正极性纳秒脉冲电压下变压器油中流注放电仿真研究

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建立了二维轴对称流体模型,仿真研究了正极性纳秒脉冲电压下变压器油中针-板电极流注放电的起始与发展过程,得到了不同的外施电压幅值、脉冲上升沿时间与电极间隙距离下油中流注放电的形貌、电场强度与空间电荷密度分布等.仿真结果表明:空间电荷加强了流注头部前方电场,使流注通道更易于向前推进,形成"电离波";随着外施电压幅值升高,流注发展的平均速度显著变大;较陡的脉冲上升沿形成的放电半径较大,对应的最大电场强度值变小;随着电极间隙距离的增加,流注发展平均速度变快.仿真显示纳秒脉冲下放电中油温无明显升高,表明此类放电过程没有明显的油气化现象.我们认为,场致电离是油中带电粒子产生的主导机制;空间电荷效应增强流注前方电场使得电离进一步发展,最终导致击穿.本研究有助于加深对变压器油中放电起始、发展直至击穿过程的认识以及对液体电介质中电离机制的理解.
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