Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   23 ,  No.   3 ,  Septem ber   20 21 ,  pp.  13 31 ~ 133 9   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v 23 .i 3 . pp 1331 - 133 9          1331       Journ al h om e page :  http: // ij eecs.i aesc or e.c om   Modelin g of  h i gh frequen c y hi gh v oltage  of wav eform s o n  life of  e n amel ins ulation       S .   Na r as im h a Rao,  El an ser al at h an   K as ina th an   Depa rtment  o f  E le c tri c al a nd  Ele ct roni cs  Engi n eering ,   Puduch err y  Technol ogi cal U nive rsit y ,   Puducher r y ,   Indi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   21 ,  2021   Re vised  Ju l   30 ,  2021   Accepte d  Aug   4 ,  2021       In  rec en t y ea rs i t   has  bee n  observ ed  tha t insulatio n  fai lur e  in  e le c t ric a l  m otors   is  ca used  b y   ad justa ble  spee d  drive s  fed   b y   p ower  el e ct ron ic  conve rt ers.  The se  conve r te r s  produc e  impuls e  wave form s  havi ng   a   high   slew  ra t e   gene ra te d  b y   the  high  sw it chi ng  fr eque nc y   o f  IGBTs.  Thi s  pap er   foc uses  on   high  sw it chi ng   fre quency   str ess  in  low  vo lt ag e  el e ct r ic a l   m otors  for   adj ustable  spee ds.  To  exa m in e   the   m otor  win ding  insula t ion  under   such  stress  twiste d - pa ir  sam ple s  were   deve lop ed  from   ena m el ed  wir es.   A  single - coa t ed  p ol y es te r   of  en amel  wi th   a  thi ckn ess  of  40  m ic rons  is  u sed  for  th is   work.  High - fre q uenc i es,   high   vo lt ag es  of  Squar e,  and  Squar e - risi ng,   Square - spike  wave fo rm s  of  10 - 30  kHz   are   used   her e.  T he  t est  r esult s  sh ow  tha t   the  insula ti on  f ails  ea rl ie r  for  th e  Sq uar e  wave for m   compare d  to  the   Square - spike  and  Squar e - rising  wav efo r m s.  In  a  nutshell ,   th ere   is  an  ana l y sis  of  PD   form at ion  in  th e  insula t ion  s y stem  at   a  highe r  sw it chi ng  fr eque nc y   is   ana l y z ed .   E le c tr ic   fi el d  d istri but ions  bet we en  tw iste d  pa irs  with  var iou s  air   gaps  of  the   insula ti on  s y s te m   stressed  b y   the  Square   and  Square - risin g   wave form s up  to   30  kHz   ar e  m odel ed   using COMS OL  software .   Ke yw or d s :   Ele ct ric fiel d d ist ribu ti on   High s witc hing  f re quency     Mod el in g   Square - risin g wav e f or m   Twiste d - pair     This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   S. Narasim ha  Ra o   Dep a rtm ent o f El ect rical  an d  Ele ct ro nics  E nginee rin g   Pudu c he rr y Te chnolo gical   Universit y,  P uduc herry   Pil la ic hav adi,   Pudu c he rr y,  I ndia  60 5014   Em a il :  sn rinskit @p ec.e du       1.   INTROD U CTION   In  i ndus tria l  dri ves,  the  contr ol  o f  s pee d  is ac com plished  b y  us in g power  elec tro nic conve rters , usi ng  the  P W M  te ch nique.  T his  te chnolo gy  bro ught  ne w  dev el op m ents  in  the   sp eed  c on t ro l   of   in dustria l  m oto rs  [1 ] .   H oweve r,   these  co nv e rters  ge ner at e  hi gh  switc hi ng   im pu lse s  at   eve ry  instant  of   s witc hing,  w hic h  is  of  ver y  hi gh   sle w   rate  and   high  rep et it ive   f requen cy   produce d  by  I GBT ’s.   Du e  t o  this,  th e  enam el   insu l at ion   of   the  coil  is  sub j ect ed  t o  re pe at ed  surge   vol ta ges  with  s ho rt  rise  tim es  i n  the  orde r  of   nanosec onds.   These  su r ges  in duce  reli abili ty   pr oblem s  in  low  and   m edium   rat ing s  of   th e  m otor  ins ulat ion  syst e m   [2 ] .   As  this   wav e f or m   trav el s  from   the  inv e rter   to  t he   m oto r  e nd,  t he  s pik e   gets  enh a nce d  i n  m agn it ud e   du e   to  t he   m is m a tc h  of   i m ped ance  bet ween   t he  in vert er,  m oto r,   an d  cable.  The  ph eno m enon  of  r eso nan ce  a nd   r eflect ion   can ind uce twi ce the s uppl y v oltage at t he  tu rn - to - tur n  i nsula ti on   of   sta tor win ding [3 ] ,   [ 4],   wh ic h   is t he m aj or   reason for  the  un e xpect ed  fail ur e of w i nd i ng o f  insu la ti on. Fur t her m or e, t he  distrib utio n  of  elec tric al  p ot entia l   is  no n - un if orm   acro ss  the  wi nd i ngs  [5 ] ,   [ 6].   Hen ce ,  ab nor m al   e le ct rical   stress  is  exp er ie nced   by  pha se  to  ph a se  windin g  of   m oto r  ins ul at ion ,  m or e  stress  tha n  sine  wav e f or m   [7 ] ,   at   the  first  tu rn s  of   t he  ins ul at ion   syst e m   [8 ] ,   in  par ti cula r.   O wing   to  a n  overs hoot  in  volt age   peak s,  th e  par t ia l  dischar ge  ta kes  place  in  wi nd i ng   because   of   w hich  the  li fetim e o f  org a nic e na m el ed  insu la ti on is  rem ark abl y   sh ort   [9 ] ,   [ 10] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  13 3 1   -   133 9   1332   Investi gatio n  of  lo w - fr e quenc y  stress  is  re po rted  in   the  li te r at ur e.  H ow e ve r,   as  t he  e nam e l  insu la ti on  m ay   exp erienc e   hig he r  fr e qu ency,  this  wor k  pr e sents  hi gher  f reque ncy   stress  of   10 - 30   kH z  of  Square ,  Square - risin g,  and  S qu a re - sp i ke  wav e f or m s.   Test ing  with   Square   wa vefo rm s  pr oduc es  highest  dv / dt  that  can   cause  high  str ess  on  the  i nsula ti on   w hen   com par ed  with   oth e r  wa ve form s.  The   reas on   f or   c hoos i n g  hi gh   fr e qu e ncy  f or   the  te st  is  becau se  of  the  gro wing  dem and   for  var ia ble  spe ed  ap plica ti on s  an d  the  inc reasin g  nu m ber   of  low  vo lt age  m oto r s   [11].   The  pu rpose  of  em pl oying   the  high   fr eq ue ncy  swi tc hin g  in  t he  present   work  is  to   exa m ine  the  el ect ric  stress   pro duced   by  t he  hig h - f re qu e ncy  pu lse s   with   th e  sh a rp  rate  of  rise  of   vo lt age  s urge  on the  m oto r wind i ng ins ulati on.   The  a ging  of   enam el   insu la te d  wires   w as  inv est ig at ed  usi ng  fiv e  diff e re nt  wa ve form s  of   a  fun dam ental   fr equ e ncy  of  30 0  Hz  in  the  presence  of   P Ds   and   re porte d  that  the  li fe  of   enam el   insu la ti on   is   aff ect ed   by  the   sh a pe  of  the  wav e f or m   [1 2] .  The  e ff ect   of  short  unip olar   rep et it ive  im pu lsi ve  vo lt age s   with   200  ns  volt age   durati on  on  P D  sta ti sti cs  an d  in su la ti on  li f et i m e  of   e nam el ed  wi res  wa s  stu di ed   [ 1 3 ] .   It  is   repor te d  that  PD   m agn it ude   unde r  un i po l ar  s hort  im pu lsi ve  volt ages  with  diff e ren t   rise  tim es  increase   sign ific a ntly   with  decr easi ng   rise  tim es.  The  l ife  of   two  ki nd s  of  enam el  wires  of   orga nic  resin  an d  nano - fill ed  resin  we r e  stud ie d  an d  m od el ing   of  a  li fetim e  was  predict ed  [ 1 4 ] .  I  F  Ra dzi  et   al .   [1 5 ]   ar gued  t hat   there   is  an  i m pr ov e m ent  of   de gr a da ti on   at   long  te rm   by  PD   in  a  dr ast ic   way  w he n  the  ap plied  vo lt age  is  6.5  kV   to   8.5  kV.  Brea kdow n  stu dies  with  a  ste p  of  50V/s  f or   AC  and   a  ste p  of  100  V/s  f or   DC  on   t hin - film   insu la ti on   with  a  thick ne ss  of   100  μm   w ere   done  [1 6 ] .  It  is   al so   repor te d  that  the  br ea kdow n  str eng t h  of  com po sit es  is   lowe r  c om par ed  to   un fill ed  poly pro pyle ne.   Re searche rs  re ported   that  the   fail ur e   of  t wiste d  pai r  ins ulat ion   i s   du e  t o  hi gh   re petit ion   f reque ncy  init ia ti ng   the  par ti al   dis charge  [ 17] .  It   is  al so   rep or t ed  that  thr ough  the   si m ulati on s the  PD arises i n  t he  m ic ro   gap b e tween t he  twist s u si ng the C O MSOL s oft ware.   Th ough  the re  a re  works  done   at   a  lo wer  f requen cy   up   t o  60 0  Hz  a nd  at   3  kH z ,  t he  li fe  of  ins ulati on   su bject e d  to   hig he r  fr e quency   pulse s  due  t o  M OS FET   or  I GBT  s witc hing  of  up   to  20 - 40  kHz   are   ne eded  t o  be  kn own.   The   sta tor  wi nd i ng   insu la ti on  is  s ubj ect ed   to  s uc h  hi gh   fr e que nc y  stress  w hich  is  a  m or e  rea li stic   on e .  As  ob se r ve d  by  resea rchers  that  on e   ca nnot  ass um e  a  theo reti cal   deducti on  that  lo w - fr eq ue ncy  te st  data  can  be  us e d  to   pr edict   li fe  with  increasin g  f reque ncy  fo r  a ll   insu la ti on   syst e m s,  the  te st   was  done  at   10  kHz   [18]   bu t  the  obj ect iv e  was  to  save  the  po wer   loss  rather  than  to  k now   the  li fe  of   the  insu la ti on.   He nce  a n  at tem pt  is  m ade  in  th is  wo r k  to  te st  the  twist ed  pair  ins ulati o n  with  the  higher  f reque nc y  of   10 - 30  kHz  to   inv est igate  t he l ife o f  twist ed pair e nam el  insu la ti on .  In t he prese nt st ud y, t he  twist e d - pair  sam ple o f po l ye ste r  enam el   is  stressed  by  S qu a re,   Square - risi ng,   an d  S quare - spi ke  wa ve form s   over  t he  range   of  f reque ncies   from   10 - 30   kHz.  Th e  te sts  are  perf or m ed  to  s how   that  early   fail ur e  of  twist ed   pair  i ns ulati on   co uld   be  as soc ia te d  with   P D  ph e no m ena  at tribu te d  to   highe r  swi tc hin g  f reque nc ie s.  Fiel d  distrib ution   at   dif f eren t  a ir - ga p  le ng t hs   betwee n  twist s   with  e nam el   t hick ness  of   40   µ m   at   diff ere nt   switc hing  f re qu e ncies  in   the   range  of   10 - 30  kHz  is   nu m erical ly  m od el ed  usi ng  COMS OL.  The  sim ulati on s   car ried   out  sho wed  th at   the  el ect ric  fie l d  distrib ution d e pends  on t he  ai r - gap le ngth  be tween t he wire s and i ns ulati on thic kn e ss.   The  rest  of  th e  pap e r  is  organ iz e d  as  f ollow s:   Sect io n  2  descr i bes  the  ex per im ental   set up   f or  br ea kdow n  te s ts,  sam ple  pr e par at io n ,   an d  te st  proce dure.   Sect ion  3  disc us ses   the  e xpe rim ental   resu lt s  an d  analy ze d  the  infl uen ce  of   hig h  s witc hing  f reque ncy  on   t wiste d  pai r  sa m ples  by  m od el ing   the  el ect ric  fiel d  distrib ution   wi th  ap plied  vo l ta ge  an d  re du ced  brea kdow n  volt age.  Fin al ly ,  sect ion   4  con cl ud e s  wi th  the  fin dings  on   br eakdo wn  volt age  a nd   rate  of  deterio rati o n  of   t he  ins ulati on  syst em   fo r  Square   wa vefor m ,   Square - risin g   wav e f or m ,   and  Squa re - s pik e   wav e f or m s.       2.   E X PERI MEN TAL PR O CEDURE   2.1.  S amp le   p repar at i on   The  t wiste d - pa ir  sp eci m ens  a re  m ade  of  tw o  e nam e l ed  m agn et   wires   tw ist ed  li ke  a   pla it   as  pe r  th e   AS TM  D  1676 - 03  sta ndar ds .  A  sin gly   coated   poly est er  ena m el   insu la ti on   with  40  µm   thickne ss  is  e m plo ye d  for  te sti ng .  T he   twist ed - pair  le ng th  is  m ai ntained  ( 12± 6)   c m   as  per   sta ndar ds .  T he  num ber   of   twist s  is  6,   dep e ndin g on the  diam et er o f t he  wi re .     2.2 .    Te st   s et up   Figure  1  sho w s  the  ex per im e ntal  set up   for  Square ,  Squa re - risin g,   a nd  Square - s pik e  waveform s  with  high - fr e quency ,  the  high  volt age   us e d   f or   te sti ng   the  twist ed  pair  sam ples.   All  the  waveform s  us ed  he re  are   bipolar  in  natu re.  The  23 0V,   50Hz  source  is  fed   to  the  EMI  li ne  filt er  and   the  out pu t   is  con nected  t o  the  fr e qu e ncy  an d  du ty   cy cl e  cont ro ll er.  T he  outpu t  of  the  inv e rter  is  ste pp e d  up   by  e m plo yi ng   a  na nocryst al li ne  cor e   tra ns f orm er  for  high   fr e quency   operati on  w here  the  t wiste d  pair   sam ple  is  stresse d.  A  dig it al   os ci ll os co pe  m easur e s  the  pe ak  vo lt age   th r ough  a  1000:1   capaci ta nce  volt age  div ide r .   The  la borato r y  set up  us e d  f or c ondu ct ing  the  brea kdow n  a nd w it hst and test s is s how n  in  Fig ure  2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo deling of  hi gh freq ue ncy  hi gh  v olta ge of  wavef orms  on l if e o f en am el  insu l atio n   ( S  N ar asi m ha R ao )   1333       Figure  1.  Ex pe rim ental  setup           Figure  2 .  Lab orat or y   set up  use d for  br ea kdown   te sts       2.3 .       Te s t   p r oc edure   Break dow n  te s ts  wer e   ca rr ie d  out  on  the   tw ist ed - pai r  s pec i m ens  with   the   ed ge  of  on e   wire  is   fe d  with  te st  volt age  a nd   e dge  a nothe r  wi re  is  gro unde d  th us   t he  la ye rs  of   t he   enam el   of   bo th  wire s  com es  unde r   high  volt age  stress.  T he  br ea kdown  te st  is  perform ed  by  t he  ap plica ti on   of   a  high  volt age  at   the  twisted - pa i r   sp eci m en  un ti l   the  sam ple  in su la ti on  brea kdow ns .   The   wi thstan d   te st  wa s  co nducte d  to   est i m at e  the  ti m e  up  to w hic h  the in su la ti on   withstands wit hout break dow n  eve n under  the a pp l ic at ion  o f vari ous volt age leve ls. In  this  stu dy,  t he  br ea kdow n  vo l ta ge  of   t he  t wiste d - pair  sp eci m en  is  obse rv e d  by  e nh a ncin g  th e  vo lt age   a t  a  rat e   of   500   V olt/ sec  up  to  br e ak dow n.  The   brea kdown   ex per i m ents  wer e  do ne  on   i nsula ti on   with  enam el   at   room   tem per at ur e  unde r  the  a ppli cat ion   of  a  hi gh - f re qu e ncy  high  volt age  of  S qu a re,  S qua re - rising,  an d   Square - sp ike  wa veform s  and   a  fr e qu ency  in  the   ra nge  of   10 - 30   kHz.  Br eak dow n  volt age  is  ta ken  as  the  a ve rag e  of   five   br ea kdow n  val ues.   It  is  no ti ced  t hat,  w hile  perform ing   the  e xp e rim e nts  at   high - fr e qu e ncy,  the  i oniz at ion  i m pact  betwee n  t he  twist e d - pa ir  ga p s   is  m a nifested   in   the   f or m   of  a  haz y  vio le t  glow.   Re du ce d  break dow n  vo lt age  is  a pp li ed  to  the  sa m ple  un ti l  the   br ea kdown  of   the  sam ple  fo r  th e  W it hs ta nd - te st.  F or   a  certai n  fr e qu e ncy,  the   red uce d  volt a ge  ap plied  is  75 %,  60% ,  an d  50 %  of  the  break dow n  volt a ge  of   that  pa r ti cular  fr e qu e ncy.  Tab le  1  s hows  the  par am et ers  of t he  te st set up  use d for  br ea kdown  test s.        Table  1.  T est  s et up   detai ls   Frequ en cy   Du ty  c y cle   W av ef o r m s   Test op erating  vo ltag e   10 - 3 0  kHz   0 - 50%   Sin e,  Sq u are, Sq u are - risin g ,  an d  Squ are - sp ik e    0 - 1 5  kV p eak       3.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   3.1.  Ex peri ment al  r esults   The  var ia ti on  i n  br ea kdow n  vo lt age s  ov e r  t he  f re qu e ncy  with  wav e f orm s  is  dep ic te d  in  Fi gure  3.  Fr om   the  gr a ph,  it   is  eviden t  that  the  Square ,  Square - risi ng  and   S quare - spi ke   wa vefor m s  exh i bit  two  strai ght   li nes  with   va r yi ng   sl op es   as   in  [ 19] ,  with  a  rise  in   the  frequ e ncy  from   10 - 30   kHz.  It  is  obser ve d  f r om   the  gr a phs  t he  br e akdo wn  vo lt ag e  of  Square - ri sing  wa ve for m   is   m or e  than  that  of   Squ are - s pik e   an d  Square   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  13 3 1   -   133 9   1334   wav e f or m s.  Ther ef or e ,  it   is  de scribe d  that  the  deterior at i on   rate  of   the  ins ul at ion   syst e m   o f  twist ed  pair  usi ng   Square   wa vefor m   is  qu ic ke r  as  c om par ed   to  S quare - s pik e   a nd  S qu a r e - risin g  wa vefor m s,  sim il ar  to  th e   publishe d  res ul ts  fo r  P WM  li ke  an d  P W M  peak   wavef orm s   rep ort e d  in   [20].  An   at te m pt   is  m ade  to  com par e  the  res ults  ob t ai ned   f or  Squa re  sp i ke  with  t hat  of   publishe d  res ults  of   P WM  pea k  wa ve form .  It  cou ld   be  that  the  S quare   wa ve  has  a   ste e p  rising  a nd  trai li ng   ed ge  t hat  c orres ponds  to   high  fr e quency   com ponen ts   due  t o  t he  sh a pe  of   t he   wav e f or m .  Ther e  a re   quit e  diff e re nt  pola ri zi ng   a nd   relaxi ng   e ff ect s  on  di po le s  f or  a  co m ple te  Square  wa ve  per i od   [21].  It  is  becau s e  of   this  reas on   t hat  there  will   be  no  possib il ity  of   m or e  dipoles   fo ll owin g  the  r apid  re ve rsal  of  the  pola ri ty .  I t  is  al so   ob se rved  that  re du ct i on   i n  break do wn   volt age  is  27%  in   the  S qu a re  wa vefor m   wh e rea s  32%  i n  S qu a re - s pik e   wa vefor m   and   41%  i n  S quare - risin g  wav e form   wh en   th e   fr e qu e ncy  is  va ried  f ro m   10 - 30   kH z .  Fig ure  4  sh ows  the   aging   te st  res ults  stressed  wit h  a  Square - risin g  wav e f or m   with  var io us   le vels  in  fr e quency  up  to  30  kH z  at   reduce d  volt ag es.  It  can  be  se en  that  the  dec rease   in  brea kdown  t i m e  fo ll ow s   a  higher   slo pe  w hen  the  a ppli ed  te st  volt age   is  cha nged  fro m   75 %  to  60%  an d  a  lowe r  slo pe  w hen   cha nged  from   60 %  to  50 %  for  al l  thr ee  fr e qu e ncies  th ough  the  c ha nge  in  sl ope  is  ve ry  le ss  at   10  kHz.  It  i s  interest in g  to   note   that  re sul ts  in  Fig ur e  4( a )  for  S quare - sp ike   wa veform   po int  to  a  si m il ar  tren d  to  that  of   publishe d  res ul ts  fo r  P WM - pe ak  wa vefo rm   repor te d  in   [ 12 ] ,  fo r  al l  three  fr e qu e ncies,  t houg h  the r es ults  of   F igure  4( b )  is in  contrast.  This  m ay  b e due t o hig her te st v oltages i n  S quare - risin g  wa veform s .           Figure  3 .  V a riat ion  in  brea kdown  volt ages  of  s quare,   s qu a re - rising , a nd  s quare - s pik e   wa v e form s  fr om   10 - 30  kHz           (a)   (b)       Figure  4 .  A ging test  r e su lt s at  r e du ce d v oltage  up to 3 0 kHz  stresse d wit h   (a)   square - s pike  w a vefor m  ( b)  sq ua re - risin g   wav e f or m       Figure  5 (a) - (c )   sh ows  the  agi ng   te st  resu lt s  wh e n  the  twist ed  pair  sam ple  is  stressed  with  Square - rising   a nd   S qu are - s pik e   wav e form s  with  fr equ e ncy  le vels  of   10   kH z ,  20  kH z ,  an d  30  kHz  res pecti vel y  with  a  reduce d  vo lt ag e  of  75%,  60 %,  a nd  50% .  Wh e n  t her e   is   an  en ha ncem ent  in   f reque nc y  from   10 - 30   kHz,  Square - risin g  and   Square - s pi ke   wa vefo rm s  sh ow  the  t wo   strai gh t - li ne  slop e s,  w he reas  auth or s  of   [ 13 ] ,  [22 ] - [ 24] ,  repor te d  un if or m   slope s  of  c har act e risti cs  with  va rio us   e nam el s   f or   fr e quenci es  up  t o  8  kHz.   The   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo deling of  hi gh freq ue ncy  hi gh  v olta ge of  wavef orms  on l if e o f en am el  insu l atio n   ( S  N ar asi m ha R ao )   1335   char act e risti cs  of   the  Square - sp ike   wa vefo r m   are   ob se rv e d  to   cr os s   ove r  the   cha racter ist ic s  of   t he  S qu a re - rising   wa veform   on ly   for  10   kH z  i n  Fig ure  5( a ).   T he  br ea kdown  occ ur s  early   for  the  S qu a re - risin g  w avefor m   than  t he  S qu a r e - sp i ke   wav e form   du e  to  the   hi gh e r  ap plied volt age  in  al l  th e  fr e quencies.  Th e reason f or low e r   br ea kdow n  volt age  is  that  at   higher  s witc hi ng   fr e quency  t he  io ns   getti ng   trapp e d  betwe en  the  el ect r odes  and  rap i d  pola rity   changes ,  res ulti ng   in  the  dist ort ed  el ect ro s ta t ic   fiel d.   Du e  to   this  sp ace  cha rg e  no  lo nger  f ollow  the  fiel d  du e  t o  the  eff ect   of   pola rizat ion.  P D   m ay   be  influ e nced   by  surfac e  chargin g  ca use d  pre - i oniz at ion   of  el ect ric fiel d  st rength .           (a)   (b)       (c)     Figure  5 .   A ging test  c har act er ist ic s o f  s quare - risin g  a nd  s quare - s pik e   wa ve form s at fr eq ue ncies  of   ( a)  10 kHz ,  (b ) 20 k Hz, an d  ( c)  30  kH z       Figure  6   sho w s  the  brea kdown  ti m e  wh en   stressed  with   a  reduce d  vo lt age  of   Squa r e - risin g  a nd  Square - s pik e   wav e f or m s  up   to  30   kH z .  Fro m   Figu re  6  (a )   it   is  seen  th at   br ea kdown  ti m e  do esn ’t  show  a ny  change  w he n  the  fr e quency  is  enh a nced   fro m   10 - 30  kHz  wh e n   stresse d  with  Square - ri sing   wa ve form   at   a   reduce d  volt a ge  of  75%  ( 4.2 3  kV).   H owever,  un der   t he   reduce d  vo lt age   stres s   of   60%  ( 3.3 9  kV ) ,  the   br ea kdow n  tim e  is  decr ea sed  by  64%  wh e n  t he  f re qu e ncy  is   en han ce d  fro m   10 - 20  kHz   a nd   by  24 %   f rom   20 - 30  kHz .   Sim i l arly ,   at   50%   ( 2.8 2  kV)  br ea kdow n  ti m e  is  decr eased   by   52 %  w he n  the   f r equ e ncy  is  e nh anced   from   10 - 20  kHz   an d  de c rea sed  by  47%  w hen   the  fr e qu e ncy  is  enh a nce d   from   20 - 30   kH z .   This  sho ws  the   eff ect   of  f re quency   at   10  kH z  an d  20  kH z   com par ed  t o  30  kH z   at   reduc ed  vo lt a ges.   It  is  seen   f ro m   Figure  6  (b)   that   br ea kd own  tim e d ecreased w it h   a  hi gh e r  slo pe  w he n  the f r eq ue nc y i s  enh ance d   f ro m  1 0 - 20   kH z   and   a  lowe r  slo pe  f ro m   20 - 30  kHz  wh e n  t he   reduce d  volt age  of   75%  ( 3.3kV)  f or  S quare - s pik e   wa vefor m .   Howe ver,  w he n  the   volt age  of  60%  ( 2.64  kV),  the  break dow n  ti m e  is  decr eased   by  31 %  w hen  the  frequ e ncy   is  en han ce d  f r om   10 - 30  kH z .  Sim i la rly ,  at   50%  ( 2.2  kV)   br ea kdow n  ti m e  is  decr ease d  by  30%   w he n  t he   fr e qu e ncy  is  e nh a nce d  from 10 - 30  kHz.   T he  si gn ific a nc e  of  the   fin di ng  is  that  t he   twist ed  pair   enam e l   insu la ti on u nd ergoes sev e re  e le ct rical   stress at  high f re quen ci es.  At   10 k H z,  the   break do wn  stre ng t h  is 1.15  t o   4.4  kV   ti m es  hig he r,   1.12  to  3.4  kV   ti m es  hig he r  at   20  kH z,  an d  at   30  kHz  1.25  to  2.1   kV  ti m es  hig he r  f or   Square ,  Squar e - risin g ,  a nd   Square - s pik e   wav e f or m s  com par ed  to  resu lt s  repor te d  in  [12 ] ,   [ 2 3],  in  the  li te ra ture  f r om   2.4 kHz  to  8  kHz.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  13 3 1   -   133 9   1336       (a)   (b)     Figure  6 .   The  c hange i n  ti m e  with the  ch a ng e in  diff e re nt fr equ e ncy le ve ls u p 30 kHz  (a)  sq ua re - risin g  wav e f or m  b )  s qu a re - sp i ke wa vefor m       3.2.     Nu meri c al m od el ing  of   e le ctric fiel d  distribu tion i n   twi sted pair   s amp le   In  ge om et rical l y  si m plifie d,   a  par al le l  c onfig ur at io n  of  windin g  wires   wit hout  t wists,  th r ee  cases  a re   analy zed; case  1 :   Two  c onduc tors  are in  dire ct  co ntact  w it h  each o ther  ( g= 0  m m ),  case  2 :   Two  con du ct ors are   separ at e d  by  a   m ic ro   ga p  be tween  them   (g=0. 05 m m )  and  case  3 :   Tw o  cond ucto rs  are   separ at e d  by  a  ga p  (g = 0.1m m ).   The  el ect ric  fiel ds   of  tw o  neighb or i ng   wire s  wer e  num eri cal ly   m od el ed  us in g  the  C O MSOL   pro gr am .  Fo r  m od el ing ,  the   po ly est er  ena m el   thickness  was  co ns ide re d  to  be  40  µm ,   and   the  diele c tric   const ant  was  a ssu m ed  as  € r   =3.3.  The   ap pl ie d  volt age   is  the  brea kdown   volt age  of  th e  Squa re - risin g   a nd   Square  wa vefo rm s  at   var iou s   le vels  in  f re quency  in  the   ra nge  of   10 - 30  kHz  obse r ved   i n  the  ex pe rim en t .  The   el ect ric  fiel d  di stribu ti on  of  th e  2D  m od el   of  two  par al le l  c onduct ors  for  al l   the  3  cases  ( g= 0  m m ,  g=0 . 05  mm   &  g= 0.1   m m )   is  stresse d  by   the  S quare - r isi ng   wa veform   a t  a  fr e que ncy  of  10  kHz .  T he  el ect ri c  fiel d  distrib ution   of  the  2D  m od el   stressed  by  the   Square  wav e f or m   at   a  fr eq ue ncy  of  10  kH z  is  si m i la r  to  the  2D  m od el   design e d  with  a   Squa re - rising   wa ve form .  Figu re  7  s hows  the  e le ct ric  fiel d  di stribu ti on  of   t he  2D   m od el  f or case  1 (g =0  m m )  of  the Sq uar e - risi ng w a ve form .           Figure  7 .   The  e le ct ric f ie ld  distr ibu ti on  of s quare - risin g wa vefor m  at 10 kHz  for  case  1       I t  is  no te d  that  for  al l  the  3  ca ses,  the  m axi m um   streng th  of  the  el ect ric  fiel d  is  on   t he  sur face  of  the   wire  ins ulati on  near   the  co ntact   locat ion   of   the  wires .  In   ca se  2,   t he  reas on  for  r e du ce d  el ect ric  fiel d  st rength   is  because   of  t he  narrow  ai r   gap  with  t hat  of  the  direct  c onta ct   case .  In   c ase  3,  it   is  note d  that  t he  rea so n  f or   m or e  red ucti on  of  fiel d  stre ng t h  is  due  to   the  ai r  ga p  be tween  th e  wi res  com par e d  to  case  1  a nd  case  2.   Howe ver ,  the   e le ct ric  fiel d  on  the  s urface  of  the  wi re  in su la ti on   betwee n  t he  wires  is   sti ll   suffici ent  t o  i niti at e   PD   f or   both   th e  wa vefor m s  be cause  i on iz at i on  is  s urrou nd i ng  the   ai r  ga p  al ong  with  s ur face  po te ntial   decay  [ 25] .   A  sim il ar  trend   of  res ults  repor te d  in  [ 18] .  For  the  incr eased  volt age  of   5.6 5  kV,  the   fiel d  value  obta ine d  is  46 . 6  kV/m m.  If   instea d  of  1kV  te st  volt age ,  5.65  k V  is  ap plied  the  fiel d  would  hav e b e en  39. 55  k V/m m   fo r   the  sam e   0. 1  m m   gap .  How ever,  the  fiel d  ob ta ine d  by  [ 18] ,  is  7  kV /m m   fo r  t he  te st  vo lt age  of   1kV .  Hen ce ,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo deling of  hi gh freq ue ncy  hi gh  v olta ge of  wavef orms  on l if e o f en am el  insu l atio n   ( S  N ar asi m ha R ao )   1337   the  hi gh e r  fiel d  ob ta ine d  i n  t his  w ork   is  du e  to  the   hi gh  f reque ncy  of  10  kHz  c om par ed  to   po wer   fr e qu e nc y   and  S qu a re - rising   wa ve  c om par ed  t o  Si ne  w ave.  Be si des  th is,  the  € r  val ue  of   t he  m at erial   us e d  by  [ 18 ] ,  i s  3.8 - 4.2  com pa red   to  the  poly est er  m a te rial   us ed  in  this  w ork   fo r  w hich  the   € r   value  us e d  is  3. 3.   T he  sa m e  is   ob s er ved  f or  20  kH z   an d  30  kH z .  T his  s ho ws  t he  ef fect  of  high  f re qu e nc y  and  w ave form s  on   th e  distrib utio n  of   fiel d  in  the  ai r  gap   betwee n  the  wires  an d  al so   on   it s  s urface.  T his  ca n  io nize  the  ai r  in  the  gap   ca us i ng   sp ar k  le adin g  to  a  therm al   ru naw ay   as  well .   So   besid es,  th e  PD   init ia te d  by  high  fr e que ncy  stress,  io nizat ion  m ay   le ad  to  s park  i n  the   ga p  th us  trig ger i ng  the  break dow n  of  e nam e l  insu la ti on.  T her e   is  a  need  f or   t he   dev el op m ent of a  ne w  ins ulati on syst em  f or  l ow volt age m oto rs  t hat can  w i thstan d hig her   PD   resist ance .   Figure  8  s how s  that  there  is  a  var ia ti on  in  the  distri bu ti on  of  el ect ric  fi el d  over  t he  f r equ e ncy  of   Square - risin g   a nd   S quare  waveform s   in   all  t hr ee  cases .  For   cases  1,   2  an d  3  the  el ect ric  fiel d   streng t h  is  hig h   at   10   kHz,  a nd   a   grad ual  de crease  in  el ect ric  fiel d  stre ngth  values  at   20  kH z  a nd   30  kHz  f or   bo t h  S qu a re - rising   a nd   S qu are  wavef or m s.   Fu rt her ,   it  is  no ti ced   that  f or  al l  three  cases,  the  el ect ric  fiel d  stren gth   of   the  Square - risin g   wav e f or m  is h igh e r  t han that  of  the  Square   wav e f or m   for   al l fr eq ue ncies .           Figure  8 .   Va riat ion  in  elec tric   fiel d dist rib ution   of S quare - ri sing  an d  s quar e w a vefor m s f r om  1 0 kH z  to 30  k Hz   f or case  1, case  2,  a nd ca se 3       3.3.      Nu meri c al m od el ing  of   e le ctric fiel d  distribu tion   of  reduced  volt ages in   twi sted   pa ir  s amp le   A  n um erical   m od el   fo r  re duced  vo lt a ge  of  75%,  60% ,  and   50%  of   t he   br ea kdown  volt age  of  the  Square - risin g  wav e f or m   is  con si der e d.  T he   va riat ion   i n  t he  el ect ric  fiel d  distrib ution  ov e r  t he  f re quency  of   reduc e d  volt ag es  is  sh own  in  Figure  9 .  How ever,  the  el ect ric  fiel d  ob se rved  is  hig h  e nough  to  init ia te   PD   f or   75%,  60%, a nd  50%  of r e duce d vo lt age .           Figure  9 .  Va riat ion   in  elec tric   fiel d dist rib ution   of S quare - ri sing wa vefo rm   unde r red uce d v oltage  from  1 0  kH z  to 3 0  kH z   for  case 1, case,  and case  3       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  13 3 1   -   133 9   1338   4.   CONCL US I O N    The  high  s witc hing  fr e qu e ncy   is  a  pr e do m inant  fact or  that  causes  reli abili ty   prob le m s  in  ins ulati on  and   ca n  be  ass ociat ed  with  P D  act ivit y  that  acce le rates  insu la ti on   deteri or at io n  of  the  m oto r  wind i ng.  Af te r   inv est igati ng  the  ex per im ental   resu lt s  it   is  rev eal ed  that  f or  Square - risi ng  wav ef orm   the  br ea kdow n  vo l ta ge  is   high  w hen   c om par ed  to  Sq ua re - s pik e  a nd   Square  w a ve form s.  It  is  al so   ob se rv e d  that   wh il e  us in g  S qu a re  wav e f or m   the  rate  of   dete riorat ion   of  the  ins ulati on   syst em   is  exp e diti ou s  wh e n  com par e d  with  S qu a re - sp ik e   and   S quare - ris ing   wa ve form s.  Furtherm ore,  it   is  a lso  no ti ced   that  wh e n  the  te st  vo lt age  f requ en cy   is  enh a nce d  f ro m   10 - 30   kHz,  th e  li fetim e  of   Sq ua re - risin g  an d  S qu a re - sp i ke   wav e f or m s  are  two  strai gh t  li nes   with  hi gh e r  sl op e  f ollow e d  by  lowe r  slo pe   for  al l  fr e que ncies.  F ro m   the  si m ulati on ,  it   is  ob se rv e d  t hat  the   el ect ric  fiel d  va lues  are  highe st  in  the  ga p  be tween  the  wire s  includi ng  at   the  surface  of  wires,   a nd  dec r easi ng  on   th e  oth e r  re gions.  T his  im plies  that  the  possibil it y  of   P D  init ia ti ng   wi thin  the  enam el .  Fr om   the  si m ula ti on   resu lt s,  it   is  a na ly zed  that  the   i m pact  of   PD   on  enam el   insu la ti on   a t  high er  s witc hing  f r equ e ncies  is  s o  high   that  the  twist ed - pair  sam ple  fail s  pr em at ur el y.  Hen ce,  t here  is  a  need   f or  further   i nv e sti gation  of   desi gnin g  m agn et ic   wire s  to  withstan d  high  PD   resist ance  in  lo w  volt age  m oto rs.   The  i m po rta nt   sta ti st ic al   par a m et e r  su c h  as  PDIV , PR PD   patte r n st ressed by  Square  w a vefo rm  n ee ds  t o be in vestigat ed .        REFERE NCE S   [1]   V.  N.  Höpner,   V.  E.   W ihelm ,   “ Insulat ion  Li f e   Span  of  Low  Volta ge  El e ct r ic  Motors - A  Surv e y , ”  Journal  o f   ene rgies,   vol .   14 ,   pp  . 1 - 32,   2021 ,   doi:   10 . 3390/e n1 4061738.   [2]   F.  Guastavi no,   C.   Gianogl io ,   E.  Tore ll o ,   M.  Ferra ris ,   and  W .   Giane l li ,   “ Beha v io ur  of  Convent io nal   and  Nanofi l l ed  Im pre gnat ion  R esins  when  Subjected  to  PD   Acti vi t y ,”   IEEE  2 nd  Inte rnational   Confe renc e  on   Diel e ct rics  IC D ,  2018,   pp .   1 - 3 ,   d oi:   10 . 1109/ICD. 2018. 8514692.   [3]   L.   Lusuar di ,   A.  Cava llini ,   M.  G.  de  la   Calle,   J.  M.  Martí ne z - Tarifa ,   G.  Robl es,   “ Insulat ion  desi gn  of  low  volt age  el e ct ri ca l  m otors  fed   b y   PW M  in ver te rs, ”  IEEE  E le c tric al  Insulation  Magazine ,   vol.   35,   no.   3,   pp.   7 - 15,   Ma y - Jun e  2019,   doi :  10 . 11 09/MEI. 2019. 86 89431.     [4]   Y.  Xie,   J.   Zha ng ,   F.  L eona rdi ,   A.   R.   Munoz,   M.   W .   Degne r,   F.  L ia ng,   “ Volt age   S tre ss   Modeli ng  a nd  Mea surem ent  for  Random - W ound  W indi ngs  Drive n  b y   Inv er te rs,”  IE EE   In ter nati onal  E lectri c  Mac h ine s  &   Dr iv es  Confe ren ce   IE MDC ,   2019 ,   p p.   1917 - 1924 ,   d oi:   10 . 1109/IE M DC.2019. 87851 33.     [5]   R.   Le u zz i ,   V.  G.  Monopoli,   F.  Cupert ino ,   P.  Z anc he tt a ,   “ Acti v e  Ageing  Contr ol  of  W indi ng  Insulat ion  in  Hig h  Freque nc y   E lec tri c  Driv es, ”   I EE E  Ene rgy  Conve rs ion  Co ngress   and  Expos it ion  ECCE ,   2018,   pp.   1 - 7,     doi:   10 . 1109/E C CE. 2018. 855825 7.     [6]   Z.   W ei,  H.  You,   B.   Hu,  R.   N a,   J .   W ang,   “ Partial   Discha rge   B ehavior  on  Twiste d  Pair  under   Ultr a - short  Rise  Ti m e  Square - wave   Exc itat ions,”   I EE E  E lectric a l  Insulati on  Confe renc e  EI C ,   2019,   pp.   493 - 496,   doi :   1 0. 1109/E IC432 17. 2019. 904662 4.     [7]   G.  C.   Montana ri ,   F.  Negri ,   F.  Ci ani ,   “ Parti a l  Discha rge   and  l ife   beha vior  of  rotat ing  m ac hine   wir e  insula ti on  und er  PW M  wave forms:  The  infl u ence   of  inv erter  ch ar ac t eri sti cs, ”   IEEE  E le c tric al   Ins ulat ion  Con fe re nce   EIC ,   2017,   p p.   161 - 164,   doi :  10 . 1109/E IC . 2017. 8004619.     [8]   G.  C.   Montana r i,   P.  Seri,   “ The  eff ec t  of  inve r t er  cha ra cteri sti c s  on  par ti al   discha rge   and  l ife   beha vior  of  wire   insula ti on , ”  IE EE   El e ct ri cal   Insulati on  Magazine ,   vol.   34,   no.   2,   pp.   32 - 39,   Marc h - April  2018,   doi :  10. 1109/MEI. 20 18. 8300442.     [9]   M.  G.  De  La   Cal le,  J.   M.  M art ín ez - T ari f a,   Á.  M.  Góm ez   Solani lla,   G.  R oble s,  “ Unce rt aint y   Source s  in   the  Esti m at ion  of  th e  Parti a l  Discha r ge  Inc eption  Volta ge  in  Turn - to - Turn  Insulat ion  S y stems , ”  IEEE  Ac c ess ,   vol.   8,   p p.   157510 - 157519,   2020,   doi: 10. 11 09/ACCESS . 2020. 3018870.     [10]   R.   Le u zz i ,   V.  G.  Monopoli,   L .   Rovere ,   F.  Cup ert ino ,   P.  Za n ch et t a,   “ Anal y s is  and  Detect ion  o f  El ectri ca l  Agi ng   Eff ects  on  High - Speed  Motor  Insulat ion , ”  IEEE  Tr ansacti ons  on  Industry  Appl ic at ions ,   vol.   5 5,   no.   6,   pp.   60 18 - 6025,   Nov. - De c. 2019, doi :   10. 11 09/T IA.2019. 29 29013.     [11]   K.  Ham e y er,   A.   Ruf,   F.  Paul i,   “ Influe nce   of  fa st  sw it chi ng  se m ic onduct ors  o n  the   winding   i nsulat ion  s y s tem   of  el e ct ri ca l   m ac hi nes, ”  In te rnat ion al  Pow er  Elec tr onic s  Conf ere nc e  ( IPE C - Nii ga ta   2018  - ECC E  As ia) ,   2018,   pp .   74 0 - 745,   doi :  10 . 239 19/IPEC. 2018. 8 507972.     [12]   F.  Guastavi no,   A.  Darda no,   “ Li fe  te sts  on  twiste d  pai rs  in  pre senc e  of  par t ia l  d ischa rge s:  infl u e nce   of  the   volt a ge   wave form , ”  I EEE  Tr ansacti ons  on  Diel e ct ri cs  and  El e ct rica l  In sulati on ,   vo l.   19 ,   no.   1 ,   pp .   45 - 5 2,   Februa r y   201 2 ,   doi:   10 . 1109/T D EI. 2012. 614850 1.     [13]   P.  W ang,   C.   Zh eng,   Y.  L i,   Y.  Le i ,   A.  Cavalli n i,   “ The   PD   and  Endura nc e  Features  of  Ena m el e d  W ire s  at   Shor t   Repe titiv e  Im pulsive   Volta g es, ”  IEEE  Elec t rical   Insulati on   Confe renc e  EIC ,   2018,   pp .   572 - 576,   doi :  10. 1109/E IC . 20 18. 8481043.     [14]   F.  Guastavi no,   L.   Bria no ,   F.  Gallesi,   E .   Torell o,   “ Corona  resista nt  insulating  s y stems   cha ra cteri z at ion  for  lo w  volt ag e  rota t ing  m ac hine , ”  IE EE  Confe renc e  on  El e ct rica l  Insulati on  and  Dielec t ric  Phe nomen a  CEIDP ,   2019,   p p.   694 - 697,   doi :  10 . 1109/CE IDP 47102. 2019. 90099 01.     [15]   I.   F.  R adz i ,   N .   H .   N.  Al i, N.   R ameli,  A.  M .   Ariffi n,   M.  S.   A.  R ah m an,   M.  R .   Ahm ad,   A.   S.  Sa ll eh ,   “ Parti al   Disch ar ge  Dete c ti on  Dev ice  Us ing  Ultra so nic   Sensor  on  Medium  Volta g e  XLPE  Cab le , ”   Indone sian  Jou rnal  of  Elec trical  Engi ne ering  and   Computer  Sc ie n ce ,   vol .   17 ,   no .   2 ,   pp .   886 - 894 ,   2 020 ,   doi :  10 . 115 91/i jeec s.v17 . i2 . pp886 - 894.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Mo deling of  hi gh freq ue ncy  hi gh  v olta ge of  wavef orms  on l if e o f en am el  insu l atio n   ( S  N ar asi m ha R ao )   1339   [16]   A.  Azm i,   K.  Y.  La u,   N.  A.  Ahm ad,   Z.   A.  Mal ek,   C.   W .   Ta n,   “ El ec tr ical  Breakdow n  and  Chemica l  Properties  of   Pol y prop y l ene   /  Cal ci um   Carbon at e  Nano composi te s,  ”  Indon esia n  Journal  of  El e ct rical   Engi ne eri ng  and  Computer  Sci en ce ,   vol .   20 ,   no.   2,   pp.   563 - 5 68,   2020 ,   doi :  10 . 11591/i j eecs.v2 0. i2. pp563 - 568 .   [17]   M.  Florkows ki ,  B.   Florkows ka,  P.  Z y d ron,   “ Partial  Discha rg e s  in  Insulat i ng  S y stems   of  Low  Volta ge  E le c tric   Motors  Fed  by   Pow er  El ec tron i cs - Twiste d - Pair  Sam ple s  Eva lua t ion, ”  Journal  of   ene rgies,   vol .   12,   no.   5,   pp.   1 - 1 9,   2019 ,   doi :  10 . 33 90/e n12050768.   [18]   A.  Mirza ,   W .   Chen,   H.  Ngu y en ,   Y.  Cao,   A.  M.  B az z i,   “ High - Volta ge  High - Freque n c y   T esti ng  for  Medium - Volta g e   Motor  Insulat io n  Degra da ti on , ”   IEE E   Ene rgy   Conve rs ion  Con gress   and  Ex positi on  ECCE ,   20 18,   pp.   2444 - 24 47,   doi:   10 . 1109/E C CE. 2018. 855756 8.     [19]   S.  N.  Rao,   K.  El anse r al a tha n ,   “ Influe nce   of  PW M  te chni que  on  bre akdown  in  twiste d  pai rs, ”  3rd  Inte rnatio nal   Confe renc e  on   Condit ion  Ass essm ent   Techniques  in  Elec tri cal   Syst ems  CATCO N ,   2017,   pp.   427 - 431,   doi:   10. 1109/CATC ON . 2017. 8280258.     [20]   F.  Guastavi no ,   A.  Darda no,   E.  Tore l lo,   “ Mea s uring  par t ia l   dis cha rge s  und er  p ulsed  voltage  c ondit ions, ”  IE E E  Tr ansacti ons  on  Diel e ct rics  an d  El e ct rica l  Insulati on ,   vo l.   15 ,   no.   6,   pp .   16 40 - 1648,   Dec e m ber   2008,   doi :  10. 1109/T DEI . 2 008. 4712668.     [21]   K.  Zhou,   T.   Ta o ,   Y.  C.   Hung,  X.  T.   Li ,   W .   Zha o ,   “ The   Eff ec t  of  Diffe ren t  Rise  T ime  on  Parti al   Discha rge   Act ivit y   of  Inte r - Turn  In sulat ion  Und er  Square   W ave   V olt ag e, ”   Int ernat ional   Tr ansacti o ns  on  El e ct ri cal  Ene rgy   Syste ms ,   vol.   23 ,   pp .   1083 - 1094,   2013 ,   doi :  10. 1002 /e t ep. 1 639.   [22]   F.  Guastavi no,   A.  Rat to,   S.  Squarc i a,   E .   Torello, “El ec tro - th erma l  agi ng  te sts on  diffe ren t  kinds o f  ena m el l ed  wire s, ”   10th  IE EE Int er nati onal  Con fe re nce   on   Sol id  Die le c tric s ,   2010,   p p.   1 - 4 ,   doi :  10 . 1 109/ICSD.2010.5568020.    [23]   F.  Guastavi no,   D.  Cordano,   E.   Tore l lo,   L .   Della  Giovanna ,   “ PD   evol uti on  of  conve nt iona l  an d  cor ona  resistant   ena m el s,”   IEEE   Confe renc e  on  El e ct rica l  Insul ati on  and  Diele ct ric  Phe nomen a  CEIDP ,   2016,   pp.   259 - 262,   d oi:   10. 1109/CE IDP . 2016. 7785686.     [24]   G.  C.   Mont ana ri ,   P.  Ser i,   R .   Heb ner ,   “ T y p e  Of  Suppl y   W ave for m ,   Parti a l  Disch arg e  B eha vior   And  Li f e  Of  Rot atin g   Mac hine   Insula tion  Sy st e m s,”   IE EE   Inte rnatio nal   Powe r  Modulat or  and  High  Vol tage   Confe ren ce  IPM HVC ,   2018,   pp.   176 - 179 ,   doi :  10. 1109 /IPMH VC.2018. 89367 75.     [25]   T.   Hoang,   Y.  V.  Serd y uk ,   S.  M.  Gubanski,   “ Mec hani sm s  of   surfac e  pote nt ial  dec a y   on  ena m el   wir e  coa ti ngs , ”  IEEE   Tr ansacti ons  on   Diel e ct rics  an d  El e ct rica l  Insulati on ,   vo l.   22 ,   no.   6,   pp .   34 70 - 3480,   Dec e m ber   2015,   doi :  10. 1109/T DEI . 2 015. 005223.       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       S  Narasimha  R ao   was  born  in  Srikalaha sthi  in  1 977.   He  re ce iv e d   his   B. Tech   de gre e  from   S.V  Coll ege  of  Eng i nee ring ,   S.V  Un ive rsit y   in  2004  and  M.E   d egr e e  from   Sath y ab ama  Univer si t y   Chenna i ,   Indi a  in  2010 .  He  is  a  rese arc h  scho la r   in  th e  Depa rtment  of  E EE ,   Puducher r y   Te chno logi c al   U nive rsit y ,   Puduc her r y ,   Ind ia ,   and   his  ar ea s  of   in t ere st  are  insulati on  in  m otor  winding s ,  spac e cha rge   m ea sure m ent ,   m odeling  on  insulation.         Elans er alathan   K   was  b orn  in   Puducher r y   in  1971.   He   recei v ed   his   B . T ec h   degr ee  from   Maha tma  Gand hi  Univer sit y ,   Kottay am  in  19 92 ,   M.E   degr ee  from   the   Indian  I ns ti tut e  of  S ci ence,  Bangal ore ,   Ind ia  in   19 99 ,   and   Ph.D.  d egr ee  from   the  I ndia n  I nst it ut e  o f  Technol o g y   Kanpur,   Indi a  in   the   y e ar  2009 .   He  is  cur ren tly   working  as  a  Pr ofe ss or  in  the  Depa rtment   of   EE E ,   Puducher r y   T ec hno logi c al  Univer sit y ,   Pu duche rr y ,   India ,   and  his  ar ea s  o f  int er est  ar e  Parti al di sch arg e ,   m odel ing   of ins ula ti on ,   n ano  d ielectri cs,   and   en er g y   s tora ge .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.