Изучение ветвления катодонаправленного стримера в воздухе посредством трёхмерной математической модели

Андрей Анатольевич Белогловский, Анна Владимировна Рушальщикова

Аннотация


Исследовано ветвление катодонаправленного стримера в воздухе с использованием его трёхмерной математической модели. Стримерный разряд определяет начальные условия дугового пробоя изоляционных воздушных промежутков, находит применение в высоковольтных электротехнологиях и т.д. Поэтому знание условий ветвления стримера необходимо для практического применения его математических моделей в различных областях техники и электрофизики высоких напряжений. Представлен обзор предложенных в литературе гипотез, объясняющих ветвление стримеров. Среди них выделена модель, связывающая его с появлением и развитием крупных электронных лавин перед стримерной головкой. Показано, что такой механизм ветвления может реализоваться при условии, что к моменту контакта со стримером параметры таких лавин близки к критическим.

Ключевые слова


катодонаправленный стример; ветвление; электронная лавина; математическое моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Электрофизические основы техники высоких напряже-

ний: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./Под ред. И.П.

Верещагина. – М.: Издат. дом МЭИ, 2010, 704 с.

Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниеза-

щиты. – М.: Физматлит, 2001, 320 с.

Gallimberti I. Impulse Corona Simulation for Flue Gas

Treatment. — Pure & Appl. Chem, 1988, vol. 60, No. 5, pp.

—674.

Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах. – М.:

Мир, 1968, 390 c.

Loeb L. Electrical Coronas. – Berkley: University of

California, 1965, 694 p.

Meek J.M., Craggs J.D. Electrical Breakdown of Gases. –

John Willey and Sons, 1978, 508 p.

Creyghton Y.L.M. Pulsed positive corona discharges

(Fundamental study and application to flue gas treatment). — Ph. D.

Thesis. Eindhoven University of Technology (the Netherlands),

, 238 p.

Briels T.M.P., Kos J., Winands G.J.J., van Veldhuizen E.M.,

Ebert U. Positive and negative streamers in ambient air: measuring

diameter, velocity and dissipated energy. — J. Phys. D.: Appl. Phys.,

, vol. 41, 234004.

Nijdam S., van de Wetering F.M.J.H., Blane R. et al. Probing

photo-ionization: experiments on positive streamers in pure gases

and mixtures. — J. Phys. D.: Appl. Phys., 2010, vol. 43, 145204.

Nijdam S., Geurts C.G.C., van Veldhuizen E.M., Ebert U.

Reconnection and merging of positive streamers in air. — J. Phys.

D.: Appl. Phys., 2009, vol. 42, 045201.

Badaloni S., Gallimberti I. Montecarlo simulation of

streamer branching. – Proc. 11th Intern. Conf. on Phenomena in

Ionized Gases, Prague, 1973, 196 p.

Белогловский А.А., Верещагин И.П. Трёхмерное матема-

тическое моделирование стримерного разряда в воздухе с

учётом ветвления: экономичный расчёт электрического поля. –

Электричество, 2011, №. 11. c. 17—24.

Железняк М.Б., Мнацаканян А.Х., Сизых С.В. Фотоио-

низация смесей азота и кислорода излучением газового разряда.

— ТВТ, 1982, т. 20, № 3, с. 423—428.

Верещагин И.П., Белогловский А.А., Михеев А.Г., Бело-

усов С.В. О моделировании ветвления стримера. — Известия

Академии наук. Энергетика, 2002, № 1, с. 112—125.

Akyuz M., Larsson A., Coora V., Strandberg G. 3D

simulations of streamer branching in air. — Journal of Electrostatics,

, vol. 59, pp. 115—141.

Babaeva N., Kushner M. Effect of inhomogeneities on

streamer propagation: I. Intersection with isolated bubbles and

particles. — Plasma sources science and technology, 2009, vol. 18,

Papageorgiou L., Georghiou G.E., Metaxas A.C.

Three-dimensional numerical modeling of gas discharges at

atmospheric pressure incorporating photoionization phenomena. —

J. Phys. D.: Appl. Phys., 2011, vol. 44, 045203.

Sinkevich O.A. Anode streamer branching. — High

Temperature, 2003, vol. 41, pp. 695–705.

Ebert U., Montijn C., Briels T. et al. The multiscale nature

of streamers. — Plasma Sources Sci. Technol., 2006, vol. 15, s. 118.

Куликовский А.А. Математическое моделирование стри-

мерного пробоя газов и вычислительный эксперимент в полях

различных конфигураций: Автореф. дис... д-ра физ.-мат. наук.

– М.: МГУ, 1998, 40 с.

Kulikovsky A.A. The role of photoionization in positive streamer

dynamicsю — J. Phys. D.: Appl. Phys., 2000, vol. 33, p. 1514.

Соколова М.В., Темников А.Г. Физические предпосылки

модели ветвления положительного стримера в воздухе. — Вест-

ник МЭИ, 1998, № 4, c. 34—40.

Темников А.Г., Соколова М.В. Расчет процесса ветвле-

ния положительного стримера в воздухе. — Вестник МЭИ,

, № 5, c. 119—123.

Briels T.M.P., van Veldhuzen E.M., Ebert U. Positive

streamers in air and nitrogen of varying density: experiments on

similarity laws. — J. Phys. D.: Appl. Phys, 2008, vol. 41, 234008.

Alexandrov N.L., Bazelyan E.M. The Peculiarities of

Long-Streamer Propagation in Gases with Strong Electron

Attachment. — Proc. XIII Intern. Conf. on Gas Discharges and

Their Applications (Glasgow), 3—8 September 2000, vol. 1, pp.

—433.

Верещагин И.П., Белогловский А.А., Колобайцев М.А.,

Мирзабекян Г.З. Влияние фотоионизации на распространение

катодонаправленных стримеров в воздухе. — Вестник МЭИ,

, № 2, c. 67—72.

Белогловский А.А., Ильина Ю.Г. Численный расчёт кри-

тических параметров электронной лавины в воздухе. Фёдоров-

ские чтения – 2015. XLV Международная научно-практическая

конференция с элементами научной школы. Москва, 11—13

ноября 2015 г./Под общ. ред. Б.И. Кудрина, Ю.В. Матюниной.

– М.: Издат. дом МЭИ, 2015, с. 166—170.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share