我国的能源分布为西多东少,其中,煤炭等化石能源主要分布在西部和北部地区,水资源主要集中在西南地区。近年来,随着对西部能源开发力度的加大,对西电东送工程的依赖也越来越高,通过特高压输电将西部能源以电能的形式输送到全国各地。我国西部地区海拔普遍偏高,很多地方海拔达到4000米以上,像拉萨市的海拔有3600米,而唐古拉山口的海拔将近5000米。随着海拔升高,空气密度逐渐降低,气体的绝缘性能也会受到影响,若电力系统的设计或操作不当会引发事故。因此对低气压下气体放电相关特性的研究就显得非常有必要了。为研究不均匀电场下短间隙放电的放电通道外部特征和大气压强的关系,本文重点研究了放电通道的分形维数随气压的变化。首先应用WZ模型通过MATLAB仿真对不同气压下针板电极放电通道的发展进行模拟,仿真的过程中将针板电极之间的气体电介质宏观化,根据气体密度分成若干个网格,每一个网格格点都有可能成为放电发展点,根据边界条件,通过拉普拉斯方程计算出各格点的电位,再通过rand函数计算出待发展点与周围树点连接的概率,得出放电通道的发展路径,最后计算出放电通道的分形维数。仿真时通过改变针板电极之间的网格步长来达到改变气压的目的。此外,本文还搭建了针板电极放电实验平台,通过针板电极放电实验对仿真结果进行验证。实验时,在其他条件不变的情况下,给放电电极加相同的高电压,进行多次实验,通过真空泵对插有电极的低压装置抽气来改变实验环境的气压。实验的过程中,利用光学手段,通过高清摄像机对不同方向的放电通道进行图像采集,对采集的放电通道图像再进行图像处理,滤除不可见光对实验结果的干扰,首先通过分形维数的盒维数法计算出不同气压下放电通道两个不同方向的二维分形维数。由于气体放电是在三维空间发生的,从不同的方向观察其放电通道的形状也不一样,基于这个问题本文将放电通道进行三维还原,再计算出不同气压下放电通道在空间直角坐标系中的三维分形维数。通过实验中放电通道的三维分形维数和二维分形维数以及仿真结果进行对比得出结论。研究结果表明,放电通道的分形维数随气压的升高而呈现上升的趋势,即气压越高,放电通道越曲折。且对于同一放电通道,其三维分形维数比二维分形维数更准确。