【摘 要】
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在电气领域中绝缘物质应用方面,当介质材料长期处于高压场强环境下,一些点例如含杂质,有气泡间隙或者结构存在缺陷等地方,会在周围区域形成更高的场强分布,发生局部放电进一步
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在电气领域中绝缘物质应用方面,当介质材料长期处于高压场强环境下,一些点例如含杂质,有气泡间隙或者结构存在缺陷等地方,会在周围区域形成更高的场强分布,发生局部放电进一步发展成介质击穿,电树生长是一种绝缘预击穿现象,即由局部放电引起的损坏介电绝缘的过程,经试验观察其发展路径是类似于自然界中树枝状的结构,传统的欧式几何语言无法对其进行详细描述。 分形具有破碎和不规则的含义,以非整数维形式充填空间,分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学,可以描述电树生长的自相似性结构。分形维数是分形几何的一个重要概念,不同于传统整数的拓扑维数,用来定量分析不规则图形或者结构。 根据分形理论,利用MATLAB工具搭建分形模型模拟电树生长,二维空间主要采用NPW模型和WZ模型。NPW模形中场强不直接控制放电发展而是通过随机过程对其产生影响,意味着放电发展不是在场强最大的点而是在发展概率最大的点,这点就把整个进程由确定性变为随机性,并且引出了在统计意义上的放电分支发展概率。计算机仿真以上述模型的参数为基础,采用关于非平衡生长的扩散受限聚集模型基本思想,分别在两种模型中模拟电树生长,并且对比仿真图形,总结各项参数对电树的影响。 二维图形包含的信息量将因平面投射而减少,所以在三维空间进行电树仿真,更接近实际放电图形,考虑了局部放电、空间电荷因素、电导率等因素,利用MATLAB工具搭建模型,得出各参数与图形分形维数的关系。 除了分析仿真放电图形的分形维数外,对不同厚度以及不同油品的油浸绝缘板实际放电图形,进行二进制处理后,基于盒维数估计的思想,编写MATLAB程序计算实际放电图形的分形维数,实现定量分析。
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