基于气液两相及光电离的酯基绝缘油流注放电模拟

流注放电是一个非常复杂的多尺度、多物理场耦合过程,目前尚无准确的模型能描述其发展过程。相变及光电离是影响流注演变的重要因素,但现有流注放电模型很少将其影响考虑到模型内。为分析二者对流注放电的影响,该文在COMSOL中建立针/板放电几何模型,以酯基绝缘油为研究对象,基于电流体动力学模型,以相变温度为临界点,分别构建气相和液相下的电离机制。此外,建立了与电场阈值相关的光电离数学模型。结果表明,光电离的引入促使优势流注分支的产生,且光电离主要发生在优势流注头部区域。由于高温区域主要集中在针尖处,气相区域会随着局部温度的升高而产生,在电场作用下,气相区域发生碰撞电离,在针尖处产生更多的小流注分支。气相区域对主流注的传播速度几乎没有影响,主流注的传播速度主要受场致电离和光电离的控制。光电离在流注头部产生了更多的载流子,促使改进模型的主流注以更快的速度传播,从而易实现传播模式从慢速到快速的转换。该文可为酯基绝缘油快速流注的产生机理提供新的研究思路,为提高其击穿电压提供指导依据。