dc.contributor.advisor | Mauseth, Frank | |
dc.contributor.advisor | Meyer, Hans Kristian | |
dc.contributor.advisor | Marskar, Robert | |
dc.contributor.author | Gjemdal, Henrik | |
dc.date.accessioned | 2019-10-31T15:18:42Z | |
dc.date.issued | 2019 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:40537039:39624209 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11250/2625890 | |
dc.description.abstract | Avhandlingen undersøker hvordan streamerutbredelse langs en dielektrisk overflate påvirkes
av profilen på overflaten. Et eksperimentelt oppsett er utformet for å etterligne en 2D modell
som også simuleres. Simuleringsprogramvaren er et avansert program som beregner
utladningsdynamikken i gassen. Tre forskjellige dielektriske overflater er maskinert
med en bestemt overflateprofil. Den ene er glatt (høyde = 0 um) og de to andre har en
profil med høyden 200 um og 500 um. Streamerutbredelsen dokumenteres ved å bruke et
høyhastighetskamera og ved å måle spennings- og strømutviklingen under forsøkene. Lynimpulser
påføres med to forskjellige spenningsnivåer (14 kV og 35 kV), slik at streamer
vil stoppe i det ene tilfelle og gå helt til jord i det andre tilfellet.
Hastigheten og utbredelsesavstanden til streamerene reduseres betydelig når den beveges
langs de profilerte overflatene. Jo høyere overflateprofilen er, desto mer blir streamer bremset
og rekkevidden reduseres. Simuleringene gir innsikt i hvorfor dette skjer. De profilerte
flatene har lengre overflatelengde per lengde i x-retning, men dette forklarer ikke hele
reduksjonen i forplantningshastighet eller lengde. Hastigheten til streameren blir kraftig
redusert når den klatrer opp mot toppene på overflateprofilen. Den beveger seg raskere
på vei ned, men gjennomsnittshastigheten blir fortsatt redusert som en konsekvens av toppen.
E-feltet på streamerhodet er rettet inn mot det dielektriske planet når det klatrer
toppen, og dette er vist at begrenser elektronskredene på streamerhodet. For høye spenninger
kan det også forekomme at negativ overflateladning forandrer hastighetsforløpet til
streameren. Allikevel er gjennomsnittshastigheten ikke veldig påvirket av denne effekten.
Reduksjonen i streamerhastighet og rekkevidden ved bruk av profilerte overflater kan være
av interesse for bruk i høyspenningskomponenter. | |
dc.description.abstract | The thesis investigates how streamer propagation along a dielectric surface is affected by
the profile of the surface. An experimental setup is designed to reassemble a 2D model,
which is also simulated. The simulation software is an advanced program that calculates
the discharge dynamics in the gas. Three different dielectric surfaces are machined with
specific surface profiles. One is smooth (height = 0 um) and the two others have a profile
with a height of 200 um and 500 um. The streamer propagation is documented by using
a high-speed camera and by measuring the voltage and current evolution during the experiments.
Lightning impulses are applied with two different voltage levels (14 kV and
35 kV),and they are chosen so that the streamer will stop in one case and reach ground in
the other case.
The speed and propagation distance of the streamers are significantly reduced when
moving along the profiled surfaces. The higher the surface profile, the more the streamer
is slowed down, and the propagation is reduced. The simulations give insight into why
this is. The profiled surfaces have a longer surface length per length in x-direction, but this
does not explain the whole reduction in either propagation speed or length. The streamer
is greatly slowed down when climbing the peaks on the surface profile. It moves faster on
the way down, but the average speed is still reduced as a consequence of the peak. The
E-field on the streamer head is directed into the dielectric plane when it is climbing the
peak, and this is shown to limit the electron avalanches on the streamer head. For high
voltages, negative surface charging can also occur, which alters the propagation of the
streamer. However, the average speed is not affected greatly by this effect. The reduction
in streamer speed and propagation distance when using profiled surfaces can be of interest
for high voltage engineering. | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Streamer Propagation along Dielectric Surfaces | |
dc.type | Master thesis | |