針-板電極液體介質放電通道分枝現(xiàn)象研究.pdf

1、液體電介質由于其特殊的電特性，且性質介于氣體和固體之間，被廣泛應用于高電壓設備絕緣和脈沖功率技術領域。但是，到目前為止，液體介質因其復雜的物理化學性質，仍然有許多液體放電現(xiàn)象、機理未能得到全面的解析。因此，從理論和實驗方面進一步探索液體放電規(guī)律是十分必要的。
　　盡管液體介質放電發(fā)展過程非常復雜，但其放電過程中會產(chǎn)生強烈的光信號，其放電通道（或軌跡）常呈現(xiàn)隨機性及自相似性，具有分形特征?？梢岳梅中卫碚摵凸庾V理論對液體放電通道分枝

2、現(xiàn)象進行研究和分析。
　　本文以變壓器油為研究對象，建立了描述液體介質放電通道分枝現(xiàn)象的數(shù)學模型，根據(jù)此模型對變壓器油中放電軌跡演化過程進行數(shù)值模擬。分析了不同時刻下的放電通道發(fā)展情況，還考察了發(fā)展概率指數(shù)及外施電壓對放電通道發(fā)展過程的影響。結果表明：放電通道分形維數(shù)隨發(fā)展概率指數(shù)增大而減少；擊穿路徑分枝主干長度、枝狀放電通道總長度、通道內電荷量及發(fā)展速度隨著時間而迅速增大；增加外施電壓幅值，液體介質枝狀放電通道的分形維數(shù)、電荷量

3、及平均發(fā)展速度均增大，而放電擊穿時延減小。
　　為了獲取液體介質放電通道空間形態(tài)演化特征信息，構建了液體介質放電實驗系統(tǒng)，對直流高壓下針-板電極變壓器油中放電信息進行采集。通過實驗觀測放電通道發(fā)展路徑和計算分形維數(shù)來驗證并完善仿真模型，并對采集到的變壓器油中放電光譜信息進行分析。結果表明：液體介質放電通道并不是一條沿軸向直線發(fā)展的通道，而是明亮曲折按著分形規(guī)律演化并且伴有若干分枝的樹狀高導電通道；仿真得到的模擬圖像與實驗圖像的相似