气固电荷输运/倍增耦合的环氧介质沿面闪络概率分布仿真研究

作者:蔡姝娆; 闵道敏; 武庆周; 高梓巍; 李盛涛; 秦少瑞; 朱胜龙
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绝缘子盆地气固界面闪络引起的电力系统关键设备绝缘故障是一个亟待解决的关键科学问题。气-电子倍增和固体表面电荷输运的时间和空间尺度跨越多个数量级,根据气-固耦合表面闪络的物理过程,导致绝缘子盆地气-固耦合界面放电的物理机制不清楚,提取了表征电介质固体表面电荷输运和气体碰撞电离特性的关键参数,建立了考虑随机变量的气固耦合表面闪络仿真模型。模拟研究了环氧介质在空气中表面闪络电压的概率分布特性。当电荷传输随机变量处于高斯分布时,得到了闪络电压呈威布尔分布的概率分布特征,模拟结果与实验结果一致。通过与模拟和实验结果的比较,发现闪络电压的特征电压主要由气体介质控制,形状分布参数主要由固体介质控制。各电荷传输随机变量对闪络电压形状分布参数的影响不同。研究结果解释了电介质闪络电压分布特征与表面电荷输运和气体碰撞电离特征参数之间的相关性。它为模拟闪络电压的概率分布特性提供了一种有效手段,可以用来评估气固界面在过电压下的失效概率