Ansys Maxwell : Calculs des tensions d’amorçage et de claquage

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Dans ce blog, je traite du claquage diélectrique et de la manière d’utiliser Ansys Maxwell pour calculer les tensions d’amorçage et de claquage. Un diélectrique est un matériau isolant électrique et chaque diélectrique a une limite de tension qui, si elle est dépassée, provoque un claquage diélectrique et un arc électrique à l’intérieur du diélectrique. La tension d’amorçage est la limite de tension qui, si elle est dépassée, déclenche l’ionisation du diélectrique. La tension de claquage est la limite de tension au-delà de la tension d’amorçage qui, si elle est dépassée, entraîne l’ionisation complète du diélectrique et la formation d’un arc électrique complet.

MODÈLE

Le solveur électrostatique Maxwell d’Ansys est utilisé dans cet exemple. Le modèle se compose d’une électrode de cuivre à un potentiel de 100 V, d’un disque de cuivre à 0 V, d’un rectangle de post-traitement pour le tracé du champ E et des lignes de champ (lignes d’arc), et d’une limite de région de modèle non illustrée.

SETUP

Faites un clic droit sur Analysis et sélectionnez « Add a Solution Setup ». Cliquez avec le bouton droit de la souris sur Setup1 et sélectionnez « Analyze ».

RÉSULTATS

Cliquez avec le bouton droit de la souris sur le rectangle de post-traitement et sélectionnez Fields >&gt ; Emag. Ensuite, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le rectangle de post-traitement et sélectionnez Champs >&gt ; Marqueurs >&gt ; et choisissez « Ajouter des marqueurs » autant que vous le souhaitez et placez-les aux endroits qui vous intéressent. La position des marqueurs peut être modifiée. Dans cet exemple, cinq marqueurs ont été sélectionnés avec une séparation de 1 mm et un marqueur au centre de la pointe de l’électrode.

Ajoutez ensuite une trace de ligne de champ, sélectionnez le volume de la région et sélectionnez tous les marqueurs qui ont été ajoutés au modèle.

Les lignes de champ (lignes d’arc) sont superposées à la distribution de l’amplitude du champ électrique sur le rectangle de post-traitement.

Cliquez avec le bouton droit de la souris sur le tracé de la ligne de champ et choisissez « Inception Voltage Evaluation ».

Mettez en évidence toutes les lignes correspondant aux marqueurs et sélectionnez « Evaluate ». Ajustez les propriétés diélectriques si nécessaire. La constante du streamer « k » dépend du type de gaz et est une valeur comprise entre 0 et 1. Lorsque k se rapproche de 1, les valeurs de la tension d’amorçage et de la tension de rupture se rapprochent.

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