Rapidly-increasing medium-voltage power electronics applications in emerging industry systems, including electrical ships, more electric aircraft, and microgrids, have emphasized the critical need for highly energy-efficient, reliable, and fast switching devices. As a result, Wide-Bandgap (WBG) devices have gained considerable interest over conventional silicon-based switches in recent years. For example, emerging WBG devices have unlocked new dimensions for modern motor drive systems with increased efficiency, switching frequency, and superior power density. Commercially-developed WBG devices such as Silicon Carbide (SiC) and Gallium Nitride (GaN) offer promising opportunities to meet those pressing requirements. However, the fast switching operation of WBG devices may cause substantially increased EMI emissions in medium-voltage applications, which can decrease the overall system’s performance or merits of power converters. This will be particularly an issue in a system where electric ground is unavailable, such as an electric ship, as a large Electro-Magnetic Interference current will be circulating within the system. The EMI in the WBG switch module will be emitted up to 500 MHz. This is the near radio-frequency (RF) band whose impact had not been clearly understood or properly analyzed in the power electronics field until recently. With new and critical challenges in recent years, to reliably adopt WBG devices in emerging power systems, there has been significant effort to improve electromagnetic compatibility (EMC) with new EMI mitigation techniques that comply with existing standards, including International Special Committee on Radio Interference (CISPR), Federal Communications Commission (FCC), Department of Defense (DOD), International Electro-Technical Commission (IEC), etc. This research investigates the common-mode EMI in networked power electronics-enabled power systems. Common-mode EMI phase information is a vital degree of freedom in EMI study that has not been considered in the state of the art. The EMI phase information reduces EMI without implementing any active or passive filter circuit. An effective and less complex method is introduced to reduce EMI in power electronics network. The work includes developing hybrid filter with passive and virtual filter. Including virtual filter reduces the passive common mode choke weight and volume significantly. Finally, a simplified switching node capacitance characterization technique for packaged WBG SiC has been introduced.

I samband med att mellanspänningsnätet kablifieras ökar också kraven vad gäller fellokalisering. För att hålla avbrottstiderna i nätet korta är effektiv felsökning erforderlig. Detta arbete syftar till att kartlägga och redogöra för begränsande faktorer som finns vid fellokalisering med fokus på pulsekometoden. Uppdraget utförs tillsammans med Vattenfall Eldistribution AB. Det har uppdagats problem gällande fellokalisering på mellanspänningskablar med pulsekometoden. Ett flertal faktorer bidrar till denna problematik. Resultatet från studien visar att kabelkonstruktionen är en betydande del i det som begränsar pulsekometodens användningsområden och funktionalitet. Rapporten redogör för grundläggande information kring konstruktion och typer av mellanspänningskablar. Kartläggningen uppvisar hur vattenträd påverkar en kabel negativt. Allmänt redogörs för vad som orsakar vattenträd samt vilka avhjälpande åtgärder som vidtas; trippelextrudering samt mantel- och isolationsprovning. Vidare beskrivs olika feltyper, kabeltyper, kabelgenerationer samt instrument- och metodtyper som alla är påverkande faktorer vid fellokalisering. Dokumentering är i högsta grad väsentligt för en lyckad felsökningsprocedur, vilket klarläggs i rapporten. Utöver dokumentation redogörs för hur kabelns kondition kan påverka felsökningsresultatet. Ett antal mätmetoder och mätinstrument finns till förfogande vid felsökning och provning. Alla har sina egna för- respektive nackdelar. De har även tillhörande användningsområden. Pulsekometerns grundfunktion studeras och förklaras. De övriga mätmetoderna, som används vid fellokalisering och provning, redogörs för endast generellt / As the medium voltage network cables in Sweden is buried down in the earth, the demand of fault localization expertise increases. To keep downtimes in the network short, the importance of effective fault localization is necessary. This work is aimed to map and visualize limiting factors within fault localization with focus on the TDR - Time Domain Reflectometry. This work is a collaboration with Vattenfall Eldistribution AB. Problems with fault localization on medium voltage cables with the TDR have been detected. A multiple factors are contributing to this problem. The results of this study show that the cable construction is a significant part in which extent the TDR can be used. The report are also accounting for basic information about construction and types. The mapping also illustrates water treeing and how it affects cables in a negative way. Visualization of what causes water treeing and several actions such as triple extrusion, jacket testing and insulation testing is included in the essay. Further information about fault types, cable types, cable generations, instrument types and method types is given. All of them are affecting factors within the area of fault localization. Documentation is highly important for a successful fault localization procedure, which is clarified in the report. Besides documentation the cable condition and the influence on it affecting the result of fault localization is stated. A number of measuring methods and instruments are available to use when fault localization and testing are occurring. Every instrument has their own advantages and disadvantages. They also have their own respective area of usage. The basic principle of TDR is studied and explained accordingly. The other measuring methods, which are used in fault localization and testing, are shown more generally

Bei der Zustandsbewertung von Kabeln steht derzeit das Mittelspannungsnetz im Fokus der Betrachtungen. Das Mittelspannungsnetz verbindet das Hochspannungsnetz mit dem Niederspannungsnetz und nimmt damit eine besondere Bedeutung ein. Störungen in diesem Netz wirken sich direkt als Versorgungsunterbrechung auf den Letztverbraucher aus. Rund 80 bis 85 % der Versorgungsunterbrechungen resultieren aus Problemen im Mittelspannungsnetz, sodass dortige Aktivitäten den größten Hebel bei der Steigerung der Versorgungsqualität entwickeln. Mittels Zustandsbewertung von Kabeln können verdeckte Fehler aufgedeckt oder deren Alterungszustand bestimmt werden. Nicht jeder diagnostizierte Fehler führt unmittelbar zum Ausfall. Er beschleunigt jedoch die Alterung, die letztendlich zum Ausfall führt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Identifizierung von Fehlern in Mittelspannungskabelmuffen im Zusammenhang mit der Alterung, um die Restlebensdauer auszunutzen und dem Ausfall zuvorzukommen. / By evaluating the status of cables, hidden errors can be detected or their aging condition can be determined. Not every diagnosed fault leads directly to failure. However, it accelerates aging, which ultimately leads to failure. The work deals with the identification of faults in medium-voltage cable joints in connection with aging in order to exploit the remaining life and to prevent the failure.

Bei der Zustandsbewertung von Kabeln steht derzeit das Mittelspannungsnetz im Fokus der Betrachtungen. Das Mittelspannungsnetz verbindet das Hochspannungsnetz mit dem Niederspannungsnetz und nimmt damit eine besondere Bedeutung ein. Störungen in diesem Netz wirken sich direkt als Versorgungsunterbrechung auf den Letztverbraucher aus. Rund 80 bis 85 % der Versorgungsunterbrechungen resultieren aus Problemen im Mittelspannungsnetz, sodass dortige Aktivitäten den größten Hebel bei der Steigerung der Versorgungsqualität entwickeln. Mittels Zustandsbewertung von Kabeln können verdeckte Fehler aufgedeckt oder deren Alterungszustand bestimmt werden. Nicht jeder diagnostizierte Fehler führt unmittelbar zum Ausfall. Er beschleunigt jedoch die Alterung, die letztendlich zum Ausfall führt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Identifizierung von Fehlern in Mittelspannungskabelmuffen im Zusammenhang mit der Alterung, um die Restlebensdauer auszunutzen und dem Ausfall zuvorzukommen. / By evaluating the status of cables, hidden errors can be detected or their aging condition can be determined. Not every diagnosed fault leads directly to failure. However, it accelerates aging, which ultimately leads to failure. The work deals with the identification of faults in medium-voltage cable joints in connection with aging in order to exploit the remaining life and to prevent the failure.

Bei der Zustandsbewertung von Kabeln steht derzeit das Mittelspannungsnetz im Fokus der Betrachtungen. Das Mittelspannungsnetz verbindet das Hochspannungsnetz mit dem Niederspannungsnetz und nimmt damit eine besondere Bedeutung ein. Störungen in diesem Netz wirken sich direkt als Versorgungsunterbrechung auf den Letztverbraucher aus. Rund 80 bis 85 % der Versorgungsunterbrechungen resultieren aus Problemen im Mittelspannungsnetz, sodass dortige Aktivitäten den größten Hebel bei der Steigerung der Versorgungsqualität entwickeln. Mittels Zustandsbewertung von Kabeln können verdeckte Fehler aufgedeckt oder deren Alterungszustand bestimmt werden. Nicht jeder diagnostizierte Fehler führt unmittelbar zum Ausfall. Er beschleunigt jedoch die Alterung, die letztendlich zum Ausfall führt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Identifizierung von Fehlern in Mittelspannungskabelmuffen im Zusammenhang mit der Alterung, um die Restlebensdauer auszunutzen und dem Ausfall zuvorzukommen. / By evaluating the status of cables, hidden errors can be detected or their aging condition can be determined. Not every diagnosed fault leads directly to failure. However, it accelerates aging, which ultimately leads to failure. The work deals with the identification of faults in medium-voltage cable joints in connection with aging in order to exploit the remaining life and to prevent the failure.

Bei der Zustandsbewertung von Kabeln steht derzeit das Mittelspannungsnetz im Fokus der Betrachtungen. Das Mittelspannungsnetz verbindet das Hochspannungsnetz mit dem Niederspannungsnetz und nimmt damit eine besondere Bedeutung ein. Störungen in diesem Netz wirken sich direkt als Versorgungsunterbrechung auf den Letztverbraucher aus. Rund 80 bis 85 % der Versorgungsunterbrechungen resultieren aus Problemen im Mittelspannungsnetz, sodass dortige Aktivitäten den größten Hebel bei der Steigerung der Versorgungsqualität entwickeln. Mittels Zustandsbewertung von Kabeln können verdeckte Fehler aufgedeckt oder deren Alterungszustand bestimmt werden. Nicht jeder diagnostizierte Fehler führt unmittelbar zum Ausfall. Er beschleunigt jedoch die Alterung, die letztendlich zum Ausfall führt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Identifizierung von Fehlern in Mittelspannungskabelmuffen im Zusammenhang mit der Alterung, um die Restlebensdauer auszunutzen und dem Ausfall zuvorzukommen. / By evaluating the status of cables, hidden errors can be detected or their aging condition can be determined. Not every diagnosed fault leads directly to failure. However, it accelerates aging, which ultimately leads to failure. The work deals with the identification of faults in medium-voltage cable joints in connection with aging in order to exploit the remaining life and to prevent the failure.