A Hundredth Anniversary of the Peek’s Law for Estimating the Corona Inception Electric Field

This article is dedicated to the memory of well-known electrical engineer Frank William Peek, Junior, who estimated the corona inception electric field on the surface of electrodes with a small radius of curvature which allows for corona discharge inception and also known as the “Peek’s law”. Analyzing Peek’s first publications dated 1911–1915, we have seen that he has elaborated and summarized the laws, which describe the phenomenon of corona discharge in gas on the wires of power transmission line. In particular, Peek presented the final version of the half-empirical formula in 1915, which allows estimating the voltage under which a corona appears on high-voltage wires, as well as estimating the power loss caused by this phenomenon. Attention has been drawn to the unrenowned facts related to Peek’s discovery of the formula. It has been discovered that the scientist was using the mean-value method when working on the formula. Also, attention has been drawn to the reasons of difference in indices (coefficients) in Peek’s formula, which can be seen in literature and publications of different authors in our country, as well as other countries. Based on the results of the research of Peek’s successors, it has been shown that all new charts repeat his formula and differ from it only by the value of numeric coefficients and, sometimes, the exponent in the denominator. Three ways of using his formula have been summarized; its direct application in electric power industry has been shown.

Publication year: 
2014
Issue: 
6
УДК: 
621.315.1.015.532
С. 35–41., Іл. 1. Бібліогр.: 8 назв
References: 

1. РД 34.20.172. Руководящие указания по учёту потерь на корону и помех от короны при выборе проводов воздушных линий электропередачи переменного тока 330—750 кВ и постоянного тока 800—1500 кВ. — М.: СЦНТИ, 1975. — 84 с.
2. Долгинов А.И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике. — М.: Энергия, 1968. — 464 с.
3. F.W. Peek, “The law of corona and the dielectric strength of air”, Transactions of the American Institute of Electrical Eng., vol. 30, no. 3, pp. 1889—1965, 1911. 4. Peek’s law — Wikipedia, the free encyclopedia [Online]. Available: http://en.wikipedia.org/ wiki/Peek's_law.
5. G. Hartman, “Theoretical evaluation of Peek’s law”, IEEE Transactions on industry applications, vol. IA-20, no. 6, pp. 1647—1651, 1984.
6. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engineering. First edition. NY: McGraw-Hill Book Company, Inc., 1915, 266 p.
7. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engineering. Second edition. NY: McGraw-Hill Book Company, Inc., 1920, 282 p.
8. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engineering. Third edition. NY: McGraw-Hill Book Company, Inc., 1929, 410 p.
9. Пик Ф.В. Диэлектрические явления в технике высоких напряжений / Пер. с англ. под общ. ред. Г.Л. Эпштейна. — М.— Л.: Госэнергоиздат, 1934. — 362 с.
10. Тесла Н. Статьи. — Самара: ИД “Агни”, 2008. — 584 с.
11. Archives: Transformers at Pittsfield, part 1 [Online]. Available: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Archives:Transf ormers_at_Pittsfield,_part_1.
12. Емельянов Н.П., Козлов В.С. Коронный разряд на проводах. — Минск: Наука и техника, 1971. — 240 с.
13. Archives: Transformers at Pittsfield, part 2 [Online]. Available: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Archives: Transformers_at_Pittsfield,_part_2.
14. Левитов В.И. Корона переменного тока. Вопросы теории, методов исследования и практических характеристик. — М.: Энергия, 1975. — 280 с.
15. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1988. — 240 с.
16. Нагорный В.С. Начальная напряженность электрического поля коронного разряда при малых межэлектродных промежутках // Электричество. — 2004. — № 12. — С. 8—11.
17. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4—35 и 110—1150 кВ. Том 2 / Под ред. И.Т. Горюнова, А.А. Любимова. — М.: Папирус Про, 2003. — 640 с.
18. РД 50—723—93 (СИСПР 18—1). Радиопомехи индустриальные от воздушных линий электропередачи и высоковольтного оборудования. Описание физических явлений. — М.: Изд-во стандартов, 1993. — 132 с.
19. Правила устройства электроустановок. — X.: Форт, 2009. — 704 с.
20. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). — 9-е изд., стер. — М.: Изд-во МЭИ, 2004. — 964 с.
21. Электрофизические основы техники высоких напряжений: Учеб. для вузов / И.М. Бортник, И.П. Верещагин, Ю.Н. Вершинин и др.; под ред. И.П. Верещагина, В.П. Ларионова. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — 544 с.
22. M. Xu et al., “Modified Peek formula for calculating positive DC corona inception electric field under variable humidity”, IEEE Transactions on dielectrics and electrical insulation, vol. 19, no. 4, pp. 1377—1382, 2012.
23. Frank William Peek — Wikipedia, the free encyclopedia [Online]. Available: http://de.wikipedia.org/wiki/Frank_ Wiliam_Peek.

References [transliteration]: 

1. RD 34.20.172 Rukovodi͡ashchie ukazanii͡a po uchëtu poter' na koronu i pomekh ot korony pri vybore provodov vozdushnykh liniĭ ėlektroperedachi peremennogo toka 330–750 kV i postoi͡annogo toka 800–1500 kV. – M.: ST͡SNTI, 1975. – 84 s.
2. Долгинов А.И. Техника высоких напряжений в электроэнергетике. – М.: Энергия, 1968. – 464 с.
3. F.W. Peek, “The law of corona and the dielectric strength of air”, Transactions of the American Institute of Electrical Eng., vol. 30, no. 3, pp. 1889–1965, 1911.
4. Peek’s law – Wikipedia, the free encyclopedia [Online]. Avai¬lable: http://en.wikipedia.org/ wiki/Peek's_law.
5. G. Hartman, “Theoretical evaluation of Peek’s law”, IEEE Transactions on industry applications, vol. IA-20, no. 6, pp. 1647–1651, 1984.
6. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engi¬neering. First edition. NY: McGraw-Hill Book Company, InS., 1915, 266 p.
7. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engi¬neering. Second edition. NY: McGraw-Hill Book Com¬pa¬ny, InS., 1920, 282 p.
8. F.W. Peek, Dielectric phenomena in high voltage engi¬neering. Third edition. NY: McGraw-Hill Book Com¬pany, InS., 1929, 410 p.
9. Pik F.V. Diėlektricheskie i͡avlenii͡a v tekhnike vysokikh napri͡azheniĭ / Per. s angl. pod obshch. red. G.L. Ėp¬shteĭna. – M.– L.: Gosėnergoizdat, 1934. – 362 s.
10. Tesla N. Stat'i. – Samara: ID “Agni”, 2008. – 584 s.
11. Archives: Transformers at Pittsfield, part 1 [Online]. Ava¬ilable: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Archives:Transf ormers_at_Pittsfield,_part_1.
12. Emel'i͡anov N.P., Kozlov V.S. Koronnyĭ razri͡ad na provodakh. – Minsk: Nauka i tekhnika, 1971. – 240 s.
13. Archives: Transformers at Pittsfield, part 2 [Online]. Avai¬lable: http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Archives: Transformers_at_Pittsfield,_part_2.
14. Levitov V.I. Korona peremennogo toka. Voprosy teorii, metodov issledovanii͡a i prakticheskikh kharakteristik. – M.: Ėnergii͡a, 1975. – 280 s.
15. L'vovskiĭ E.N. Statisticheskie metody postroenii͡a ėmpiricheskikh formul: Ucheb. posobie dli͡a vtuzov. – 2-e izd., pererab. i dop. – M.: Vyssh. shk., 1988. – 240 s.
16. Nagornyĭ V.S. Nachal'nai͡a napri͡azhennost' ėlektricheskogo poli͡a koronnogo razri͡ada pri malykh mezhėlektrodnykh promezhutkakh // Ėlektrichestvo. – 2004. – # 12. – S. 8–11.
17. Makarov E.F. Spravochnik po ėlektricheskim seti͡am 0,4–35 i 110–1150 kV. Tom 2 / Pod red. I.T. Gori͡unova, A.A. Li͡ubimova. – M.: Papirus Pro, 2003. – 640 s.
18. RD 50–723–93 (SISPR 18–1) Radiopomekhi industrial'nye ot vozdushnykh liniĭ ėlektroperedachi i vysokovol'tnogo oborudovanii͡a. Opisanie fizicheskikh i͡avleniĭ. – M.: Izd-vo standartov, 1993. – 132 s.
19. Pravila ustroĭstva ėlektroustanovok. – X.: Fort, 2009. – 704 s.
20. Ėlektrotekhnicheskiĭ spravochnik: V 4 t. T. 3. Proizvodstvo, peredacha i raspredelenie ėlektricheskoĭ ėnergii / Pod obshch. red. professorov MĖI V.G. Gerasimova i dr. (gl. red. A.I. Popov). – 9-e izd., ster. – M.: Izd-vo MĖI, 2004. – 964 s.
21. Ėlektrofizicheskie osnovy tekhniki vysokikh napri͡azheniĭ: Ucheb. dli͡a vuzov / I.M. Bortnik, I.P. Vereshchagin, I͡U.N. Vershinin i dr.; pod red. I.P. Vereshchagina, V.P. Larionova. – M.: Ėnergoatomizdat, 1993. – 544 s.
22. M. Xu et al., “Modified Peek formula for calculating positive DC corona inception electric field under variable humidity”, IEEE Transactions on dielectrics and electrical insulation, vol. 19, no. 4, pp. 1377–1382, 2012.
23. Frank William Peek – Wikipedia, the free encyclopedia [Online]. Avai¬lable: http://de.wikipedia.org/wiki/Frank_ Wiliam_Peek.

AttachmentSize
2014-6-04.pdf205.77 KB