電介質(zhì)擊穿中的樹枝化模型及其預(yù)測(cè).pdf

1、電樹枝是一種發(fā)生在電介質(zhì)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(dǎo)致絕緣等級(jí)下降，是一種嚴(yán)重威脅電器設(shè)備，開關(guān)器件和絕緣套管運(yùn)行安全的電老化現(xiàn)象。在絕緣電介質(zhì)放電結(jié)構(gòu)的研究中，電介質(zhì)的擊穿現(xiàn)象非常復(fù)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(jī)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(qiáng)有力工具—分形幾何學(xué)進(jìn)行研究。在這一領(lǐng)域的研究中，一般都是借助于分形來模擬絕緣介質(zhì)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(jié)各種因素對(duì)放電發(fā)展的影響。
　　 本文根據(jù)前人的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，基于基本的二維空間上分形介質(zhì)擊穿模型中WZ模型，利用 Matlab7.0工具進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)放電通道發(fā)展的模擬。在放電發(fā)展的過程中要同時(shí)考慮電場(chǎng)因素和隨機(jī)因素的影響。對(duì)得到的仿真圖形進(jìn)行分析比較，找出了模型中各參數(shù)（如放電閾值和通道內(nèi)維持電場(chǎng)）在放電發(fā)展的過程中對(duì)電樹生長(zhǎng)的影響，并總結(jié)了放電發(fā)展的基本規(guī)律。在WZ模型的基礎(chǔ)上，模擬了在絕

3、緣介質(zhì)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(zhì)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(chǎng)強(qiáng)與實(shí)驗(yàn)擊穿場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行比較。另外，對(duì)不同金屬含量下的絕緣介質(zhì)模擬得到的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，進(jìn)行Weibull統(tǒng)計(jì)分析和第一類極值統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)熱擊穿機(jī)理建立的確定性混沌模型，闡述了確定性混沌的幾個(gè)表征，求取了相關(guān)指數(shù)vf和Lyaponov指數(shù)λ，利用相關(guān)指數(shù)預(yù)測(cè)放電序列的分散性，并通過求得Lyaponov指數(shù)λ預(yù)測(cè)以后的放電