W tym blogu omawiam przebicie dielektryczne i jak używać Ansys Maxwell do obliczania napięcia początkowego i przebicia. Dielektryk jest materiałem izolującym elektrycznie, a każdy dielektryk ma limit napięcia, którego przekroczenie powoduje przebicie dielektryczne i łuk elektryczny w dielektryku. Napięcie początkowe to granica napięcia, po przekroczeniu której rozpoczyna się jonizacja dielektryka. Napięcie przebicia to granica napięcia poza napięciem początkowym, po przekroczeniu której dielektryk jest w pełni zjonizowany i następuje pełne wyładowanie łukowe.
MODEL
W tym przykładzie wykorzystano solwer elektrostatyczny Ansys Maxwell. Model składa się z miedzianej elektrody o potencjale 100 V, miedzianego dysku o napięciu 0 V, prostokąta przetwarzania końcowego do wykreślania pola E i śladów linii pola (linii łukowych) oraz granicy regionu modelu, która nie została pokazana.
USTAWIENIA
Proszę kliknąć prawym przyciskiem myszy na Analysis i wybrać „Add a Solution Setup”. Proszę kliknąć prawym przyciskiem myszy na Setup1 i wybrać „Analyze”.
WYNIKI
Proszę kliknąć prawym przyciskiem myszy na prostokąt przetwarzania końcowego i wybrać Pola >> Emag. Następnie proszę kliknąć prawym przyciskiem myszy prostokąt przetwarzania końcowego i wybrać Pola >> Markery >> i wybrać „Dodaj markery” w dowolnej liczbie i umieścić je w interesujących miejscach. Położenie znaczników można edytować. W tym przykładzie wybrano pięć markerów w odstępie 1 mm i jeden marker na środku końcówki elektrody.
Następnie proszę dodać Field Line Trace, wybrać objętość regionu i zaznaczyć wszystkie markery, które zostały dodane do modelu.
Ślady linii pola (linie łuku) są nakładane na rozkład wielkości pola elektrycznego w prostokącie przetwarzania końcowego.
Proszę kliknąć prawym przyciskiem myszy na wykres Field Line Trace i wybrać „Inception Voltage Evaluation”.
Proszę podświetlić wszystkie wiersze odpowiadające znacznikom i wybrać „Evaluate”. W razie potrzeby dostosować właściwości dielektryczne. Stała strumienia „k” zależy od rodzaju gazu i ma wartość od 0 do 1. Gdy k zbliża się do 1, napięcie początkowe i napięcie przebicia zbliżają się do siebie.
