An electrical bushing is one of the most important elements in a power transformer. Steep front surges such as transient impulse voltage from lightning strikes is an inevitable electromagnetic transient mostly happening in power transmission and distribution system. The bushing might lead to be degraded due to such kind of surge. This project deals with overvoltage stress distribution on the transformer bushing under the effect of electromagnetic transient response such as lightning impulse.  To understand the behavior of transient response on the bushing, a proper model of power transformer bushing is built-in Comsol multiphysics to authenticate the stress distribution. The electromagnetic wave of impulse propagates onto the overhead line that connects with the transformer. Some understanding of the transient behavior of a conductor bushing has been achieved through studying the influence of inductance property and the skin effect characteristics of a multi-layer coaxial cable on the wave propagation, which has been structured in this project to simplify the model. On the other hand, the skin effect analysis on the conductor of the bushing has been taken also into account in this project using real conductor simulation in the Comsol model. Thus, it will be interesting to compare the real conductor model with the perfect conductor of the bushing through analyzing the current density effect on it.  In this project, multi-layer of coaxial cable and transformer bushing are simulated. The simulation is carried out for time domain and frequency domain in Comsol based on the model characteristics. / En elektrisk genomföring är ett av de viktigaste elementen i en transformator. Spänningsvågor med branta fronter som impulsspänningar från blixtnedslag är ett oundvikligt elektromagnetiskt övergående fenomen som oftast sker i kraftöverförings- och distributionssystem. Genomföringen kan leda till att degraderas på grund av en sådan våg. Detta projekt handlar om fördelning av överspännings på transformatorgenomföringen under påverkan av elektromagnetisk transient respons, såsom blixtimpuls.  För att förstå beteendet hos övergående respons på genomföringen är en korrekt modell av transformatorgenomföring inbyggd Comsol-flerfysik för att autentisera spänningsfördelningen. Den elektromagnetiska impulsvågen fortplantas från luftledningen som ansluter till transformatorn. Viss förståelse för det övergående beteendet hos en ledargenomföring har uppnåtts genom att studera påverkan av induktansegenskaper och hudeffektegenskaperna hos en flerskikts koaxialkabel på vågutbredningen, vilket har strukturerats i detta projekt för att förenkla modellen. Å andra sidan har hudeffektanalysen på genomföringens ledare beaktats i detta projekt med användning av verklig ledarsimulering i Comsol-modellen. Således blir det intressant att jämföra den riktiga ledarmodellen med den perfekta ledaren för genomföringen genom att analysera strömtäthetseffekten på den.  I detta projekt simuleras flerskikt av koaxialkabel och transformatorgenomföring. Simuleringen utförs för tidsdomän och frekvensdomän i Comsol baserat på modellegenskaperna.

This thesis deals with wireless power transfer from an external source to embedded small devices (such as for conditioning monitoring, control etc.) located at different distances from the source. The proposed designs can be used in a variety of applications, including mobile phones, electric cars, unmanned aerial vehicles, robots, etc. where it could be very convenient to transmit power without wires/cables. The wireless charging method which avoids using conventional cables and wires for energizing or charging electrical devices has been one of the fastest developed recent technologies. The inductive coupling technique is one way to transfer power wirelessly and works fairly well over very short distances. For distances greater than the radius of the emitter, however, inductive coupling rapidly declines. An improved approach is to create inductive-capacitive resonance which improves efficiency and transfer distance, which was proposed by Tesla. Other methods using more than two coils have lately been proposed, which improve transfer characteristics even further. Several designs were proposed consisting of two, three and four coil combinations, with different shapes and sizes. A ferrite cored solenoid was also chosen as emitter in some setups over air cored solenoid, for better field enhancement in longitudinal energy transfer applications. To have low resistive high energy transfer, coil-capacitor designs were proposed. Several simulations were performed using COMSOL Multiphysics software to understand the magnetic field distribution and transfer to the adjacent coils in air medium. Based on this power transfer efficiency graphs were plotted for every proposed design. For validation, few simulations were contrasted with lab experiments. The focus was to develop and contribute to the improvement of existing techniques. For this, it is sometimes enough to transfer a small amount of power (e.g., 0.5 W) at different distances and frequencies with different set ups. The results obtained from the simulation and measurements were used to evaluate the impact of frequency and transfer distance on energy transfer in wireless power transfer techinque for proposed design. The analysis was used to suggest the improvements or part of future work in the designs such as use of Litz wire and ferrite concentrators with thin conductive laminates. / Detta examensarbete behandlar trådlös kraftöverföring från en extern källa till inbyggda små enheter (såsom för tillståndsövervakning, kontroll etc.) placerade på olika avstånd från källan. De föreslagna designerna kan användas i en mängd olika applikationer, inklusive mobiltelefoner, elbilar, obemannade flygfordon, robotar, etc. där det kan vara mycket bekvämt att överföra ström utan ledningar/kablar. Den trådlösa laddningsmetoden som undviker att använda konventionella kablar och ledningar för att strömsätta eller ladda elektriska apparater har varit en av de snabbast utvecklade nya teknologierna. Den induktiva kopplingstekniken är ett sätt att överföra ström trådlöst och fungerar ganska bra över mycket korta avstånd. För avstånd större än sändarens radie avtar emellertid den induktiva kopplingen snabbt. Ett förbättrat tillvägagångssätt är att skapa induktiv-kapacitiv resonans som förbättrar effektiviteten och överföringsavståndet, vilket föreslogs av Tesla. Andra metoder som använder mer än två spolar har nyligen föreslagits, vilka förbättrar överföringsegenskaperna ytterligare. Flera konstruktioner föreslogs bestående av två, tre och fyra spolar kombinationer, med olika former och storlekar. En solenoid med ferritkärna valdes också som sändare i vissa inställningar framför solenoid med luftkärna, för bättre fältförstärkning i longitudinella energiöverföringstillämpningar. För att ha låg resistiv hög energiöverföring föreslogs spolkondensatorkonstruktioner. Flera simuleringar utfördes med COMSOL Multiphysics programvara för att förstå magnetfältets distribution och överföring till intilliggande spolar i luftmedium. Baserat på detta ritades grafer för effektöverföringseffektivitet för varje föreslagen design. För validering kontrasterades få simuleringar med labbexperiment. Fokus var att utveckla och bidra till förbättringen av befintliga tekniker. För detta räcker det ibland att överföra en liten mängd effekt (t.ex. 0,5 W) på olika avstånd och frekvenser med olika uppsättningar. Resultaten från simuleringarna och mätningarna användes för att utvärdera effekten av frekvens och överföringsavstånd på energiöverföring i trådlös kraftöverföringsteknik för föreslagen design. Analysen användes för att föreslå förbättringar eller delar av framtida arbete i designen, såsom användning av Litz-tråd och ferritkoncentratorer med tunna ledande laminat.