I nte rna t io na l  J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 7 ,   p p .   3 2 5 4 ~ 3 2 6 1   I SS N:  2088 - 8708 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ec e. v 7 i 6 . pp 3 2 5 4 - 3261           3254       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Dielect ro pho resis  Eff ec t  o f  Diele ctr ic Liquid s   w ith   S uspend ed  Cellulo se I m puri t ies under  DC  Ele ctric   Field       M uh a m a d  H a f iy   Sy a zw a n  Z a ino dd in 1 ,   H ida y a t   Z a in ud di n 2 ,   A m in ud in A m a n 3   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 lak a ,   Ha n g   T u a h   Ja y a ,   7 6 1 0 0   D u r ian   T u n g g a l,   M e lak a   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   A u g   2 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   30 ,   2 0 1 7       F o r  d e c a d e s,  p e tr o leu m - b a se d   m in e ra l  o il s  a re   th e   in su latin g   m e d ia   c o n v e n ti o n a ll y   u se d   in   th e   in d u stry ,   p a rti c u larl y   f o r  h ig h   v o lt a g e   (HV )  a p p li c a ti o n s.  Ho w e v e r,   d u e   to   t h e   d isa d v a n tag e s  o f   m in e ra l  o il s,  th e re   is  g ro w in g   in tere st  in   re p lac in g   th e se   o il s   w it h   e n v iro n m e n tall y   f rien d l y   a lt e rn a ti v e s  in   o rd e r  to   f u lf il l   th e   d e m a n d in g   re q u irem e n ts  o f  d iele c tri c   li q u i d s.    O n e   o f   th e   p ro m isin g   su b stit u tes   f o r  m in e ra l  o il s  is  e ste r  o il s .  Ne v e rth e les s,  th e   im p le m e n tatio n   o f   e ste r  o il s  is  n o t   w id e sp re a d   c o m p a re d   w it h   m in e ra l  o il s  d u e   to   t h e   lac k   o f   u n d e rsta n d i n g   o n   th e   p e rf o rm a n c e   o f  e ste r  o il s  in   H V   a p p l ica ti o n s .  He n c e ,   th e   o b jec ti v e   o f   th is  st u d y   is  to   in v e stig a te  th e   b rid g in g   p h e n o m e n o n   of   tw o   d iele c tr ic  li q u i d s  w it h   d if f e re n t   v isc o sit ies :   p a lm  f a tt y   a c id   e ste r  a n d   m in e ra l  o il   u n d e r  th e   in f lu e n c e   o f   d irec t   c u rre n t  e lec tri c   f ield .   T h e   re su lt s   sh o w   th a t  o il   v isc o sity   p la y s   a n   im p o rtan t  ro le i n   th e   f o rm a ti o n   o f   c e ll u lo se   b rid g e   a n d   b re a k d o w n   b e h a v io r.   K ey w o r d :   Min er al  o il   E s ter   o il   B r id g in g   C ell u lo s e  p r ess b o ar d   Dielec tr o p h o r esis   Co p y rig h t  ©   2 0 1 7   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 .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mu h a m ad   Ha f i y   S y az w an   Z ai n o 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 ,   Fac u lt y   o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   Un i v er s iti T ek n ik al  Ma la y s ia  Me lak a,     Han g   T u ah   J a y a,   7 6 1 0 0   Du r ian   T u n g g al,   Me la k a,   Ma la y s ia .   E m ail:  h af i y za i n o d d in @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   P o w er   tr a n s f o r m er s   ar e  o n e   o f   t h e  cr u cia l  ele m e n ts   o f   p o w er   d i s tr ib u tio n   n et w o r k s .   M o s t  o f   t h e  p o w er   tr an s f o r m er s   i n   c u r r en t  u s e  ar e  o il - i m m er s ed   p o w er   tr an s f o r m er s .   I n s u la tin g   liq u id s   ar e  u s ed   to   p r o v id e  in s u la tio n   i n   th e s e  H V  s y s te m s .   Du e  to   t h e  th er m o - c o n d u c tio n   p r o p er ties   o f   in s u latin g   liq u id s ,   th ese   liq u id s   al s o   s er v e   as  h ea t  d is s ip atio n   m ed ia  in   HV  s y s te m s .   Nap h t h en ic   m in er al  o il s   ( w h ich   ar e  es s en tiall y   p etr o leu m - d er iv ed   o ils )   ar e  wid el y   u s ed   a s   tr a n s f o r m er   in s u lati n g   liq u id s .   No n eth e less ,   d u e  to   t h e  d ep letio n   o f   f o s s il  f u els,  f la m m ab ili t y ,   an d   n eg at iv e  e n v ir o n m e n tal  i m p ac t  o f   m i n er al  in s u lati n g   o ils ,   th er e  is   g r o w i n g   in ter est  i n   th e  s cie n ti f ic  co m m u n it y   to   r ep lace   th ese  o ils   w it h   ester   o ils   i n   p o w er   tr an s f o r m er s   [ 1 ] – [ 3 ] .   I n   ad d itio n ,   th e   en f o r ce m e n t   o f   s tr in g e n t  e n v ir o n m en tal  p r o tectio n   r eg u latio n s   en co u r ag e  HV   eq u ip m e n t   m an u f ac t u r er s   an d   o p er ato r s   to   u s e  b io d eg r ad ab le  liq u id s   w i th   lo w   t o x icit y   as i n s u lat in g   li q u id s   [ 1 ] , [ 3 ] – [ 6 ] .     Desp ite  t h e  p o ten tia l  o f   e s te r   o ils   as  in s u la tin g   liq u id s ,   t h er e  is   a  lac k   o f   u n d er s ta n d in g   o n   t h e   d iele ctr ic  p r o p er ties   o f   th ese   o ils ,   esp ec iall y   i n   d ir ec t  cu r r e n t  e n er g izatio n .   I n   r ec e n t  y ea r s ,   ad v an ce s   i n   h ig h   v o ltag e   d ir ec t  c u r r en t  ( HV D C )   eq u ip m en t  h av e   m ad e  it  n ec es s ar y   to   g ai n   in - d ep th   u n d er s tan d i n g   o n   t h e   d ielec tr ic  b eh av io r   o f   i n s u lat in g   liq u id s   u n d e r   alter n ati n g   cu r r en t  ( A C )   a n d   d ir ec t  cu r r en t  ( DC )   elec tr ic   s tr ess e s   [ 7 ] .  T h ese  HV DC   s y s te m s   ar e   s u itab le  f o r   lo n g - d i s tan ce   elec tr ical   p o w er   tr a n s m is s io n .   Mo r eo v er ,   w it h   th e  in tr o d u ctio n   o f   r en e wab le  s o u r ce s ,   t h is   ap p r o ac h   h a s   att r ac ted   th e   atte n tio n   o f   t h e  p o w er   in d u s tr y   f o r   tr an s m is s io n   o f   elec tr ical  p o w er   g en er ated   b y   o f f s h o r e  w i n d   f ar m s .   I n   ad d itio n ,   s o m e  co m p o n en ts   o f   HVD C   s y s te m s   ar e  s u b j ec ted   to   AC   an d   DC   v o ltag e s   s u ch   a s   HVD C   co n v er ter   tr a n s f o r m er s .     T h u s ,   it  i s   i m p o r tan t  t o  in v e s ti g ate  a n d   u n d er s ta n d   t h e  p r o p er ties   o f   d ielec tr ic  li q u id s   u n d er   b o th   AC   a n d   DC   elec tr ic  f ield s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Dielec tr o p h o r esis   E ffect  o f D i elec tr ic  Liq u id s   w i th   S u s p en d e d     . . . .   ( Mu h a ma d   Ha fiy  S y a z w a n   Za in o d d in )   3255   Mo r eo v er ,   it h as b ee n   r ep o r ted   th at  t h e  r ate  o f   f ail u r e  o f   HV DC   tr an s f o r m er s   i s   5 – 1 0   ti m e s   h i g h er   th a n   t h at  o f   co n v e n tio n al  tr a n s m i s s io n   tr an s f o r m er s   [ 7 ] .    W h en   t h e  tr a n s f o r m er   i s   i n   o p er atio n ,   th e  d ielec tr ic   l i q u id   is   i n   co n tact  w i th   o t h er   in ter n a l   co m p o n e n t s   s u ch   as  i n s u latio n   p ap er ,   ir o n   co r es,   an d   m etal s   [ 8 ] .   T h is   m a y   lead   to   th e  p r esen ce   o f   i m p u r itie s   s u c h   as  ce ll u lo s e  p r es s b o ar d   p ar ticles  in   th e  d ielec tr ic  liq u id   d u e  to   th e  t h er m al  a n d   elec tr ic al  s tr ess e s .   T h is   i n   tu r n ,   r es u lt s   in   b r id g i n g   d u r in g   th e  o p er atin g   p er io d   s in ce   t h e  h i g h   v o lta g e  g e n er ates  a  s t r o n g   elec tr ic  f ield   in   th e  tr an s f o r m er .     I n itial l y ,   th e  p ar ticles  ten d   to   m o v e  to w ar d   th e  h i g h   f ield   r eg io n   d u e  to   th e  d ielec tr o p h o r esis   ( DE P )   ef f ec t  d u r i n g   t h e  tr an s f o r m er   o p er atio n .   T h en ,   f o r ce s   as  a  r es u lt  o f   DE P   w i ll  p r o m o te  th e  f o r m at io n   o f   ce llu lo s e  b r id g e  b et w ee n   t w o   d if f er e n t  p o ten tia ls   a f ter   a  ce r tain   p er io d   [ 9 ] .   DE P   is   d ef in e d   as  th e  i n ter ac tio n   b et w ee n   t h e  d ip o le  o f   t h e  p ar ticles  a n d   s p atial   g r ad ie n ts   in   th e   n o n - u n if o r m   elec tr ic  f iel d ,   w h ich   r es u lts   i n   m o tio n   o f   t h e  i m p u r it y   p ar ticl es.  T h is   DE P   f o r ce   d o es  n o t  r eq u ir e  a  ch an g e  in   t h e  p ar ticles,  an d   o n l y   o cc u r s   w h e n   p o lar ized   p ar ticles  ar e  s u s p en d ed   in   a  n o n - u n i f o r m   elec tr ic  f ield   [ 1 0 ] .   T h e  m a g n i tu d e  o f   th e  in d u ce d   d ip o le  d ep en d s   o n   th e  p o lar iza b ilit y   o f   t h e  p ar ticles  w it h   r esp ec t to   th e  m ed i u m   [ 9 ] .     T h e  DE P   ef f ec t is  w id el y   u s ed   i n   b io ch e m is tr y   to   s ep ar ate  p r o tein s   f r o m   n u cleic   ac id s   in   f o o d s   [ 1 1 ] .   T h is   s t u d y   i s   f o cu s ed   o n   t h e  DE P   ef f ec t  in   t w o   t y p es  o f   d ie lectr i c  liq u id s   w it h   d i f f er e n t  v is co s i ties :  ( 1 )   p al m   f att y   ac id   ester   ( P FA E )   o il,  an d   ( 2 )   Ge m i n i  X  m in er al  o il.  T h ese  in s u lati n g   o ils   ar e  co m p ar ed   to   d eter m i n e  h o w   th e  DE P   ef f ec t  in f lu e n ce s   t h e   f o r m atio n   o f   a  co m p lete  ce ll u l o s e  b r id g e  as  w ell  a s   DC   b r ea k d o w n   v o lta g e.       2.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   A  1 . 5 - liter   r ec tan g u lar   g las s   te s t  ce ll  w as  u s ed   i n   th e  e x p er i m en ts .   T w o   s p h er e  elec tr o d es  ( ea ch   w it h   a  d ia m eter   o f   1 3   m m )   w er e   p lace d   in   th e   m id d le  o f   t h e  te s t  ce ll.    T h e  g ap   b et w ee n   t h e  e lectr o d es  w a s   k ep t   f i x ed   at  1 0   m m ,   a s   s h o w n   in   Fig u r e   1 .   On e  o f   th e  s p h er ic al  elec tr o d es  w as  attac h ed   to   th e  HVDC  s u p p l y   w h er ea s   t h e  o th er   w as  co n n ec ted   to   th e  g r o u n d .     Hae f el y   Hi g h   Vo lta g e  T r ain in g   Mo d u lar   w a s   u s ed   to   s u p p l y   th e  HV DC   to   th e   s y s te m   a n d   h a v e  a  ca p ab ilit y   u p   to   1 0 0 k V.     A  Ni k o n   D5 3 0 0   h y b r id   d ig ital  len s   r e f lex   ca m er a  w as  m o u n ted   o n   to p   o f   th e  te s t c ell  to   ca p tu r e  o p tical  i m a g es o f   t h e  ce ll u lo s e  b r id g in g   p h en o m en o n .         2 . 1 .   P re pa ra t io n o f   O il Sa m p les   T w o   t y p e s   o f   d ielec tr ic   l iq u id s   w er e  u s ed   in   t h e  e x p er i m e n t s :  ( 1 )   P FA E   o il  an d   ( 2 )   N y tr o   Ge m i n i  X   m i n er al  o il.  Kar l  Fis ch er   titra t io n   m et h o d   w a s   u s ed   to   m o n it o r   th e  m o i s t u r e  co n ten t  o f   t h e   o il  s a m p les.    T h is   m et h o d   is   o n e  o f   a n al y tical   te ch n iq u es   t h at  m o s t   f r eq u en t l y   u s ed   i n   lab o r ato r ies  ar o u n d   t h e  w o r ld   to   m ea s u r e  w ater   ( m o i s t u r e)   co n ten t  [ 6 ] .   Fu r th er m o r e,   th is   s tep   is   cr u cial  b ec au s e  t h e  d ielec tr ic  co n s tan ts   an d   co n d u cti v itie s   o f   t h e  o il  a n d   p r ess b o ar d   p ar ticles  w il l  b e  af f ec ted   b y   th e  p r ese n ce   o f   m o i s tu r e  i n   th e   o il.  T h e  m o is t u r e  co n te n t  o f   t h e  o il  s a m p le s   w a s   f o u n d   to   b e  w it h i n   1 5 0 ± 1 0   p p m   a n d   5 0 ± 1 0   p p m   f o r   th e  P FA E   a n d   Ge m i n i  X  in s u la tin g   o ils ,   r esp ec tiv el y .   T h e  p r o p er ties   o f   th e  P FA E   an d   Ge m in i  X  i n s u lati n g   o ils   ar e  p r esen ted   in   T ab le  1 .                 Fig u r e  1 .   T est ce ll   co n f ig u r ati o n   T ab le  1 .   P r o p er ties   o f   th e  P FAE  an d   Ge m i n i X   in s u lati n g   o ils   P r o p e r t y   P F A E  o i l   G e mi n i   X   mi n e r a l   o i l   D e n si t y   ( g / d m 3 )   0 . 8 6   0 . 8 7   V i sco si t y   ( mm 2 / s)   5 . 0 6   0 . 0 9   P o u r   p o i n t   ( ° C )   - 3 2 . 5   - 51   F u l l y   b i o d e g r a d a b l e   Y e s   No           2 . 2 .   P re pa ra t io n o f   t he  P re s s bo a rd  Dus t       A   p iece   o f   n e w   ce ll u lo s e  p r ess b o ar d   w a s   s cr ap ed   to   s i m u l ate  th e  p r esen ce   o f   co n ta m i n an ts   i n   th e     d ielec tr ic  liq u id s .     I n   th is   s t u d y ,   o n l y   5 0 0   µ m   o f   p ar ticles  with   a   co n ce n tr atio n   o f   0 . 0 0 1   g   w it h   r esp ec t  to   t h e   o il  m as s   w er e  u s ed   i n   th e   ex p er i m en ts .   T h e  s ize   o f   t h e  p ar ticles   w as   m ea s u r ed   b ased   o n   t h e  f ib er   w id th   r at h er   th an   t h e  le n g th   t h r o u g h o u t t h e   ex p er i m e n ts .       Ne g a ti v e   s u p p ly   P o siti v e   s u p p ly   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 7   :   3 2 5 4   –   3 2 6 1   3256   3.   E XP E R I M E NT A L   P RO CE DURE   Firstl y ,   1   L   o f   in s u lati n g   o il  w a s   ad d ed   in to   th e  test   ce ll  s u ch   th at  t h e  elec tr o d es  w er e  s u b m er g ed   i n   th e  o il.    Nex t,  th e  ce ll u lo s e  p ar ticles  w er e  ad d ed   in to   th e  o il  an d   th e  co n ta m i n ated   o il  w a s   s tirr ed   f o r   2 – 3   m i n   to   d is tr ib u te  th e  p ar ticles  e v en l y .   T h e  co n ta m i n ated   o il  w as  test ed   u n d er   th e  in f l u e n ce   o f   a  DC   elec tr ic  f ie ld .     T h e  test ed   o i l  w as   r ep lace d   w ith   n e w   o il   af ter   ea ch   b r id g in g   ex p er i m e n t.  I t   s h all  b e  n o ted   th at  p r io r   to   t h e  o il   ch an g e,   th e  te s t  ce ll  w as  clea n ed   u s i n g   n - h e x a n e  s o lu tio n   i n   o r d er   to   r em o v e  p r ess b o ar d   r esid u es  f r o m   t h e   w all s   o f   t h e  test   ce l l.    T h e  b r i d g in g   ex p er i m e n t  w as   co n d u cted   b y   ap p l y in g   HVD C   to   o n e  o f   th e  elec tr o d es   w h er ea s   th e   o th er   elec tr o d e  w as  ea r t h ed .     T h e  v o ltag e  w a s   ap p lied   in   s tep s   o f   5   k V  w it h   a  1 - m i n   i n t er v al  f o r   ea ch   s tep   u n t il  b r ea k d o w n   o cc u r s .   Ho w ev er ,   f o r   th e  f ir s t  t h r ee   s tep s ,   th e  v o lta g e  w a s   in cr ea s ed   to   2 ,   7,   an d   1 0   k V.     T h is   w a s   d o n e  to   o b s er v e  th e  DE P   p h en o m e n o n   ( p ar ticle  m o tio n )   f r o m   s tatic  co n d itio n   u n til  th e  f o r m a tio n   o f   a  co m p lete  b r id g e  b et w ee n   t h e  elec tr o d es.  T h e  d elay   b et w ee n   th e  v o lta g es  w a s   3 – 5   s .   E a ch   ex p er i m e n t  w as   r ep ea ted   f iv e  ti m es to   o b s er v e  th e  r ep ea tab ilit y   a n d   r ep r o d u ci b ilit y   o f   t h e  r es u lts .       4.   RE SU L T S  A ND  D I SCU SS I O N   I n   g e n er al,   th e  b r id g i n g   p r o ce s s   ca n   b e  d iv id ed   in to   f i v e  d is t i n ct  s ta g es,  as d escr ib ed   b elo w .       Sta g e  O ne   On ce   HVD C   is   ap p lied   to   th e  s y s te m ,   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles  b eg in   to   p o lar ize  u n d er   th e  in f lu en ce   o f   th e  DC   elec tr ic  f ie ld   an d   th e  p ar ticles  m o v e  b et w ee n   th e  ele ctr o d es,  as  s h o w n   in   Fi g u r e  2 .   P o lar izatio n   o cc u r s   w h e n   ex ter n al   m ater ials   ar e  p r esen t  i n   th e  elec tr ic   f ield .   T h is   m a y   lead   to   DE P  d u e  to   th e  i n f lu e n ce   o f   a  n o n - u n i f o r m   DC   elec tr ic  f ield .   P o lar izatio n   o cc u r s   w it h i n   a  v o lta g e  r an g e  o f   0 – 2   k V.         Sta g e  T w o   I n   th i s   s ta g e,   s o m e  o f   t h e  ce ll u lo s e  p ar ticles  m o v e  to w ar d   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.   T h e  p ar ticles   b eg i n   to   ac q u ir e   an d   p r o d u ce   ch ar g es  u p o n   co n tac t  w it h   th e  e lec tr o d e  s u r f ac e,   as  s h o w n   in   Fi g u r e  3 .     A f ter   th e  p ar ticles  ar e  ch ar g ed   s e v er al  ti m es,  t h e  p ar ticles  ten d   to   p u l l  th e m s el v es  f r o m   th e  elec tr o d e  s u r f ac e  an d   m o v e   to w ar d   th e  o t h er   elec tr o d e  d u e  to   th e  DE P   f o r ce ,   C o u lo m b   f o r ce ,   an d   d r ag   f o r ce   f r o m   t h e  v i s co u s   o il.  T h e  m o v e m e n t  o f   t h e  p ar ticles  in   th is   s tag e  i s   r ath er   s lo w .   T h e  p ar ticles  b eg in   to   attac h   t h e m s el v es  o n to   th e   elec tr o d e  s u r f ac e   d u e   to   t h e  r ep ellin g   C o u lo m b   an d   a ttra cti n g   ch ar g es.   T h is   s t ag e   o cc u r s   w h e n   th e   HVD C   s u p p l y   i s   w it h i n   a  r an g e  o f   2 – 7   k V.           Fig u r e  2 .   Mo v e m e n t o f   ce ll u lo s e  p ar ticles o n ce   HVDC i s   ap p lied   to   th e  s y s te m       Fig u r e  3 .   C ellu lo s e  p ar ticles a f ter   th e  p o lar izatio n   p r o ce s s       Sta g e  T hree   I n   th i s   s ta g e,   m o r e  ce llu lo s e  p ar ticles  ar e  attr ac ted   to w ar d   th e  elec tr o d es.  T h e  p ar ticles  b eg in   to   alig n   th e m s el v es  i n   p ar allel  w it h   t h e  elec tr ic  f ield   g e n er ated   b et w ee n   t h e  t w o   elec tr o d es  d u e  to   DE P   f o r ce ,   as   s h o w n   i n   F ig u r e  4 .     T h e  p ar tic les  b eg i n   to   tr av el  b ac k   a n d   f o r th   b et w ee n   t h e  elec tr o d es  a n d   attac h   th e m s elv e s   o n   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.   T h e  ch ain   o f   ce ll u lo s e  p ar ticles  ca n   b e  t y p icall y   o b s er v ed   i n   t h i s   s ta g e.   T h is   ch a in   in cr ea s es   to w ar d s   t h e  m id - p o in t  b et w ee n   t h e  elec tr o d es,  w h ic h   ca u s es   t h e  m ax i m u m   elec tr ic  f ield   to   b e  d is tr ib u ted   f u r t h er   a w a y   f r o m   th e  elec tr o d e  s u r f ac e  ( i.e . ,   at   th e  tip   o f   th e   ce llu lo s e  p ar tic les).     I t  is   b elie v ed   th at  t h is   p h en o m en o n   o cc u r s   d u e  to   th e  d is tr ib u tio n   o f   t h e  e lectr ic  f ield   g e n er ated   b et w ee n   th e  elec tr o d es  an d   ce llu lo s e  p ar ticles  attac h ed   o n   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.   I n   ad d itio n ,   it  h as   b ee n   r ep o r ted   th at  th e  ce llu lo s e  b r id g e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Dielec tr o p h o r esis   E ffect  o f D i elec tr ic  Liq u id s   w i th   S u s p en d e d     . . . .   ( Mu h a ma d   Ha fiy  S y a z w a n   Za in o d d in )   3257   co n n ec ti n g   th e  t w o   elec tr o d es  en ab les  a  v er y   s m all  co n d u c t io n   cu r r en t  ( in   t h e  o r d er   o f   1 0 - 9 )   to   f lo w   b et w ee n   th e  elec tr o d es  [ 1 2 ] .   I n   ad d itio n ,   s o m e  o f   t h e  ce ll u l o s e  p ar ticles  r em ai n   attac h ed   to   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.   T h is   b eh av io r   is   d u e  to   t h e  DE P   e f f ec t  w h ic h   p r ev en t s   t h e  p ar ticle s   f r o m   ac q u ir in g   s u f f icie n t   ch ar g e.   D u e  t o   th e  d i s tr ib u tio n   o f   elec tr ic  f ield   b et w ee n   t h e  elec tr o d es,  th ese  p ar ticles  attr ac t   o th er   f r ee   ce llu lo s e  p ar ticle s   in   th e  i n s u lati n g   o il   w it h   o p p o s ite   ch ar g e s .     Mu lt i p le  th i n   b r id g e s   b ec o m e  ap p a r en t  w it h   ti m e  alo n g   w it h   a  v o ltag e  i n cr ea s e,   a n d   th e  ce llu lo s e  p ar ticles  co n ti n u e  to   ac cu m u late  u n ti l  th e s e  b r id g es  b ec o m e  i n ter co n n ec te d   to   f o r m   a  d en s e,   w id e,   an d   t h ick   b r id g e.   T h is   s t ag e  tak e s   p lace   w h e n   th e  H V DC   s u p p l y   is   w i th i n   a  r an g e  o f   7 – 4 0   k V.       Sta g e  F o ur   I n   th is   s ta g e,   th e  ce ll u lo s e  p ar ticles  tr av el   at  h i g h er   v elo c ities   as  th e  HVD C   ap p r o ac h es  th e  DC   b r ea k d o w n   v o ltag e,   as  s h o wn   in   Fi g u r e   5 .   T h is   is   d u e  to   th e  f aster   ch ar g i n g – d is c h ar g in g   r ate  as  w ell  as   r ep ellin g – attr ac ti n g   f o r ce   ( C o u lo m b   f o r ce   ef f ec t)   b et w ee n   t h e  ce ll u lo s e  p ar ticles  a n d   elec tr o d es  as  a  r esu lt  o f   th e  h ig h er   DC   e lectr ic  f ie ld   w ith i n   t h e  s y s te m .   W h e n   t h e  H VDC  i s   in cr ea s ed   f u r t h er ,   th e   ce llu lo s e  p ar ticle s   tr av el  b ac k   an d   f o r th   a g ai n   ( b u t  at  h i g h er   v elo cities).   T h is   i n clu d e s   th e  ce ll u lo s e  p ar ticles   w it h i n   th e  b r id g e  u n t il  b r ea k d o w n   o cc u r s .   T h e  b r id g e  n ar r o w s   i n   t h e  m id d le   an d   b ec o m e s   b r o ad er   at  th e  en d   o f   th e  b r id g e   ( elec tr o d e  s u r f ac e) .   W h en   th e   HVDC  ex ce ed s   th e  b r ea k d o w n   v o lta g e,   in s u latio n   b r ea k d o w n   f i n all y   o cc u r s   an d   th e  in s u latin g   o il b ec o m es   co r r u g ated .   T h is   s ta g e  o cc u r s   w h e n   th e   HVD C   s u p p l y   i s   i n c r ea s ed   f r o m   4 0   k V   u n t il  b r ea k d o w n .   W h en   b r ea k d o w n   o cc u r s ,   ex p lo s io n   is   o b s er v ed   b et w ee n   th e  elec tr o d es,  f o llo w ed   b y   th e   g en er atio n   o f   b u b b les  i n   t h e  o il.  P r ev io u s   s t u d ies   h av e  s h o w n   th at  th e s e  b u b b les  ar e   p r o d u ce d   th r o u g h   t h e   co n d u ctio n   c u r r en t s   b et w ee n   t h e  elec tr o d es  [ 1 3 ] .               Fig u r e  4 .   A li g n m e n t o f   t h e  ce l lu lo s e  p ar ticles d u r i n g   th e  b r id g in g   p r o ce s s         Fig u r e  5 .   C ellu lo s e  p ar ticles tr av elli n g   b ac k   an d   f o r t h   b et w ee n   th e  elec tr o d es a t h ig h er   v elo cities u n ti l  b r ea k d o w n   o cc u r s         Sta g e  F iv e   I n   th is   s tag e,   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles  b u r s t  an d   s ca tter   to w ar d   th e  b o tto m   o f   th e  tes t   ce ll  af ter   b r ea k d o w n   o cc u r s   b ec au s e  t h e   g r av it y   ef f ec t i s   g r ea ter   co m p ar ed   w ith   t h e  DE P   ef f ec t.              Fig u r e  6 .   B u r s tin g   o f   ce ll u lo s e   p ar ticles in   th e  b r id g e  a f ter   b r ea k d o w n   o cc u r s           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 7   :   3 2 5 4   –   3 2 6 1   3258       S T AG E  1        S T AG E  5   4 . 1 .   P a l m   f a t t y   a cid e s t er   o il   Sta g e  O ne   Af ter   ap p l y i n g   2   k V  o f   HVD C ,   th e  p ar ticles  b eg in   to   m o v e   to w ar d   th e  elec tr o d e  s u r f ac e  d u e  to   th e   d is tr ib u tio n   o f   th e  elec tr ic  f i eld .     I t  tak es  ab o u t  5 0   s   to   s tar t  th e  p o lar izatio n   p r o ce s s   an d   th er ea f ter ,   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles b eg in   to   m o v e  to w ar d   t h e  elec tr o d e  s u r f ac e.     Sta g e  T w o   Nex t,  th e  HVD C   is   in cr ea s ed   to   7   k V  an d   it  is   ap p ar en t  th at  th e  ce llu lo s e  p ar ticles  b eg i n   to   m o v e   r ap id ly   co m p ar ed   w i th   th a t  wh en   th e   HDV C   i s   2   k V .   A   t h i n   b r id g e  f o r m s   b et w ee n   th e   el ec tr o d es  as  a  r es u lt   o f   th e   co n ti n u o u s   elo n g atio n   o f   t h e  ce ll u lo s e  b r an c h e s   f r o m   b o th   elec tr o d es  a f ter   1 0   s   o f   i n cr ea s i n g   t h e   HVDC  s u p p l y .   T h is   s ta g e  is   s h o w n   i n   F ig u r e  7   ( ST A GE   2 ) .     I t  ca n   b e  s ee n   th at  m o r e  ce ll u lo s e  p ar ticles  s ee m   to   b e  attr ac ted   to w ar d   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.       Sta g e  T hree   T h e  ce llu lo s e  b r id g e  b ec o m es   d en s er   a n d   th ick er   as  a  r es u lt   o f   th e  ac c u m u lat io n   an d   m u lt ip licatio n   o f   ce llu lo s e  b r an ch e s   w h e n   t h e  HDV C   is   i n cr ea s ed ,   as  s h o w n   i n   Fi g u r e  7   ( ST A GE   3 ,   I m a g e  I V) .   T h is   b eh av io r   i s   ca u s ed   b y   t h e  m ax i m u m   elec tr ic  f ield   at  t h e  t ip s   o f   t h e  ce ll u lo s e   p ar ticles  w i th i n   t h e  b o u n d ar ies o f   th e  ce ll u lo s e   b r id g e,   w h ich   r ep r esen ts   th e   DE P   f o r ce .     I t  ca n   b e  o b s er v ed   f r o m   Fi g u r e  7   th at  m o r e  p ar ticle s   ar e  attac h ed   o n to   t h e  elec tr o d e  th at  i s   co n n ec ted   to   th e  HV DC   s u p p l y   co m p ar ed   w it h   t h e   g r o u n d ed   elec tr o d e   ( ST A GE   3 ,   I m a g e  I V) .   T h is   p h en o m en o n   o cc u r s   as   s o o n   a s   th e  p ar ticle s   b eg i n   to   a ttach   t h e m s el v es  o n to   t h e  elec tr o d e  s u r f ac e  d u e  to   th e  el ec tr ic  f ield   g e n er ated   b et w ee n   th e  elec tr o d es.        Sta g e  F o ur   I n   th is   s ta g e,   th e   ce ll u lo s e  p ar t icles   s ee m   to   tr av el  a t h ig h er   v elo cities.  T h e  b r id g e  b ec o m es  d en s er   as   th e  HV DC   ap p r o ac h es  th e   D C   b r ea k d o w n   v o lta g e.   C o n s e q u en tl y ,   t h e  o il  b ec o m es  co r r u g ated   ( ST A GE   4 ,   I m ag e  I V) .   Ho w e v er ,   th er e  i s   n o   lu m i n o u s   f la s h o v er   o r   f o r m atio n   o f   b u b b les  w h en   b r ea k d o w n   o cc u r s .     Sta g e  F iv e   Af ter   b r ea k d o w n   o cc u r s ,   th e  c ellu lo s e  p ar ticles  b u r s t  an d   s ca tter   to w ar d   th e  b o tto m   o f   t h e  test   ce ll   d u e  to   th e  g r a v it y   e f f ec t  ( ST AGE   5 ,   I m a g e  I I I ) .     T h is   s it u ati o n   is   d if f er e n t  f r o m   th a t  w h e n   th e  s u p p l y   v o ltag e   is   s w itc h ed   o f f   b ef o r e  b r ea k d o w n   o cc u r s   [ 1 4 ] .                                                 Fig u r e  7 .   C ellu lo s e  b r id g in g   p r o ce s s   in   t h e  P FA E   o il       S T AG E  2       S T AG E  3       S T AG E  3       S T AG E  4   I   II   III   III   II   IV   VI   I   V   IV       S T AG E  4   I   II   III   I   I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Dielec tr o p h o r esis   E ffect  o f D i elec tr ic  Liq u id s   w i th   S u s p en d e d     . . . .   ( Mu h a ma d   Ha fiy  S y a z w a n   Za in o d d in )   3259   4 . 2 .   G e m i ni X  m i nera l   o il   Sta g e  O ne   T h e  ce llu lo s e   p ar ticles   ap p ea r   to   ex p er ien ce   DE P   a f ter   3 7   s   o f   ap p l y i n g   2   k V   o f   HV DC   to   th e   s y s te m .   I t  i s   o b s er v ed   t h at  t h e   ce llu lo s e  p ar ticle s   m o v e  at  h i g h er   v elo cities   co m p ar ed   w i th   th o s e  o b s er v ed   f o r   th e  P F A E   o il.  T h is   is   in d ee d   ex p ec ted   s in ce   th e  v i s co s it y   o f   t h e  Ge m i n i  X  m i n er al  o il  is   lo w er   t h an   th at  f o r   th e  P FA E   o il.  T h is   lead s   to   f aster   m o tio n   o f   th e  ce ll u lo s e  p ar ticles  s in ce   th er e  is   les s   f r ictio n   b et w ee n   th e   p ar ticles an d   v i s co u s   o il.      Sta g e  T w o   I n   th i s   s ta g e,   t h e  ce ll u lo s e  p ar ticles  b eg i n   to   n a v i g ate  to w ar d   th e  elec tr o d e  s u r f ac e  an d   co n s eq u en tl y ,     th e  ch a in   o f   ce ll u lo s e  p ar ticl es  in cr ea s e s   to w ar d   th e  m id - p o in t  b et w ee n   t h e  elec tr o d es.  W h en   t h e  HVD C   s u p p l y   is   i n cr ea s ed   to   7   k V,   a   th i n   b r id g e  f o r m s   af ter   6   s ,   as  a  r esu lt  o f   co n tin u o u s   elo n g ati o n   o f   th e  ce llu lo s e   b r an ch es  f r o m   b o th   elec tr o d es .     Sta g e  T hree   I n   th is   s tag e,   it  is   ap p ar en t  th at  m o r e  ce llu lo s e  p ar ticles   ar e  attr ac ted   to   th e  elec tr o d e  s u r f ac e.   Ho w e v er ,   th e  t h ic k n ess   o f   t h e   ce llu lo s e  b r id g e  r e m ai n s   t h e  s a m e  e v e n   w h en   t h e  H VDC  s u p p l y   i s   in cr ea s ed ,   u n l ik e  t h e  t h ic k n e s s   o f   t h e  c ellu lo s e  b r id g e  o b s er v ed   f o r   t h e  P FA E   o il.  I n   ad d itio n ,   s o m e  o f   t h e  ce ll u lo s e   p ar ticles  ad h er e  to   th e  b o tto m   o f   th e  te s t  ce ll,  w h ich   r ed u ce s   th e  t h ick n es s   an d   d en s it y   o f   t h e  ce llu lo s e  b r id g e.   W h en   th e  HVD C   s u p p l y   is   in cr ea s ed   f u r th er   to   2 5   k V,   it  is   o b s er v ed   th at  th er e  is   lu m in o u s   f las h o v er   b et w ee n   th e  elec tr o d es  t h at   d o es  n o t   le ad   to   a  co m p lete  b r ea k d o w n .   T h is   is   s i m ilar   to   th e   n o n - b r e ak d o w n   b r ea k d o w n   ev en t   w h en   a  p o s iti v e  s tr ea m er   b r id g es  an   o p en   o il  g ap   a s   r ep o r ted   i n   [ 1 5 ] - [ 1 8 ]   an d   f u ll  d i s ch ar g e  e v en t   d u r in g   s u r f ac e  d is ch ar g e  at  th e  o il  p r ess b o ar d   in ter f ac e  i n   [ 1 9 ] - [ 2 1 ] .   T h is   p h en o m e n o n   r ec u r s   w h e n   th e   HVDC s u p p l y   i s   in cr ea s ed   f u r th er ,   as s h o w n   i n   Fi g u r e  8   ( ST A GE   3 ,   I m a g es I I   an d   I I I ) .     Sta g e  F o ur      W h en   th e  HVD C   ap p r o ac h es  th e  DC   b r ea k d o w n   v o lta g e,   th e   p ar ticles  tr av el  at  a  h ig h er   v el o cit y   an d   th e  o il  ap p ea r s   co r r u g ated   d u e  to   th e  h i g h er   elec tr ic  f ield .   T h e  th ick n es s   o f   t h e  ce llu lo s e   b r id g e   r em ai n s   th e   s a m e  a s   t h at  i n   t h e  p r ev io u s   s tag e.   W h e n   b r ea k d o w n   o cc u r s ,   th er e  is   e x p lo s io n   w it h   b r ig h t  f la s h o v er   as  w ell   as th e  p r esen ce   o f   b u b b les   ( ST A GE   4 ,   I m a g e  VI ) .         Sta g e  F iv e   Si m i lar   co n d itio n s   ar e  o b s er v ed   in   t h is   s ta g e  as  t h o s e  i n   th e  p r ev io u s   s ta g e.   I m m ed i atel y   a f ter   b r ea k d o w n ,   t h e  ce ll u lo s e  p ar ti cles  b u r s t  a n d   s ca tter   to w ar d   t h e  b o tto m   o f   th e  te s t  ce ll  d u e  t o   th e  g r a v it y   ef f ec t   ( ST A GE   5 ,   I m a g e  I I I ) .                                             Fig u r e  8 .   C ellu lo s e  b r id g in g   p r o ce s s   in   t h e  GE MI NI   X  m i n e r al  o il       S T AG E  1   S TAG E  2       S T AG E  3       S T AG E  4       S T AG E  5       S T AG E  3   I   II   III   III   II   IV   I   IV       S T AG E  4   V   VI   I   II   III   I   I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E    Vo l.  7 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 7   :   3 2 5 4   –   3 2 6 1   3260   I t  is   e v id e n t  f r o m   Fi g u r es  7   an d   8   ( ST A GE   4 ,   I m a g e  I I )   th at   t h e  t h ic k n e s s   an d   d en s it y   o f   t h e   ce llu lo s e  b r id g e  ar e   d if f er en t   f o r   th e  P FA E   an d   Ge m i n i  X  in s u lati n g   o ils .   T h e  th ick n ess   o f   th e  ce ll u lo s e   b r id g e  in   th e   P F A E   o il   in cr e ases   w i th   a n   i n cr ea s e  in   t h e  HVDC   s u p p l y .   I n   co n tr ast,  t h e  t h ic k n e s s   o f   th e   ce llu lo s e  b r id g e  r e m ai n s   th e  s a m e  f o r   th e  Ge m in i  X  m in er al   o il  ev en   w h e n   th e  HVD C   s u p p ly   i s   in cr ea s ed .   I t   is   b eliev ed   th at  th is   is   d u e  to   less   f r ict io n   b et w ee n   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles  an d   in s u lati n g   o il  as  w ell  as  f aster   ch ar g i n g – d is ch ar g in g   r ate,   w h ich   ca u s e  th e  p ar ticles  to   m o v e  f r o m   o n e  elec tr o d e  to   an o th er .   Sin ce   th e  P F A E   o il  h as  h i g h er   v is co s i t y ,   th er e  is   m o r e  f r ictio n   b et w ee n   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles  an d   o il  w h ile  ch ar g in g – d is ch ar g i n g   r ate   is   s lo w er .   C o n s eq u e n tl y ,   t h e  c h ar g ed   p ar ticles  ar e   m o r e  at tr ac ted   to   t h e  n ea r est   ch ar g ed   p ar ticles,  w h ic h   ar e  at  th e  m id - p o in t b et w ee n   th e  t w o   elec tr o d es.   Fig u r es  7   an d   8   s h o w s   th at  t h e  ce llu lo s e  b r id g e  b u r s ts   w h en   b r ea k d o w n   o cc u r s   ( ST A G E   4 ,   I m a g e   VI ) .     I t  ca n   b e  o b s er v ed   th at   th er e  is   h i g h   in ten s it y   o f   l u m i n o u s   f la s h o v er   b et w ee n   th e  elec tr o d es  f o r   th e  Ge m i n i  X  m i n er al  o il.    Ho w e v er ,   a  d if f er en t  ca s e  i s   o b s er v ed   f o r   th e  P FA E   o il,  w h er e  th e  ce llu lo s e  p ar ticles   b u r s t  w it h o u t  a n y   lu m i n o u s   f lash o v er   d u r in g   b r ea k d o w n .   T h e  f o r m er   ca s e  s u g g es ts   t h a t  th er e  ar e  cu r r en t s   tr av eli n g   i n   t h e  b u l k   o il,  w h ic h   lead   to   lu m in o u s   b r ea k d o w n .   I n   th e  latter   ca s e,   it  ap p ea r s   th at  th e  b r ea k d o wn   cu r r en ts   tr a v el  th r o u g h   th e  c ellu lo s e  p ar ticles.  T h e  HVD C   is   s m all  i n   th e  i n itia l  s ta g e  o f   th e  ex p er i m en t;   h o w ev er ,   t h e  ce llu lo s e  p ar ticles  b ec o m e  ch ar g ed   w h e n   th e  HVDC  i s   in cr ea s ed   f u r t h e r .   T h u s ,   w h en   th e   HVDC r ea c h es  it s   s at u r ated   le v el,   t h e  cu r r en t  w ill  f lo w   t h r o u g h   t h e  ce ll u lo s e  p ar ticles   b etw ee n   t h e  elec tr o d es,   lead in g   to   b r ea k d o w n .   Se v er al   r esear ch er s   h a v e  also   o b s er v e d   th is   p h e n o m e n o n   [ 1 2 ] , [ 2 2 ] , [ 2 3 ] .   T h e  ch ar ac ter is tics   o f   t h e  ce ll u lo s e  b r id g e  p h e n o m e n o n   f o r   th e  P F A E   an d   Ge m in i  X  in s u latin g   o il s   w it h   a n d   w it h o u t  ce ll u lo s e  p r ess b o ar d   d u s t  ( co n ta m i n a n t)   a r e  s u m m ar ized   in   T ab le  2 .   I t  ca n   b e  s ee n   t h at  t h e   P FA E   o il  h as   b etter   p er f o r m a n ce   co m p ar ed   to   t h e  Ge m i n i  X  o il,  w h ich   is   e v id en ce d   f r o m   t h e  h i g h er   v al u e  f o r   ea ch   c h ar ac ter is tic.     I t  ca n   b e   o b s er v ed   f r o m   b o th   o ils   th a t  th e  ce l lu lo s e   p ar ticles   b eg i n   t o   m o v e   to w ar d   th e   elec tr o d e  s u r f ac e  af ter   ap p l y i n g   2   k V  o f   HVD C   s u p p l y .   A   co m p lete  b r id g e  is   o b s er v ed   af ter   th e  HVDC   s u p p l y   i s   in cr ea s ed   to   7   k V.     T h e  o il  b ec o m es  co r r u g ated   a s   th e  HV DC   i s   in cr ea s ed   f u r t h er   u n til  b r ea k d o w n   o cc u r s .   T h is   is   d u e  to   th e  co n d u ctio n   c u r r en t s   w h ic h   co n tr ib u te   to   d is tu r b an ce   in   t h e  o ils   [ 2 4 ] .        T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   th e  c h ar ac ter is tics   o f   t h e  ce ll u lo s e  b r id g e  p h en o m en o n   f o r   th e  P F AE   an d   Ge m i n i X   in s u lati n g   o ils   C h a r a c t e r i st ic   P F A E  o i l   G e mi n i   X   mi n e r a l   o i l   W i t h   c o n t a mi n a n t   W i t h o u t   c o n t a mi n a n t   W i t h   c o n t a mi n a n t   W i t h o u t   c o n t a mi n a n t   T i me   t a k e n   f o r   t h e   p a r t i c l e s t o   a t t a c h   t h e mse l v e s o n t o   t h e   e l e c t r o d e   su r f a c e   5 0   s   a t   2   k V   –   3 7   s a t   2   k V   –   T i me   t a k e n   t o   f o r m a   c o mp l e t e   c e l l u l o s e   b r i d g e   7 6   s   a t   7   k V   –   6 6   s a t   7   k V   –   D C   b r e a k d o w n   v o l t a g e   6 1 . 6 2   k V     5 7 . 8 5   k V   5 5 . 3 4   k V   5 0 . 4 0   k V   T h i c k n e ss l e v e l   H i g h   –   L o w e r   –   L u mi n o u s fl a sh o v e r   d u r i n g   b r e a k d o w n   No   No   H i g h   I n t e n si t y     L o w   I n t e n si t y           I n   ad d itio n ,   th e  o il  v is co s it y   p lay s   a  s ig n i f ica n t  r o le  in   th e   ti m e  tak e n   f o r   th e  ce llu lo s e  p ar ticles  to   attac h   t h e m s el v es  o n to   t h e  el ec tr o d e  s u r f ac e  an d   t h e  ti m e  tak en   to   co m p lete  t h e  f o r m ati o n   o f   th e  ce ll u lo s e   b r id g e.     I t  ca n   b e  clea r l y   s ee n   f r o m   T ab le  2   th at  b o th   o f   th e   af o r e m e n tio n ed   p ar a m eter s   ar e  al w a y s   s h o r ter   f o r   th e  Ge m i n i  X  m i n er al  o il  d u e  to   its   lo w er   v i s co s it y   co m p ar e d   w it h   t h e  P F A E   o il.    T h is   r ed u ce s   f r ictio n   w h e n   th e  ce ll u lo s e  p ar ticles ar e  in   m o tio n .           5.   CO NCLU SI O N    T h e  ef f ec t s   o f   ce ll u lo s e  p r es s b o ar d   co n ta m in a n t  o n   th e  d ielec tr ic  p er f o r m an ce   o f   t w o   t y p es  o f   in s u lati n g   o ils   ( P F A E   o il  a n d   Ge m in i  X  m in er al  o il)   w er e  i n v e s ti g ated   in   th is   s t u d y .   B ased   o n   t h e  ex p er i m e n tal  r es u lts ,   it  ca n   b e  co n clu d ed   th at  th e  o il  v i s c o s it y   p la y s   an   i m p o r ta n t  r o le  i n   th e  f o r m atio n   o f   ce llu lo s e  b r id g e  an d   b r ea k d o w n   b e h av io r .   T h e  f r ictio n   m e ch an i s m   d u r in g   th e  p ar ticle  m o tio n s   d u e  to   DE P  af f ec ts   t h e  b r ea k d o w n   b eh a v io r .   I n   g e n er al,   th e  DC   b r ea k d o w n   v o ltag e   v ar ies   d ep en d in g   o n   t h e  t y p e  o f   in s u latio n   o il,  w h er e  t h e  v al u e   i s   h i g h er   f o r   t h e  P F A E   o il  b e ca u s e  o f   it s   h i g h er   v i s co s it y .   I n   ad d itio n ,   t h e  ti m e  tak en   to   f o r m     a  co m p le te  ce l lu lo s e  b r id g e   an d   th e   DC   b r ea k d o w n   v o lta g e  ar e  u s e f u l  i n d icato r s   w h ic h   w i ll   en ab le  o p er ato r s   to   ass ess   th e  p er f o r m a n ce   o f   P F A E   o il in   H V  s y s te m s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2088 - 8708       Dielec tr o p h o r esis   E ffect  o f D i elec tr ic  Liq u id s   w i th   S u s p en d e d     . . . .   ( Mu h a ma d   Ha fiy  S y a z w a n   Za in o d d in )   3261   ACK NO WL E D G M E NT S    T h e  au th o r s   w is h   to   ex te n d   th eir   u t m o s t  ap p r ec iatio n   to   th e  Un iv er s iti  T ek n i k al   Ma la y s ia  Me lak a   an d   Mi n is tr y   o f   Hi g h er   E d u ca tio n ,   Ma la y s ia  f o r   t h e  e n co u r a g e m e n t   an d   f i n an c ial  s u p p o r t.  T h is   w o r k   i s   u n d er   Fu n d a m e n tal  R esear ch   Gr a n t  Sch e m e  ( FR G S/1 /2 0 1 4 /T K 0 /FKE/0 2 /F0 0 2 1 6 ) .   A   b ig   ap p r ec iatio n   also   to   th e  Ma la y s ia  T r an s f o r m er   Ma n u f a ctu r in g   Sd n .   B h d .   ( MT M )   f o r   th eir   co u r tes y   i n   s u p p l y in g   p r ess b o ar d .       RE F E R E NC E S   [1 ]   T .   V .   Oo m m e n ,   e t  a l. ,   “ Bio d e g ra d a b le  e lec tri c a l  in su lati o n   f lu id s , ”   Pro c .   El e c tr.   In su l .   Co n f.   El e c t r.  M a n u f .   Co il   W in d .   C o n f . ,   p p .   4 6 5 – 4 6 8 ,   1 9 9 7 .   [2 ]   S .   S .   K u m a r,   “ A n a l y sis  o f   V e g e tab le   L iq u id   I n su lati n g   M e d i u m   fo r  A p p li c a ti o n s  in   Hig h   Vo lt a g e   T ra n s f o r m e rs,”   In t.   C o n f .   o n   S c ien c e ,   En g in e e rin g   a n d   M a n a g e me n t  Res e a rc h . ,   2 0 1 4 .   [3 ]   M .   S v o b o d a   a n d   P .   T rn k a ,   “ Altern a ti v e   e lec tri c a l  in su latin g   flu id s  i n   p o w e r  tran s f o r m e rs,”   El e c tric  Po we r  En g i n e e ri n g   ( EP E ) ,   p p .   3 – 6 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   B.   Do lata ,   e t  a l. ,   “ Ne w  s y n th e ti c   e ste r   f lu id   f o r  th e   in su latio n   o f   l iq u i d   imm e r se d   tran s f o rm e rs,”  C o n f.   Rec .   2 0 0 6   IEE E  In t.   S y m p .   El e c tr.   I n su l. ,   p p .   5 3 4 – 5 3 7 ,   2 0 0 6 .   [5 ]   H.  B.   H.   S it o ru s   a n d   R.   S e ti a b u d y ,   “ P h y sic o c h e m ica l  a n d   El e c tri c a l  P ro p e rti e s  o f   Ja tro p h a   Cu rc a s  M e th y l  Ester  Oil   a s a S u b stit u te f o r  M i n e ra l  Oil, ”   I EE E  Co n f.   o n   L i q u i d ,   Die lec trics . ,   p p .   1 – 4 ,   2 0 1 4 .   [6 ]   T .   V .   Oo m m e n ,   “ V e g e tab le o il s f o r  li q u i d - f il led   tran sf o rm e rs,”  IE EE   El e c tr.   In s u l.   M a g . ,   v o l.   1 8 ,   p p .   6 – 1 1 ,   2 0 0 2 .   [7 ]   “ In n o v a ti o n   F u n d i n g   In c e n ti v e .   El e c tri c it y   tran s m issio n   R& D  P r o g ra m   d e tailed   re p o rt, ”   A n n u a l  Re p o rts,   Na ti o n a l   G rid   P lc,  L o n d o n ,   UK ,   2 0 1 1 /2 0 1 2 .   [8 ]   M .   G .   Da n ik a s,  “ Bre a k d o w n   o f   tran sf o r m e r  o il , ”   IEE E  El e c tr.   I n su l.   M a g . ,   v o l /i ss u e :   6 ( 5 ) ,   p p .   2 7 – 3 4 ,   1 9 9 0 .   [9 ]   N.  G .   G re e n ,   “ Die lec tro p h o re si s  a n d   A C  e lec tro k in e ti c s,”  in   El e c tro k in e ti c s  a n d   El e c tro h y d r o d y n a mic s  in   M icr o sy ste ms ,   A .   Ra m o s,  Ed .   S p r in g e rW ien Ne w Yo rk ,   p p .   6 1 – 84 ,  2 0 1 1 .   [1 0 ]   H.  A .   P o h l,   “ T h e   m o ti o n   a n d   p r e c ip it a ti o n   o f   su sp e n so i d s  in   d iv e rg e n t  e lec tri c   f ield s,”  J .   Ap p l.   Ph y s. ,   v o l /i ss u e :   22 ( 7 ),   p p .   8 6 9 – 8 7 1 , 1 9 5 1   [1 1 ]   D.  S h e e h a n ,   “ P h y sic a l  b io c h e m ist ry :  p rin c ip les   a n d   a p p li c a ti o n s ,”   J o h n   W il e y   &   S o n s,  2 0 0 9 .   [1 2 ]   S .   M a h m u d ,   e t  a l. ,   “ Ex p e rim e n tal  S tu d ies   o f   in f lu e n c e   o f   DC  a n d   A C  El e c tri c   F ield s  o n   Brid g in g   i n   Co n tam in a ted   T ra n s f o r m e r  Oil, ”   Die lec tr.   El e c t r.  In su l .   IEE E   T ra n s. ,   v o l /i ss u e :   22 ( 1 ) ,   p p .   1 5 2 – 1 6 0 ,   2 0 1 5 .   [ 1 3 ]   A .   B e ro u a l,   e t  a l. ,   “ P re - b re a k d o w n   P h e n o m e n a   in   S y n th e ti c   Ester  a n d   S il ic o n e   Oils f o r  P o w e r  T ra n s fo rm e rs,”   IEE E   Co n f.   o f   Die lec tric L iq u id s,  p p .   1 – 4 ,   2 0 0 8 .   [1 4 ]   S .   M a h m u d ,   e t  a l. ,   “ Bri d g in g   in   c o n tam in a ted   tran sf o rm e r  o il   u n d e r  DC  a n d   A C  e lec tri c   f ield , ”   J .   Ph y s.  Co n f .   S e r. ,  v o l.   4 7 2 ,   p p .   1 2 0 0 7 ,   2 0 1 3 .   [1 5 ]   P.  Ra in   a n d   O.  L e sa in t,   “ Pr e b re a k d o w n   p h e n o m e n a   in   m in e ra l   o il   u n d e r  ste p   a n d   a c   v o lt a g e   in   larg e - g a p   d iv e rg e n t  f ield s, ”   IEE E  T ra n s a c ti o n   o n   Die l e c trics   a n d   El e c trica l   In su la ti o n ,   v o l.   1 ,   p p .   6 9 7 - 7 0 1 ,   1 9 9 4 .   [1 6 ]   O.  L e sa in t,   e t  a l. ,  “ S trea m e r  p ro p o g a ti o n   a n d   b re a k d o w n   u n d e r  a c   v o lt a g e   in   v e r y   lar g e   o il   g a p s, ”   IEE E  T ra n sa c ti o n   o n   Die lec trics   a n d   E lec trica l  In s u la ti o n ,   v o l.   5 ,   p p .   3 5 1 - 3 5 9 ,   1 9 9 8 .   [1 7 ]   O.  L e s a in t  a n d   G .   M a ss a la,  “ P o siti v e   stre a m e r  p ro p a g a ti o n   i n   l a rg e   o il   g a p s:  Ex p e ri m e n tal  c h a ra c teriz a ti o n   o f   p ro p a g a ti o n   m o d e s, ”   IEE E  T r a n s a c ti o n   o n   Die lec trics   a n d   El e c tric a l  In s u la ti o n ,   v o l .   5 ,   p p .   3 6 0 - 3 7 0 ,   1 9 9 8 .   [1 8 ]   L .   L u n d g a a rd ,   e t  a l. ,  “ P ro p a g a ti o n   o f   p o si ti v e   a n d   n e g a ti v e   stre a m e rs  in   o il   w it h   a n d   w it h o u t  p re ss b o a rd   i n terf a c e , ”   IEE E  T ra n sa c ti o n   o n   Die lec trics   a n d   El e c trica l  I n su l a ti o n ,   v o l.   5 ,   p p .   3 8 8 - 3 9 5 ,   1 9 9 8 .   [1 9 ]   H.  Zain u d d in ,   e t  a l. ,  “ Ch a ra c teristics   o f   l e a k a g e   c u rre n t  d u rin g   su rf a c e   d ish a rg e   a t  th e   o i l - p re ss b o a rd   in terf a c e , ”   2 0 1 2   An n u a l  Re p o rt  C o n fer e n c e   o n   El e c trica l  I n su l a ti o n   a n d   Die l e c tric  Ph e n o me n a   ( CEIDP),   M o n tre a l,   Ca n a d a ,    p p .   4 8 3 - 486 ,  2 0 1 2 .   [2 0 ]   N.   A .   Oth m a n ,   e t  a l. ,  “ I n v e stig a ti o n   o n   t h e   d e g ra d a ti o n   b e h a v io r  o f   c re e p a g e   d isc h a rg e   o n   p re ss b o a rd   imm e rs e d   in   pa lm   f a tt y   a c id   e ste r  (P F A E)  o il , ”   J u rn a l   T e k n o lo g i ,   v o l / issu e :   10 ( 3 ) ,   p p .   3 1 - 3 6 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   N.   A .   Oth m a n ,   e t  a l. ,  “ T h e   c o rre l a ti o n   b e tw e e n   su rf a c e   trac k in g   a n d   p a rti a l   d isc h a rg e   c h a ra c teristics   o n   p re ss b o a r d  su rf a c e   i m m e rs e d   in   M IDEL   e N, ”   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  E lec trica l  a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,  v o l /i ss u e :   7 ( 2 ) ,   p p .   6 3 1 - 6 4 0 ,   2 0 1 7 .   [2 2 ]   G .   Ch e n   a n d   M .   H.  Zu b e r,   “ P re - b re a k d o w n   c h a ra c teristic s  o f  c o n tam in a ted   p o we r  tran s f o r m e r  o il , ”   An n u .   Rep .   -   Co n f.   El e c tr.   In s u l.   Die lec tr.   P h e n o me n a ,   CEIDP ,   p p .   6 5 9 – 6 6 2 ,   2 0 0 7 .   [2 3 ]   S .   M a h m u d ,   e t  a l. ,   “ Brid g in g   p h e n o m e n o n   i n   c o n tam in a ted   tran s f o r m e r  o il , ”   Pro c .   2 0 1 2   IEE E   In t.   Co n f.   Co n d .   M o n it .   Di a g n o sis,   S e p tem b e r,   p p .   1 8 0 – 1 8 3 ,   2 0 1 2 .   [2 4 ]   A .   Be ro u a l  a n d   S .   Bo u a z a b ia,  “ M e c h a n ism s  in v o led   in   th e   g e n e ra ti o n   o f   g a se o u s  b u b b les   in   l iq u id   d i e lec tri c s  u n d e r   DC v o lt a g e . , ”   Arc h .   El e c tr.   En g . , v o l.   4 8 ,   p p .   2 9 5 – 3 0 3 ,   1 9 9 9 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.