Διηλεκτρικά υγρά (έλαια) χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μόνωση κύριων τμημάτων του εξοπλισμού υψηλών τάσεων. Ειδικά τα φυτικά έλαια εμφανίζουν αυξανόμενο ενδιαφέρον έναντι των ορυκτών ελαίων, λόγω των ιδιαίτερων φυσικοχημικών χαρακτηριστικών τους (π.χ. υψηλότερη διηλεκτρική αντοχή, βιοδιάσπαση κτλ). Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιήθηκε μελέτη ηλεκτρικών φαινομένων και φαινομένων οπτικής εκπομπής κατά τη διάρκεια καταπόνησης φυτικού ελαίου FR3TM σε ανομοιογενές ηλεκτρικό πεδίο. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε διαμόρφωση ηλεκτροδίων ακίδας-πλάκας (1 cm και 2 cm) και εφαρμόστηκε τυποποιημένη διακοπτική κρουστική υψηλή τάση. Μεταξύ άλλων, εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τη φάση προεκκένωσης εντός του ελαίου υποβαλλόμενου σε αυτό το ανομοιογενές πεδίο. Αυτά εμφανίζουν πρακτικό ενδιαφέρον αφού στον εξοπλισμό υψηλών τάσεων τα διάκενα είναι ομοιόμορφα σε λίγες μόνο περιπτώσεις. Η όλη πειραματική εργασία εκτελέσθηκε στο Εργαστήριο Υψηλών Τάσεων του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. / Dielectric liquids (oils) are widely used for the insulation of main parts of high voltage equipment. Especially, vegetable oils have increasing interest compared to mineral oils, due to their particular physicochemical features (e.g. higher dielectric strength, biodegradability etc). In the present diploma thesis, a study of electrical and optical emission effects was realized during the stressing of vegetable oil FR3TM in an inhomogeneous electric field. More specific, point-to-plane electrode configuration was used (1 cm and 2 cm) and standard switching high voltage was applied. Among other results, conclusions related to the pre-breakdown phase in the oil subjected to this inhomogeneous field were figured out. These conclusions have interest from the practical point of view since in the high voltage equipment the gaps are uniform in a few cases only. The experimental work as a unit was carried out in the High Voltage Laboratory of the Electrical and Computer Engineering Department of the Engineer Faculty of the University of Patras.

Η εργασία ξεκινά με την θεμελίωση βασικών εννοιών των εκκενώσεων και στη συνέχεια παρατίθενται οι κυριότερες ηλεκτρικές εκκενώσεις σε αέριο διάκενο. Ακολουθεί μια ιστορική αναδρομή του ηλεκτρικού ανέμου και μια εκτενής βιβλιογραφία πάνω στο θέμα αυτό καθώς και πρόσφατες εργασίες. Το θέμα της διπλωματικής εργασίας ήταν να παρουσιάσει μια δισδιάστατη μελέτη των ηλεκτρικών εκκενώσεων σε διάκενα με την χρήση υδροδυναμικών εξισώσεων, δίνοντας έμφαση α)στην δισδιάστατη εξομοίωση της «γένεσης» του streamer (κύμα ιονισμού) και της διάδοσής του σε διάκενο και β)την εξομοίωση του ηλεκτρικού ανέμου. Αναπτύχθηκαν δυο μοντέλα, ένα για τον streamer (μοντέλο Α) και ένα για τον ηλεκτρικό άνεμο (μοντέλο Β). Παρατίθενται αποτελέσματα και συμπεράσματα πάνω στα χαρακτηριστικά του streamer (ταχύτητα, πεδίο κεφαλής, … ) και του ηλεκτρικού ανέμου (ταχύτητα) σε σχέση με πειραματικά και θεωρητικά αποτελέσματα. Στο μοντέλο Α έγιναν εξομοιώσεις για διαφορετικές αρχικές συνθήκες και οι τιμές της ταχύτητας διάδοσης του streamer που προέκυψαν συμφωνούν με την βιβλιογραφία. Με κάποιες παραδοχές οι οποίες απλοποιούν την μελέτη του ανέμου και δεν παρεκκλίνουν από την φυσική του φαινομένου καταφέραμε να αναπτύξουμε το μοντέλο Β υπολογίζοντας την ταχύτητά του που συμφωνεί με την βιβλιογραφία. Αξίζει να αναφερθεί ότι η διπλωματική εργασία ανέδειξε τις δυνατότητες και αλλά και τις αδυναμίες του FlexPDE στην επίλυση δύσκολων διαφορικών εξισώσεων. / -