Abstract
Sammendrag Denne avhandlingen presenterer en ny modell for simulering av positive i dielektriske væsker. Slike væsker blir mye brukt til elektrisk isolasjon av høyspenningsutstyr, for eksempel transformatorer, som er en essensiell del av det elektriske distribusjonsnettet. En “streamer” er fenomenet som fører til elektrisk gjennomslag i dielektriske væsker. Modellering og simulering av streamere er viktig for å forstå fenomenet bedre for å forbedre ytelsen til elektrisk isolasjon og elektrisk utstyr. I dette arbeidet er streamere modellert i et nål–plan elektrodegap, med sykloheksan som modell for den isolerende væsken. Nålen og streamerhodene (ytterpunktene på streameren) er modellert som hyperboloider. I det sterke elektriske feltet, nær nålen eller streameren, frigjøres elektroner fra anioner og kan danne elektronskred. Streameren vokser når størrelsen på et elektronskred overskrider Townsend Meek-kriteriet. Hvert streamerhode er modellert som en RC-krets, og denne brukes for å regne ut potensialet til streamerhodet. Motstanden er gitt av kanalen mellom nålen og hodet, og kapasitansen av gapet mellom hodet og planelektroden. Et høyt elektrisk felt i kanalen kan gi et gjennomslag i kanalen, en reilluminasjon, som utjevner potensialet mellom nålen og streamerhodet. Streameren øker drastisk i hastighet når stråling fra streamerhodet kan forårsake fotoionisering. Dette skjer når det feltavhengige ioniseringspotensialet blir lavere enn energien til denne strålingen. Konduktiviteten i kanalene regulerer hastigheten til streameren, og reilluminasjoner øker gjennomsnittlige konduktiviteten. De simulerte streamerene kan bytte fra rask til sakte propageringsmode om konduktiviteten til streameren er lav. Og omvendt, ved høy konduktivitet kan streamere bytte fra sakte til rask propagering. Denne endringen kan skje som følge av en reilluminasjon. Dette arbeidet viser at elektronskred er en mekanisme som kan brukes for å simulere streameroverslag. Propageringsspenningen er imidlertid høy sammenlignet med eksperimenter. Begrensningene til modellen blir diskutert og flere forbedringsmuligheter blir foreslått. Programvaren som er utviklet for å simulere modellen er publisert med open kildekode.