5 kV for the coaxial sample
- Figure D.7 – Internal electric field distribution under –90,0 kVfor the coaxial sample, at the initial state
- Figure D.8 – Internal electric field distribution after 2 h under –90,0 kV
- Figure D.9 – Internal electric field distribution withoutapplied voltage after 2 h under −90,0 kV
- Figure D.10 – Space charge distribution with and withoutapplied voltage after 2 h under −90,0 kV
- Table A.1 – Variants of symbols used in the text
- Table D.2 – Analysis of ratio between theoretical and measured peak area for measured current signal
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes, définitions et abréviations [Go to Page]
- 3.1 Termes et définitions
- 3.2 Abréviations
- 4 Principe de la méthode
- 5 Échantillons
- 6 Matériaux d'électrodes
- 7 Génération de l'impulsion de pression
- 8 Montage de mesure
- 9 Étalonnage du champ électrique
- 10 Procédure de mesure
- 11 Traitement des données pour les mesurages expérimentaux
- 13 Influence de la géométrie coaxiale [Go to Page]
- 13.1 Montage de mesure pour la méthode de l'onde de pression dans le cas d'un échantillon à géométrie coaxiale
- 13.2 Modèle physique à géométrie coaxiale
- 13.3 Conditions de mesure
- 13.4 Étalonnage du champ électrique dans le cas d'un échantillon coaxial [Go to Page]
- 13.4.1 Récapitulatif
- 13.4.2 Vérification de la linéarité
- 13.4.3 Vérification de la validité du rapport entre deux pics de courant
- 13.4.4 Méthode de déduction du champ électrique interne à partir du signal de courant mesuré
- Annexe A (informative)Méthode de préconditionnement du signal d'originepour la méthode PWP sur un échantillon plan [Go to Page]
- A.1 Limite d'intégration simple
- A.2 Analyse de l'effet de résilience et procédure de correction de la résilience
- A.3 Exemple de procédure de correction sur un échantillon en PE
- A.4 Estimation des coefficients de correction
- A.5 Code MATLAB®
- Annexe B (informative)Vérification de la linéarité du système de mesure [Go to Page]
- B.1 Vérification de la linéarité
- B.2 Conditions d'échantillonnage
- B.3 Procédure de vérification de la linéarité
- B.4 Exemple de vérification de la linéarité
- Annexe C (informative)Exemples de mesurages pour les échantillons plans de type plaque [Go to Page]
- C.1 Échantillons
- C.2 Génération de l'impulsion de pression
- C.3 Étalonnage de l'échantillon et du signal
- C.4 Échantillon d'essai et résultats expérimentaux [Go to Page]
- C.4.1 Résultats de mesure
- C.4.2 Répartition du champ électrique interne dans l'échantillon d'essai
- C.4.3 Répartition de la densité volumique des charges d'espace dans l'échantillon d'essai
- Annexe D (informative)Exemples de mesurages sur des échantillons à géométrie coaxiale [Go to Page]
- D.1 Exemple de vérification de la linéarité pour la géométrie coaxiale [Go to Page]
- D.1.1 Conditions d'échantillonnage
- D.1.2 Procédure de vérification de la linéarité
- D.1.3 Exemple de vérification de la linéarité
- D.2 Vérification du rapport des aires des pics de courant entre les électrodes extérieure et intérieure [Go to Page]
- D.2.1 Principe de vérification
- D.2.2 Exemple de vérification du rapport des aires des pics de courant
- D.3 Échantillon d'essai et résultats expérimentaux [Go to Page]
- D.3.1 Résultats de mesure bruts
- D.3.2 Répartition du champ électrique dans l'échantillon coaxial
- D.3.3 Répartition des charges d'espace dans l'échantillon coaxial
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Schéma de principe de la méthode PWP
- Figure 2 – Montage de mesure pour la méthode PWP
- Figure 3 – Échantillon de circuit visant à protéger l'amplificateurcontre les dommages dus à une faible décharge sur l'échantillon
- Figure 4 – Schéma du montage de mesure pour la méthode de l'ondede pression dans le cas d'un échantillon coaxial
- Figure 5 – Schéma de propagation des ondes selon la méthode PWP dans le cas d'un échantillon à géométrie coaxiale
- Figure 6 – Schéma de propagation des ondes de pression sur la section d'un cylindre
- Figure 7 – Organigramme de calcul du champ électrique dans un échantillon coaxial à partir des courants mesurés par la méthode PWP
- Figure A.1 – Comparaison entre les impulsions de pression réelles et idéales
- Figure A.2 – Signal d'origine de l'échantillon sans charges et sous une tension modérée
- Figure A.3 – Comparaison entre les signaux de référence d'origine et corrigé avec un échantillon sans charges et sous une tension modérée
- Figure A.4 – Champ électrique dans un échantillon sous tension et avec charges d'espace, calculé à partir des signaux d'origine et corrigé
- Figure A.5 – Caractéristiques géométriques du signal de référencepour l'estimation des coefficients de correction
- Figure A.6 – Signal de référence corrigé à l'aide d'un coefficientdéterminé graphiquement et d'un coefficient ajusté
- Figure A.7 – Champ électrique dans un échantillon sous tension appliquéeet avec charges d'espace, calculé à l'aide d'un coefficient déterminégraphiquement et d'un coefficient ajusté
- Figure B.1 – Signaux de tension mesurés par l'amplificateuravec différents gains et enregistrés par l'oscilloscope
- Figure B.2 – Signaux de courant induits par l'échantillon, en fonction de l'impédance d'entrée et du gain de l'amplificateur
- Figure B.3 – Relation entre le pic de courant mesuré aux bornes de la première électrode et la tension appliquée
- Figure C.1 – Signal de courant mesuré sous une tension de –5,8 kV
- Figure C.2 – Premier signal de courant mesuré (< 1 min)
- Figure C.3 – Signal de courant mesuré après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure C.4 – Signal de courant mesuré sans tension appliquée, après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure C.5 – Répartition du champ électrique interne sous une tension de –5,8 kV
- Figure C.6 – Répartition du champ électriqueinterne sous une tension de –46,4 kV, à l'état initial
- Figure C.7 – Répartition du champ électriqueinterne après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure C.8 – Répartition du champ électrique internesans tension appliquée, après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure C.9 – Répartition des charges d'espace après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure C.10 – Répartition des charges d'espace sanstension appliquée, après 1,5 h sous une tension de –46,4 kV
- Figure D.1 – Courants mesurés sur l'échantillon coaxial en LDPEsous différentes tensions appliquées dans un délai de quelques minutes
- Figure D.2 – Relation entre l'amplitude de crête du courant mesuréaux bornes des électrodes extérieure et intérieure et la tension appliquée
- Figure D.3 – Premier signal de courant mesuré sur l'échantillon coaxial (< 1 min)
- Figure D.4 – Signaux de courant mesurés sur l'échantilloncoaxial au début et après 2 h sous une tension de –90,0 kV
- Figure D.5 – Signaux de courant mesurés sur l'échantillon coaxial après 2 h sousune tension de –90,0 kV, et sans tension appliquée après 2 h sous une haute tension
- Figure D.6 – Répartition du champ électrique interne sous une tensionde –22,5 kV sur l'échantillon coaxial
- Figure D.7 – Répartition du champ électrique interne sous une tensionde –90,0 kV sur l'échantillon coaxial, à l'état initial
- Figure D.8 – Répartition du champ électrique interneaprès 2 h sous une tension de –90,0 kV
- Figure D.9 – Répartition du champ électrique internesans tension appliquée, après 2 h sous une tension de –90,0 kV
- Figure D.10 – Répartition des charges d'espace avec etsans tension appliquée, après 2 h sous une tension de –90,0 kV
- Tableau A.1 – Variantes des symboles utilisés dans le texte
- Tableau D.2 – Analyse du rapport entre l'aire des pics théorique et l'aire des pics mesurée pour le signal de courant mesuré [Go to Page]
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