Η μόνωση του εξοπλισμού και των εγκαταστάσεων υψηλής τάσης είναι απαραίτητη προκειμένου να διατηρηθεί η διαφορά δυναμικού μεταξύ των υπό υψηλή τάση αγώγιμων μερών. Παράλληλα με τον κύριο προορισμό της, η μόνωση μπορεί να έχει και άλλους ρόλους, όπως η μηχανική στήριξη των αγωγών, η ανταλλαγή θερμότητας κ.ά. Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με τα ηλεκτροτεχνικά υγρά τόσο θεωρητικά όσο και πειραματικά. Σε θεωρητικό επίπεδο, περιγράφουμε το ρόλο των μονωτικών λαδιών, τις χρήσεις, τις ιδιότητες τους και τους παράγοντες που τα επηρεάζουν. Σε πειραματικό επίπεδο πραγματοποιούμε πλήθος μετρήσεων με στόχο την εξακρίβωση και την εξαγωγή συμπερασμάτων, χρησιμοποιώντας τη συσκευή Baur Oil Tester DTA 822-129-1 του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού του εργαστηρίου υψηλών τάσεων. Όλες οι μετρήσεις καθώς και η επιλογή της κατάλληλης προδιαγραφής των δοκιμών έγιναν από τη συσκευή αυτή, λαμβάνοντας κάθε φορά τα αναγκαία μέτρα προστασίας για μας και την εγκατάσταση του εργαστηρίου. Το μονωτικό έλαιο που χρησιμοποιούμε είναι ο φυσικός εστέρας Envirotemp® FR3™, από την εταιρεία COOPER PowerSystems. Μερικοί από τους παράγοντες που εξετάστηκαν είναι το μέγεθος του διακένου, ο τύπος της διάταξης των ηλεκτροδίων, η ύπαρξη νερού στη δοκιμαστική κυψέλη, η σχέση και συμπεριφορά του λαδιού με τον χρόνο και οι διαφοροποιήσεις στις ατμοσφαιρικές συνθήκες που επικράτησαν κατά τη διάρκεια του πειράματος. Πιο αναλυτικά η εργασία χωρίζεται σε κεφάλαια τα οποία είναι τα εξής: Στο 2ο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στους μετασχηματιστές και στους τύπους μόνωσης που χρησιμοποιούνται στους διάφορους μετασχηματιστές σήμερα. Στο 3ο κεφάλαιο εξετάζεται στο σύστημα μόνωσης λαδιού - χαρτιού και στη συνέχεια παρουσιάζονται τα μονωτικά λάδια που έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν μέχρι σήμερα. Στο 4ο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική αναφορά στις ιδιότητες των μονωτικών λαδιών και συγκρίνονται οι ιδιότητες των ορυκτελαίων με αυτές των φυσικών εστέρων. Στο 5ο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους τρόπους διάσπασης των μονωτικών λαδιών. Στο 6ο κεφάλαιο εξετάζεται η γήρανση του συστήματος μόνωσης και οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Στο 7ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εφαρμογή Retrofilling. Τέλος, στο 8ο κεφάλαιο παρουσιάζονται κάποιες διαγνωστικές τεχνικές για τον προσδιορισμό της κατάστασης της μόνωσης. Ακολουθεί το πειραματικό μέρος στα κεφάλαια 9, 10, 11 όπου αναλύονται τα χρησιμοποιηθέντα όργανα, παρουσιάζεται η διαδικασία των μετρήσεων βήμα προς βήμα και τελικά πραγματοποιείται η συγκέντρωση των αποτελεσμάτων σε πίνακες και περαιτέρω ανάλυσή τους με βάση τα απαραίτητα διαγράμματα για την εξαγωγή συμπερασμάτων. / The insulation of equipment and installation of high voltage is needed to maintain the potential difference between the high voltage conductive parts. Alongside the main destination, the insulation may have other roles, such as mechanical support of pipelines, heat exchange, etc. In this paper we dealt with electrotechnical fluids both theoretically and experimentally. In theory, we describe the role of insulating oils, uses, properties and factors affecting them. In experimental, we realize number of measurements to identify and draw conclusions using the device Baur Oil Tester DTA 822-129-1 electrical equipment high voltage laboratory. All measurements and choice of appropriate standard tests made by this device, each time taking the necessary measures to protect us and the installation of the laboratory. The insulating oil used is the natural ester Envirotemp ® FR3 ™, from the company COOPER Power Systems. Some of the factors considered are the size of the gap, the type of device electrodes, the presence of water in the test cell, the relationship and behavior of oil over time and variations in atmospheric conditions that prevailed during the experiment. More detailed work is divided into chapters which are: The second chapter is a reference to transformers and types of insulation used in the various transformers today. The third chapter discusses the system insulating oil - paper and then presented the insulating oils used in the past until today. The fourth section provides a detailed report on the properties of insulating oils and compares the properties of these oils with natural esters. The fifth chapter refers to the ways breakdown of insulating oil. The sixth chapter examines the aging of the insulation system and factors affecting it. The seventh chapter presents the implementation Retrofilling. Finally, the eighth chapter presents some diagnostic techniques for determining the state of the insulation. The experimental part in Chapters 9, 10, 11 analyzes the instruments used, shows the process of measuring step by step and finally is made the merger of the results in tables and further analysis based on the necessary diagrams to draw conclusions. The insulation of equipment and installation of high voltage is needed to maintain the potential difference between the high voltage conductive parts. Alongside the main destination, the insulation may have other roles, such as mechanical support of pipelines, heat exchange, etc. In this paper we dealt with electrotechnical fluids both theoretically and experimentally. In theory, we describe the role of insulating oils, uses, properties and factors affecting them. In experimental, we realize number of measurements to identify and draw conclusions using the device Baur Oil Tester DTA 822-129-1 electrical equipment high voltage laboratory. All measurements and choice of appropriate standard tests made by this device, each time taking the necessary measures to protect us and the installation of the laboratory. The insulating oil used is the natural ester Envirotemp ® FR3 ™, from the company COOPER Power Systems. Some of the factors considered are the size of the gap, the type of device electrodes, the presence of water in the test cell, the relationship and behavior of oil over time and variations in atmospheric conditions that prevailed during the experiment. More detailed work is divided into chapters which are: The second chapter is a reference to transformers and types of insulation used in the various transformers today. The third chapter discusses the system insulating oil - paper and then presented the insulating oils used in the past until today. The fourth section provides a detailed report on the properties of insulating oils and compares the properties of these oils with natural esters. The fifth chapter refers to the ways breakdown of insulating oil. The sixth chapter examines the aging of the insulation system and factors affecting it. The seventh chapter presents the implementation Retrofilling. Finally, the eighth chapter presents some diagnostic techniques for determining the state of the insulation. The experimental part in Chapters 9, 10, 11 analyzes the instruments used, shows the process of measuring step by step and finally is made the merger of the results in tables and further analysis based on the necessary diagrams to draw conclusions.

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.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς ενός συγκεκριμένου είδους φυτικού έλαιου που καταπονείται εντός διακένου, υπό αυξανόμενη AC τάση. Αναζητούμε, λοιπόν, την επίδραση του μονωτικού ελαίου στην τάση διάσπασης καθώς μεταβάλουμε τους διάφορους παράγοντες από οποίους εξαρτάται (π.χ. το μέγεθος διακένου, το ρυθμό φραμμικής αύξησης της τάσης {kVrms/sec}, τη θερμοκρασία, το χρόνο χαλάρωσης του υγρού μεταξύ δύο διαδοχικές μετρήσεις, την επίδραση των φυσαλίων στην μονωτική συμπεριφορά του ελαίου, κ.α.). Η διπλωματική εργασία τούτη αποτελεί μια συνεισφορά στη διεθνή ερευνητική προσπάθεια που γίνεται πάνω στο αντικείμενο της συλλογής πληροφοριών και εξαγωγής συμπερασμάτων για τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες (ηλεκτρικές, μηχανικές, χημικές) διαφόρων τύπων σύνθετων μονώσεων. Ιδιαίτερα χρήσιμη αποσκοπεί να είναι στις διεθνείς προσπάθειες βελτίωσης των επιδόσεων και της αξιοπιστίας – με ταυτόχρονη διατήρηση ή και ελάττωση του μεγέθους των σχεδιαζόμενων μονωτικών διατάξεων – για Μετασχηματιστές Υψηλής Τάσης, που αποτελούν το κυρίαρχο μέσο στα παγκόσμια δίκτυα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. / This diploma thesis aims to the examination of the “behavior” of specific plant oil that is worn out within interspace under linearly increased AC voltage. So we search out the effect of the insulating oil on the voltage decomposition, as we alter the numerous factors on which it depends (the size of interspace, the rate of the voltage’s linear increase {kVrms/sec}, the temperature, the liquid’s relaxation time between two successional counts, the effect of bubbles on the oil’s insulating behavior etc).