Ansys Maxwell:起始电压和击穿电压计算

在本博客中,我将讨论介电击穿以及如何使用 Ansys Maxwell 计算起始电压和击穿电压。电介质是一种电绝缘材料,每种电介质都有一个电压极限,如果超过该电压极限,就会导致电介质击穿并在电介质内产生电弧。起始电压是电介质开始电离的电压极限。击穿电压是超出起始电压的电压极限,如果超过这个电压极限,电介质就会完全电离,并产生完全电弧。

型号

本例中使用了 Ansys Maxwell 静电求解器。模型包括一个电位为 100V 的铜电极、一个电位为 0V 的铜圆盘、一个用于绘制电场和场线轨迹(弧线)的后处理矩形区域,以及一个未显示的模型区域边界。

设置

右键单击 “分析”,选择 “添加解决方案设置”。右键单击 Setup1,选择 “分析”。

结果

右击后期处理矩形,选择 Fields >> Emag。接下来,右键单击后处理矩形,选择字段>>标记>>,然后选择 “添加标记”,根据需要将标记放置在感兴趣的位置。标记的位置可以编辑。在本示例中,选择了五个标记,间距为 1 毫米,一个标记位于电极尖端的中心。

然后添加场线轨迹,选择区域体积,并选择添加到模型中的所有标记。

电场线轨迹(弧线)叠加在后处理矩形区域的电场幅值分布上。

右键点击场线轨迹图,选择 “初始电压评估”。

选中与标记相对应的所有行,然后选择 “评估”。根据需要调整介电特性。流线常数 “k “取决于气体类型,其值介于 0 和 1 之间。当 k 接近 1 时,起始电压和击穿电压的值会越来越接近。