Neste blog, discuto a ruptura dielétrica e como usar o Ansys Maxwell para calcular as tensões de início e de ruptura. Um dielétrico é um material isolante elétrico e todo dielétrico tem um limite de tensão que, se excedido, causa ruptura dielétrica e arco elétrico dentro do dielétrico. A tensão inicial é o limite de tensão que, se excedido, inicia a ionização do dielétrico. A tensão de ruptura é o limite de tensão além da tensão inicial, de modo que, se excedida, o dielétrico é totalmente ionizado e ocorre um arco elétrico completo.
MODELO
O solver eletrostático Ansys Maxwell é usado neste exemplo. O modelo consiste em um eletrodo de cobre com potencial de 100 V, um disco de cobre com 0 V, um retângulo de pós-processamento para plotar o campo E e os traços de linha de campo (linhas de arco) e um limite de região do modelo não mostrado.
CONFIGURAÇÃO
Clique com o botão direito do mouse em Analysis e selecione “Add a Solution Setup”. Clique com o botão direito do mouse em Setup1 e selecione “Analyze”.
RESULTADOS
Clique com o botão direito do mouse no retângulo de pós-processamento e selecione Fields >> Emag. Em seguida, clique com o botão direito do mouse no retângulo de pós-processamento e selecione Fields >> Markers >> e escolha “Add Markers” (Adicionar marcadores), quantos desejar, e coloque-os nos locais de interesse. A posição dos marcadores pode ser editada. Neste exemplo, foram selecionados cinco marcadores com 1 mm de separação e um marcador no centro da ponta do eletrodo.
Em seguida, adicione um Field Line Trace, selecione o volume da região e selecione todos os marcadores que foram adicionados ao modelo.
Os traços de linha de campo (linhas de arco) são sobrepostos à distribuição da magnitude do campo elétrico sobre o retângulo de pós-processamento.
Clique com o botão direito do mouse no gráfico do Field Line Trace e escolha “Inception Voltage Evaluation” (Avaliação da tensão inicial).
Destaque todas as linhas correspondentes aos marcadores e selecione “Evaluate” (Avaliar). Ajuste as propriedades dielétricas conforme necessário. A constante do streamer “k” depende do tipo de gás e é um valor entre 0 e 1. À medida que k se aproxima de 1, a tensão de início e a tensão de ruptura se aproximam em valor.
