正极性操作冲击电压下流注放电路径随机发展特性

摘要

流注放电具有分散性和随机性的典型特征,研究流注放电过程中起始时延分散性、发展路径随机性等因素对于加深放电过程机理认识、提升间隙绝缘性能具有重要意义。本文结合流注起始判据及分形理论建立了考虑空间电荷屏蔽效应的空气间隙动态流注随机发展计算模型,仿真模拟了棒-板、锥-板等间隙结构放电路径发展过程,得到了流注起始时延、发展形态、发展速度及空间电荷量等特征参数,并搭建光电联合检测平台获取试验值进行对比分析,验证了模型的有效性。仿真结果表明:在标准操作冲击电压作用下,电极曲率半径增大,起始时延分散性增加;随着外施电压上升率从0.45 kV/μs上升至11.15 kV/μs,棒-板间隙流注轴向发展速度从5.70×10^(5) m/s增加至8.32×10^(6) m/s,放电通道分形维数自1.19增加至1.28,放电树枝分叉增多,放电路径随机性增加。