مدل سازی رفتار استاتیکی تخلیه های حایل دی الکتریک و دینامیک باردار شدن این دی الکتریک ها در کاربردهای فشار قوی الکتریکی

اگرچه در دو دهه اخیر مفاهیم تخلیه های حایل دی الکتریک (DBDs) به خوبی در کاربردهایی نظیر تولید ازون، کنترل آلودگی هوا، صفحات نمایش پلاسما و کنترل فرایندهای شیمیایی، زیستی و پزشکی توسعه داده شده، اما استفاده از آن در فن فشار قوی الکتریکی برای بهبود عملکرد عایقی سیستم (به عنوان جایگزین سیستمهای با عایقی گاز پرفشار 6SF) هنوز کاربردی نشده است. در این روش با ترکیب عایق جامد (به عنوان پوشش دی الکتریک بر روی الکترودهای فلزی) و هوا و با توجه به تولید بارهای فضایی بر اثر تخلیه الکتریکی غیر حرارتی و نشست آن بر روی سطوح پوشش، استقامت عایقی مجموعه به طور قابل توجهی افزایش می یابد.در این مقاله افزایش استقامت عایقی سیستم در صورت استفاده از DBD و با افزایش نشست بار سطحی بر روی پوشش دی الکتریک در میدان الکتریکی یکنواخت، نخست به صورت استاتیکی مدل سازی شده است؛ یعنی از دینامیک تشکیل بارهای فضایی و نشستن آنها بر روی پوشش حایل دی الکتریک صرفنظر شده و مفاهیم DBD با درنظرگرفتن مقادیر مختلف بار سطحی روی پوشش حایل دی الکتریک ارزیابی شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلفی مانند ضریب نفوذپذیری ماده دی الکتریک، ضخامت آن و طول فاصله هوایی بر میزان افزایش استقامت عایقی مجموعه عایق بررسی شده است. سپس بار فضایی حاصل محاسبه شده و با توجه به آن میدان در فاصله هوایی و پوشش دی الکتریک اصلاح شده است. همچنین پوششهای دی الکتریک به صورت غیر عایق و با هدایت الکتریکی در نظرگرفته شده و کاهش بار سطحی حاصل از این هدایت الکتریکی و اثر آن مدل سازی شده است. همچنین تغییرات شدت میدان الکتریکی در پوشش دی الکتریک علاوه بر فاصله هوایی مدل سازی شده است. این مدل دینامیکی به شکل فایل m در MATLAB برنامه نویسی شده و از آن برای شبیه سازی رفتار دینامیکی DBD در اعمال سه نوع ولتاژ DC‍، AC و ضربه صاعقه استفاده شده است.