I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   8 9 3 ~ 9 0 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 14 . i 4 . pp 893 - 902           893     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   PD  cha ra c teristic s o p o ly mer  i nsul a tion for  inv er ted - fed   driv es  under sine  and sq ua re wav eforms       S.  Na ra s im ha   Ra o 1 E la ns er a la t ha K a s ina t ha n 2 Ra ma nu j a m   Sa ra t hi 3   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g S i d d h a r t h   I n st i t u t e   o f   E n g i n e e r i n g   &   Te c h n o l o g y P u t t u r ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g P u d u c h e r r y   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y P u d u c h e r r y ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g I n d i a n   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y   M a d r a s C h e n n a i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 1 ,   2 0 2 3   R ev is ed   Au g   2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  1 6 ,   2 0 2 5       In   re c e n y e a rs,  a d j u sta b le  sp e e d   d riv e p o we b y   p o we e lec tro n ic  c o n v e rters   h a v e   c a u se d   in s u latio n   fa il u re   in   th e   e lec tri c a m o t o rs  wi th   sta to r   win d i n g s.   Th e   re p e a ti n g   imp u lse   v o lt a g e s   p r o d u c e d   b y   IG BTs  c re a ted   in su latio n   re li a b il it y   p r o b lem in   t h e   sta t o win d i n g .   Ov e rv o lt a g e   c a n   c a u se   p a rti a d isc h a rg e   (P D),  w h ich   c a n   ra p i d ly   re su lt   i n   in s u latio n   sy ste m   f a il u re .   To   a d d re ss   th is   issu e ,   IEC  sta n d a rd s   a n d   tec h n ica sp e c ifi c a ti o n ( TS n e c e ss it a te   th a a   P D t e st  o n   t h e   m o t o i n su lat io n   s y ste m   is d o n e   a sin u so i d a a n d   s q u a re   v o lt a g e s.  Th e   P c h a ra c teristics   o b tain e d   a re   u se d   to   e v a l u a te  in su lati o n   p e rfo rm a n c e ,   e n h a n c in g   in s u lati o n   d e sig n .   T h is  wo rk   f o c u se o n   th e   P c h a ra c teriz a ti o n   o twisted   p a ir  sa m p les   u sin g   h ig h   fre q u e n c y   si n e   a n d   sq u a re   wa v e fo rm a ro o m   tem p e ra tu re .   Th e   P c h a ra c teristics   we r e   in v e stig a ted   a 5 0   Hz ,   1   k Hz ,   2 . 4   k Hz ,   a n d   5   k H z .   Th e   re su lt   sh o ws   t h a th e re   a re   fe we P D   e v e n ts  with   lo we P m a g n it u d e a n d   sh o rter  d e lay   ti m e a h ig h e r   fre q u e n c ies .   F u rth e r,   a d iffere n t e m p e ra tu re o 3 0   ° C,   6 0   °C,   a n d   9 0   °C ,   t h e   p a rti a d isc h a rg e   i n c e p ti o n   v o l tag e   (P DIV o twisted   p a ir  i n su l a ti o n   wa s   in v e stig a te d   u sin g   h ig h - fre q u e n c y   sin e   a n d   sq u a re   wa v e fo rm s T h e   re su lt s   sh o th a t   th e   c o r o n a   i n c e p ti o n   v o lt a g e   ( CIV )   (k V)  d e c re a se a a m b ien tem p e ra tu re   in c re a se s.   F u rth e rm o re ,   th e   c o n d it i o n fo P o c c u rre n c e   in   t h e   in su lati o n   s y ste m   we re   a n a ly z e d   a h ig h e sw it c h i n g   fre q u e n c ies .   T h e   e lec tri c   field   d istri b u ti o n   o twisted   p a ir with   a   0   m m   a ir  g a p   wa s   m o d e led   fro m     5 0   Hz   t o   5   k Hz   sw it c h i n g   fre q u e n c y   u sin g   COM S OL  so ftwa re .   K ey w o r d s :   E lectr ic  f ield   d is tr ib u tio n   Hig h   s witch in g   f r eq u en cy     Mo d elin g   PR PD   Sq u ar wav v o ltag   T wis ted   p air   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   S.  Nar asimh R ao   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g ,   Sid d h ar th   I n s titu te  o f   E n g i n ee r in g   &   T ec h n o l o g y   Pu ttu r ,   An d h r Pra d esh   5 1 7 5 8 3 ,   I n d ia   E m ail:  s n r in s k it@ p tu n iv . ed u . i n       1.   I NT RO D UCT I O N   I n v er ter - f ed   m o t o r s   ar n o wid ely   em p lo y ed   in   n u m er o u s   in d u s tr ies,  in clu d in g   h ig h - s p ee d   r ailr o ad s ,   h y b r id   elec tr ical  v eh icles  ( HE Vs),   an d   m an y   in d u s tr ial  ap p licatio n s ,   d u to   s ev er al  ad v an tag es  s u ch   as  h ig h   ef f icien cy   an d   co n tr o llab ilit y   [ 1 ] .   Un lik c o n v e n tio n al  m o to r s   p o wer ed   b y   s in u s o id al  AC   s u p p ly ,   m o d er n   in v er ter - f e d   m o to r s   u tili ze   p u l s wid th   m o d u latio n   ( PW M)   t ec h n iq u es,   ch ar ac ter ized   b y   h i g h - f r e q u en c y ,   f ast - r is in g   v o ltag p u ls es  g en er ated   b y   ad v a n ce d   s witch in g   d e v ice s   s u ch   as  I GB T s   [ 2 ] .   As  r esu l t,  th co il ' s   en am el   in s u latio n   ex p er ien ce s   f r eq u e n s u r g e   v o ltag es   with   n a n o s e co n d   r is tim es.  L o w   an d   m e d iu m   v o ltag m o to r s   ar b o th   a f f ec ted   b y   th ese  s u r g es,  wh ich   ca u s r eliab ilit y   is s u es  [ 3 ] .   Ad d itio n ally ,   ex ce s s   v o ltag es  m ay   b u ild   u p   at   th p h ase - to - p h ase  a n d   tu r n - to - t u r n   in s u latio n   ter m in als  o f   th e   m o t o r   win d in g ,   u p   to   twice  t h in p u t   v o ltag e,   as  r esu lt  o f   r ef lectio n ,   r eso n an c ef f ec ts ,   an d   im p e d an ce   m is m atch es  b etwe en   th e   in v er ter ,   ca b le,   an d   m o to r   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h e   u n e x p ec ted   ea r ly   b r ea k d o wn   o f   m o to r   wi n d in g   in s u latio n   is   ca u s ed   b y   th ese  f o r ce s   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   8 9 3 - 902   894   Ad d itio n ally ,   th er is   an   u n ev en   d is tr ib u tio n   o f   elec tr ical  p o ten tial  ac r o s s   th win d in g s .   T h is   lead s   to   g r ea ter   elec tr ical  s tr es s   o n   p h ase - to - g r o u n d   a n d   tu r n - to - tu r n   in s u lati o n   th an   th at  ca u s ed   b y   s in u s o id al  wav ef o r m   [ 8 ] ,   esp ec ially   in   th ea r ly   tu r n s   [ 9 ] .   Hig h   s witch in g   f r eq u e n c y   ca n   ca u s o v er v o ltag an d   th s tar o f   p ar tial   d is ch ar g ( PD)   ac tiv ity   wh en   th er ar f ast  r is in g /f allin g   v o ltag es  p r esen t.  T h is   ca u s es  th e   o r g a n ic  in s u latin g   m ater ials   u s ed   in   win d i n g   i n s u latio n   to   d e g r ad e   r ap id l y   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   As  r esu lt,  th I n ter n atio n al  E lectr o   tech n ical  C o m m ittee  ( I E C )   h as  p r o d u ce d   I E C   T 6 0 0 3 4 - 18 - 4 1   an d   I E C   T 6 0 0 3 4 - 18 - 4 2   to   im p r o v th e   in s u latin g   r eliab ilit ies  o f   in v er ter - f ed   m o to r s   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   I E C   s tan d ar d s   h av b ee n   ad d r es s ed   in d iv id u ally   f o r   ex am in in g   th ad v er s ef f ec ts   o f   PD  o n   in v e r ter - f ed   m o t o r   in s u latio n   s y s tem s ,   ac co r d in g   to   t h tech n ical   s p ec if icatio n s   ( T S).   PD  is   p r o h ib ited   th r o u g h o u th wh o le  life s p an   o f   r an d o m - wo u n d   m o to r s   ( ty p e   I ,     r ated   v o ltag e   7 0 0   V) .   As  r esu lt,  d u r in g   q u alif icatio n   an d   ac ce p tan ce   test s ,   th p ar tial  d is ch ar g in ce p tio n   v o ltag ( PDI V)   s h o u l d   b id e n tifie d   to   en s u r t h at  it  is   ad eq u ate  to   p r e v en PD  d u r i n g   th m o to r ' s   ex p ec ted   life tim [ 1 2 ] .   s tu d y   o f   lo w - f r eq u e n cy   PDI b eh av io r   o n   ty p e   I   en a m el  in s u latio n   h as  b ee n   r ep o r ted   [ 1 4 ] .   Ho wev er ,   wh en   em p lo y ed   in   s p ee d   co n tr o ap p licatio n s ,   en am el  in s u latio n   is   s u b jecte d   t o   h ig h e r   f r e q u en c y   s tr ess e s ,   s ig n if ican tly   d eg r a d in g   th m o to r   win d in g   i n s u latio n   [ 1 5 ] .   T h is   wo r k   s h o ws  th PDI at  d if f er en t   tem p er atu r es  o f   3 0   °C ,   6 0   °C ,   an d   9 0   °C ,   at  v ar io u s   f r eq u e n c y   lev els  r an g in g   f r o m   5 0   Hz  t o   5   k Hz ,   as  well  as   th PD  ch ar ac ter is tics   o f   s q u ar an d   s in wa v ef o r m s   at  v ar i o u s   f r eq u e n cy   le v els  r an g in g   f r o m   5 0   Hz  t o   5   k Hz  at  r o o m   tem p e r atu r e.   T h e   I E C   T 6 0 0 3 4 - 18 - 4 1   s tan d ar d   [ 1 6 ]   h as  s ig n if ica n im p ac t   o n   r o tatin g   m ac h in e   ev alu atio n   an d   p er f o r m a n ce .   Acc o r d in g   to   th e   ab o v e - m en t io n ed   d o c u m en t,   s q u ar e   wav e   v o ltag e   is   u s ed   to   ass es s   PDI f o r   t ype - I   in s u la tio n   s y s tem s   th at  p r o d u ce   th e   h ig h est   d v /d t,   wh ich   m ay   cr ea te  d ielec tr ic  an d   th er m al  s tr ess es  o n   th in s u latio n   s y s tem   wh en   co m p a r ed   t o   s in wav ef o r m .   T h g r o w in g   n u m b er   o f   lo v o ltag m o to r s   an d   th e   in cr ea s ed   d em a n d   f o r   v ar iab le - s p ee d   elec tr ical  m ac h in a p p licatio n s   ar th r ea s o n s   f o r   ch o o s in g   a   h ig h   f r e q u en c y   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   I n   o r d er   to   e x am in t h e   elec tr ic  s tr ess   ca u s ed   b y   r a p id ly   in cr ea s in g   h ig h - f r eq u e n cy   v o ltag p u ls es  o n   m o to r   win d in g   in s u latio n   as  r esu lt  o f   I GB T   o p er atio n ,   h ig h - f r eq u en c y   s witch in g   is   u s ed   in   th is   wo r k   a n d   to   i n v esti g ate  th d if f er en ce s   in   elec tr ical  s tr ess e s   p r o d u ce d   b y   s in an d   s q u ar wa v v o ltag es  wh ich   r esu lt  in   s ig n if ican d if f er e n ce s   in   PD  ch ar ac ter is tics   an d   m o to r   win d in g   in s u latio n   life .   T h er ef o r e,   it  is   ess en tial  to   in v esti g ate  th p ar tial   d is ch ar g e   ( PD)   b eh av io r   o f   in v er ter - f e d   m o to r   in s u latio n   u n d er   s q u ar v o lta g es  [ 1 9 ] ,   s in ce   th f in d in g s   ca n   h av a   s ig n if ican im p ac o n   th d esig n   o f   t h m ac h in e   in s u latio n   s y s tem   [ 2 0 ] .   T h r esu lts   o f   PDI test s   m ay   b u s ed   to   ass ess   th in s u latio n   s y s tem   an d ,   as  co n s eq u en ce ,   en h a n ce   th d esi g n   o f   th m o t o r   win d i n g   in s u l atio n .   W h en   ap p ly in g   im p u ls v o lta g e,   th ch o ice  o f   v o ltag wav ef o r m   p ar am ete r s   ca n   h av s ig n if ican in f lu en ce   o n   PD  an d   life s p an ,   r esu ltin g   in   v ar ie d   o u tp u ts   in   t h s am i n s u latin g   s y s tem   [ 2 1 ] .   W an g   et  a l.   [ 2 2 ]   i n v esti g ated   t h ef f ec t   o f   r ep ea te d   s q u a r v o ltag f r eq u en cy   o n   PD c h a r ac t er is tics   u s in g   tu r n - to - tu r n   in s u latio n   m o d els  an d   o b s er v ed   th at  h ig h e r   s q u a r v o ltag f r eq u e n cies  lead   t o   f ewe r   PD  ev e n ts   an d   a   lo wer   av er ag m ag n itu d e.   W an g   et  a l .   [ 2 3 ]   f o u n d   s u b s tan t ial  d if f er en ce   in   t h PD  am p litu d e,   p atter n s ,   an d   f r eq u e n cy   e n er g y   d is tr ib u tio n   b etwe en   s q u ar e   wav e   v o ltag es   with   r is tim o f   1 0 0   to   2 0 0   n s   a n d   s in u s o id al   v o ltag es  with   th e   s am p ea k - to - p ea k   an d   f r eq u e n cy .   Mo n tan ar et  a l .   [ 2 4 ]   in v esti g ated   PD  p r o p er ties   o f   in v er ter - f e d   m o to r   in s u latio n   s y s tem s   th at  wer test ed   with   r ep ea tin g   s q u ar e   v o ltag e .   T h r esu lts   s h o wed   th at   g r ea ter   s q u ar e   v o ltag f r eq u en cy   co u l d   r ed u ce   PD  o cc u r r en ce s   with   s m aller   m ag n itu d e s   an d   s h o r ter   d ec ay   dur atio n s .   I is   also   s u g g ested   th at  s q u ar v o ltag o f   5 0 d u ty   cy cle  is   p r o b ab ly   th b est  ch o ice  f o r   ce r tify in g   an d   test in g   l o w - v o ltag e   in v e r ter - f ed   r o tatin g   m ac h i n es.  B ec au s d v /d t   h as  an   im p ac t   o n   t h am p litu d o f   PD,   in s u latio n   life s p an   at  s in u s o id al  an d   s q u ar wav v o ltag es  with   th s am p ea k - to - p ea k   v o ltag an d   f r eq u en cy   s h o wed   n o tab le  v ar ian ce s   [ 2 5 ] .   Un d er   v ar io u s   tem p er atu r e   co n d itio n s ,   W an g   et  a l.   [ 2 6 ]   ex am in ed   th PD  ch ar ac ter is tics   o f   a   s q u ar e   wav ef o r m   at  5 0   Hz   with   a   p ea k - to - p ea k   v o ltag o f   2 . 5   k V.   Acc o r d in g   to   t h eir   f in d in g s ,   t h im p ac t   o f   te m p er atu r o n   PD  m ag n itu d a n d   d e lay   d u r ati o n   is   g r ea ter   at  lo we r   f r eq u en cies,  with   h ig h er   tem p er at u r es  p r o d u cin g   PD  ev e n ts   with   g r ea ter   m ag n itu d es  an d   lo n g er   d elay   tim e s .   Stu d ies  r ep o r th at   at  1 0 3 0   k Hz,   s q u a r e - r is in g   a n d   s q u ar e - s p i k wav ef o r m s   s h o life tim es  with   s teep   th en   d ec lin in g   s lo p es,  wh ile   th s q u ar wav ef o r m   d e g r ad es  in s u latio n   m o r r a p id ly   [ 2 7 ] .   Sar ath et  a l .   [ 2 8 ]   co n d u cted   p h a s e - r eso lv ed   p ar tial   d is ch ar g an aly s is   an d   o b s er v e d   th at  with   in cr ea s in g   ap p lied   v o ltag e,   d is ch ar g es  o cc u r   d u r i n g   th r is in g   p o r tio n   o f   th wa v ef o r m .   R ap id   v o lta g r is lead s   to   v is ib le  s u r f ac d is ch ar g es,  wh ich   ar m o r e   p r o n o u n ce d   in   th p o s itiv h alf   c y cle  o f   AC   v o l tag th an   in   th e   n eg ativ e   h alf   cy cle.   Ad d itio n ally ,   asy m m e tr ical  AC   v o ltag es  g en er ate  b o th   h ig h   an d   lo a m p litu d d is ch ar g es.  Acc o r d in g   to   th r esear c h er s ,   th e   f ailu r o f   twis ted   p ai r   in s u latio n   is   ca u s ed   b y   th e   p a r tial  d is ch ar g b ein g   i n itiated   b y   h ig h   r e p etitio n   f r e q u en c y   [ 2 9 ] .   I h as  also   b ee n   n o ted   th at  wh ile  u s in g   th C OM SOL  s o f twar e,   PD a p p ea r s   in   th m icr o   g ap   b etwe en   th t wis ts .     T h e   m ajo r ity   o f   r ep o r ted   ex p e r im en tal  r esu lts   wer o b tain ed   u n d er   s in u s o id al  v o ltag cir c u m s tan ce s   [ 3 0 ] ,   wh e r ea s   o n ly   s m all  n u m b er   o f   r esear c h   h av in v esti g ated   th ef f ec o f   s q u a r v o lta g es  o n   PD  s tati s tical   p r o p er ties ,   as  m en tio n ed   in   th ex is tin g   liter at u r e.   I n   th is   wo r k ,   an   attem p is   m ad to   ass ess   th life tim o f   twis ted - p air   en am el  in s u latio n   b y   ev al u atin g   its   PD  ch ar ac te r is tics   u n d er   s q u ar e   v o ltag es  i n   t h f r e q u en c y   r a n g e   o f   5 0   Hz  to   5   k Hz  at  r o o m   te m p er atu r e,   al o n g   with   PDI m ea s u r em en ts   at  tem p e r atu r es   o f   3 0   °C ,   6 0   °C ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P ch a r a cteris tics   o f p o lyme r   in s u la tio n   fo r   in ve r ted - fed   d r ives   u n d er si n e   ( S .   N a r a s imh a   R a o )   895   90   °C .   I n   th p r esen ex p er i m en t,  twis ted - p air   p o ly ester   en am el  s am p les  ar s u b jecte d   to   s q u ar an d   s in wav ef o r m s   at  f r eq u en cies  r an g in g   f r o m   5 0   Hz  to   5   k Hz.   T h e x p er im en tal  r esu lts   r ev ea led   s i g n if ican v ar iatio n s   in   th PD  s tatis tical  ch ar ac ter is tics   u n d er   s q u ar e   an d   s in v o l tag es  at  d if f er e n f r e q u en cies.  T h r esu lts   in d icate   th at  th twis ted - p air   in s u latio n   s y s tem   d eter io r ates  m o r q u ick ly   u n d e r   s q u ar wav ef o r m   s tr ess   th an   u n d er   s in wav ef o r m   s tr ess .   C OM S OL   i s   u s ed   to   m o d el  th f ield   d is tr ib u tio n   at  0   m m   air - g a p   len g th   b etwe en   twis ts ,   with   an   en am el  th ick n ess   o f   4 0   µm ,   at  s witch in g   f r eq u en cie s   r an g in g   f r o m   5 0   Hz  to   5   k H z.   T h s im u latio n s   r ev ea th at   alth o u g h   s q u ar e   a n d   s in u s o id al   v o ltag es  s h ar e   t h s am p ea k - to - p ea k   v o ltag e   an d   f r e q u en c y ,   th s q u ar wav e f o r m   g e n er ates  h i g h er   elec tr ic  f ield   v alu es,   th er eb y   r aisi n g   th e   PD  in ce p tio n   v o ltag b etwe en   th e   g ap s .   T h e   p ap e r   is   o r g an ized   in to   ex p er im en tal  s etu p   an d   PD  test in g   in   s ec tio n   2 ,   r esu lts   with   h ig h - f r eq u e n c y   m o d elin g   ( s ec tio n   3 ) ,   an d   a n al y s is   o f   PD a m p l itu d an d   in s u latio n   d eg r a d atio n   ( s ec tio n   4 ) .       2.   M E T H O D   2 . 1 .     Sa m ple pre pa ra t io n   T h twis ted - p air   s am p les  ar p r ep ar ed   u s in g   two   en am eled   m ag n et  wir es  twis ted   t o g eth er   i n   ac co r d an ce   with   ASTM   D1 6 7 6 - 0 3   s tan d ar d s .   4 0   μ m   th ick n ess   o f   s in g le - co ated   p o ly este r   en am el  in s u latio n   is   em p lo y ed   f o r   test in g .   T h t wis ted - p air   len g th   is   m ain tain ed   at  ( 1 2   ±   6 )   cm   as  p e r   s tan d ar d .   T h n u m b e r   o f   twis t s   is   6   d ep en d in g   o n   th d i am eter   th wir e.     2 . 2 .     P m ea s urem ent   s et up   Fig u r 1   s h o ws  th p ar tial  d is ch ar g test   s etu p .   T h s in u s o id al  AC   s u p p ly   v o ltag a n d   s q u ar e   wav ef o r m   with   ( 5 0 d u ty   cy cle)   d if f er e n f r e q u en cies  ar e   s im u lated   u s in g   f u n ctio n   g e n er ato r   ( T ek tr o n ix ,   Mo d el  No   AFG3 0 5 1 C )   an d   s ig n aled   t h r o u g h   T r ek   am p li f ier   ( Mo d el  No   2 0 /2 0 C   with   4   k V   am p lific atio n   f ac to r ) .   T h p ar tial  d is ch ar g ac tiv ity   is   th en   d etec ted   u s in g   UHF  s en s o r   o p er atin g   in   t h 3 0 0 3 0 0 0   MH z   f r eq u e n cy   r a n g a f ter   it h as b e en   s u p p lied   i n to   th twis ted   p a ir   [ 2 8 ]   p lace d   2 0   c m   d is tan t f r o m   th twis ted   p ai r   s am p le.   A   d i g i t al   s t o r a g e   o s ci l lo s c o p e   is   a tt a c h e d   t o   t h e   o u t p u o f   t h e   U HF   s e n s o r .   T h s p e ct r u m   a n a l y z e r   w as   s e t o   z e r o - s p a n   m o d f o r   t h e   r eso l v e d   p a r t i a d is c h a r g e   e x p e r im e n t s   t o   u n d e r s ta n d   t h e   p h ase   o f   o c c u r r e n c e   o f   d i s c h a r g e s   w it h   d i f f e r e n t   f r e q u e n c i e s   o f   t h e   s i n u s o i d al   a n d   s q u a r e   w a v e f o r m s   a s   p e r   t h e   I E C   6 0 2 7 0   s t a n d a r d   [ 3 1 ] .           Fig u r 1 .   Sch em atic  e x p er im e n tal  s etu p   f o r   p ar tial d is ch ar g e   s tu d ies       T h e   PDI an d   PD c h ar ac ter is tic  test s   wer co n d u cted   o n   twi s ted - p air   s p ec im en s   b y   ap p ly i n g   th test   v o ltag to   th e   ed g o f   o n e   wir wh ile  g r o u n d in g   th e   ed g o f   th o th e r ,   t h er eb y   s u b jectin g   t h en am el   lay er s   o n   b o th   wir es  to   h i g h - v o ltag s tr ess .   T h I E C   6 0 2 7 0   s tan d ar d   was  u s ed   to   c o n d u ct  th p ar tial  d is ch ar g e   in v esti g atio n s   [ 3 1 ] .   T o   co n d u ct  th PDI test ,   th test   v o lt ag is   p r o g r ess iv ely   in c r ea s ed   f r o m   l o lev el  i n   o r d er   to   d eter m i n th lo west  v o ltag at  wh ich   p ar tial  d is ch ar g es  tak p lace .   T h test   s p ec i m en   is   p lace d   in s id tem p er atu r e - co n tr o lled   en v ir o n m en tal  ch a m b er .   PD  m ea s u r em en ts   d o n e   at  h ig h e r   tem p e r atu r es  ( e. g . ,   3 0   °C ,   60   °C ,   9 0   °C ) ,   h i g h - f r eq u e n c y ,   h i g h - v o ltag s in e   an d   s q u a r wav ef o r m s   r a n g in g   f r o m   5 0   Hz  to   5   k Hz  wer e   u s ed   to   m ea s u r th PDI an d   PR PD  ch ar ac ter is tic s   o n   in s u latio n   with   en am el  at  r o o m   tem p er atu r r a n g in g   f r o m   5 0   Hz  t o   5   k Hz.   T h PD   ch ar ac ter is tics   an d   PDI wer d eter m in e d   u s in g   t h a v er ag r esu lts   f r o m   f iv e   s am p les.  T ab le  1   s h o ws  th PD  test   s etu p   p ar am eter s   alo n g   with   th s p ec if icatio n s   o f   th s in an d   s q u ar wav ef o r m s .       T ab le  1 .   Deta ils   o f   th test   s et up   F r e q u e n c y   D u t y   c y c l e   W a v e f o r ms   a n d   r i se  t i me     Te st   o p e r a t i n g   v o l t a g e   5 0   H z ,   1 ,   2 . 4 ,   a n d   5   k H z   0 - 5 0 %   S i n e ,   S q u a r e   ( < 1   µ s)   0 - 2 0   k V   ( R M S )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   8 9 3 - 902   896   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     P DIV m e a s urem ent s   a t   ro o m   t em pera t ure   T h PDI o f   twis ted   p air   i n s u latio n   was  m ea s u r e d   at   r o o m   tem p er atu r e   u s in g   h i g h - f r eq u e n cy   s in u s o id al  an d   s q u ar v o ltag e   s tr ess e s .   Fig u r 2   s h o ws  h i s to g r am   o f   a v er ag PD  am p lit u d v alu es  f o r   s in an d   s q u ar e   wav ef o r m s   at  v a r io u s   f r eq u en cies  r an g in g   f r o m   5 0   Hz  to   5   k Hz .   I is   s ee n   f r o m   th g r ap h s   th at  t h e   co r o n in ce p tio n   v o ltag C I ( k V)   in cr ea s es  with   an   in cr ea s in   th f r eq u e n cy   o f   b o t h   s in wav an d   s q u ar e   wav ef o r m   as th e   p o lar izatio n   p r o ce s s   d o m i n ates o v e r   th e   r et en tio n   ef f ec t,  lea d in g   to   a   h ig h er   PD m a g n itu d e   at  h ig h er   f r eq u e n cies,  s im ilar   to   th tr en d   r e p o r ted   i n   [ 3 2 ] .   Ad d i tio n ally ,   th g r a p h s   in d icate   th at  PD  in ce p tio n   f o r   th s q u ar wav e f o r m   o cc u r s   a lo wer   v o ltag th a n   f o r   th s in wav ef o r m   ac r o s s   all  f r eq u en cies.  As  r esu lt,   th s q u ar wav ef o r m   c o n s is ten tly   h as  lo wer   PDI th an   th s in wav ef o r m .   T h is   im p lies   th at  th in s u latio n   s y s tem   o f   twis ted   p air s   d eg r ad es  m o r r a p id ly   u n d e r   s q u ar e   wav ef o r m   s tr ess ,   s u b jectin g   th in s u latio n   to   m o r e   s ev er elec tr ical  s tr ess   co m p ar ed   to   s in wav ef o r m s ,   wh ich   a lig n s   with   th r esu lts   r ep o r ted   in   [ 2 3 ] .     3 . 2 .     P DIV m e a s urem ent s   a t   hig her  t em pera t ures   T wis ted - p air   in s u latio n ' s   PDI was  m ea s u r ed   at  3 0   °C ,   6 0   °C ,   an d   9 0   ° C   wh ile  s u b jecte d   to   h ig h - f r eq u e n cy   s in u s o i d al  an d   s q u ar v o ltag s tr ess Fig u r es  3 ( a)   an d   3( b )   s h o w   h is to g r am   o f   av er a g PD   am p litu d v alu es  f o r   s in e   an d   s q u ar wav ef o r m s ,   r esp ec tiv el y   at  h ig h er   tem p e r atu r es  o v er   f r eq u en cies  f r o m   5 0   Hz  to   5   k Hz.   At   h ig h e r   tem p e r atu r es,  PDI d ec r ea s es  at  all  f r eq u e n cies  co m p a r ed   to   r o o m   tem p er atu r e.   T h is   is   u n d esira b le  f o r   m o t o r   win d i n g   in s u latio n   s tr ess ed   at  h ig h   t em p er atu r es  u n d e r   lo a d ed   c o n d itio n s .   T h e   ad v er s ef f ec o f   l o PDI at  h ig h   te m p er atu r es  is   th at  it  en h a n ce s   th PD  ac tiv ity ,   u n ev e n   s p ac ch ar g ac cu m u latio n   an d   en h an ce d   elec tr ical  ag in g   p r o ce s s es ,   th u s   r ed u cin g   th e   m ater ial  life tim an d   in s u latio n   r eliab ilit y   [ 3 3 ] .   Fu r th er m o r e ,   th g r ap h s   in d ic ate  th at  at  h ig h er   f r e q u en cies,   PDI in cr ea s es  ac r o s s   all  te m p er atu r es  b ec a u s th p o lar izatio n   p r o ce s s   d o m i n ates  o v er   th r ete n tio n   ef f ec [ 3 2 ] .   M o r eo v er ,   t h g r ap h s   r ev ea l   th at  th co r o n a   in ce p tio n   v o ltag C I ( k V)   d ec r ea s es  with   in cr ea s in g   am b ien tem p er atu r f o r   b o th   s in wav an d   s q u ar e   wav ef o r m s .   T h PD  in ce p tio n   o f   th s q u ar wav e f o r m   o cc u r s   at  lo wer   v o ltag th an   th at  o f   th s in wav ef o r m   at  all  f r eq u en cies  an d   tem p e r atu r es.  Fu r th er m o r e ,   at  th s am tem p er atu r an d   f r eq u en c y ,   th PDI o f   th s q u ar wav ef o r m   is   m u ch   lo wer   th an   th at  o f   th s in wa v ef o r m .   As  r esu lt,  a s   th te m p er atu r r is es,  th twis ted - p air   in s u latin g   s y s tem   d eg r ad es  m o r e   q u ick l y   u n d er   s q u ar wa v ef o r m   th a n   u n d e r   a   s in wav ef o r m .   Hen ce ,   it  is   co n clu d ed   at  h ig h er   tem p er atu r es  an d   h ig h er   f r eq u en cies,  th PDI o f   th s q u ar wav ef o r m   is   f o u n d   to   b e   d etr im en tal  to   in s u latio n   co m p ar ed   to   th d esig n ed   s tr ess   o f   p o wer   f r eq u en cy   s in wav [ 3 4 ] .           Fig u r 2 .   PDI at  5 0   Hz,   1   k Hz,   2 . 4   k Hz,   an d   5   k Hz  u n d e r   s in an d   s q u ar wa v ef o r m s       ( a)     ( b )       Fig u r 3 .   PDI o f   ( a)   s in wa v ef o r m   an d   ( b )   s q u ar wav ef o r m   at  d if f e r en t te m p e r atu r es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P ch a r a cteris tics   o f p o lyme r   in s u la tio n   fo r   in ve r ted - fed   d r ives   u n d er si n e   ( S .   N a r a s imh a   R a o )   897   3 . 3 .     Sin a nd   s qu a re   wa v ef o rm s   P cha ra ct er is t ics a t   v a rio us   f re qu encie s   PD  s tat is tic s   ar o b tain ed   b y   r ec o r d in g   6 0 0   cy cles  o f   d ata  f r o m   PD  p u ls es  d u r in g   th test .   Fig u r e s   an d   5   s h o th PR PD  p atter n s   o f   s in an d   s q u ar wa v ef o r m s   o b tain ed   f r o m   PD  test s   at  d if f er en f r eq u en cy   lev els ,   r esp ec tiv ely .   Fig u r es  4 ( a) - 4 ( d )   s h o t h at  at  all  f r e q u en cies,  th d is ch ar g es  o cc u r   m o s tly   in   th r is in g   p ar t.  Fo r   5 0   Hz  f r e q u en c y ,   PD   with   lar g m ag n itu d e   o cc u r s   ar o u n d   4   m s   d u r in g   th r is in g   p ar t ,   as  s h o wn   in   Fig u r 4 ( a) .   T h a m p litu d e   in cr ea s es  f r o m   2 0   a. u .   to   5 0   a. u .   at  1   k Hz  d u r in g   th e   in itia in ter v al   f r o m   0   to     0 . 2 4   m s ,   as  s h o wn   in   Fig u r 4 ( b ) .   At  2 . 4   k Hz,   it  r em ai n s   n ea r ly   co n s tan t,  as  illu s tr ated   in   Fi g u r 4 ( c ) ,   an d   th en   d ec r ea s es  to   ab o u 1 0   a. u .   at   5   k Hz,   as  s h o wn   i n   Fig u r 4 ( d ) .   T h is   b eh a v io r   o cc u r s   b ec a u s th p o lar izatio n   ef f ec o f   s p ac ch ar g n o   lo n g e r   d o m in ates  th v ar iatio n   o f   P D,   wh ile  also   in f lu en cin g   th d eg r ee   o f   p o lar izatio n   an d   th e   d i f f u s io n   p r o ce s s   at  h ig h er   f r eq u en cies  [ 3 5 ] .   Ho we v er ,   f o r   s q u ar e   wav e   s tr ess ,   th d is ch ar g o cc u r s   th r o u g h o u th cy cle  f o r   5 0   Hz  an d   1   k Hz ,   b u s h if ts   to w ar d s   p o s itiv cy cle  as  th f r eq u en cies  in cr ea s e   to   2 . 4   k Hz,   a n d   5   k Hz  as sh o wn   in   Fig u r e s   5 ( a) - 5 ( d ) .   T h d e cr ea s in   PD  o cc u r r en ce   tim e   an d   m a g n itu d e   with   r is in g   f r e q u en c y   is   co n s is ten with   th o b s er v atio n s   r ep o r ted   in   [ 3 5 ] .   Fig u r e   5 ( a)   s h o ws  th at   at  5 0   Hz  f r e q u en c y ,   PD  with   s m all  m ag n itu d o c cu r s   f r o m   0   to   2 0   m s   th r o u g h o u th cy cle.   T h less er   m ag n it u d PD  is   u n if o r m ly   d is tr ib u ted   f r o m   0   to   1   m s   f o r   1   k Hz,   as  s h o w n   in   Fig u r 5 ( b ) .   At  f r eq u e n cy   o f   2 . 4   k Hz ,   th PD  ac tiv ity   is   o b s er v ed   to   b e   v er y   in te n s e,   s p r ea d   o v er   a   p o s itiv e   h alf   cy c le  wh ile  th e   m ag n itu d e   o f   PD  p u ls es  in cr ea s ed   to   ab o u 3 0   a. u .   as sh o wn   in   Fig u r 5 ( c ) ,   s im ilar   to   t h tr e n d   r ep o r ted   i n   [ 3 6 ] .   W h en   th f r eq u e n cy   is   in c r ea s ed   to   5   k Hz,   alm o s s im ilar   ef f ec is   o b s er v ed   e x ce p th at   m ag n itu d o f   PD  p u ls es  is   in cr ea s ed   f r o m   1 0   a. u .   to     2 5   a. u .   as  s h o wn   in   Fig u r e   5 ( d ) .   Su m m ar izin g   ea r ly   PDI at  h ig h   tem p er atu r e,   at   th s q u ar wav e f o r m ,   an d   h ig h   f r eq u en cy ,   d is cu s s ed   in   s ec tio n   3 . 2   a n d   PD  c h ar ac ter is tics   d is cu s s ed   in   s ec tio n   3 . 3 ,   t h h ig h - m ag n itu d e   PD  p u ls at  h ig h   f r e q u en c y ,   s tr ess ed   u n d er   a   s q u ar wa v e f o r m   at   h ig h   tem p er at u r e,   is   f o u n d   to   b h ig h ly   d etr im en tal   to   in s u latin g   life ,   lead in g   t o   p r em atu r e   f ailu r e.   T h r esu lts   m a y   h elp   i n   esti m atin g   th e   life s p an   o f   th in s u latio n   s y s tem   an d   in   d esig n in g   n ew  in s u latio n   s y s tem s   ca p ab le  o f   o p er atin g   at  h ig h   f r eq u e n cies  an d   h ig h   tem p er atu r es   f o r   v ar i o u s   wav ef o r m s   ex p e r ien ce d   b y   t wis ted   p air   r o tatin g   m ac h in in s u latio n .   Hen ce ,     n ew  ty p e   o f   in s u latio n   ( p o ly m er   n a n o   c o m p o s ites )   th at  ca n   with s tan d   s u c h   PW s tr ess es  n ee d s   to   b e   in tr o d u ce d   an d   th at   s h o u ld   b h ig h er   d ielec tr ic  s tr en g th   an d   r esis tan ce   to   s u r f ac e   er o s io n   is   n ec ess ar y .   I n v esti g atin g   PD  ch ar ac ter is ti cs  an d   in s u latio n   a g in g   m ec h a n is m s   u n d er   s in an d   s q u a r wav ef o r m s   is   cr u cial  f o r   e n s u r in g   r eliab le  o p er atio n   o f   i n v e r ter - f e d   d r iv es  in   a p p licatio n s   s u ch   as  air cr af t,   elec tr ic  v eh icles  ( E Vs),   an d   r en ewa b le  en er g y   s y s tem s .   Pro ac tiv d esig n   s tr ateg ies,  co m b in ed   with   ca r ef u m ater ial  s elec tio n ,   ca n   h elp   p r ev en p r em atu r in s u latio n   f ailu r es.  A s   f u tu r d ir ec tio n ,   th in f l u en ce   o f   f ast  v o ltag e   r is tim es  o n   PD  in ce p tio n   in   p o ly m e r   in s u latio n   is   p r o p o s ed   f o r   in v esti g atio n .           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r 4 .   PR PD p atter n s   o f   s in wav ef o r m s   at  ( a )   5 0   Hz,   ( b )   1   k Hz,   ( c)   2 . 4   k Hz,   an d   ( d )   5   k Hz     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   8 9 3 - 902   898       ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r 5 .   PR PD p atter n s   o f   s q u ar wav ef o r m s   at  ( a)   5 0   Hz,   ( b )   1   k Hz,   ( c)   2 . 4   k Hz,   an d   ( d )   5   k Hz       3 . 4 .     H i g h - f re qu ency   s im ula t io n o f   elec t ric  f ield dis t ributi o n   3 . 4 . 1 .     Sim ula t io n pa ra m et er s   g eo m etr ically   s im p lifie d   m o d el  o f   win d in g   wir es  with o u t   twis ts   in   th f o r m   o f   two   co n d u cto r s   in   d ir ec co n tact  ( g   =   0   m m )   is   in v esti g ated .   T h p u r p o s o f   s im u latio n   in   th is   wo r k   is   to   u n d er s tan d   th s tr ess   ex p er ien ce d   b y   twis ted   p air s ,   t h co n tact   p o in ts   in   p a r ticu lar .   T h C OM SOL  ap p licatio n   wa s   u s ed   to   m o d el  t h e   elec tr ic  f ield s   o f   two   ad jace n t   wir es.  T h d ielec tr ic  co n s tan was  tak en   as  3 . 3   an d   th e   p o l y ester   en am el   th ick n ess   was  4 0   µm .   T h s im u latio n   w as  co n d u cte d   u s in g   th f o llo w in g   p ar am eter s an   e n am e in s u latio n   th ick n ess   o f   4 0   µm   ( 0 . 0 4   m m ) ,   co p p er   co n d u cto r   d iam eter   o f   0 . 7 2   m m   ( r ad iu s 0 . 3 6   m m ) ,   an d   s u r r o u n d in g   r ec tan g u lar   b o u n d ar y   ar ea   o f   1 . 9   m m ².   I n   th m o d el,   th lef s id o f   th in n er   lay er   o f   th two   co p p er   w ir es  was  a s s ig n ed   a   h ig h - v o ltag p o ten tial,   wh ile  t h r ig h s id e   was  co n n ec ted   to   g r o u n d .   T h e   s im u latio n   is   c o n f ig u r ed   u s in g   th e   AC /D C   p h y s ics  in ter f ac to g eth er   with   th h ea tr an s f er   m o d u le.   T h elec tr ic  cu r r en ts   m o d el  is   em p lo y ed   to   r ep r esen th elec tr ical  b e h av i o r ,   wh ile  h ea t r an s f e r   in   s o lid s   is   u s ed   to   an aly ze   th s y s te m s   th er m al  ef f ec ts .   An d   m esh   s ize  is   0 . 1 2 1   m m .   T ab le  2   lis ts   th m ater ials   u s ed   in   th s im u latio n   o f   th 2 elec tr ic  f ield   d is tr ib u tio n .       T ab le  2 .   Pro p er ties   o f   m ater ial s   u s ed   f o r   s im u latio n   M a t e r i a l   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y     σ , e l e c t r i c a l   c o n d u c t i v i t y   [ S / m]   C o p p e r   1   5 . 9 9 8 × 1 0 7   A i r   1   10 - 14   P o l y e s t e r   1 . 3   10 - 6       T ab le   3   s h o ws  th s in an d   s q u ar wav ef o r m   b r ea k d o w n   v o ltag es  b etwe en   5 0   Hz  a n d   5   k Hz.   Acc o r d in g   to   th tab le,   th s q u ar wav h as  lo wer   b r ea k d o wn   v o lta g th an   th s in wav ef o r m   at  all  f r eq u e n cies.  Fu r th er m o r e,   at  5   k Hz,   th s q u ar e   wav ef o r m   r e d u ce d   th b r ea k d o wn   v o lta g b y   1 6 . 6   p e r ce n t   less   th an   th s in wav e.   T h ca u s o f   th r ed u ce d   b r ea k d o wn   v o ltag at  h ig h er   s witch in g   f r e q u en cies  is   d is cu s s ed   in   [ 2 7 ] .   T ab le  4   s h o ws   th s im u la tio n   elec tr ic  f ield   v alu es  o f   s in an d   s q u ar wav ef o r m s .   T h tab le  in d icate s   th at  th elec tr ic  f ield   v alu i n   t h s im u latio n   r is es  at  f r eq u e n cy   o f   5   k Hz.   T h is   is   d u to   th ap p licatio n   o f   h ea t   p h y s ics  in   s im u latio n ,   wh ich   c au s es  d ielec tr ic  lo s s e s   to   im p ac t h co m p u tatio n .   T h is   is   d u to   th u s ag o f   h ea t   p h y s ics  in   th s im u lati o n   in co r p o r ates  th d ielec tr ic  lo s s es   as  h ea in p u t.  T h is   f u r th er   af f ec ts   tem p er atu r e   d is tr ib u tio n   an d   th u s   elec tr ic  f ield   will  in cr ea s e.   As  r esu lt,  it  is   f o u n d   th at  less er   r ed u c tio n   in   b r ea k d o wn   v o ltag r esu lts   in   h ig h er   elec tr ic  s tr ess   at  5   k Hz  f r eq u en c y   is   r ep o r ted   in   [ 3 7 ] .   T h ap p lied   v o ltag was   co n s id er ed   as  th e   b r ea k d o wn   v o ltag f o r   th e   s in wav e f o r m   in   s im u latio n   f o r   all  f r eq u e n c ies.  Fig u r e   6   s h o ws  th e   elec tr ic  f ield   d is tr ib u tio n   o f   two   p ar allel  co n d u cto r s   in   d i r ec t c o n tact  b etwe en   t h em .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P ch a r a cteris tics   o f p o lyme r   in s u la tio n   fo r   in ve r ted - fed   d r ives   u n d er si n e   ( S .   N a r a s imh a   R a o )   899   T ab le  3 .   T h b r ea k d o wn   v o lta g o f   s in a n d   s q u ar e   wav ef o r m s   F r e q u e n c y   B r e a k d o w n   v o l t a g e   o f   si n e   w a v e   ( k V r m s )   B r e a k d o w n   v o l t a g e   o f   s q u a r e   w a v e   ( k V rm s )   5 0   H z   8   5 . 8   1   k H z   8 . 6   6 . 6   2 . 4   k H z   9   7 . 4   5   k H z   9 . 6   8       T ab le  4 Simu latio n   elec tr ic  f i eld   v alu es ( k V/m m )   f o r   s in a n d   s q u ar wa v ef o r m s   F r e q u e n c y   S i n e   w a v e f o r   S q u a r e   w a v e f o r m   5 0   H z   2 6 0   2 6 5   1   k H z   2 8 3   2 8 7   2 . 4   k H z   2 8 6   2 9 6   5   k H z   2 9 0   3 1 6       ( a)         ( b )       Fig u r 6 .   T h 2 elec tr ic  f ield   d is tr ib u tio n   at  5   k Hz  with   an   air   g ap   o f   0   m m : ( a)   s in wav e f o r m   a n d     ( b )   s q u ar e   wav ef o r m       T h e   elec tr ic  f ield   is   o b s er v ed   to   b th h ig h est  o n   th wir in s u latio n   s u r f ac at  th wir co n tact  p o in t.  Fig u r 7   s h o ws  h o t h elec tr ic  f ield   d is tr ib u tio n   d if f e r s   f o r   s in an d   s q u ar e   wav ef o r m s .   T h g r ap h   in d icate s   th m ax im u m   elec tr ic  f ield   at   5   k Hz,   with   s m aller   f ield s   at  5 0   Hz,   1   k Hz,   an d   2 . 4   k Hz  f o r   s in an d   s q u ar e   wav ef o r m s .   At   all  th ese  f r eq u e n cies,  th s q u a r wav e f o r m   ex h ib its   h ig h er   elec tr ic  f ield   s tr en g th   t h an   t h s in e   wav ef o r m .   B ec au s o f   ai r   g a p   io n izatio n   an d   s u r f ac p o te n tial  d ec ay   [ 2 7 ] ,   th e lectr ic   f ield   o n   th wir e   in s u latio n   s u r f ac e   r em ai n s   s u f f icien tly   h ig h   t o   in itiate  PD   u n d er   b o th   wav ef o r m s .   h i g h er   s q u ar e   wav ef o r m   elec tr ic  f ield   v alu lead s   to   h ig h er   PDI as  co m p ar ed   to   s in wav ef o r m   o f   th s am ap p lied   v o ltag an d   f r eq u e n cy ,   co n s i s ten with   th tr en d s   r ep o r ted   in   [ 2 3 ] ,   [ 2 5 ] .   T h is   s h o ws  h o h ig h   f r eq u en cy   af f ec ts   th elec tr ic   f ield   d is tr ib u tio n   in   th air   g ap   b etwe en   th wir es  an d   o n   th eir   s u r f ac es.  Mo r eo v e r ,   PD  g en er ated   b y   h ig h   f r eq u e n cy   s tr ess ,   wh ich   in cr e ases   th PD  in ce p tio n   v o ltag e   lev el,   lead s   to   in s u latio n   f ail u r e.   T h e r ef o r e ,   n ew   in s u latio n   m ater ials   an d   d esig n   ap p r o ac h es  ar n ee d ed   f o r   l o w - v o ltag m o to r   in s u latio n   t o   en s u r g r ea ter   PD  r esis tan ce   at  h ig h er   o p er atin g   f r eq u e n cies .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   8 9 3 - 902   900       Fig u r 7 E lectr ic  f ield   d is tr ib u tio n   o f   s in an d   s q u ar wav ef o r m s   at  d if f er e n t f r e q u en cies  f r o m   5 0   Hz  to   5   k Hz,   with   0   m m   air   g ap       4.   CO NCLU SI O N   Hig h   s witch in g   f r eq u e n cy   is   m ajo r   f ac to r   c o n tr ib u tin g   t o   in s u latio n   r eliab ilit y   is s u es .   At  h ig h er   tem p er atu r es,  PDI V   d ec r ea s es  at  all  f r eq u en cies  co m p ar ed   t o   r o o m   tem p er atu r e.   Fu r th er m o r e,   it   ca n   b e   s ee n   f r o m   t h g r ap h s   t h at  th e   co r o n in ce p tio n   v o ltag C I ( k V)   d ec r ea s es  with   in cr ea s in g   am b ien tem p er atu r f o r   b o th   s in wa v an d   s q u ar w av ef o r m s .   T h PD  in ce p tio n   o f   th e   s q u ar wa v ef o r m   o cc u r s   at  lo wer   v o ltag e   th an   th at  o f   th s in wav ef o r m   at  all  f r eq u en cies  an d   tem p er atu r es.  Hen ce ,   as  th tem p er atu r in cr ea s es,  th d eg r ad atio n   r ate  o f   th twis te d   p air   in s u latio n   s y s tem   u s in g   s q u ar wav ef o r m   is   f aster   t h an   th at  o f   th s in e   wav ef o r m .   At  lo wer   f r eq u e n cies  u p   to   1   k Hz,   th o u g h   th PD  am p litu d is   h ig h   f o r   s in u s o id al  wav ef o r m   s tr ess ,   th m ag n itu d r e d u ce s   at  h ig h er   f r eq u e n cies  u p   to   5   k Hz  an d   th PD  ac tiv ity   is   less .   Ho w ev er ,   wh en   s tr ess ed   u n d er   s q u ar wav e f o r m ,   in te n s PD  ac t iv ity   is   o b s er v ed   m ain ly   o v er   p o s itiv h alf   c y cle  p o in tin g   to   th e   d elete r io u s   ef f ec o f   s q u ar w av ef o r m   s tr ess   at  h ig h   f r eq u e n cy .   As  r esu lt,  th twis ted   p air   in s u latio n   s y s tem   d eg r ad es  m o r r ap id ly   u n d er   s q u ar wav e f o r m   th an   s in wav ef o r m ,   in d icatin g   th at  c o n v er ter   o p e r atio n   s u b jects  th in s u latio n   to   h i g h er   elec tr ical  s tr ess .   Fro m   th s im u latio n ,   th s q u a r wav ef o r m   p r o d u ce s   th h ig h est  elec tr ic  f ield   in   th e   g a p   b etwe en   th e   wir es  an d   o n   t h eir   s u r f ac es,   with   lo wer   v a lu es  in   o th e r   r e g io n s   co m p ar ed   to   t h s in wav e f o r m .   Fu r th er m o r e,   it  is   f o u n d   th a th s q u ar e   wav ef o r m   h as  s ig n if ican elec tr ic  f ield   s tr ess   in   all  th ab o v e - m e n tio n ed   f r eq u en cies  as  co m p ar e d   to   th s in e   wav ef o r m ,   w h ich   ca u s es  th e   ea r l y   b r ea k d o wn   o f   th en a m el  in s u latio n .   At  h ig h er   s witch in g   f r eq u en cies,  th im p ac o f   p a r t ial  d is ch ar g es  f r o m   s q u ar wav ef o r m s   o n   en a m el  in s u latio n   b ec o m es  s o   s ev er th at  th twis ted - p air   s am p les  f ail  p r em atu r ely T h er ef o r e,   f u r th e r   r esear ch   is   n ee d ed   to   d ev elo p   m ag n etic  wir es  with   h ig h   PD  r e s is tan ce   f o r   l o w - v o ltag m o t o r s   o p er atin g   at  h ig h e r   o p e r atin g   f r eq u en cies.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h au th o r s   d ec lar th at  n o   f u n d in g   was r ec eiv e d   f o r   th is   r esear ch .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   S.  Nar asimh R ao                               E lan s er alath an   Kasin ath an                               R am an u jam   Sar ath i                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P ch a r a cteris tics   o f p o lyme r   in s u la tio n   fo r   in ve r ted - fed   d r ives   u n d er si n e   ( S .   N a r a s imh a   R a o )   901   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   Data   av ailab ilit y   is   n o t a p p lica b le  to   th is   p ap er .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   P .   W a n g ,   C .   Zh e n g ,   Y .   Li ,   Y .   L e i ,   A .   C a v a l l i n i ,   Th e   P D   a n d   e n d u r a n c e   f e a t u r e o f   e n a me l e d   w i r e a t   sh o r t   r e p e t i t i v e   i m p u l si v e   v o l t a g e s ,   I EE E l e c t ri c a l   I n su l a t i o n   C o n f e re n c e   EI C ,   p p .   5 7 2 - 5 7 6 ,   Ju n e   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EI C . 2 0 1 8 . 8 4 8 1 0 4 3 .   [ 2 ]   V .   N .   H ö p n e r ,   V .   E.   W i h e l m,   I n su l a t i o n   l i f e   s p a n   o f   l o w   v o l t a g e   e l e c t r i c   m o t o r s - a   s u r v e y ,   J o u r n a l   o f   En e rg i e s ,   v o l .   1 4 ,   p p   . 1 - 3 2 ,   M a r c h   2 0 2 1 ,   d o i : 1 9 9 6 - 1 0 7 3 / 1 4 / 6 / 1 7 3 8 .   [ 3 ]   M .   F l o r k o w s k i ,   M a g n e t i c   f i e l d   e f f e c t s   o n   p a r t i a l   d i sc h a r g e s   i n   e l e c t r i c a l   i n s u l a t i o n   s u b j e c t e d   t o   P W M   ex c i t a t i o n ,   I E EE   T ra n s a c t i o n o n   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 7 4 1 - 2 7 5 0 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 2 3 . 3 3 3 4 0 1 1 .   [ 4 ]   Lu s u a r d i ,   A .   C a v a l l i n i ,   M .   G .   d e   l a   C a l l e ,   J.   M .   M a r t í n e z - Ta r i f a ,   G .   R o b l e s,   I n su l a t i o n   d e s i g n   o f   l o w   v o l t a g e   e l e c t r i c a l   mo t o r s   f e d   b y   P W M   i n v e r t e r s,”   I EEE  El e c t ri c a l   I n su l a t i o n   Ma g a zi n e ,   v o l .   3 5 ,   n o .   3 ,   p p .   7 - 1 5 ,   J u n e   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M EI . 2 0 1 9 . 8 6 8 9 4 3 1   [ 5 ]   Y .   X i e ,   J.   Z h a n g ,   F .   Le o n a r d i ,   A .   R .   M u n o z ,   M .   W .   D e g n e r ,   F .   L i a n g ,   V o l t a g e   st r e ss  mo d e l i n g   a n d   me a s u r e m e n t   f o r   r a n d o m - w o u n d   w i n d i n g d r i v e n   b y   i n v e r t e r s ,   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   El e c t ri c   M a c h i n e &   D ri v e C o n f e re n c e   ( I EM D C ) ,   A u g u st   2 0 2 0 ,   p p   1 9 1 7 - 1 9 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 2 0 2 0 . 2 9 8 6 1 8 4 .   [ 6 ]   R .   Le u z z i ,   V .   G .   M o n o p o l i ,   F .   C u p e r t i n o ,   P .   Z a n c h e t t a ,   A c t i v e   a g e i n g   c o n t r o l   o f   w i n d i n g   i n s u l a t i o n   i n   h i g h   f r e q u e n c y   e l e c t r i c   d r i v e s ,   I EE E n e r g y   C o n v e rsi o n   C o n g r e ss  a n d   Ex p o si t i o n   ( EC C E) ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 - 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EC C E. 2 0 1 8 . 8 5 5 8 2 5 7   [ 7 ]   Z.   W e i ,   H .   Y o u ,   B .   H u ,   R .   N a ,   J .   W a n g ,   P a r t i a l   d i s c h a r g e   b e h a v i o r   o n   t w i st e d   p a i r   u n d e r   u l t r a - sh o r t   r i se   t i m e   s q u a r e - w a v e   e x c i t a t i o n s ,”  I E EE  E l e c t r i c a l   I n s u l a t i o n   C o n f e r e n c e   EI C ,   2 0 1 9 ,   p p .   4 9 3 - 4 9 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EI C 4 3 2 1 7 . 2 0 1 9 . 9 0 4 6 6 2 4 .   [ 8 ]   A .   C a p r a r a   a n d   G .   C i o t t i ,   I n v e s t i g a t i o n   a b o u t   t h e   e f f e c t   o f   t h e   v o l t a g e   p r o f i l e   o n   R P D I V   a n d   t i me  t o   f a i l u r e   f o r   i n su l a t i o n   ma t e r i a l s   su b j e c t e d   t o   i mp u l s i v e   s t r e ss  c o n d i t i o n s,   I E EE  E l e c t r i c a l   I n s u l a t i o n   C o n f e r e n c e   ( EI C ) ,   2 0 2 2 ,   p p .   9 8 - 1 0 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EI C 5 1 1 6 9 . 2 0 2 2 . 9 8 3 3 1 9 1 .   [ 9 ]   L.   L u sar d i   e t   a l . ,   T h e   e f f e c t   o f   i n v e r t e r   c h a r a c t e r i st i c o n   p a r t i a l   d i s c h a r g e   a n d   l i f e   b e h a v i o r   o f   w i r e   i n s u l a t i o n , ”  I EEE  El e c t ri c a l   I n su l a t i o n   M a g a z i n e ,   v o l .   3 4 ,   n o .   2 ,   p p .   3 2 - 3 9 ,   A p r i l   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M EI . 2 0 1 8 . 8 3 0 0 4 4 2 .   [ 1 0 ]   F .   G u a st a v i n o ,   E.   To r e l l o ,   L .   D .   G i o v a n n a ,   a n d   I .   K h a n ,   S t u d y   o f   t h e   p a r t i a l   d i s c h a r g e   i n c e p t i o n   v o l t a g e   v a r i a t i o n   o v e r   t i me  o n   e n a me l e d   w i r e s u b j e c t e d   t o   t h e r ma l - e l e c t r i c a l   st r e ss ,   I EEE   C o n f e r e n c e   o n   El e c t r i c a l   I n s u l a t i o n   a n d   D i e l e c t ri c   P h e n o m e n a   ( C EI D P) ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 - 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EI D P 5 1 4 1 4 . 2 0 2 3 . 1 0 4 1 0 5 4 0 .   [ 1 1 ]   M .   K o z a k o   e t   a l . ,   P r e d i c t i o n   o f   l i f e t i me   i n   su r g e   r e s i st a n t   e n a me l   t w i s t e d   p a i r   b y   p a r t i a l   d i s c h a r g e   d e g r a d a t i o n   u n d e r   r e p e t i t i v e   i mp u l s e   v o l t a g e   a p p l i c a t i o n ,   I EE 4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D i e l e c t r i c s   ( I C D ) ,   2 0 2 2 ,   p p .   2 6 1 - 2 6 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C D 5 3 8 0 6 . 2 0 2 2 . 9 8 6 3 5 7 7 .   [ 1 2 ]   R o t a t i n g   El e c t r i c a l   M a c h i n e s P a r t   1 8 - 4 1 :   P a r t i a l   d i sc h a r g e   f r e e   e l e c t r i c a l   i n s u l a t i o n   s y st e ms  ( T y p e   I )   u se d   i n   r o t a t i n g   e l e c t r i c a l   mac h i n e s   f e d   f r o v o l t a g e   c o n v e r t e r s q u a l i f i c a t i o n   a n d   q u a l i t y   c o n t r o l   t e s t s,  d o c u me n t ,   I E C   6 0 0 3 4 - 18 - 41 ,   2 0 1 4 .   [ 1 3 ]   R o t a t i n g   El e c t r i c a l   M a c h i n e s P a r t   1 8 - 4 2 :   Q u a l i f i c a t i o n   a n d   a c c e p t a n c e   t e st f o r   p a r t i a l   d i s c h a r g e   r e si s t a n t   e l e c t r i c a l   i n s u l a t i o n   sy st e ms ( T y p e   I I )   u sed   i n   r o t a t i n g   e l e c t r i c a l   ma c h i n e s f e d   f r o v o l t a g e   c o n v e r t e r s,  d o c u me n t ,   I E C   6 0 0 3 4 - 18 - 42 ,   2 0 1 6 .   [ 1 4 ]   F .   G u a st a v i n o ,   F .   R o ss i ,   C .   G i a n o g l i o ,   E .   T o r e l l o   a n d   D .   C o r d a n o ,   P D I V   a n d   R P D I V   o n   d i f f e r e n t   t e m p e r a t u r e s   o n   d i f f e r e n t   k i n d   o f   t y p e   I   i n s u l a t i n g   s y st e m, ”  I EEE  C o n f e re n c e   o n   E l e c t r i c a l   I n su l a t i o n   a n d   D i e l e c t ri c   P h e n o m e n o n   ( C EI D P ) ,   2 0 1 7 ,   p p .   3 6 9 - 3 7 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EI D P . 2 0 1 7 . 8 2 5 7 5 9 1 .   [ 1 5 ]   S .   M a t s u m o t o ,   N .   N .   N a m ,   D .   N a g a b a ,   a n d   T.   O g i y a ,   P a r t i a l   d i sc h a r g e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t w i st e d   ma g n e t   w i r e   u n d e r   h i g h   f r e q u e n c y   A C   v o l t a g e ,   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   E l e c t ri c a l   I n su l a t i n g   Ma t e r i a l s ,   2 0 1 4 ,   p p .   5 7 - 6 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S EI M . 2 0 1 4 . 6 8 7 0 7 1 9 .   [ 1 6 ]   P .   S e r i   a n d   G .   C .   M o n t a n a r i ,   v o l t a g e   t h r e sh o l d   i n   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n   o f   P W M   i n v e r t e r a n d   i t i m p a c t   o n   r e l i a b i l i t y   o f   i n su l a t i o n   sy st e ms  i n   e l e c t r i f i e d   t r a n s p o r t   a p p l i c a t i o n s ,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   T ra n s p o rt a t i o n   El e c t ri f i c a t i o n ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   6 9 - 7 7 ,   M a r c h   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TT E. 2 0 1 9 . 2 9 5 7 6 0 5 .   [ 1 7 ]   S .   M a ,   P .   W a n g ,   a n d   Y .   Z h u ,   n o v e l   P D   d e t e c t i o n   me t h o d   f o r   i n v e r t e r - f e d   m o t o r   u si n g   sh e l l   a sl o t   a n t e n n a ,   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   on   El e c t ri c a l   Ma t e r i a l s   a n d   P o w e r   E q u i p m e n t ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EM P E 5 7 8 3 1 . 2 0 2 3 . 1 0 1 3 9 4 7 0 .   [ 1 8 ]   S .   S .   V a l a ,   A .   B .   M i r z a ,   a n d   F .   L u o ,   r e v i e w   o n   p a r t i a l   d i sc h a r g e   p h e n o m e n o n   i n   r o t a t i n g   m a c h i n e s o p e r a t e d   u s i n g   W B G   mo t o r   d r i v e s ,   I EE T ra n s p o rt a t i o n   El e c t r i f i c a t i o n   C o n f e r e n c e   Ex p o   ( I T EC ) ,   p p .   5 2 3 - 5 2 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I TEC 5 3 5 5 7 . 2 0 2 2 . 9 8 1 4 0 5 6 .   [ 1 9 ]   K .   H a me y e r ,   A .   R u f ,   F .   P a u l i ,   I n f l u e n c e   o f   f a s t   sw i t c h i n g   se mi c o n d u c t o r o n   t h e   w i n d i n g   i n su l a t i o n   s y st e o f   e l e c t r i c a l   ma c h i n e s,   I n t e r n a t i o n a l   Po w e r   El e c t r o n i c C o n f e re n c e ,   ( I PE C ) p p .   7 4 0 - 7 4 5 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I P EC . 2 0 1 8 . 8 5 0 7 9 7 2 .   [ 2 0 ]   Y .   Zh a o ,   G .   Zh a n g ,   R .   G u o   a n d   F .   Y a n g ,   Th e   b r e a k d o w n   c h a r a c t e r i s t i c o f   t h e r mo s t a b l e   i n s u l a t i o n   m a t e r i a l u n d e r   h i g h - f r e q u e n c y   sq u a r e   w a v e f o r m,   I EEE  T r a n sa c t i o n o n   D i e l e c t r i c a n d   E l e c t r i c a l   I n s u l a t i o n ,   v o l .   2 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 7 3 - 1 0 8 0 ,   A u g u s t   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD EI . 2 0 1 9 . 0 0 7 8 5 6 .   [ 2 1 ]   F .   G u a s t a v i n o   a n d   A .   D a r d a n o ,   L i f e   t e st o n   t w i s t e d   p a i r i n   p r e se n c e   o f   p a r t i a l   d i s c h a r g e s:   i n f l u e n c e   o f   t h e   v o l t a g e   w a v e f o r m,   I EEE  T ra n s a c t i o n o n   D i e l e c t r i c a n d   El e c t r i c a l   I n su l a t i o n ,   v o l .   1 9 ,   n o .   1 ,   p p .   4 5 5 2 ,   F e b .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD E I . 2 0 1 2 . 6 1 4 8 5 0 1 .   [ 2 2 ]   P .   W a n g ,   A .   C a v a l l i n i   a n d   G .   C .   M o n t a n a r i ,   Th e   i n f l u e n c e   o f   i mp u l si v e   v o l t a g e   f r e q u e n c y   o n   P D   f e a t u r e s   i n   t u r n   i n s u l a t i o n   o f   i n v e r t e r - f e d   m o t o r s,   I E EE  C o n f e r e n c e   o n   E l e c t r i c a l   I n s u l a t i o n   a n d   D i e l e c t r i c   P h e n o m e n a   ( C EI D P ) ,   p p .   3 5 - 3 8 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EI D P . 2 0 1 4 . 6 9 9 5 8 7 6 .   [ 2 3 ]   P .   W a n g ,   J.   W a n g ,   H .   X u ,   K .   Z h o u ,   Y .   Le i ,   a n d   Q .   Z h o u ,   C o m p a r a t i v e   s t u d y   o f   P D   c h a r a c t e r i s t i c f o r   i n v e r t e r - f e d   mo t o r   i n su l a t i o n   u n d e r   s i n u s o i d a l   a n d   r e p e t i t i v e   s q u a r e   w a v e   v o l t a g e   c o n d i t i o n s ,   I E EE  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   H i g h   V o l t a g e   En g i n e e ri n g   a n d   Ap p l i c a t i o n   ( I C H V E) ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C H V E. 2 0 1 6 . 7 8 0 0 8 0 6 .   [ 2 4 ]   G .   C .   M o n t a n a r i ,   P .   S e r i   a n d   R .   H e b n e r ,   T y p e   o f   su p p l y   w a v e f o r m,   p a r t i a l   d i sch a r g e   b e h a v i o r   a n d   l i f e   o f   r o t a t i n g   m a c h i n e   i n su l a t i o n   sy st e ms,   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   P o w e M o d u l a t o r   a n d   H i g h   Vo l t a g e   C o n f e re n c e   ( I PM H V C ) ,   p p .   1 7 6 - 1 7 9 ,   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / I P M H V C . 2 0 1 8 . 8 9 3 6 7 7 5 .   [ 2 5 ]   P .   W a n g ,   M .   Z h a o ,   Q .   Z h o u ,   a n d   J .   Z h a n g ,   T h e   i n f l u e n c e   o f   S P W M   f r e q u e n c y   o n   t h e   e n d u r a n c e   o f   i n v e r t e r - f e d   mo t o r   i n s u l a t i o n , ”  I EEE  C o n f e re n c e   o n   E l e c t r i c a l   I n s u l a t i o n   a n d   D i e l e c t r i c   P h e n o m e n a   ( C EI D P) ,   p p .   1 4 2 - 1 4 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EI D P 4 7 1 0 2 . 2 0 1 9 . 9 0 0 9 7 6 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  14 ,   No .   4 ,   Dec em b er   20 25 :   8 9 3 - 902   902   [ 2 6 ]   P .   W a n g ,   H .   X u ,   J.  W a n g ,   A .   C a v a l l i n i ,   a n d   G .   C .   M o n t a n a r i ,   T e mp e r a t u r e   e f f e c t o n   P D   st a t i s t i c a n d   e n d u r a n c e   o f   i n v e r t e r - f e d   mo t o r   i n su l a t i o n   u n d e r   r e p e t i t i v e   s q u a r e   w a v e   v o l t a g e s,”   I EEE   El e c t ri c a l   I n su l a t i o n   C o n f e r e n c e   ( EI C ) ,   p p .   2 0 2 - 2 0 5 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EI C . 2 0 1 6 . 7 5 4 8 6 9 5 .   [ 2 7 ]   S.   N .   Rao   a n d   K .   E l a n sera l a t h a n ,   M o d e l i n g   o f   h i g h   f r e q u e n c y   h i g h   v o l t a g e   o f   w a v e f o r ms   o n   t h e   l i f e   o f   e n a mel   i n s u l a t i o n , ”  I n d o n e si a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e S c i e n c e   ( I J EEC S ) v o l .   2 3 ,   n o .   3 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   p p .   1 3 3 1 - 1 3 3 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i i j e e c s .   v 2 3 . i .   p p 1 3 3 1 - 1 3 3 9 .   [ 2 8 ]   R .   S a r a t h i ,   I .   P .   M e r i n   S h e e ma ,   J.  S u n d a r a   R a j a n ,   a n d   M .   G .   D a n i k a s,  I n f l u e n c e   o f   h a r mo n i c   A C   v o l t a g e   o n   s u r f a c e   d i sc h a r g e   f o r mat i o n   i n   t r a n sf o r mer  i n su l a t i o n , ”  I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   D i e l e c t r i c s   a n d   El e c t r i c a l   I n su l a t i o n ,   v o l .   2 1 ,   n o .   5 ,   p p .   2 3 8 3 - 2 3 9 3 ,   O c t .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD EI . 2 0 1 4 . 0 0 4 4 4 8 .   [ 2 9 ]   M .   F l o r k o w s k i ,   B .   F l o r k o w s k a ,   a n d   P .   Z y d r o n ,   P a r t i a l   d i sc h a r g e s   i n   i n s u l a t i n g   s y st e ms   o f   l o w   v o l t a g e   e l e c t r i c   m o t o r f e d   b y   p o w e r   e l e c t r o n i c s - t w i st e d - p a i r   sa mp l e e v a l u a t i o n ,   J o u rn a l   o f   E n e rg i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 - 1 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 2 0 5 0 7 6 8 .   [ 3 0 ]   P .   W a n g ,   Ef f e c t   o f   r e p e t i t i v e   s q u a r e   v o l t a g e   f r e q u e n c y   o n   P D   f e a t u r e s ,   S c i e n c e   C h i n a   T e c h n o l o g i c a l   S c i e n c e s ,   v o l .   5 6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 1 3 - 1 3 2 1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD EI . 2 0 1 3 . 6 4 5 1 3 6 4 .   [ 3 1 ]   H i g h - v o l t a g e   t e s t   t e c h n i q u e s   -   p a r t i a l   d i s c h a r g e   me a s u r e me n t s ,   I E C   6 0 2 7 0   I n t e rn a t i o n a l   S t a n d a rd ,   R e v .   3 ,   D e c e m b e r   2 0 0 0   [ 3 2 ]   J.  Ji a n g ,   B .   Z h a n g ,   Z.   Li ,   P .   R a n j a n ,   J .   C h e n   a n d   C .   Z h a n g ,   P a r t i a l   d i sc h a r g e   f e a t u r e s   f o r   p o w e r   e l e c t r o n i c   t r a n sf o r mers   u n d e r   h i g h - f r e q u e n c y   p u l se  v o l t a g e , ”  I EE T ra n s a c t i o n o n   Pl a sm a   S c i e n c e ,   v o l .   4 9 ,   n o .   2 ,   p p .   8 4 5 - 8 5 3 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPS . 2 0 2 1 . 3 0 5 3 9 6 0 .   [ 3 3 ]   Y .   Ji ,   P .   G i a n g r a n d e ,   a n d   W .   Zh a o ,   Ef f e c t   o f   e n v i r o n me n t a l   a n d   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n o n   p a r t i a l   d i sc h a r g e   a c t i v i t y   i n   e l e c t r i c a l   mac h i n e   i n su l a t i o n :   a   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 6 ,   p .   3 9 8 0 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 7 1 6 3 9 8 0 .   [ 3 4 ]   B .   Z h a n g ,   J .   Ji a n g ,   Z.   Li ,   X .   L i ,   P .   R a n j a n ,   a n d   C .   Z h a n g ,   " P a r t i a l   d i sc h a r g e   a n a l y s i o f   p o w e r   e l e c t r o n i c   t r a n sf o r mers   u n d e r   h i g h   f r e q u e n c y   p u l s e   v o l t a g e ,   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o si u m   o n   H i g h   Vo l t a g e   En g i n e e ri n g   ( I S H   2 0 2 1 ) ,   2 0 2 1 ,   p p .   1 8 7 2 - 1 8 7 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i c p . 2 0 2 2 . 0 1 8 2 .   [ 3 5 ]   Ju n   J i a n g   e t   a l .,   P a r t i a l   d i s c h a r g e   a n a l y si s   i n   h i g h - f r e q u e n c y   t r a n sf o r mer   b a s e d   o n   h i g h - f r e q u e n c y   c u r r e n t   t r a n s d u c e r ”  J o u rn a l   o f   e n e rg i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   1 - 1 3 ,   J u l .   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 1 0 8 1 9 9 7 .   [ 3 6 ]   P .   W a n g   e t   a l . ,   Ef f e c t   o f   r e p e t i t i v e   i mp u l s i v e   a n d   sq u a r e   w a v e   v o l t a g e   f r e q u e n c y   o n   p a r t i a l   d i s c h a r g e   f e a t u r e s, ”  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   t h e   Pr o p e rt i e a n d   A p p l i c a t i o n o f   D i e l e c t ri c   Ma t e r i a l ( I C PAD M) ,   p p .   1 5 2 - 1 5 5 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C P A D M . 2 0 1 8 . 8 4 0 1 1 5 3 .   [ 3 7 ]   W.   W a n g   e t   a l .,   El e c t r i c   s t r e ss a n d   d i e l e c t r i c   b r e a k d o w n   c h a r a c t e r i st i c s   u n d e r   h i g h - f r e q u e n c y   v o l t a g e w i t h   m u l t i - h a r mo n i c s i n   a   so l i d - s t a t e   t r a n sf o r mer , ”  I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   P o w e a n d   En e rg y   S y st e m s ,   v o l   1 2 9 ,   p p . 1 - 9 ,   Ju l y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 2 1 . 1 0 6 8 6 1 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Dr .   S   N a r a sim h a   Ra o           re c e iv e d   h is  B. Tec h .   d e g re e   fro m   S . V .   C o ll e g e   o En g i n e e rin g ,   S . V.   U n iv e rsit y   in   2 0 0 4 ,   a n d   M . E .   d e g re e   fro m   S a t h y a b a m a   Un iv e rsity ,   C h e n n a i ,   In d ia  i n   2 0 1 0 ,   a n d   P h . D.  d e g re e   fro m   P o n d ic h e rry   Ce n tral  Un i v e r sity ,   P u d u c h e rry ,   I n d ia  i n   th e   y e a 2 0 2 3 .   He   is  c u rre n tl y   w o rk i n g   a a n   a ss o c iate   p ro fe ss o in   th e   De p a rtme n o EE E,   S id d h a rth   In sti tu te  o E n g in e e rin g   &   Tec h n o lo g y ,   P u tt u r ,   An d h ra   P r a d e sh ,   In d ia .   His   a re a s o in tere st  a re   p a rti a d isc h a rg e ,   m o t o win d in g   in s u latio n ,   a n d   m o d e li n g   o in su latio n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sn ri n sk it @ p t u n iv . e d u . in .         Dr .   Ela n se r a l a th a n   K a si n a t h a n           re c e iv e d   h is  B . Tec h .   d e g re e   fro m   M a h a tma   G a n d h Un iv e rsity ,   Ko tt a y a m   in   1 9 9 2 ,   a n d   M . E .   d e g re e   fro m   th e   I n d ian   I n stit u te  o S c ien c e ,   Ba n g a lo re ,   In d ia  in   1 9 9 9 ,   a n d   h is  P h . D.  d e g re e   fro m   th e   In d ian   In stit u te  o Tec h n o l o g y   Ka n p u r,   I n d ia   in   t h e   y e a 2 0 0 9 .   He   is  c u rre n tl y   wo r k in g   a a   p ro f e ss o r   in   t h e   De p a rtme n t   o f   EE E,   P u d u c h e rry   Tec h n o lo g ica Un iv e rsity ,   P u d u c h e rry ,   In d ia .   H i a re a o in tere st  a re   p a rti a d isc h a rg e ,   m o d e li n g   o in s u latio n ,   n a n o   d iele c tri c s,  a n d   e n e rg y   sto ra g e .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   p e c e lan @p tu n iv . e d u . in .         Dr .   Ra m a n u ja m   S a r a th         is  c u rre n tl y   a   p r o fe ss o a n d   h e a d   o t h e   Hig h   Vo lt a g e   Lab o ra to r y ,   De p a rtme n o El e c tri c a En g in e e rin g ,   IIT   M a d ra s,  C h e n n a i,   I n d ia.  He   o b tai n e d   h is  P h . D.  d e g re e   fro m   t h e   In d ian   In stit u te  o S c ien c e ,   Ba n g a lo re ,   i n   1 9 9 4 .   His  re se a rc h   a re a   in c lu d e c o n d it i o n   m o n i to ri n g   o f   p o we a p p a ra tu a n d   n a n o m a teria ls.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sa ra th i@e e . ii tm.a c . in .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.