雷電沖擊電壓下兩相體放電特性研究.pdf

1、兩相體放電是指在大量液滴或固體顆粒物懸浮于氣體中，以及大量氣泡或固體顆粒懸浮于液體中的放電現象。兩相體放電作為一種重要的放電形式，有著獨特的性質。已有的領域研究僅用氣體放電或液中放電的理論來近似處理兩相體放電，而忽略了兩相體給放電帶來的影響，故所得的結論與實際情況相差甚遠。
　　 本文將兩相體放電與氣體放電特性的比較作為主線，集中實驗研究了與電氣絕緣密切相關的大氣壓、非均勻電場下兩相體放電的特性，系統分析了兩相體中非氣相物質的顆

2、粒粒徑、介電常數和體積分數對兩相體放電的影響。
　　 為了更好地弄清兩相體放電的特性，選擇了兩相體雷電沖擊放電作為本文的放電形式，選用了石英砂、工業(yè)鹽等物質作為固相材料，以及水作為液相材料來形成兩相體，并且在同種兩相體（除了煙氣）中，非氣相物質的成分和顆粒分布相同；開展了兩相體對雷電沖擊放電影響的研究工作，研制了兩相體雷電沖擊50％擊穿電壓（U50）和兩相體雷電沖擊放電路徑的實驗裝置，選擇了相應的實驗方法并進行了相應的實驗研究。

3、為了定量分析非氣相顆粒物對雷電沖擊放電的影響，采用激光散射法、顯微鏡法等測定了21種兩相體中非氣相物質的顆粒粒徑，采用粒子圖像速度場儀、數碼攝像機等間接測量了兩相體中非氣相物質的體積分數。
　　 從實驗角度研究了兩相體中非氣相物質的參數（顆粒粒徑、體積分數和介電常數）對兩相體雷電沖擊放電的影響，發(fā)現了兩相體的擊穿電壓和路徑選擇存在顆粒粒徑的影響遠大于顆粒物材料影響的“粒徑效應”：非氣相物質的顆粒粒徑小于10μm，放電路徑都基本選

4、擇空氣，擊穿電壓高于空氣的擊穿電壓；顆粒粒徑大于100μm，放電路徑選擇兩相體的概率大于50％，擊穿電壓也低于空氣的擊穿電壓；顆粒粒徑大約介于10μm和100μm 之間，放電路徑表現出明顯的極性差異，負極性時，放電路徑選擇兩相體的概率大于50％，擊穿電壓低于空氣的擊穿電壓，但正極性時，放電路徑選擇空氣的概率高于選擇兩相體的概率，擊穿電壓高于空氣的擊穿電壓；即使介電常數和體積分數固定，也會發(fā)生反轉的變化。兩相體中的擊穿電壓和放電路徑選擇兩

5、相體的概率隨著介電常數和體積分數變化，但在相同顆粒粒徑范圍內選擇概率不發(fā)生反轉的變化。
　　 對兩相體雷電沖擊放電特性進行了機理分析，首先分析了非氣相物質顆粒對電場的影響，然后從非氣相物質顆粒的介電常數、體積分數和顆粒粒徑的三方面分析了非氣相物質顆粒對兩相體放電的影響，分析了非氣相物質顆粒的粒徑影響遠大于顆粒物的介電常數、體積分數影響的“粒徑效應”的原因。非氣相物質顆粒粒徑主要影響著流注前端引發(fā)電子崩的種子電子、電子崩內的電子及