I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   10 ,   No .   2 ,  May   201 8 ,   p p .   4 1 6 ~4 2 5   I SS N:  2502 - 4752 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 0 . i2 . p p 416 - 4 2 5          416       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Finit e  Ele m en t  A na ly sis  of Ma x im u m  Elect ric  Field  for Air  Brea k do w n Unde r Vario us Elec trode Con figura tion s       Nur  F a rha ni A m bo 1 ,   H ida y a t   Z a in ud d in * 2 ,   M uh a m m a d  Sa ufi  K a m a rud in 3 ,   J a m a l ud in   M o hd   Wa ri 4 ,  Ay ua m ira   Z a ha ri 5   1 , 2, 5 Hig h   Vo lt a g e   En g in e e rin g   Re se a rc h   L a b o ra to ry ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,     Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y sia   M e l a k a ,   M a la y si a   3 F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ic E n g in e e ri n g ,   Un iv e rsiti   T u n   Hu ss e in   On n ,   M a lay sia   4 In d k o m   En g in e e rin g   S d n .   B h d . ,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   D ec   12 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   F eb   1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   F eb   2 1 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e r  d e sc rib e s  th e   e lec tri c   f ield   b e h a v io r  o f   a ir  b re a k d o w n   u n d e r   v a rio u s  e lec tro d e   c o n f ig u ra ti o n s   a n d   g a p   len g th .   By   u sin g   COMS OL  M u lt i p h y sic s ,   a   F in it e   El e m e n t  M e th o d   (F EM )   so f tw a re ,   th e   v a lu e s   o f  m a x i m u m   e le c tri c   f ield   c a n   b e   d e term in e d   b a se d   o n   th e   a ir   b re a k d o w n   v o lt a g e   d a ta  o b tain e d   f ro m   th e   e x p e rim e n t  u n d e r  A C  stre ss .  T h e   r e su lt s  sh o w   th a t  R0 . 5 - p lan e   c o n f ig u ra ti o n   p ro v id e s  a  v e r y   h ig h   e le c tri c   f ield   u p o n   b re a k d o w n ,   c o m p a re d   to   R6 - p lan e ,   R4 8 - p la n e   a n d   p lan e - p lan e   c o n f ig u ra ti o n s .  In   a d d it i o n ,   t h e   c o m p a riso n   b e twe e n   th e   a n a ly ti c a l  a n d   sim u latio n   re su lt s  o f   m a x i m u m   e lec tri c a l  f ield   g iv e s  a l m o st  id e n ti c a l  re su lt s   f o r  e a c h   e lec tro d e   c o n f ig u ra ti o n   e x c e p t  f o r  R6 - p lan e .     K ey w o r d s :   A ir   b r ea k d o w n   A ir   i n s u latio n   E lectr o d e  co n f ig u r atio n   Fin ite  E le m e n t M et h o d   ( FEM )   Ma x i m u m   E lectr ic  f ield     Co p y rig h t  ©   2 0 1 8   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    All   rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Hid a y at  Z ain u d d in ,     Hig h   Vo ltag e  E n g in ee r i n g   R e s ea r ch   L ab o r ato r y ,   Facu lt y   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Un i v er s iti T ek n ik al  Ma la y s ia  Me lak a,   Ma la y s ia.   E m ail:  h id a y at @ u te m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   An   ad v a n ce   i m p r o v e m en t  in   p o w er   s ec to r   o f   n atio n   h as  g iv e n   a  b ig   ch a n ce   to   em p o w er   en g in ee r s   to   co n s er v e  t h e  p o w er   eq u ip m e n t  f o r   r eliab le  o p er atio n   d u r in g   th eir   o p er atin g   li f e.   T ill  n o w ,   it  h as  b ee n   s ee n   th at  o n e  o f   t h e  m ai n   p r o b le m s   in   h i g h   v o lta g e  p o w er   eq u ip m en t  is   t h e  d eter io r atio n   o f   it s   in s u la tio n   q u a lit y   [1 - 2 ] .   I n   g e n er al,   th er e  ar e  t h r ee   d if f er en t  s tates   o f   i n s u lat io n   t h at  ar e  co m m o n l y   u s ed ;  g a s ,   liq u id   a n d   s o lid .   Fo r   g as  i n s u latio n   s y s te m ,   air   is   o n e  o f   th e  s i m p lest   f o r m s   o f   g a s   u s ed   as  i n s u lat in g   p u r p o s es  b ec au s e  it  h as  a   u n iq u e  f ea t u r e  o f   b ein g   u n iv er s all y   an d   i m m ed iatel y   a v ai lab le  at  n o   co s t  [ 3 ] .   Fu th er m o r e,   air   h as  b ee n   r ec o m m e n d ed   as e n v ir o n m e n t all y   u n cr itical  i n s u lat io n   m ed i a  f o r   g a s   i n s u lated   elec tr ical  p o w er   eq u ip m e n t [ 4 - 5 ] .   T h e  r esis ti v it y   o f   a ir   ca n   b e  co n s id er ed   as i n f in i te  u n d er   n o r m al  co n d itio n s   w h e n   t h er e  is   n o   io n izatio n   [ 6 ] .   I n   ad v an ce ,   t h e  b r ea k d o w n   o f   air   is   v er y   i m p o r tan ce   to   d esig n   e n g i n ee r s   o f   p o w er   tr a n s m i s s io n   lin e s   a n d   p o w er   ap p ar atu s   [ 4 ] .     T h e  elec tr ic  b r ea k d o w n   s tr en g th   o f   a n   air - i n s u la ted   g ap   b e t w ee n   d i f f er en t   m e tal  elec tr o d es  ca n   b e   en h a n ce d   co n s id er ab l y   b y   a n   ex p er i m e n t.  I n   th e  p as t  f e w   d ec ad es,  a  n u m b er   o f   r e s ea r ch   wo r k s   h a s   b ee n   d o n e   to   im p r o v e  u n d er s ta n d in g   ab o u t  th e  f u n d a m e n tal  c h ar ac ter is tics   o f   t h e  elec tr ical  b r ea k d o w n .   T h e  r esear c h   r esu lt s   s h o w   t h at  elec tr ica l  b r ea k d o w n   c h ar ac ter is tic  o f   s m all  air   g ap   u n d er   d if f er en t  ap p lied   v o ltag e  h as   it s   g r ea t  s i g n i f ican ce   f o r   t h e  d esi g n   o f   o v er h ea d   li n e,   s u b s tatio n   eq u ip m en t  an d   o t h er   v ar io u s   air   in s u lated   h i g h   v o ltag e  eq u ip m e n t  [ 1 ] .   So ,   k n o w led g e  o n   th e  b e h av io r   o f   ai r   b r ea k d o w n   b ec o m es  v er y   i m p o r ta n t  an d   d u e  to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       F in ite  E leme n t A n a lysi s   o f Ma ximu m  E lectric F ield   fo r   A ir   B r ea kd o w n   Un d er  …   ( N u r   F a r h a n i A mb o )   417   th is   r ea s o n ,   th er e  ar e  n ee d s   t o   in v est ig ate  t h e  b r ea k d o w n   v o ltag e  a n d   elec tr ic  f ield   p r o p er ties   o f   air   d u r in g   b r ea k d o w n   p r o ce s s es i n   v ar io u s   e n v ir o n m e n t s .   A   tec h n iq u e  o f   d eter m in in g   elec tr ic  f ield   is   n ee d ed   to   f u ll y   u n d er s tan d   th e  b eh a v io r   o f   air   u n d er   ce r tain   elec tr ic   f ield   p r o f iles .   I t  is   d i f f ic u lt  to   p r o p er ly   m ea s u r e  t h e  elec tr ic   f ield   at  a ll  lo c atio n s   b et w ee n   t w o   elec tr o d es.  Fo r   s i m p le   elec tr o d e  g eo m etr ie s ,   t h e  elec tr i c  f ie ld s   ca n   ea s il y   b e  e x p r ess ed   a n al y ticall y ,   b u t   f o r   s o m e  ca s es  t h e  elec tr ic  f ield   p r o b lem   is   co m p le x   d u e  to   th e  co m p lex it y   o f   t h e  d esi g n e d   g eo m etr ies  [ 7 - 8 ] .   T h er ef o r e,   n u m er ical  m et h o d s   ar e  th e  m o s t  s i g n if ican t  te ch n iq u es  to   u s ed   in   s o lv i n g   s p ec if ic  p r o b le m s ,   u s u all y   ap p licab le  w h e n   in v o lv i n g   co m p le x   s y s te m s   w h er e  th e  an al y tical  s o lu tio n   is   v er y   co m p lica ted   o r   i m p o s s ib le  [ 8 ] .   T h is   tech n iq u e  is   b ein g   co m m er ciall y   u s ed   s in ce   i t  allo w s   t h e  u s er   to   av o id   ex p en s iv e  a n d   co m p le x   tr ial - an d - er r o r   lab o r a to r y   e x p er i m e n ts   w h ic h   ar e  o f t en   v er y   d i f f ic u lt to   ca r r y   o u t [ 9 ] .     I n   t h is   p ap er ,   an   a ir   b r ea k d o w n   v o ltag e  test   s u b j ec ted   to   A C   v o lta g e  w as   co n d u cted   in s id e  a  test   r i g   f o r   v ar io u s   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   an d   g ap   le n g t h .   I n   o r d er   t o   d eter m i n e  th e  m ax i m u m   e l ec tr ic  f i eld ,   a  f in i te   ele m e n t  m et h o d   ( FEM )   is   u s e d   f o r   th e  co m p u ter   s i m u la tio n .   FEM   is   a   n u m er ical  m et h o d   th at  is   e x te n s i v el y   u s ed   to   o b tain   s o l u tio n s   f o r   v ar io u s   en g i n ee r in g   a n d   s cie n c e  p r o b lem s ,   i n cl u d in g   t h o s e  a r e  ass o ciate d   w i th   elec tr ic  f ield   b eh av io u r   [ 1 0 - 11 ] .   T h u s ,   a   s i m u lat io n   m o d el  o f   th e  s elec ted   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   w it h   v ar io u s   g ap   len g t h s   i s   d ev elo p ed   in   th e  co m p u ter   s o f t w ar e  to   an al y ze   t h eir   elec tr ical  f iel d   b eh av io r   in s id e  a   test   r ig .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 .1 .   E x peri m ent a l Set u p   Fig u r e  1   s h o w s   a  c u s to m   m a d e  test   r i g   t h at   w as   u s ed   i n   t h is   s tu d y .   T h is   test   r ig   is   th e   c o u r tes y   o f   I n d k o m   E n g i n ee r in g   Sd n .   B h d   w h er e  it   w as  d e s ig n ed   w it h   a  v o lu m e   ca p ac it y   o f   2 0 5   litre s   an d   ca n   w it h s ta n d   u p   to   7 0   k V  in   o n e  m in u te.           Fig u r e  1 .   C u s to m   Ma d e  T est R ig       T o   r ep r esen t  v ar io u s   t y p e  o f   elec tr ic  f ield ,   f o u r   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e  2   ar e  u s ed ;  p la n e - p la n e,   R 0 . 5 - p lan e ,   R 6 - p la n e  ( also   k n o w n   a s   h e m is p h er e - p la n e) ,   an d   R 4 8 - p la n e  co n f i g u r atio n s .   T h e  p lan e  elec tr o d e  h as  a  d iam eter   o f   1 0 0   m m .   Me an w h ile,   R 0 . 5 ,   R 6   an d   R 4 8   elec tr o d es  h av e  a  t ip   r ad iu s   o f   0 . 5   m m ,   6   m m   a n d   4 8   m m ,   r es p ec tiv el y .   A l l e lectr o d es a r e  m ad e  o f   b r ass   m etal.           Fig u r e  2 .   E lectr o d e  C o n f ig u r at io n s                                           ( a)   P lan e - P lan e   ( b )   R 0 . 5 - P lan e   ( c)   R 6 - P lan e   ( d )   R 4 8 - P lan e   0 . 5   mm   6   mm   1 0 0   m m   1 0 0   m m   1 0 0   m m   4 8   mm   1 0 0   m m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 ,  Ma y   2 0 1 8   :   4 1 6   –   4 2 5   418   I n   th i s   s t u d y ,   a  s er ie s   o f   air   b r ea k d o w n   v o ltag e   test   w a s   co n d u cted   b y   u s i n g   AC   v o lta g es  ( p o w er   f r eq u en c y )   a n d   th e  te s t p r o ce d u r e  o f   t h is   te s t is co m p l y in g   with   B S E N  6 0 0 6 0 - 1  s tan d ar d   [ 12 ] .   A   m i n i m u m   o f   5 0   m ea s u r e m en t s   o n   ea ch   e x p er im e n t  w a s   tak e n   f o r   th e  p u r p o s e  o f   s tatis tical  an al y s is .   T h e  r esu lts   o f   air   b r ea k d o w n   o b tai n ed   f r o m   th e  test   m ea s u r e m e n t s   ar e  th e n   u s ed   i n   s i m u latio n   to   d eter m i n e  t h e  as s o ciate d   elec tr ic  f ield   f o r   ea ch   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s .       2 . 2 .   Si m ula t io n o f   M a x i m u m   E le ct ric  F ield  us ing   CO M SO L   M ultiphy s ics  S o f t w a re   C OM SO L   Mu lt ip h y s ic s   5 . 2 a  v er s io n   s o f t w ar e  is   u s ed   to   m o d el  v ar io u s   elec tr o d e  co n f ig u r at io n s   in s id e   th e   test   r ig   f o r   elec tr ic  f ield   s i m u la tio n   p u r p o s es.   E a ch   elec tr o d e  co n f i g u r at io n   h as   its   o w n   in d i v id u a l   m o d el  f o r   f u r t h er   an al y s is   i ts   elec tr ic  f ield   b e h av io r   w it h   t h eir   r esp ec tiv e  air   b r ea k d o w n   r esu lt s .   I n   g en er al ,   t h er e  ar e  th r ee   s tag es  i n v o l v e d   in   o r d er   to   s o lv e  a  p ar ticu lar   p r o b lem ,   w h ich   ar e  th e  p r e - p r o ce s s i n g   s ta g e,   s o lv i n g   s ta g e,   an d   p o s t - p r o ce s s in g   s ta g e.   A ll t h e  p r o ce s s   in v o lv ed   in   ea ch   s tag e  i s   s u m m ar ized   as in   Fi g u r e  3 .           Fig u r e  3 .   FEM   P r o ce d u r es  in   C OM SO L   M u ltip h y s ics  So f t war e       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S   A ir   b r ea k d o w n   test   s u b j ec ted   to   AC   v o lta g e  w a s   co n d u cte d   in   a  test   r i g   w it h   a  p r ess u r e   o f   1   at m .   Du r in g   t h e  test ,   it  w a s   r ec o r d ed   th at  th e  r elativ e  h u m id it y   a n d   te m p er atu r e  i n s id e  th e   test   r ig   ar e  v ar ied   b et w ee n   4 4 %  to   7 8 %   an d   2 8 . 3 ° C   to   3 0 . 1 ° C ,   r esp ec tiv el y .   I n   o r d er   to   en s u r e  all  th e  test s   m ee t   B S  E N   6 0 0 6 0 - 1  s tan d ar d   [ 1 2 ] ,   it  is   f air l y   i m p o r tan t  to   co n s id er   co r r ec tio n   f ac to r s   f o r   ea ch   test   co n d itio n .   T h er ef o r e,   all  b r ea k d o w n   v o ltag e  r es u lt s   p r esen ted   i n   th i s   p ap er   ar e  af ter   co n s id er in g   th e  co r r ec tio n   f ac to r .     Fig u r e  4   s h o w s   th e  e x p er i m e n tal  r esu lt s   o f   air   b r ea k d o w n   f o r   f o u r   d if f er e n t  elec tr o d e  co n f i g u r atio n s .   I n   t h is   s t u d y ,   U 50  i s   r e f er s   to   t h e  m ea n   v alu e s   o f   5 0   b r ea k d o w n   v o lta g e  d ata.   I t  ca n   b e   s ee n   t h at  th e   U 50   v al u e   o f   air   in cr ea s e s   w it h   i n cr ea s i n g   g ap   le n g th   f o r   ea ch   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s .   Fo r   ea ch   g a p   len g t h ,   t h e  lo w est   U 50   r esu lt  is   o b s er v ed   f o r   R 0 . 5 - p lan e,   w h i le  th e  h ig h es t  is   p lan e - p lan e.   I t  is   also   f o u n d   th a t  th e  p atter n   o f   U 50   va lu e s   cu r v es  f o r   R 0 . 5 - p lan e  i s   clo s e  to   R 6 - p lan e,   w h ile  R 4 8 - p lan e  is   clo s e  to   p lan e - p la n e.   T h is   is   d u e  to   th e  ef f ec t  o f   th e  h i g h   v o lta g e  elec tr o d es  tip   r a d iu s .   As  ca n   b e  s ee n   in   Fi g u r e  4 ,   th e  d if f er en ce   i n   th e  v al u e s   o f   U 50   b et w ee n   R 0 . 5 - p lan e  a n d   R 6 - p lan e  a r e  d ec r ea s ed   as  th e  g ap   len g th   i n cr ea s es.  Ho w e v er ,   th e  d if f er en ce   o f   U 50   v alu e s   b et w ee n   R 4 8 - p lan e   an d   p lan e - p la n e  s ee m s   to   b e  i n cr ea s ed   as  t h e  g ap   len g t h   i n c r ea s es  esp ec iall y   a t   ab o v e  3 0   m m .       G eo m et ric  M o del : 2 D  ax is y m m etr ic  p lo t     P a ra m et er s :    -   R elat iv e  p er m itti v it y   o f   air   =  1       M a t er ia l P r o pert ies : A ir     B o un da ry   Co nd it io ns :    -   E lectr ic  P o ten tial ( A ir   b r ea k d o w n   v o ltag e)   -   Gr o u n d     M esh ing :  E x tr e m el y   f i n e     AC/DC  M o du le  –   E lectr o s tatic    E x ec utio n M o de :  Stu d y -   S tati o n ar y     So lv ing     Resul t s :  E lectr ic  P o ten tia l    L ine P lo t   ( 1 D)   Su rf a ce   P lo t   ( 2 D)     P re - pro ce s s ing     P o s t - pro ce s s ing   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       F in ite  E leme n t A n a lysi s   o f Ma ximu m  E lectric F ield   fo r   A ir   B r ea kd o w n   Un d er  …   ( N u r   F a r h a n i A mb o )   419         Fig u r e  4 .   E x p er i m en tal  R e s u l t s   o f   U5 0   f o r   A ir   B r ea k d o w n   a s   a  Fu n ctio n   o f   Gap   L e n g th       3 . 2 .     M a x i m u m   E lect ric  F iel d Si m u la t io n     B ased   o n   t h e  U 50   v al u e s   d ete r m in ed   f r o m   t h e  e x p er i m e n t,  m ax i m u m   e lectr ic  f ield   ( E m ax )   f o r   ea c h   elec tr o d e  co n f ig u r atio n s   ar e  m o d elled   an d   s i m u lated   i n   C OM SO L   Mu ltip h y s ics  s o f t w ar e.   Fro m   th e   s i m u lat io n   r es u lts ,   t h e  lo ca tio n   o f   E m ax   ca n   b e  d eter m in ed   at  a  v er y   h ig h   s tr e s s   r eg io n   in   t h e   elec tr o d e  s y s te m .     Fig u r e  5   to   Fig u r e  8   s h o w   t h e  elec tr ic  f ield   s u r f ac e  p lo t  ( le f t  s id e)   an d   elec tr ic  f ie ld   cu r v e  p lo t  ( r ig h t   s id e)   f o r   ea c h   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   at  1 0   m m   g ap   len g t h .     I t   is   n o ted   t h at  th e   s u r f ac e  p lo t  d is p la y s   t h e   lo ca tio n   o f   E m ax ,   w h i le  t h e  cu r v e  p lo t  d is p la y s   t h e  elec tr ic  f i eld   alo n g   t h e  g i v e n   le n g t h .   T h e  co lo r   tab le  r an g e   s h o w s   h o w   t h e  elec tr ic  f ield   v ar ies  b et w ee n   th e  elec tr o d e  co n f ig u r atio n s .   Dar k   r ed   co lo r   r e p r esen ts   th e   h ig h e s t ( m a x i m u m )   elec tr ic  f i eld   w h ile  d ar k   b lu e  co lo r   is   as s o ciate d   w it h   t h e  lo w est ele ctr ic  f ield .             Fig u r e  5 .   E lectr ic  Field s   b et w ee n   R 0 . 5 - P lan e  E lectr o d e  C o n f i g u r atio n s   ( 1 0   m m )             0 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 U 50 (kV ) G a p   L eng t h   (m m) R 0 . 5 -P l a n e R 6 -P l a ne R 4 8 -P l a ne P l a n e -P l a n e H i g h   v o l t a g e  e l e c t r o d e     ( R 0 . 5 )   G r o u n d   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   m a x :  9. 594     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 ,  Ma y   2 0 1 8   :   4 1 6   –   4 2 5   420           Fig u r e  6 .   E lectr ic  Field s   b et w ee n   R 6 - P la n e  E lectr o d e  C o n f i g u r atio n s   ( 1 0   m m )               Fig u r e  7 .   E lectr ic  Field s   b et w ee n   R 4 8 - P lan e  E lectr o d e  C o n f ig u r at io n s   ( 1 0   m m )   H i g h   v o l t a g e  e l e c t r o d e     ( R 4 8 )   G r o u n d   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   m a x :  2. 468     H i g h   v o l t a g e  e l e c t r o d e     ( R 6 )   G r o u n d   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   m a x :  3. 734     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       F in ite  E leme n t A n a lysi s   o f Ma ximu m  E lectric F ield   fo r   A ir   B r ea kd o w n   Un d er  …   ( N u r   F a r h a n i A mb o )   421       Fig u r e  8 .   E lectr ic  Field s   b et w ee n   P lan e - P la n e  E lectr o d e  C o n f ig u r atio n s   ( 1 0   m m )       R ev ie w in g   F ig u r e  5   to   Fig u r e  7 ,   th e  E m a x   o cc u r s   at  t h e  tip   o f   th e  h i g h   v o ltag e  elec tr o d e  w it h   d ar k   r ed   co lo r   s h ad e.   T h e  h ig h es t  E m ax   v a lu e  is   o b s er v ed   o n   R 0 . 5 - p lan e,   9 . 5 9 4   k V/ m m .   Me an w h ile,   E m a x   v alu e s   f o r   R 6 - p la n e  an d   R 4 8 - p lan e   ar e  3 . 7 3 4   k V/ m m   a n d   2 . 4 6 8   k V/ m m ,   r esp ec ti v el y .   B esi d es  th at,   it  i s   also   o b s er v ed   th at  t h e  elec tr ic   f ie ld   cu r v e  d ec r ea s e s   e x p o n en tia ll y   alo n g   th e   1 0   m m   g ap   len g t h   f o r   R 0 . 5 - p lan e,   R 6 - p lan e  an d   R 4 8 - p lan e.   Ho w e v e r ,   th e  elec tr ic  f ield   cu r v e  f o r   R 0 . 5 - p lan e  i s   s ee m s   to   b e  d ec r ea s ed   m o r e  s h ar p l y   co m p ar ed   to   th e  o th er   t w o   co n f i g u r atio n s .   O n   t h e  o th er   h an d ,   th e  E m a x   v al u e  f o r   p l an e - p la n e  is   2 . 3 0 3   k V/ m m .   I t  is   o b s er v ed   t h at  t h e  elec tr ic  f ield   i s   co n s ta n t  a lo n g   t h e  g ap   len g t h ,   d if f er   f r o m   o t h er   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   s in ce   t h er e  is   n o   cu r v e  o r   s h ar p   ed g e  p r esen c e  o n   th e  p lan e  elec tr o d e.   Fo r   m o r e  in - d ep t h   an al y s is   o n   th e  elec tr ic  f ield   b eh a v io r ,   s i m u latio n   o f   E m a x   v alu e   o f   ea ch   elec tr o d e  co n f ig u r atio n   is   co n d u cted   f o r   o th er   g ap   len g t h s   ( i.  e.   2 0   m m ,   3 0   m m ,   4 0   m m ,   an d   5 0   m m ) .   Fro m   th e  s i m u latio n   r es u lts ,   i t  is   n o ticed   th at  t h e  elec tr ic  f ield   p lo t  f o r   all  elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   ar e  al m o s t   id en tical  as p r ese n ted   in   Fi g u r e  5   to   Fig u r e  8 ,   ex ce p t f o r   th ei r   E m a x   v a lu e s .       As  d ep icted   in   Fi g u r e  9 ,   it  is   clea r l y   s h o w n   t h at  t h e  h ig h e s t   E m ax   ar e  o b tain ed   w h en   R 0 . 5 - p lan e  i s   u s ed   co m p ar ed   to   R 6 - p lan e,   R 4 8 - p lan e  an d   p la n e - p lan e  co n f ig u r at io n s ,   a lth o u g h   w i th   lo w e r   U5 0   v alu e s .   T h is   is   d u e   to   th e   f ac t  t h at  t h e  R 0 . 5   elec tr o d e  h as  a  v er y   s h ar p   t ip   w i th   0 . 5   m m   r ad iu s .   A s   t h e  tip   r ad iu s   o f   h i g h   v o ltag e  elec tr o d e  in cr ea s e s ,   E m ax   v al u es  ar e  d ec r ea s ed .   Mo r eo v er ,   as  a  f u n c tio n   o f   g ap   len g th ,   t h e  E m a x   v alu e s   f o r   R 6 - p la n e,   R 4 8 - p lan e  an d   p la n e - p la n e  co n f i g u r atio n s   d ec r ea s e  as  th e  g ap   len g th   b et w ee n   t h e   elec tr o d es a r e  in cr ea s ed .   I n   co n tr ast,  E m ax   v al u es  f o r   R 0 . 5 - p lan e  in cr ea s es a s   t h e  g ap   le n g t h   ar e  in cr ea s ed .             Fig u r e  9 .   Si m u latio n   R es u lt s   o f   E m ax   as a   F u n c tio n   o f   Gap   L e n g t h   0 4 8 12 16 10 20 30 40 50 E ma x (kV /mm ) G a p   L eng t h   (m m) R 0 . 5 -P l a n e R 6 -P l a ne R 4 8 -P l a ne P l a n e -P l a n e H i g h   v o l t a g e  e l e c t r o d e     ( P l a n e )   G r o u n d   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   G r o u n d   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   H i g h   v o l t a g e   e l e c t r o d e   ( P l a n e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 ,  Ma y   2 0 1 8   :   4 1 6   –   4 2 5   422   Mo r eo v er ,   th e  r elatio n s h ip   b etw ee n   th e  air   b r ea k d o w n   v o lta g e  ( U 50 )   an d   th e  m ax i m u m   e l ec tr ic  f ield   (E m ax )   ca n   b e  f u r t h er   an al y ze d   b y   co m p ar in g   Fi g u r e  4   an d   Fig u r e  9 .   I t  w a s   o b s er v ed   th at  th e  u n i f o r m it y   o f   th e   elec tr ic  f ie ld   b et w ee n   h i g h   v o ltag e  a n d   g r o u n d   elec tr o d es  af f ec ts   th e   b r ea k d o w n   v o ltag e  v al u es.  T h e  m o r e   n o n - u n i f o r m   t h e  elec tr ic  f ield   b et w ee n   t h e  elec tr o d es,  th e  l o w er   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e  v alu e s   o b tain ed   an d   v ice  v er s a.   I t  is   w o r th w h ile  n o tin g   th a t  th e  u n if o r m it y   o f   t h e  elec tr ic  f ield   i n cr ea s es  w i th   t h e  elec tr o d e  r ad iu s .   I n   th i s   s t u d y ,   t h e  m o s t  u n if o r m   elec tr ic  f ield   is   o b tai n ed   w h en   t h e  p la n e - p la n e  elec tr o d es   ar e  u s ed ,   w h i ls t  t h e   m o s t  n o n - u n i f o r m   elec tr ic  f iel d   is   o b s er v ed   w h e n   R 0 . 5 - p lan e  elec tr o d es a r e  u s ed .     T o   ai d   u n d er s tan d i n g ,   co n s id er   a  g ap   len g t h   o f   1 0   m m   wh er eb y   t h e  b r ea k d o w n   v o ltag e   lev el  f o r   p lan e - p la n e  co n f i g u r atio n   is   a p p r o x im a tel y   2 3   k V,   w h ils t  it   is   ab o u t   1 0   k V   w h en   R 0 . 5 - p la n e  co n f i g u r atio n   is   u s ed   ( r ef er   F ig u r e  4 ) .   Ho w e v er ,   th e  E m ax   v al u e  f o r   p la n e - p l an e  co n f i g u r atio n   i s   ab o u t  2 . 3   k V/ m m ,   w h ils t  t h e   E m ax   f o r   R 0 . 5 - p la n e  co n f i g u r a tio n   is   7 6   %  h ig h er ,   i.e .   9 . 6   k V/ m m   ( r ef er   Fi g u r e  9 ) .   I f   o n e   co n s id er s   a  v o lta g e  lev el  o f   1 0   k V  i n   th e   ca s e   o f   p lan e - p lan e   co n f ig u r atio n ,   t h e  E max   v al u e  p r o d u ce d   w ill   b e  to o   lo w   ( i.e .   1 . 0   k V/ m m ) ,   th u s   it  is   in s u f f icie n t   to   in itia te  a  p r e - b r ea k d o w n   s t r ea m er .   Nev er t h eles s ,   f o r   t h e  ca s e  o f   R 0 . 5 - p lan e   co n f i g u r atio n ,   at  t h e  s a m e   v o ltag e  le v el  o f   1 0   k V,   t h e  E m a x   w h ic h   e x is t s   at  t h e  s h ar p   ti p   o f   th e  elec tr o d e  in tr o d u ce s   a  v er y   h i g h   s tr ess   r eg io n   th at  s u f f icien t  to   in it iate  a  p r e - b r ea k d o w n   s tr ea m er ,   th u s   lead   to   a  b r ea k d o w n   e v e n t.  T h er ef o r e,   th is   e x p lai n s   t h e  r ea s o n   el ec tr o d es  w it h   a  s m all   tip   r ad iu s   h as  a  lo w er   b r ea k d o w n   v o ltag e  le v el  co m p ar ed   to   elec tr o d es w ith   a  lar g er   tip   r ad iu s .       3. 3 .    Co m pa ri s o n bet w ee n Sim u la t io n a nd   Ana ly t ica l R es ults o f   E m a x       T h is   s ec tio n   d is c u s s es   t h e  c o m p ar is o n   b et w ee n   s i m u lati o n   an d   an al y tica l  r es u lt s   o f   E m ax .   T h e   s i m u lat io n   r es u lt s   w er e  d eter m i n ed   u s in g   C OM S O L   M u lt ip h y s ics  s o f t w ar e,   as  p r esen t ed   in   s ec t io n   3 . 2 .   Me an w h ile,   t h e  a n al y tical  r e s u lt s   ar e  ca lc u lated   u s i n g   t h e  p r o p o s ed   eq u atio n s   ac co r d in g   to   th e   t y p e s   o f   elec tr o d e  co n f ig u r atio n s   as  s h o w n   in   T ab le  1 .   Fo r   R 0 . 5 - p la n e  co n f ig u r atio n ,   t h e  R 0 . 5   elec tr o d e  h as  a  p o in t  tip s   w it h   0 . 5   m m   r ad i u s .   Acc o r d in g   to   Ho w ar d   [ 1 5 ] ,   th e  E m a x   v al u e  at   th e   p o in t  o f   eit h er   p o in t - p la n e  o r   p o in t - s p h er e  co n f i g u r atio n   ca n   b e  a s s u m ed   to   b e  t h e  s a m e   as   t h e  f o r m u la  i n   eq u atio n   ( 1 )   w h ich   w as   d er iv ed   b ased   o n   h y p er b o lo id al  ap p r o x i m ati o n .   I n   th e  ca s e  o f   R 6 - p la n e  co n f ig u r atio n ,   t h e  R 6   elec tr o d e  h as  a  h e m i s p h er ical - s h ap ed   at  t h e  en d   o f   it s   tip .   D u e  to   t h i s   r ea s o n ,   R 6 - p lan e  ca n   b e  ca teg o r ized   as  h e m is p h e r e - p lan e.   T h e  E m ax   v alu e   f o r   t h is   co n f i g u r atio n   is   ca lcu lated   u s i n g   eq u at io n   ( 2 ) .   Alth o u g h   t h i s   eq u atio n   i s   d er iv ed   u p o n   th e   f ie ld   b et w ee n   a  s p h er e - p la n e  co n f i g u r atio n   [ 1 6 ] ,   b u t  it  is   b elie v e d   th at  t h e  elec t r ic  f ield   d is tr ib u tio n   a t  t h e  s p h er e   elec tr o d e  is   d o m in a ted   b y   t h e  h e m is p h er e  th at  f ac es  t h e  p lan e  elec tr o d e.   A s   a  p r o o f ,   a  f in i te  ele m e n t   s i m u lat io n   w a s   co n d u cted   to   d eter m in e  th e  s u itab ilit y   i n   a p p ly i n g   t h e  E m ax   eq u atio n   o f   s p h er e - p la n e  to   t h e   h e m is p h er e - p lan e.   A s   a  r es u lt ,   b o th   co n f ig u r atio n s   g a v e  alm o s t  s i m ilar   E m ax   v al u e s   ( i.  e .   th e  E m ax   v a lu e  o f   h e m is p h er e - p lan e  i s   g r ea ter   t h an   t h e  E m ax   v al u e  o f   s p h er e - p lan e  w ith   er r o r   less   th a n   3 . 2   %).     Fo r   R 4 8 - p lan e  co n f i g u r atio n ,   t h e  E m ax   v a lu e  i s   esti m ated   u s in g   t h e  s a m e  eq u atio n   u s ed   f o r   R 6 - p la n e  s in c e  th eir   elec tr ic  f ield   b eh av io r   a f o r e m e n tio n ed   is   in   ag r ee m en t   to   ea c h   o t h er   ( co m p ar e   t h e  elec tr ic   f ield   cu r v e  p lo t  b et w ee n   Fig u r e   6   an d   Fi g u r e  7 ) .   L astl y ,   f o r   p lan e - p lan e  co n f i g u r atio n ,   t h e  E m ax   v al u e  i s   ca lc u lated   u s i n g   eq u atio n   ( 3 )   s i n c e   th e  elec tr ic  f ield   ex is ts   at  a n y   p o in t b et w ee n   th is   elec tr o d es  g ap   ar e  eq u al  to   th e  av er ag e  el ec tr ic  f ield ,   E m ean .       T ab le  1 .   Fo r m u la  f o r   E m ax   C o r r esp o n d in g   to   E ac h   E lectr o d e  C o n f i g u r atio n s       El e c t r o d e   C o n f i g u r a t i o n s   F o r mu l a   f o r   E m a x   R e f   ( a )      = 2  (   4     )                             ( 1 )       W h e r e :   V   = U 50   v a l u e ,   r   =   t i p   r a d i u s ,   d   =   g a p   l e n g t h   [ 1 5 ]   ( b )        = +                             ( 2 )       W h e r e :   V   = U 50   v a l u e ,   r   =   t i p   r a d i u s ,   d   =   g a p   l e n g t h ,   k   =   0 . 9   [ 1 6 ]   ( c )        =  =                             ( 3 )     W h e r e :   V   = U 50   v a l u e ,   d   =   g a p   l e n g t h     [ 1 6 ]       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       F in ite  E leme n t A n a lysi s   o f Ma ximu m  E lectric F ield   fo r   A ir   B r ea kd o w n   Un d er  …   ( N u r   F a r h a n i A mb o )   423   T ab le  2   s h o w s   t h e  E m ax   v alu e s   f o r   b o th   s i m u latio n   a n d   an al y tical  ( ca lc u lated )   r esu lt s   u n d er   v ar io u s   elec tr o d e  co n f ig u r atio n s   an d   g ap   len g t h .   Fo r   R 0 . 5 - p la n e  co n f i g u r atio n ,   b o th   ca lcu lated   an d   s i m u latio n   r esu lts   o f   E m ax   v al u es   ar e  clo s e  to   e ac h   o th er   esp ec iall y   at   1 0   m m ,   2 0   m m   an d   4 0   m m   w i th   er r o r   less   th a n   5   %.     Me an w h ile,   f o r   R 6 - p la n e  co n f i g u r atio n ,   it  ca n   b e  s ee n   th at  th e  d if f er en ce   o f   E m ax   v al u es  b et w ee n   ca lcu lated   an d   s i m u latio n   r es u lt s   ar e  in c r ea s ed   as  th e  g ap   len g t h   i n cr ea s es  w h er e  th e  er r o r s   ar e  v a r ied   f r o m   6 . 5   %  to   1 0 0 . 9   %.  I t  is   b eliev ed   th at  th is   i s   d u e  to   th e  f i x ed   co ef f icie n t  k   v al u e  in   eq u atio n   ( 2 )   w h ic h   g i v es  t h e   s ig n i f ica n t  e f f ec ts   to   t h e  r es u lts   o f   E m ax   a s   t h e  g ap   le n g th   i s   v ar ied .   O n   t h e  o th er   h an d ,   f o r   R 4 8 - p la n e  co n f i g u r atio n ,   i t  i s   o b s er v ed   t h at  t h e  er r o r   b et w ee n   ca lc u lat ed   an d   s i m u latio n   r es u lt s   o f   E m ax   v ar y   f r o m   0 . 3   %   to   1 0 . 7   %.    L astl y ,   f o r   p lan e - p lan e  co n f ig u r atio n ,   it  ca n   b e  s ee n   th at   th e   E m ax  r es u lt s   o b tain   f r o m   b o t h   ca lcu latio n   an d   s i m u latio n   ar e  s i m ilar   f o r   all  g ap   len g t h .       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   b et w ee n   An al y tical  a n d   Si m u lat io n   R e s u lts   o f   E m ax   ( k V/ m m )     G a p     ( mm )   R 0 . 5 - P l a n e   R6 - P l a n e   R 4 8 - P l a n e   P l a n e - P l a n e   ( a )   C O M S O L   Er r o r   (% )   ( b )   C O M S O L   Er r o r   (% )   ( b )   C O M S O L   Er r o r   (% )   ( c )   C O M S O L   Er r o r   (% )   10   9 . 2 9 5   9 . 5 9 4   3 . 1   3 . 9 7 8   3 . 7 3 4   6 . 5   2 . 3 4 6   2 . 4 6 8   4 . 9   2 . 3 0 3   2 . 3 0 3   0   20   1 2 . 2 6 6   1 2 . 0 8 6   1 . 5   4 . 2 3 3   3 . 3 9 9   2 4 . 5   2 . 3 0 5   2 . 3 6 3   2 . 5   1 . 8 4 3   1 . 8 4 3   0   30   1 2 . 4 8 2   1 3 . 3 5 4   6 . 5   4 . 2 4 8   2 . 8 6 1   4 8 . 5   2 . 1 1 1   2 . 1 0 4   0 . 3   1 . 4 8 0   1 . 4 8 0   0   40   1 3 . 8 6 7   1 3 . 6 0 9   1 . 9   4 . 1 8 6   2 . 4 0 2   7 4 . 3   1 . 9 1 9   1 . 8 3 0   4 . 9   1 . 2 3 9   1 . 2 3 9   0   50   1 5 . 3 5 9   1 3 . 8 5 8   1 0 . 8   4 . 2 1 9   2 . 1 0 0   1 0 0 . 9   1 . 7 8 8   1 . 6 1 5   1 0 . 7   1 . 0 5 2   1 . 0 5 2   0   *   ( a ),   ( b ),   a n d   ( c )   a re   c a lcu late d   a c c o rd in g   to   f o rm u la i n   e q u a ti o n   ( 1 ),   ( 2 )  a n d   (3 ) ,   re sp e c ti v e l y .       4.   CO NCLU SI O N     Ov er all,   A C   b r ea k d o w n   test   s u b j ec ted   to   air   w er e  co n d u c ted   to   o b tain   U5 0   d ata  u n d er   v ar io u s   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s   an d   g ap   len g th s .   T h er e  ar e  f o u r   d if f er en t  elec tr o d e  co n f i g u r at io n s   w er e  u s ed ;  p la n e - p lan e,   R 0 . 5 - p lan e,   R 6 - p lan e  a n d   R 4 8 - p lan e.   Me a n w h ile,   th e   g ap   len g th   i s   v ar ied   b et w ee n   1 0   m m   to   5 0   m m   i n   1 0   m m   i n ter v al.   Af ter   co n d u c t in g   th e   air   b r ea k d o w n   te s t,  t h e   U5 0   v alu e s   ar e  t h en   u s ed   to   d eter m i n e  th e   E m a x   u s i n g   a  2 D  ax is y m m etr ic  m o d el  in   C OM SO L   M u ltip h y s ic s   s o f t w ar e.   T h e  lo ca tio n   o f   th e  m a x i m u m   elec tr ic  f ield   w a s   d eter m i n ed   f o r   ea ch   elec tr o d e  co n f ig u r atio n s ,   a n d   elec tr ic  f ield   c u r v e s   b et w ee n   t h e  h ig h   v o lta g e  an d   g r o u n d   e lectr o d es  ar e  also   p l o tted   an d   ex a m in ed .   I t  w a s   f o u n d   th at  alt h o u g h   t h e  air   b r ea k d o w n   r esu l ts   i n   R 0 . 5 - p lan e  g ap s   ar e  lo w er   t h a n   th e  o th er   elec tr o d e  co n f i g u r atio n s ,   th e  E m ax   v alu e s   ar e  th e  h ig h est  a m o n g   all  th e  elec tr o d e  co n f i g u r atio n s .   T h e  an al y tical  a n d   s i m u lat io n   r esu lt s   o f   E m a x   f o r   ea ch   elec t r o d e  co n f ig u r atio n s   ar e  al m o s t si m ilar   to   ea ch   o t h e r   ex ce p t f o r   R 6 - p lan e.       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e   au th o r s   w i s h   to   th a n k   Ma la y s ia n   Mi n i s tr y   o f   Hi g h er   E d u ca tio n   ( MO HE )   an d   Un i v er s it i   T ek n ik al  Ma la y s ia  Me la k a  ( UT eM )   f o r   f u n d i n g   th i s   s t u d y   u n d er   th e   r esear ch   g r a n ts ;   FR GS /1 /2 0 1 6 / T K0 4 /FKE - C E R I A /F0 0 3 0 4 .   A n   ap p r ec iatio n   also   g i v es   to   I n d k o m   E n g i n e er in g   Sd n .   B h d .   f o r   p r o v id in g   ce r tai n   r esear ch   m at er ials   th r o u g h o u t t h is   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   P .   B.   S a n k a r,   “ M e a su re me n t  o f   Ai r  Bre a k d o wn   Vo lt a g e   a n d   El e c tric  Fi e ld   u sin g   S t a n d a r d   S p h e re   Ga p   M e th o d , ”   M a ste r  T h e sis,  2 0 1 1 .   [2 ]   S .   Ka rm a k a r,   “ A n   Ex p e rime n tal  S tu d y   o f   A ir  Bre a k d o w n   V o l tag e   a n d   it s  Ef f e c ts  o n   S o li d   In s u latio n , ”   J .   El e c trica l   S y ste ms ,   p p .   2 0 9 - 2 1 7 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   M .   S .   Ka m a ru d in   e t  a l. ,   “ A  S u rv e y   o n   th e   Po te n ti a l  o f  CF 3 I  a s  a n   Al ter n a ti v e   fo r  S F6   i n   Hig h   V o lt a g e   Ap p li c a ti o n s,”   in   4 5 th   I n tern a ti o n a l  Un iv e rsiti e s P o w e r  En g in e e rin g   Co n f e re n c e   (UP EC  2 0 1 0 ) ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 0 .   [4 ]   M .   S .   Na id u   a n d   V.  Ka m a r a ju ,   “ Hig h   Vo lt a g e   En g in e e rin g ” ,   4 t h   e d . ,   T a ta M c G ra w - Hill ,   2 0 0 9 .   [5 ]   E.   On a l,   “ Bre a k d o w n   Ch a ra c t e ris ti c s  o f   Ga se s   in   No n - Un if o rm   F i e ld s,”   J .   El e c tr.  El e c tro n .   En g . ,   v o l.   4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 7 7 – 1 1 8 2 ,   2 0 0 4 .   [6 ]   G .   R.   Jo n e s,  M .   A .   L a u g h to n ,   a n d   M .   G .   S a y ,   “ El e c tri c a l  En g in e e r’s  Re f e r e n c e   Bo o k ” ,   1 5 t h   e d . ,   Bu tt e rw o rt - He in e m a n n   L td . ,   1 9 9 3 .   [7 ]   A   Ka ra ,   Ö.  K a len d e rli ,   a n d   K.  M a rd ik y a n ,   “ Ef fec t  o f  Die lec tric  Ba rr ier s  to   th e   El e c tric  Fi e ld   o f  Ro d - P la n e   Ai r  Ga p , ”   Ei g h t h   COMS OL   Co n f . ,   2 0 0 6 .   [8 ]   F.  M iro n ,   M .   P u rc a r,   a n d   C.   M u n tea n u ,   “ Nu m e rica l   Co m p u tatio n   o f   th e   El e c tro m a g n e ti c   F ield   in sid e   a   Hig h   V o l tag e   S u b sta ti o n , ”   Act a   El e c tro teh n ica ,   v o l.   5 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 5 – 1 7 8 ,   2 0 1 5 .   [9 ]   M .   S .   Ka m a ru d in ,   “ Exp e rime n ta l  In v e stig a ti o n   o f   CF3 I - CO 2   Ga s   M ixtu re s  o n   t h e   Bre a k d o w n   C h a ra c ter isti c s  i n   Un if o rm   a n d   No n - Un if o rm   Fi e l d   Co n fi g u r a ti o n s,”   P h D T h e sis,  2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 ,  Ma y   2 0 1 8   :   4 1 6   –   4 2 5   424   [1 0 ]   S .   K.  Ka n ik e ll a ,   “ El e c tri c   F ield   a n d   T h e rm a l  P ro p e rti e s  o f   Dry   Ca b le  Us in g   F EM ” ,   T EL KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l  En g in e e rin g ,   v o l.   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   2 2 7 1 - 2 2 7 6 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   K.  Ra jag o p a la,  K.  P .   V it tal,   a n d   H.  L u n a v a th ,   “ Co m p u tatio n   o f   El e c tri c   F ield   a n d   T h e r m a l  P ro p e r ti e s  o f  3 - P h a se   Ca b le” ,   T EL KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l   En g in e e r in g ,   v o l.   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 6 5 - 2 7 4 ,   2 0 1 2 .   [1 2 ]   Eu ro p e a n   Co m m i tt e   f o r  El e c tro tec h n ica l  S tan d a rd iza ti o n ,   “ BS   EN  6 0 0 6 0 - 1 :  2 0 1 0   BS I  S tan d a rd s  P u b li c a ti o n   Hig h - v o lt a g e   Tes t  Tec h n iq u e s  P a rt   1 :  G e n e ra l  De f in it io n s a n d   T e st Req u i re m e n ts,” 2 0 1 0 .   [1 3 ]   M .   S .   Ka m a ru d in   e t  a l . ,   “ S im u la t i o n   o f  El e c tric F ield   Pro p e rties   fo r A ir B r e a k d o wn   u sin g   COM S OL   M u lt ip h y sic s, ”   in   4 th   I ET   In tern a ti o n a l  Co n f e re n c e   o n   Clea n   E n e rg y   a n d   T e c h n o l o g y   (CE AT   2 0 1 6 ) ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   M .   S .   Ka m a ru d in   e t  a l. ,   “ P re ss u ri z e d   CF 3 I - CO 2   G a s  M ix tu re   u n d e r  L ig h tn in g   Im p u lse   a n d   it s  S o li d   By - P ro d u c ts” ,   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  E lec trica l  a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 0 8 8 - 3 0 9 4 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   P .   R.   Ho w a rd ,   “ P ro c e ss   Co n tri b u ti n g   to   t h e   El e c tro n e g a ti v e   G a se s   in   Un if o rm   a n d   No n - Un if o rm   El e c tri c   F ield s , ”   P r o c e e d in g s o f   th e   IEE   –   P a r t  A :  P o w e r  En g in e e rin g ,   v o l.   1 0 4 ,   n o .   1 4 ,   p p .   1 3 9 – 1 4 2 ,   1 9 5 7 .   [1 6 ]   A .   Bo u w e r s  a n d   P .   G .   Ca th ,   " T h e   M a x i m u m   El e c tri c   F ield   S tren g th   f o r  S e v e ra l  S i m p le  El e c tro d e   Co n f ig u ra ti o n s" ,   Ph il i p s T e c h n ica l  Rev iew,   v o l .   6 ,   n o .   9 ,   p p .   2 7 0 – 2 7 8 ,   1 9 4 1 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       F in ite  E leme n t A n a lysi s   o f Ma ximu m  E lectric F ield   fo r   A ir   B r ea kd o w n   Un d er  …   ( N u r   F a r h a n i A mb o )   425     B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Nu r   Fa r h a n i   A m b o   re c e iv e d   h e r   Ba c h e lo r’s  d e g re e   in   El e c tri c a l  E n g in e e rin g   (In d u strial  P o w e r)  f ro m   Un iv e rsiti   Tek n ik a l  M a la y sia   M e lak a   in   2 0 1 6 .   S h e   is  c u rr e n tl y   p u rsu in g   h e r  M a ste r  o f   S c ien c e   d e g re e   in   El e c tri c a l  E n g in e e rin g   a t  Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y sia   M e lak a .   He r   re se a rc h   in tere sts in c lu d e   g a s d isc h a rg e s,  h ig h   v o lt a g e   in su lati o n   sy ste m s a n d   h ig h   v o lt a g e   m e a su re m e n ts.         H id a y a t  Za in u d d in   re c e iv e d   h i s  Ba c h e lo r' s  d e g re e   in   El e c tri c a l   En g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i   M a lay sia   in   2 0 0 3 .   He   th e n   o b tain e d   h is  M a ste r  o f   S c ie n c e   d e g re e   in   El e c tri c a l   P o w e r  En g in e e rin g   w it h   Bu sin e ss   f ro m   Un iv e rsit y   o f   S trath c l y d e ,   G la s g o w ,   in   2 0 0 5 .   He   re c e iv e d   h is   P h . D  d e g re e   f ro m   Un iv e rsit y   o f   S o u t h a m p to n   in   2 0 1 3 .   He   h a s  se rv e d   a s  a n   a c a d e m i c   sta ff   a t  Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y sia   M e lak a   ( UTe M )  sin c e   2 0 0 3   a n d   h e   is  c u rre n tl y   a n   A s so c iate   P r o f e ss o r   a n d   De p u ty   De a n   (S tu d e n t  De v e lo p m e n t)  in   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   UT e M .   He   is   a lso   th e   He a d   o f   th e   Hig h   V o lt a g e   En g in e e rin g   Re se a rc h   L a b o ra to ry   (HV ER  L a b ),   UT e M .   He   w a s  th e   M a n a g e r  o f   Ce n tre  o f   Ex c e ll e n c e   f o r  Ro b o ti c s  a n d   In d u str ial  A u to m a ti o n   (Ce RIA )  a t  U T e M   f ro m   2 0 1 4   to   2 0 1 6 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   g re e n   tec h n o l o g y   in   h ig h   v o lt a g e   s y ste m ,   h ig h   v o lt a g e   e q u ip m e n t  a n d   in su lati o n   c o n d it i o n   m o n it o rin g ,   f a il u re   a n a l y sis,   a n d   p o w e r  s y ste m   p ro tec ti o n   c o o r d in a ti o n .         M u h a m m a d   S a u fi  K a m a r u d i n   re c e iv e d   h is  P h D  De g re e   in   Hig h   V o l tag e   En g in e e rin g   f ro m   Ca rd iff   Un iv e rsit y ,   UK   in   2 0 1 4 .   He   re c e iv e d   h is  M . S c .   in   El e c tri c a l  P o w e r  En g in e e rin g   a n d   Ba c h e lo r  o f   d e g re e   in   El e c tri c a l   En g in e e rin g   (El e c tri c a l  P o w e r  En g in e e rin g )  f ro m   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a lay sia   in   2 0 0 3   a n d   2 0 0 5 .   Cu rre n tl y ,   h e   is  a   S e n io r  L e c tu re r  in   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ic  En g in e e rin g ,   a t  Un iv e r siti   T u n   Hu ss ien   On n   (U T HM).   He   is  a   P r o f e ss io n a l  En g in e e r  (Ir . )  re g istere d   w it h   th e   b o a rd   o f   En g in e e rs  M a la y sia   (BEM ).   He   is  a lso   a   c o rp o ra te  m e m b e r  o f   In stit u ti o n       o f   e n g in e e rs   M a la y si a   (IE M ). His  re se a r c h   in tere st  in c lu d e   g a s  d isc h a rg e ,   h ig h   v o lt a g e   su rg e   a rre ste rs as   w e ll   a s   d iele c tri c ,   a n d   e lec tri c a l  in su lati o n   sy ste m .       J a m a l u d i n   M o h d   Wa r i   is  a   M a n a g in g   Dire c to r  o f   In d k o m   En g in e e rin g   S d n   B h d ,   a   m e d iu m   v o lt a g e   s w it c h g e a r  c o m p a n y   b a se   in   S h a h   A la m ,   S e lan g o r.   He   is  a   m a n a g e r,   d e sig n e r  a n d   e n g in e e r  w it h   m o re   th a n   2 5   y e a rs  o f   e x p e rien c e   in   e lec tri c a l  p o w e r  in d u stry .   His  c a r e e r  p a th   b e g a n   in   1 9 8 4   a s  a n   E n g in e e r;  b e c a m e   M a n a g e r  in   1 9 8 9   a n d   l a ter  o n   in   1 9 9 6   a p p o i n ted   a s   M a n a g in g   Dire c to r.   He   h a d   w id e   e x p o su re   a n d   e x ten siv e   e x p e rien c e s  in   h ig h   v o lt a g e   d istri b u ti o n   a n d   tran sm issio n   p ro jec ts  w it h   h i g h ly   e n g in e e re d   s y st e m s  w h ich   r e q u ire  d e e p   u n d e rsta n d in g   o f   c rit ica l  b u sin e ss   d riv e rs  in   m u l ti p le  m a r k e ts  a n d   in d u stries .   He   led   a n d   m o ti v a ted   te a m s  c o m p rise d   o f   m o re   th a n   2 0 0   e m p lo y e e s  a n d   m a n a g e d   P & L   f o r  b u si n e ss   d iv isio n s  e x c e e d in g   RM 1 0 0   m il li o n   re v e n u e .           Ay u a m ir a   Za h a r i  re c e iv e d   h e r   Ba c h e lo r’s  d e g re e   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   ( Co n tr o l ,   In stru m e n tatio n   a n d   A u to m a ti o n )  f ro m   Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y sia n   M e lak a   (UT e M )  in   2 0 1 4 .   S h e   is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   h e r  M S c   in   El e c tri c a l  En g in e e ri n g   a t  UT e M .     He r  re se a rc h   f o c u s  m a in ly   o n   h ig h   v o lt a g e   g a s in su la ti o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.