PIC-MC Simulationen zur Untersuchung der Mikroplasmaausbreitung entlang von Hohlraumgrenzflächen unter Atmosphärendruck

Abstract:
Zur Gewichtsreduktion von bestimmten Hochspannungsgeräten oder Optimierung der thermischen Isolation wird der Einsatz poröser Isoliermaterialien geplant. In diesen Isolierungen können Entladungen auftreten, welche die Isolierung schädigen. Diese Entladungen werden Teilentladungen oder Mikroplasmen genannt. Selbst in einfachen Modellanordnungen ist die analytische Berechnung dieser Entladungsvorgänge sehr kompliziert. Aus diesem Grund werden numerische Simulationen für detaillierte Analysen benötigt. In dieser Arbeit wird ein dreidimensionales Plasmasimulationstool verwendet, welches auf der Particle-In-Cell Monte-Carlo Methode (PIC-MC) basiert. In vorangegangenen Veröffentlichungen wurden bereits die Einsetzbarkeit des Simulationstools für einzelne Mikrohohlräume bei Atmosphärendruck sowie Simulationen bei Anordnungen mit mehreren Hohlräumen gezeigt. In dieser Veröffentlichung werden darauf aufbauend weiterführende Simulationen mit besonderem Bezug auf die inneren mikroskopischen Grenzflächen zwischen Hohlraum und Dielektrikum vorgestellt. Hierzu werden Entladungen entlang der Grenzfläche des Hohlraumes simuliert und mit Simulationen von Volumenentladungen des Hohlraums verglichen.