液体介质放电机理的探索一直是电气绝缘领域的研究热点,主要是为了改善和优化绝缘结构,充分利用液体介质的绝缘特性。并且随着脉冲功率技术的发展,高功率超宽带脉冲的产生、变换及传输中大量使用液体绝缘介质,研究并确定快脉冲下液体绝缘介质的击穿特性,对于开发新型脉冲功率系统具有重要的意义。因此本文对快脉冲下环烷基液体介质的预击穿过程进行了数值模拟,从微观角度探讨了液体介质预击穿过程中带电粒子的动力学行为,从理论上使人们对液体介质放电过程有了进一步认识。为了研究快脉冲电压下液体介质放电过程中带电粒子的微观动力学行为,以及不同条件对放电过程中流注发展的影响,本文建立了针-球电极物理模型和相应的数学模型,主要包括电子、正负离子的连续性方程,描述液体温度变化的热扩散方程,同时耦合泊松方程描述电场变化,数值模拟了快脉冲下环烷基液体介质预击穿过程中电场、空间电荷密度、温度的变化规律以及放电通道流注的形成和传播过程。计算结果显示,0.1/2μs脉冲波形下,外施电压幅值越大,流注发展速度越快且径向半径越大;在脉冲上升过程中,当外施电压达到临界电压时,流注会加速传播。同时对比了相同电压峰值,脉冲波形为0.05/0.2μs和0.01/0.1μs时流注的发展过程,脉冲上升时间越短,流注发展越快且径向半径越大。此外,本文对快脉冲电压下固/液界面闪络特性进行了研究。研究结果表明,固/液界面闪络特性受固体介质介电常数的影响。当固体介质表面平行轴向电场且固体介电常数大于液体时,流注会因为极化电荷作用被吸引到固体介质表面而加速发展;当固体介电常数小于液体时,流注则会受到固体介质表面排斥,使流注径向半径变小,沿着针球电极轴线方向加速发展,促进液体介质放电过程;当固体介质垂直轴向电场且固体介电常数大于液体时,流注会快速向固体介质发展,当流注接触到固体介质时,因为固体介质阻挡作用,流注会沿着固体介质表面向径向发展;当固体介电常数小于液体时,流注则会因为固体介质表面极化电荷作用,使流注发展速度大幅降低。