電介質擊穿中的樹枝化模型及其預測.pdf

1、電樹枝是一種發(fā)生在電介質中的電致裂紋現(xiàn)象，因其形狀與樹枝相似而得名，它的存在將導致絕緣等級下降，是一種嚴重威脅電器設備，開關器件和絕緣套管運行安全的電老化現(xiàn)象。在絕緣電介質放電結構的研究中，電介質的擊穿現(xiàn)象非常復雜，放電較多呈現(xiàn)出樹枝狀發(fā)展的特征。因其具有一定的隨機特性和自相似性，可利用一種研究和處理自然界與工程中不規(guī)則圖形的強有力工具—分形幾何學進行研究。在這一領域的研究中，一般都是借助于分形來模擬絕緣介質擊穿的發(fā)展。通過研究不同模擬

2、參數(shù)下放電樹枝分形維數(shù)的變化，總結各種因素對放電發(fā)展的影響。
　　 本文根據前人的實驗參數(shù)，基于基本的二維空間上分形介質擊穿模型中WZ模型，利用 Matlab7.0工具進行編程，實現(xiàn)了對放電通道發(fā)展的模擬。在放電發(fā)展的過程中要同時考慮電場因素和隨機因素的影響。對得到的仿真圖形進行分析比較，找出了模型中各參數(shù)（如放電閾值和通道內維持電場）在放電發(fā)展的過程中對電樹生長的影響，并總結了放電發(fā)展的基本規(guī)律。在WZ模型的基礎上，模擬了在絕

3、緣介質中加入不同含量的理想圓形金屬顆粒情況下的逾滲模型，這等效于絕緣介質中存在著初始缺陷。并將不同的金屬體積含量下的模擬擊穿場強與實驗擊穿場強進行比較。另外，對不同金屬含量下的絕緣介質模擬得到的擊穿場強，進行Weibull統(tǒng)計分析和第一類極值統(tǒng)計分析。根據熱擊穿機理建立的確定性混沌模型，闡述了確定性混沌的幾個表征，求取了相關指數(shù)vf和Lyaponov指數(shù)λ，利用相關指數(shù)預測放電序列的分散性，并通過求得Lyaponov指數(shù)λ預測以后的放電