长距离流注分叉模拟方法

计算成本仅2%

一种以低计算成本模拟长距离流注分叉的仿真方法，用于揭示特高压GIS隔离开关操作中二次击穿的机理。

崔健 · Zhang, Guoguang Gang · Chen, Yun · 张鹏飞 · 崔博源

Diangong Jishu Xuebao/Transactions of China Electrotechnical Society 2024

具体参数

主放电路径重叠面积

{'zh': '90', 'en': '90'} %

次放电路径重叠面积

{'zh': '70', 'en': '70'} %

击穿时间差

{'zh': '11', 'en': '11'} %

网格资源

{'zh': '2', 'en': '2'} %

技术优势

计算成本降低98%

相比PIC-MCC方法，所需网格资源仅为2%，使数百毫米级的长距离流注分叉仿真变得可行。

仿真精度被验证

与小尺寸模型PIC-MCC计算结果对比，主放电路径重叠约90%，次放电路径重叠约70%，击穿时间差小于11%，证明了方法的合理性。

能抑制二次击穿

通过增大接触面曲率半径、减少毛刺缺陷、增加屏蔽罩尺寸等措施，可有效抑制特高压GIS隔离开关中二次击穿的发生。

应用场景

• 电力设备绝缘设计：用低计算成本仿真揭示二次击穿机理，指导特高压GIS绝缘结构优化，避免对地击穿故障。
• 气体绝缘开关设备仿真：提供可仿真数百毫米级流注分叉的模型，弥补传统方法计算成本高的缺陷，用于GIS放电特性分析。