T EL K O M N I K A ,   V ol . 15,   N o . 3,   S ept em be r   2017,   pp.   97 7 ~ 983   I SSN :   1 6 9 3 - 6 930 ,   ac c r edi ted  A   b D IK T I D e c r e e  N o :   58/ D I K T I /K ep/ 2013   D O I:   10.12928/ T E LK O M N I K A . v 1 5 i 3 . 5149       977       R e c ei v ed  M ay   2 5 ,   201 7 ;   R ev i s ed  Au g u s t   1 8 ,   201 7 ;   A c c ept ed  A u gus t   3 0 ,   201 7   T h e  C o r r e l a ti o n  o S t at i st i cal   I m a g e  a n d   Pa rti a l   D i s c h a rg e  Pu l s e  C o u n t  o f L D P E - N R   C o m p o s i te           A u l i a * 1 ,   Zul k urna i A bd u l - M al ek 2 ,   Y a nua Zul a rdi a n y s a A ri e f 3 ,   Ek a   Pu t r a   W a l d i 4   1 ,4 J ur us an T ek ni k  E l ek t r o,  U n i v er s i t as  A nd al as ,  P adan g,  I ndon es i a   1, 2 , 3 I ns t i t ut  V ol t an da n A r us  T i ngg i ,  U ni v er s i t i   T ek nol o gi  M al a y s i a,  J oh or ,  M al a y s i a   * C or r es po ndi n g aut hor ,   e - ma i l aul i a. un and @ gm ai l . c om       A b st r a ct   H i gh v ol t a ge i n s ul at i on  m us t  b e des i gn ed i n s uc h a w ay  t hat   i t  i s  v er y  r es i s t ant  t o ag ei n g i nc l u di n t hat  f r om  par t i al  di s c har g e ( P D ) .  M any  s t udi es  w er e pr ev i ous l y  c ar r i e d out  on c o m pos i t es  bas e d on l ow   dens i t y  pol y et h y l en e ( LD P E ) .   H ow ev er ,  t he u s e of  nat u r a l  r u bber  ( N R )  an d nan os i l i c a ( S i O 2 )  i n t he LD P E - N R  bas ed c om pos i t es  i s  r el at i v el y  new .  F ur t her m or e,  t he P D  r es i s t ant  p er f or m a nc of  t he c o m p os i t es  i s   y et   t be  ex t e n s i v el y   r es ear c h ed.   T hi s   w or k   ai m s   t an al y z t he  c or r e l at i o bet w een  P D   pul s c ou nt   an d   i t s  r el at ed  i m a ge t o  i nt er pr et i ng t h ef f ec t  o f  P D  s i gn al s .   T he r es ul t s  s h ow  t her e  i s   s t r ong c or r el at i o n   bet w een P D  p ul s e c ount   and  t he   s ta ti st i ca l   i m ag e.  T he r e s ul t s  i n di c at e t hat  t he s ur f ac e i m a ge s t at i s t i c a l   ana l y s i s   c a b us e as   t o ol   t j us t i f y   t h t ot al   of   t he  P D   pul s c ou nt   on   t he  s ur f ac f or   di f f er ent   s a m p l es   of  c om pos i t e.       K eyw o r d s p a r t i al   d i s c h ar ge,   s t at i s t i c al   c or r el at i on,   l ow   d ens i t y   pol y et h y l en e,   nat ur al   r ubb er ,   s ur f a c i m ag e         C o p y r i g h t   ©  2017 U n i ve r si t a s A h m ad  D ah l an .  A l l  r i g h t r ese r ved .       1 .   I nt roduc t i on   D i f f er ent  m et hod of  t he P D  anal y s i s  p r ogr a m  i s  r ec ent l y  us ed b y  t he ex per t i s e i n P D   f ie l d .   F or   ex a m pl e,   M ont C ar l m et ho d   w a s   us ed  t ev al uat t he  P D   di s t r i but i o t get   t he  P D   pul s es   p ha s e   and  t hei r   r el a t ed  am pl i t ud e   [ 1 ] ,   t h e   G ene t i c   al go r i t hm   w a s   us ed  t r c og ni z t he  P D   pat t er i g a s   i ns ul at e s w i t c hge ar   ( G I S )   [ 2 ]   and  t he  s t at i s t i c al   an al y s i s   of   P D   p a t t er w a s   u s e t o   as s e s s  t h e i n s ul at i o s y s t em  i hi gh v ol t ag [ 3 ] .  T he s e  m et hod s   c ont r i but e di f f e r ent l y  t o   enha nc t he  P D   anal y s i s   a ppr o ac i or der   un de r s t a nd  t he  P D   ph enom e na.   T he  w ay   t o   p r es ent   t he   P D   d at a   i s   a no t her   i m por t a n t   par t   of   t he  P D   an al y s i s .   T he  m os t   c om m on  w ay   t p r e s ent   t h P D   dat a   i s   t he  g r aph   of   ϕ - q - N   pat t e r n   t hat   r epr es e nt i ng  t he   ph a s angl of   P D   o c c ur r en c ( ϕ ) ,   t he  P D   appa r ent   c h ar ge  ( q )   and  t he  p ul s e s num ber   of   P D   ( N [ 4 ,   5 ] .   T hi s  g r ap h i s  c al l ed ph a s e r es ol v ed  P D  ( P R P D )   pat t er n   t hat   i s  c u r r ent l y  us e d by  m a ny   r es ea r c her s  t o ev al uat e t h e P D  dat a.   U s i ng t hi s  g r a ph,  t he pha s e angl of  P D  c an be  ea s i l y   r ec ogni z e a s   w el l   as   t h appa r ent   P D   c ha r ge  and  n um be r   of   P D   pul s es   i ev e r y   pha s a ngl e.   A l t hough  t h num be r   of   P D   p ul s e   c oun t   i s   o ne  p ar a m et er   of   P D   pha s r e s ol v an al y s i s ,   b ut   t he  det ai l   anal y s i s   P D   pul s c ount   and  i t s   e f f ec t   t t he  phy s i c al   p r op er t i es   of   i ns ul at i on  m at er i al   w as   not   di s c u s s ed   i dept h.   T he u s e of  s t at i s t i c al  an al y s i s  t o an al y z e t he P D   d at a i s  v er y  u s ef ul  t o qu an t i f y   t he  par t i al  di s c ha r ge pa r am et e r s  t o enh an c e t he P D  pat t er n   [ 5 - 7] .   A n anal y s i s  of  t he k u r t os i s  a nd  t h e   s k ew ne s s   c o nf i r m e t h at   po s i t i v an ne gat i v po l ar i t y   had   c ou nt er c l oc k w i s e   and   c l oc k w i s c l u s t er i n di s t r i but i on,  r e s pec t i v el y .   T h r ee P D  pa r a m et er s   w hi c h  ar e   t he pul s du r at i on,  p ul s e   m agni t ud an pul s p ha s angl w er e   al s i nt r od uc ed  f or   s t at i s t i c al   ev al uat i o of   P D   dat [ 8 ] .   T he pul s e d ur at i on i s  t o c or r el at e t o t he di s c h ar g e  m ec ha ni s m  w i t h t he c o n di t i on of  s ur f ac r es i s t an c e.   T he pul s e m a gni t ude i s  t c or r el at e t he  v ol t age s t r es s  i n t he di s c h ar gi n g c av i t y   a t he i ndi c at i o n  of  t he  f or m a t i on of   s u r f ac e c ha r ge s   an d s ur f a c e  c o ndu c t i v i t y .   T he pul s e  p has angl e i s  t o c or r el at e t he  det er i o r at i o n ene r gy  w i t h t he nat ur e  of  phy s i c al  c han ge s  i n  t he   di s c ha r ge.     I ns ul at i o det er i o r at i on  i s   a   l ong - t e r m   pr oc e s s   t hat   oc c ur s   ov e r   pr ol on ged  o pe r at i ona l   c on di t i on.   S i t   i s   not   un c o m m on  t h at   i f   t he  i n s ul at i o s y s t em   ha s   a   s t abl P D   a c t i v i t y   ( ev en  w i t a hi gh P D  l e v el ) ,  i ns ul at i o n f ai l ur e m ay  not  oc c ur  e a r l y .  I f  a s i gni f i c ant  i n c r e as e i n P D  ac t i v i t y   w i t hi n a  c er t ai n pe r i o d o f  t i m e unde r  t he s am e t es t   c ondi t i o n s  i s  det e c t e d,  i t  w a r r a nt ed  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6 930   T E L K O M NI K A     Vo l .   15 ,   N o .   3,   S ept em ber   20 17  :     977     9 83   978   i nv es t i gat i o and  i s   w ar n i ng  s i gn  of   p ot ent i al   i ni t i at i on  of   i n s ul at i on  f ai l ur e.   A i nc r ea s of   P D   ac t i v i t y   r at he r   t han  an  a bs ol ut P D   m a gni t ude   c an  i ndi c at s ev er pr oba bl y   i n s ul at i o f ai l u r e.   s t abl e  P D  a c t i v i t y  ov er  t i m e i ndi c at e s  t h at  i ns ul at i on   det er i o r at i o n has   not  pr ogr es s ed   m u c h.   s i gni f i c ant  i n c r e as e i n P D  a c t i v i t y  w i t hi n a r el at i v el y  s ho r t  pe r i od of  t i m e ( e. g.  s i x  m on t hs )   i ndi c at es  t h a t  t he r at e of  i ns ul at i on d et er i o r at i on  a nd t he l i k el i h ood of  m a c h i ne f ai l ur e h as   i nc r ea s ed  [ 9,   10] .   A i m age   h i s t ogr am   i s   t h e   gr a phi c al   r ep r e s ent at i on   o f   t h e   i nt ens i t y   di s t r i b ut i on  of   a   d i g i t a l ima g e .   I t  pl ot s  t he nu m be r  o f   p i x e ls   f or  e ac h i nt en s i t y  v al ue.  T he   hor i z ont al  ax i s   o f   t h e   gr ap h   r e p r es ent s   t h t onal   v ar i at i on s ,   w hi l t he   v er t i c al   ax i s   r ep r es ent s   t h n um be r   of   pi x el s   i t hat   par t i c ul ar   t on e.   T h l ef t   s i de  of   t he  hor i z ont al   ax i s   r ep r e s e nt s   t he  bl a c k   and  da r k   ar e as ,   t he m i ddl r e pr e s ent s  m e di um  g r ey   an d t he  r i ght   h and  s i d e r ep r es ent s  l i ght   and pur e w hi t e   ar ea s .   T he v er t i c al  ax i s  r e pr e s ent s  t he   s i z e of  t h e a r ea t hat  i s   c a pt ur ed  i ea c h on e of  t h e s e   z on es .   T h us ,   t he  hi s t og r am   f or   v er y   da r k   i m a ge  w i l l   hav t he  m aj or i t y   of   i t s   dat poi nt s   on  t h l ef t  s i de an d c ent e r  of  t he  gr ap h.  C onv er s el y ,  t he hi s t ogr am  f or   a v er y  br i g ht  i m age w i t h f e w   dar k   ar ea s   a nd/ or   s had ow s   w i l l   hav m os t   of   i t s   dat poi nt s   o t he  r i ght   s i de  and  c ent er   of   t he  gr ap h.   Li m i t e r ef er e nc es   w hi c di s c u s s ed   t he   i m ag du t o   t he   P D   ev e nt s   c a be   f ou nd  i [ 11] .   T he  i m age s   w er t ak e u s i ng  t he  opt i c al   c am e r a.   T he  c om par i s o bet w ee t he  s ur f a c i m age  of  neat  L D P E  and L D P E  nano s i l i c c om po s i t e du e t o P D  ev e nt  al s w a s   s ho w n i [ 1 2] ,  b u t   w i t hout   de e per   an al y s i s .   T he  di s t r i but i on  of   c ol our s   i an  i m ag p r oc es s i n t ec hni qu i s   r ep r es ent ed  by   c ol o ur   hi s t og r am   t h at   c ov e r  al l  pos s i bl e t he  i m age 's  c ol our   s pac e.   F or   di gi t al  i m age s ,  a  c o l our   hi s t og r am  r e pr e s ent s  t h num be r   of  pi x el s  t hat   hav e c ol ou r s  i n   eac h of   a f i x ed l i s t  of   c ol our   r ang es .  I f  t he  s et  of  p os s i bl e c ol ou r  v al ues  i s   s uf f i c i ent l y  s m al l ,  e ac of  t hos c ol o ur s  m ay   be  pl ac ed on a r ang by   i t s e l f ;   t hen t he  h i s t ogr am  i s   m er el y  t h c ount  of  pi x el s  t hat  hav e   eac pos s i bl e c ol o ur .  T he i m ag e hi s t o gr a m   m ay  al s o  be  r ep r e s ent e d  and di s pl ay ed a s  a  s m o ot f unc t i on def i n ed ov er  t he c ol our   s pa c e t hat  appr ox i m at es  t he pi x el  c ount s .   Li k e  ot her  k i n ds   of   hi s t og r am s ,  t he  c ol o ur   hi s t ogr am  i s  a  s t at i s t i c  t hat   c an  be  v i ew e d a s  a n a ppr ox i m at i on of   an   unde r l y i ng  c o nt i nuou s   di s t r i but i on  of   c ol our s   v al ue s .     A i m age  hi s t ogr am   i s   g r aphi c al   r ep r es e nt at i on  of   t he  num be r   of   pi x el s   i a i m age,   w ho s e X - ax i s  r ep r e s ent s  t he t ona l  s c al e ( bl ac k  at  t he l ef t  an d w hi t e at  t he  r i ght ) ,  an d Y - ax i s   r ep r e s ent s   t he  num be r   of   pi x el s   i an  i m age  i pa r t i c ul a r   ar ea  of   t he  t onal   s c al e.   I f   t her ar e   m or e   pi x el s ,   t he  p ea k   at   t h c er t ai n   i nt e ns i t y   l ev el   i s   hi ghe r .   A   c ol o ur   hi s t og r am   of   an  i m age   al s r ep r e s ent s   t h di s t r i but i on   of   t he  c om po s i t i on  of   c ol o ur s   i t he  i m a ge.   I t   s h o w s   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   c ol o ur s  a ppe ar ed  an d t he  num b er  of  pi x el s  i ea c h t y pe of  t he  c o l our s  a ppe ar ed.  T he  r el at i o n   bet w e en  c o l our   hi s t og r a m   and  l um i nan c hi s t og r am   i s   t h at   c ol o ur   hi s t og r am   c an  b al s o   ex pr e s s ed a s  “ T hr ee - C ol o ur  H i s t og r am s , "  eac h of  w hi c h s ho w s  t he br i ght n e s s   di s t r i but i o n of   eac i ndi v i du al   R G B   c ol ou r   c ha nnel   I n obs e r v i ng  t he s ur f a c e  def ec t ,  t he i m age qu al i t y  pl ay s  an i m por t ant  r ol e.  S o i t  i s   i m por t a nt   t m ai nt ai t h i m age  i hi gh  qu al i t y   bef or i t   i s   pr o c es s ed   t get   goo a i m age  hi s t og r am .   T he  t er m   of   i m age  q ual i t y ,   t ec h ni c al l y   r ef er   t i m age   a t t r i but es   l i k e   i m age  r e s ol ut i on,   c ont r as t ,  b r i g ht nes s ,  noi s e and  c o nt r a s t - t o - noi s e r a t i o ( C N R ) .  T hi s  i m a g e q ual i t y  at t r i but es   c ha nge  du r i n t he  edi t i ng,   c on v e r t i ng  an upl oadi ng  p r oc es s .   T m ai nt ai t he  i m age  qual i t y ,   t he  t r adi t i onal  m et hod  by  us i ng t he  er r o r   s um m at i on   m et hod c a be  us e d.   B ut   i n r ec ent   dev el opm ent  t he di f f er ent  m et hod l i k e  t he hi s t ogr a m - b as ed   i m a ge qual i t y  i ndex   w a s  us e d t m ai nt ai n t h i m age  qual i t y   [ 13] .  O t he r   m et hod  t o m ai nt ai n t h e i m age  qual i t y  i s  by  u s i n t he  B ay es i an   i m a ge  e s t i m at i on   t i m p r ov t he  C N R   [ 14 ] .   I or de r   t i m pr ov e   t he  c ont r a s t ,   i t   c an   be   done  by   en ha nc i n t he  i m a ge  hi s t o gr a m   w r a ppi n [ 15] .       2.   R ese ar ch   M et h o d   T her a r t h r ee  s t ep s   s ho ud  b d one   t a c hi ev e   t he   pur po s e   of   t hi s   r e s ea r c h;   s am pl es   pr ep ar at i on,   P D  T e s t i ng a nd pi c t ur i n g t he s am pl s ur f ac e bef o r e  and af t er  t h e P D  t es t .  T w o   di f f er ent   pol y m er s ,   nam el y   or gani c   pol y m er s   ( N R )   an i nor g ani c   pol y m er s   ( L D P E ) ,   w i t di f f er ent   c om p os i t i o ns   ar m i x ed  dur i ng  s am pl p r epar at i on.   T o   c h ec k   t h ef f ec t   of   P D ,   P D   m ea s u r em e n t   i s   don e.   B ef or and  af t e r   t he  P D   t es t ,   t he  s am pl s u r f ac i m age  w a s   t ak e us i ng  an  el e c t r o ni c   mi c r os c o pe  w i t 20x   opt i c al   z oom .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       T he  C o r r el at i on  of   S t at i s t i c al   I m age  and  P ar t i al   D i s c h ar ge  P ul s C ount   of   L D PE - N R   ( A u l i a )   979   2 . 1 .   S a m pl e   P re pa ra t i on   T he c om po s i t i ons  of  t he  pr ep ar ed s a m pl es   ar e t a bul at e d i n T abl e 1.  T he  LD P E / N R   bl end s   w e r e   m ade   up   of   N R   w i t h   di f f e r ent   c om po s i t i ons ,   r a ngi ng   w t %   -   10   w t % ,   20  w t %   and   3 0   w t % .   T he  t em per at ur f or   bot r ol l   m i l l s   w a s   s et   a t   150°C   du r i n t he  bl endi n pr o c e s s .   T he   t hr ee   c at ego r i es   of   s am pl e s   w e r pr e pa r ed   by   f i r s t   m el t i ng  t he   L D P E ,   and  t he n   s m al l   am o unt   of  N R  o r  na n os i l i c a w as   g r adu al l y  add e d unt i l  t he N R  di s pe r s ed  w el l .  T he  s a m e pr oc e s s   w a s   r epe at ed f o r   c at eg or i e s  B  and  C .  T he   nex t  pr oc es s  i s  t o  p r ep ar e t he  s a m pl e  as  r equi r ed   by   C I G R E  M et h od t obt ai n  t he  r e q ui r e d t hi c k n es s   us i n g t he  m ol di ng  m a c hi ne.  T h s a m e   t em per at ur w a s  al s o s et  at  t he m ol di n g m ac hi ne.  I n or d er  t o g e t  a good m el t  of  s am pl e,  t he   s am pl e w a s  heat ed   bet w een  5 - 8  m i n ut es   bef or pr e s s ur e w a s  a ppl i ed  t o  t he m o ul d.   T he  s am pl w as   t hen  c ool e d ow n   us i n t h w at e r   c ool i ng  m a c hi n f or   at   l ea s t   m i nut es   or   u n t i l   t he   r oom   t em p er at ur w as   a c hi ev ed.         T abl 1.   S am pl es   p r ep ar ed   f or   t hr ee  di f f er ent   c at ego r i es   S am pl e Nam e   S i l i c a ( gr am )   LDP E     (g ra m )   NR   (g ra m )   A1   -   100   -   A2   -   90   10   A3   -   80   20   A4   -   70   30       2 . 2 .   E xp er i m en t al   S et u p   A  50  H z  A C   v ol t age s ou r c e w i t a pe a k  v al ue  of  6. 5 k V   r m s  w a s  a ppl i ed  t o t he t e s t   el ec t r ode  w hi l t he  pl ane  el ec t r o de  w as   ear t he d.   T w ( 2)   di f f e r ent   p r ot ec t i o uni t s   w e r i n s t al l ed  t pr ot ec t   t he   s am pl a nd  m eas ur i ng  un i t   f r om   o v er   c ur r ent   and  ov er   v ol t age.   T he  hi gh  v ol t a ge  r es i s t o r  w a s  i ns t al l e d i n s e r i es   w i t h t he  s am pl e t o l i m i t  t he r et ur ni n g hi gh  c ur r en t  i n c as e of  a  br ea k d ow n.   A ddi t i onal   pr ot ec t i on   s y s t em   w a s   a c hi ev ed  by   t h s pher gap,   w hi c h   f un c t i on s   a s   a   h i g h  v o l t a g e  li mi t er .  I t  i s  not ed t hat  by  us i ng t he  C I G R E  M et hod I I ,  and w i t h t he gi v en  ex per i m ent al  c ondi t i o ns ,  t he P D  a c t i v i t i es  onl y  o c c ur  i n t he v oi d ar ea.   F i gur e  1   s how s  t he   l abor at or y   s et - up   f or   t h P D   t e s t   s y s t em .   F i gur 1 ( a )   i s   t he   s c h em a t i c   di a gr a m   a nd  F i gur 1 (b i s   t he  pi c t u r of   t he  r eal   P D   m eas ur em ent   s et - up .   I t   c o n s i s t s   of   an  A C   hi gh  v ol t a ge  s u ppl y   an i t s   m eas ur i ng  s y s t em ,   t es t   c el l   c on s t r u c t ed  ac c o r di n g   t t he  C I G R E   M et hod  I I   ( C M - I I )   [ 4 ] ,   an a   dat ac qui s i t i on  s y s t e m   ( m ade  up  of   P i c o s c ope  5 20 dev i c a nd  P C ) .       HV  transfor mer HV resistor Step down  transformer Picoscope From power  supply High Pass  Filter CIGRE  Method II  Test Cell Netbook  and data  logger Sphere  gap    ( a)   ( b)     F i gur 1.   T es t   s et - up  f or   t h par t i al   di s c har g t es t ,   t he  phot of   t he   ex per i m e nt al   s et - up       3.   R esu l t a nd  A na l y s i s   3 . 1 .   P D   P ul s e   C oun t   C h a ra c t e ri s t i c s   of   LD P E - N R   C om pos i t e s   Tw o   di f f er ent  anal y s es  w e r c ar r i e d out  on L D P E - N R  s am pl es ,   P D  c ount  a n d s u r f a c i m age a nal y s i s .  P D  c ount   anal y s i s  w as   done f o r  al l  s am pl e s  an d i m age a nal y s i s  w a s  d one f or   s am pl A an A 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6 930   T E L K O M NI K A     Vo l .   15 ,   N o .   3,   S ept em ber   20 17  :     977     9 83   980   3. 1. C um ul a t i v e   P D   P ul s e   C ou nt     F i gur e 2  s ho w s  t he c um ul at i v e pos i t i v e and negat i v e P D  pul s c ount s  obt ai n ed f r om   di f f er ent  L D P E - N R   c om p o s i t i on s  ov e r   a 60  m i nut e  s t r es s   dur at i on.  I t  c a n b e s een  t hat   t h e   negat i v P D   pul s c ou nt   i s   hi ghe r   t h an   t he  po s i t i v P D   p ul s c ou nt   ex c e pt   f or   s am pl A 1.   T he  i nc r em e nt   of   t he  m ea s u r ed  P D   pul s c ou nt   f or   ev er y   t en  m i nut e s   i s   s om ew hat   l i ne ar   i ndi c at i ng  c on s t ant  P D   pul s e c o unt  f or  t he gi v e n t i m e i nt er v al   ex c ept  f or   s a m pl e A 3.  T h e t ot al   P D  p ul s c ou nt  af t er  s i x  c ons ec ut i v e c y c l e s  ( 6 0 m i nut es )  of  hi gh v ol t age   s t r es s  w a s  ab out  2000 f or   al l   s am pl es   i c at egor y   A   ex c ept   f o r   s am p l A 3,   w hi c w a s   8 000.   T h us   t h P D   c o unt   f or   A i s   f our   t i m es  hi g her   t han t ho s e f o r  s a m pl e s  A 1 ,  A 2,  and A 4.  A  hi gh P D  p ul s c ou nt  i n di c at e s  a hi g h   det er i o r at i o l ev el   of   s am pl s ur f a c d ue   t t he  el ec t r i c al   s t r e s s .     .         ( a)       ( b)       ( c)     ( d)     F i gur 2   C um ul at i v p os i t i v and  ne gat i v P D   pul s c ount s   f o r   di f f er ent   LD P E - N R   c om po s i t i o ns   ov er   60  m i n ut es   s t r e s s   d ur at i on;   ( a)   s am pl A 1 ,   ( b)   s a m pl A 2,   ( c )   s am pl A 3,   and  ( d )   s am pl e   A4       3. 1. 2 .   Tot a l   P D   P ul s e   C ou nt     F i gur s ho w s  t h e t ot al   P D  pul s c o unt s  b ot h f or  pos i t i v e an d neg at i v e af t er  60   m i nut es  el ec t r i c   s t r e s s  f o r  LD P E - N R  c om po s i t es .  T he t ot al  neg at i v e P D  pul s e c ount s  f or  al l   s am pl es   a r hi ghe r   t han  t ha t   f or   t he  po s i t i v P D ,   ex c ept   f or   s am pl A 1.   T he  hi ghe r   t ot al   c ount   f or  t he negat i v e P D  i ndi c at es  t hat  t he  LD P E - N R  i s  m or e s u s c ept i bl e t o s u r f ac at  def e c t s   c om p ar ed t o   pur e  L D P E .   A  goo d i n s ul at i on m at er i al  s h oul d  hav e  an  equ al  P D  pul s c o unt   f or   bot po s i t i v and  ne gat i v w he s u bj e c t ed  t s y m m et r i c al   v ol t ag s t r e s s .   F i gur s ho w s   t h at   t he  t o t al   P D   pul s c ou nt s   f o r   di f f er ent   LD P E - N R   di el e c t r i c   s am pl e s   ( A 1,   A a nd  A 4)   a r bel o w   60 00,   ex c e pt   s am pl A 3 ,   w hi c i s   al m os t   1 6, 000.   T he  t ot al   P D   p ul s e   c ou nt  of  s a m pl e A i s  s l i g ht l y  hi gher  t h an t hat  f or   s a m pl e A 4,  but  t he t ot al  P D  pul s e c ount   f or   s am pl e A 2 i s  m uc h l o w e r   t h an t ho s e f o r  s am pl es  A 1 ,  A 3 and   A 4.  A  hi gh er   w ei ght  pe r c ent a ge   (w t % o f   N i s   e x p e c t e d   t o   i nc r ea s t he  P D   r e s i s t a nc e.   I t   w as   f oun t hat   t he  P D   pul s c o un t   f o r   s am pl A 3   i s   gr eat e r   t h an   t hos f o r   s am pl es   A and   A 1.   T hi s   h ap pen s   b ec au s of   m any   f a c t or s ,   i nc l u di ng  t he  pos s i bl ex i s t enc of   v oi ds   dur i ng  s am pl pr ep ar at i o n   w hi c t he l ead s   t l ow er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       T he  C o r r el at i on  of   S t at i s t i c al   I m age  and  P ar t i al   D i s c h ar ge  P ul s C ount   of   L D PE - N R   ( A u l i a )   981   P D  r e s i s t anc e t han t hat  f o r  t he ba s e o r  r ef er en c e i n s ul at i o m at e r i al .  E v en t ho ugh  s am pl e A has   hi ghe r   P D   r e s i s t a nc t han  s a m pl A 3,   t he  v al ue  i s   onl y   s l i g ht l y   bet t er   t han  t hat   f or   s a m pl A1 .           F i gur   3 .   P os i t i v and  neg at i v P D   pul s c ou nt s   of   di f f er ent   LD P E - N R   c om p os i t i ons   ov e r   60  m i nut es   s t r e s s   dur at i on;   ( a )   s am pl A 1 ,   ( b)   s am pl A 2,   ( c )   s am pl A 3,   and  ( d)   s am pl A 4             F i gur   4 .   T ot al   P D   pul s c ount s   of   di f f er ent   LD P E - N R   c om po s i t i on  ov er   60  m i n ut es   s t r e s s   dur at i o n;   ( a)   s am pl A 1 ,   ( b)   s a m pl A 2 ,   ( c )   s am pl A 3,   and  ( d)   s am pl A 4       T he  abov e   a nal y s i s   of   P D   pul s c o unt   s ho w s   t hat   s am pl e   A i s   t he  b es t   and   s am pl e   A i s   t h e   w o r s t .   T he  addi t i o of   N R   t LD P E   w i t s m al l e r   t han  10  w t %   of   N R   s ee m s   t i m pr ov t he  P D   r e s i s t a nc of   t he  LD E P - N R   c om po s i t e.     3. 2.   S u r f ace  I m ag an al y si o f   L D PE - N Co m p o s i te s   F i gur 5   s ho w s   t he   i m ag e   of   s am pl A an A 3   bef or e   an af t er   t he  hi g v ol t a ge  s t r e s s   had  bee a p pl i ed  f o r   60  m i nut es .   T he   di f f er e nc es   i t he   s ur f a c e   c o ndi t i on s   b ef or e   an af t er   t h t es t   w er c l e ar l y   i d e n t i f i e d .   S ev er al   r a n dom l y   l o c at e da r k   s pot s   w i t v a r i abl e   s i z es   a r s een   i n   t he  af t er   s t r e s s   i m age.   T h dar k   s pot s   ar c r e at ed  a r ea  d ue  t t h c a r bo ni z at i on  phe nom e non   as  a  r e s ul t  of  P D  ac t i v i t i es .   I t  i s  not ed t hat  t he da r k   s pot s  ar e onl y   v v i abl e us i n g a m a gni f y i n g   c am e r a.   U s i n g t he  w av el et  anal y s i s  ap p r oa c h,  t h s u r f ac e  r oug hn es s  of  t he t w o i m a ge s   c ou l be  di s t i n gui s h ed  ea s i l y .   T abl s ho w s   t he  hi s t o g r a m   o f   L D PE - N R   c om po s i t es   ( s am pl e s   A and  A 3) .   A s   c a n   be  s ee n,   t he  s ha pe  of   t he  hi s t ogr a m   c han g es   f r om   bef o r s t r es s   t af t er   s t r e s s .   S a m pl A s ho w s   l ar ge r   c han ge  t ha s am p l A 1.   T h p e ak   v al ue  i s   r e duc ed  bel o w   120, 00 pi x el s   a nd  i nt en s i t y   w it h   a   l o w   pi x el   app ear s .   A s   c an  be  s ee t hat   ad di t i on  of   N R   t L D P E   c h ang es   t he  s hape   of   t he   hi s t og r am  t o  bec om s l i m m er .   T h e c hang e of  hi s t ogr a m  s hape  i ndi c at e s  t h e c h ange i t he  c or r e s p ondi n s t at i s t i c al  p ar am et er s .   T he  c han ge  of  hi s t og r am  s hape i ndi c at e s  t hat  t he  c ol our   o f  L D PE - N R  s u r f ac c h ange d du r i n g t he hi gh  v ol t age s t r e s s  du e t o P D  a c t i v i t i es .   I t  i s   unde r s t o od t hat  dur i ng a  P D  i nc i dent ,   t he def e c t i v e s ur f a c w i l l   be c r eat e d a s  a r es ul t  of  t he   c ar boni z at i o n   pr o c e s s .   C ar boni z at i on  oc c ur s   be c au s e   t he  P D   ge ne r a t es   he at   an c an  b ur a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6 930   T E L K O M NI K A     Vo l .   15 ,   N o .   3,   S ept em ber   20 17  :     977     9 83   982   dam ag e t he  s ur f a c of  t he i ns ul at or .  T he dam aged  s ur f a c ar e c an b e i dent i f i ed by  t he dar k   c ol o r   as s o c i at ed  w i t t he  d ef ec t i v ar e a.           F i gur 5.   T he   s ur f a c i m a g es   of   LD P E - N R   c om po s i t s am pl A ( 1 00: 0)   bef o r and  af t er   60  m i nut es   hi gh  v ol t age  s t r e s s       T abl   2.   L D PE - N R   c om po s i t es   i nt e ns i t y   hi s t ogr am   of   s am pl A an s am pl A bef or a nd  af t er   60  m i nut es   hi g v ol t age  s t r e s s   S am pl e   Hi s togr am     B efor e   A fter   A1       A2           4 .   C o n c l u s i o n   R e s ea r c ha s   s ho w s t r ong  c or r el at i o bet w een  t he   PD   pul s c ount   w i t t h ex t ent   of   dam ag e on t he s u r f a c e of  t he s am pl s ur f a c LD P E - N R .  T he r e s ul t s  i n di c at e  t hat  t he s ur f ac i m age  s t at i s t i c al   anal y s i s   c an  be   u s ed   a s   t o ol   t j us t i f y   t he  t o t a l   of   t he  PD   pul s c ount   on   t he   s ur f a c f o r   di f f er ent   s am pl e s .       A ckn o w l ed g e me n t s     T he a ut hor s  w oul d l i k e  t hank   U ni v er s i t a s   A n da l as ,  P ada ng,  I ndone s i ( C ont r ac t   N um b er   012/ U N . 1 6. 09. D / P L/ 2016  a nd  U ni v er s i t i   T e k nol ogi   M al ay s i a,   J oho r   B a hr u,   M al ay s i a   f or   s up por t i n g t h i s   r es ea r c w i t h t he  go o d qu al i t y  equ i pm ent .   W al s o  l i k e t o t han k  E ngi ne er i ng   F ac ul t y   of   U ni v er s i t a s   A nda l as   f or   s upp or t i ng  t he  publ i c at i on  p r o c e s s   of   t hi s   pap e r .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       T he  C o r r el at i on  of   S t at i s t i c al   I m age  and  P ar t i al   D i s c h ar ge  P ul s C ount   of   L D PE - N R   ( A u l i a )   983   R ef er en ces   [1   M H i ki t a ,  K Ya ma d a ,  A N a k a mu ra ,  T  Mi zu t a n i ,  A   O ohas i ,   M  I eda.   M eas u r em ent s  of  par t i al  d i s c har ges   b y   c om put er   a nd  an al y s i s   of   par t i al   d i s c ha r ge  di s t r i bu t i o n   b y   t he  M o nt e   C ar l m et h od .   El e ct ri ca l   I ns ul at i on,  I E E E  T r ans ac t i ons  on.   199 0;   25 :   453 - 468.   [2   W   Z i om ek ,   M   R ef or m at ,   E   K uf f el .   A pp l i c at i o of   ge net i c   al gor i t hm s   t p at t er n   r ec ogn i t i o of  def ec t s  i n   GIS .   D i el ec t r i c s  and E l ec t r i c al  I ns ul at i o n,  I E E E  T r ans ac t i ons  on.   200 0 7 :   161 - 1 68.   [3   B Ya zi c i .   S t at i s t i c al  pat t er n  ana l y s i s  of   p ar t i al  di s c h ar g e m eas ur em ent s   f or   q ual i t y   as s es s m ent  of   i ns ul at i o s y s t em s   i h i g h - v o l t age el ec t r i c al  m ac hi ner y .   I n d u st ry  Ap p l i ca t i o n s,   I EEE  T ra n sa ct i o n o n .   200 4;   40 :   157 9 - 159 4.   [4   A   Lap p ,   H G  Kra n z.   T he us e o f  t he C I G R E  dat a f or m at   f or  P D  di a gn os i s  a ppl i c at i o ns .   D i e l e ct ri cs a n d   El e ct ri ca l  I ns ul at i on,  I E E E  T r ans ac t i o ns  on   2 000;   7 :   10 2 - 11 2.   [5   S u w ar no,   Y   S uz uok i ,   F   Ko mo ri ,   T   M i z ut ani ,   P ar t i al   d i s c h ar ges   d ue  t e l e c t r i c al   t r eei ng  i po l y m er s :   P has e - r es ol v e d an d t i m e - s eq uenc e o bs er v a t i on a nd  an al y s i s .   J our n a l   o f  Ph ysi cs D :  Ap p l i e d  Ph ys i cs.   199 6;   29 :   292 2 - 293 1.   [6   MH A Au l i a ,  Z u l k ur n ai n  A b dul - M al ek ,  Y anu a r  Z .  Ari ef ,  K w an Y i e w   La u,   N ov i z o n.   Pa rt i a l  D i sch a rg e   C har ac t er i s t i c s   i L LD P E - N a t ur al   R ubb er -   B l en ds :   C or r e l at i ng  E l ec t r i c al   Q uant i t i es   w i t S ur f ac e   D egr adat i on.   J our n al  of  E l ec t r i c al  E n gi n eer i n g &  T ec hnol og y .   2016.   [7   M   N edj ar ,   A   B er ou al .   A gi ng  und er   A C   v o l t a ge  of   p ol y ur et h ane  by   us i ng  W ei bul l   s t at i s t i c .   2007  I ee e   I nt er nat i o na l  C onf er e nc e o n S ol i d D i e l ec t r i c s ,  V ol s  1 and  2 200 7:   654 - 657.   [8   H G   Kra n z.   P a r t i al   D i s c har ge   E v al u at i o of   P ol y et h y l e ne  C abl e - M at er i al   b y   P h as A n gl A nal y s i s .   I eee T r ans a c t i ons  on E l ec t r i c al  I n s ul at i o n.   1981;   EI - 17 :   15 1 - 15 5.   [9   HN   N a gam a ni ,   S N  M oor c h i ng .   A  s t udy  on t he i nf l u enc e of  par t i a l  di s c har ges  o n t he p er f or m a nc o f   s o lid  d ie l e c t r ic s .   I C o nd uc t i on  an d B r e ak d o w n  i n  S o l i d  D i el ec t r i c s ,  19 98 .  I C S D  ' 98.  P r oc ee di n gs   of   t he 199 8 I E E E  6t I nt er nat i on al  C o nf er enc on .   199 8 :   127 - 130.   [ 10]     G   P aol et t i ,   A  G ol ub ev .   P ar t i al  di s c har ge  t heor y  a nd t ec hn ol o gi es  r el at e d t o t r adi t i ona l  t es t i n g   m et h ods  of  l ar ge r ot at i n g ap p ar at us .  P ho eni x ,  A Z ,  U S A .   1999 :   967 - 98 1.   [ 11]     PH F  Mo rsh u i s.   D egr a dat i on o f  s ol i d d i el ec t r i c s   due t o i nt er nal  p ar t i a l  di s c har g e:  s om e t hou ght s  o n   pr o gr es s  m ad e and  w h er e t o go no w .   D i e l e ct ri cs a n d  El e ct ri ca l  I ns u l at i on,  I E E E  T r ans ac t i ons  o n.   200 5;   12 :   905 - 913.   [ 12]     F  G uas t av i no,  A  D ar dan o,  A  R at t o,  E   T o re l l o ,  M H o y o s,  JM   G om ez - El vi ra et  al .   R e si st a n ce   to   s ur f ac par t i al   di s c har ges   of   LD P E   nan oc o m p os i t es .   I E l ec t r i c al   I ns ul at i on  a nd   D i el ec t r i c   P hen om e na,  2 007.  C E I D P  2 0 07.  A nnu al  R e por t   -   C onf er e n c e on .   20 07 :   2 44 - 2 47.   [ 13]     Y  Y al m an.   A H i st ogr am  bas ed  I m age Q ual i t y   I nde x .   P r z e gl a d E l ek t r ot ec h ni c z ny .   2 012;   88 :   126 - 1 29 .   [ 14]     AH   Ba y d u sh ,   C E F l o y d  Jr.   I m pr ov e d i m a g e qu al i t y  i n d i g i t al  m am m o gr a ph y   w i t h i m a g e pr oc es s i n g .   Me d  Ph ys.   20 0 0;   27 :   150 3 - 15 0 8.   [ 15]     M   G r undl a nd ,   N A  D odgs on .   A ut om at i c  c ont r as t  en h an c em ent  b y  hi s t ogr am   w ar pi n g.   C om put e r   V i s i o n and G r a phi c s .   20 06;   32 :   293 - 30 0.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.