In deze blog bespreek ik diëlektrische doorslag en hoe je Ansys Maxwell kunt gebruiken om begin- en doorslagspanningen te berekenen. Een diëlektricum is een elektrisch isolatiemateriaal en elk diëlektricum heeft een spanningslimiet die, indien overschreden, diëlektrische doorslag en elektrische boogvorming in het diëlektricum veroorzaakt. De beginspanning is de spanningslimiet die, indien overschreden, ionisatie van het diëlektricum start. Doorslagspanning is de spanningslimiet voorbij de beginspanning, zodanig dat, indien overschreden, het diëlektricum volledig geïoniseerd is en volledige elektrische boogvorming optreedt.
MODEL
De Ansys Maxwell Electrostatic solver wordt in dit voorbeeld gebruikt. Het model bestaat uit een koperen elektrode met een potentiaal van 100 V, een koperen schijf met een potentiaal van 0 V, een rechthoek voor nabewerking voor het plotten van de E-veld- en veldlijntraceringen (booglijnen) en een niet-weergegeven grens van het modelgebied.
OPGERICHT
Klik met de rechtermuisknop op Analyse en selecteer “Een oplossingsinstelling toevoegen”. Klik met de rechtermuisknop op Setup1 en selecteer “Analyseren”.
RESULTATEN
Klik met de rechtermuisknop op de rechthoek voor nabewerking en selecteer Fields >> Emag. Klik vervolgens met de rechtermuisknop op de rechthoek voor nabewerking en selecteer Fields >> Markers >> en kies “Add Markers” (Markers toevoegen) zoveel als gewenst en plaats ze op locaties van interesse. De positie van de markers kan worden bewerkt. In dit voorbeeld werden vijf markers geselecteerd met 1 mm scheiding en één marker in het midden van de elektrodepunt.
Voeg vervolgens een veldlijntracering toe, selecteer het regiovolume en selecteer alle markeringen die aan het model zijn toegevoegd.
De veldlijnsporen (booglijnen) worden over de verdeling van de elektrische veldgrootte over het nabewerkingsrechthoek heen gelegd.
Klik met de rechtermuisknop op het Field Line Trace-diagram en kies “Inception Voltage Evaluation”.
Markeer alle rijen die overeenkomen met de markers en selecteer “Evalueren”. Pas de diëlektrische eigenschappen indien nodig aan. De streamerconstante “k” is afhankelijk van het gastype en is een waarde tussen 0 en 1. Naarmate k 1 nadert, worden de Inception Voltage en Breakdown Voltage dichter bij elkaar in waarde.
