Electrical Breakdown in Gaseous Nitrogen at Cryogenic Temperature with a Heated Tape Electrode

With the objective to better understand and design the electrical insulation of resistive superconducting fault current limiters (r-SCFCL), breakdown experiments were performed in liquid (LN2), and gaseous (LN2) nitrogen. Conditions relevant to the extreme case of severe boiling, occurring during superconducting/resistive transition, were chosen. A tape-shaped electrode rapidly heated by impulse Joule effect is used to closely represent the specific conditions occurring during the transition. Comparisons with previous experiments carried out in LN2 show that the reduction of breakdown voltage during transition results from the replacement of LN2 by GN2, and from heating of GN2. Breakdown voltages in GN2 with divergent tape-plane geometry can be modelled using the streamer criterion

Influence of Subcooling on Breakdown and Prebreadown in Heated Liquid Nitrogen

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Prebreakdown and Breakdown in Liquid Nitrogen under Pulsed Heating for Superconducting Applications

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Influence of Subcooling on Breakdown and Prebreadown in Heated Liquid Nitrogen

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Prebreakdown and Breakdown in Liquid Nitrogen under Pulsed Heating for Superconducting Applications

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Claquage dans l'azote liquide sous chauffage pulsé, et application aux limiteurs supraconducteurs HVDC

International audienceUne étude expérimentale des phénomènes de claquage et de pré-claquage dans l'azote liquide (LN2) est réalisée, dans le but d'apporter des données utiles pour la conception de systèmes supraconducteurs haute tension. Un ruban métallique soumis à un chauffage pulsé est utilisé pour simuler les conditions de fonctionnement d'un appareil supraconducteur lors d'une transition supraconducteur/résistif. Les mesures des tensions de claquage entre le ruban et une électrode plane montrent la forte influence de la polarité du ruban, de la température du LN2 et du délai entre le chauffage et l'application de la tension. Des visualisations obtenues avec une caméra à haute vitesse permettent de caractériser la séquence d'événements de pré-claquage : ébullition du liquide, développement de bulles de vapeur ionisées, et propagation d'un streamer

Claquage dans l'azote liquide sous chauffage pulsé, et application aux limiteurs supraconducteurs HVDC

International audienceUne étude expérimentale des phénomènes de claquage et de pré-claquage dans l'azote liquide (LN2) est réalisée, dans le but d'apporter des données utiles pour la conception de systèmes supraconducteurs haute tension. Un ruban métallique soumis à un chauffage pulsé est utilisé pour simuler les conditions de fonctionnement d'un appareil supraconducteur lors d'une transition supraconducteur/résistif. Les mesures des tensions de claquage entre le ruban et une électrode plane montrent la forte influence de la polarité du ruban, de la température du LN2 et du délai entre le chauffage et l'application de la tension. Des visualisations obtenues avec une caméra à haute vitesse permettent de caractériser la séquence d'événements de pré-claquage : ébullition du liquide, développement de bulles de vapeur ionisées, et propagation d'un streamer

Study of Turn-to-Turn Electrical Breakdown for Superconducting Fault Current Limiter Applications

International audienceThe rational insulation design of a resistive superconducting fault current limiter (r-SCFCL) requires data gathered from experimental setups representative of the final apparatus. Therefore, an experimental study was performed to characterize the electrical breakdown (BD) of liquid nitrogen in the particular conditions of a quenching superconducting device. To reproduce the electrical stress occurring within a real r-SCFCL winding, BD voltages with a grounded tape electrode were investigated with different polarities and pressures, with and without transient heating on the tape electrode. Pictures obtained with a high-speed camera and breakdown delay measurements allow to further characterize breakdown mechanisms

Study of Turn-to-Turn Electrical Breakdown for Superconducting Fault Current Limiter Applications

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Study of Turn-to-Turn Electrical Breakdown for Superconducting Fault Current Limiter Applications

International audienceThe rational insulation design of a resistive superconducting fault current limiter (r-SCFCL) requires data gathered from experimental setups representative of the final apparatus. Therefore, an experimental study was performed to characterize the electrical breakdown (BD) of liquid nitrogen in the particular conditions of a quenching superconducting device. To reproduce the electrical stress occurring within a real r-SCFCL winding, BD voltages with a grounded tape electrode were investigated with different polarities and pressures, with and without transient heating on the tape electrode. Pictures obtained with a high-speed camera and breakdown delay measurements allow to further characterize breakdown mechanisms