断路器短间隙气体击穿过程的粒子模拟

高压断路器触头开断瞬间的燃弧过程是一不平衡的气体击穿过程,其机制的研究对于提高高压断路器的开断能力具有重要意义。由于气体击穿机制的复杂性,对于击穿初始时刻的建模及计算机模拟是该领域研究的热点问题。采用粒子模型模拟低气压下,断路器触头开断瞬间阴极鞘层的形成过程,在考虑空间电荷对电场强度影响的前提下研究电子能量分布函数、碰撞电离率等物理量的变化规律。并充分考虑粒子运动的过程中电子-原子及离子-原子间的远程碰撞,采用与能量相关的碰撞截面。仿真结果表明了电极间电压对鞘层形成的影响,同时证明了鞘层在断路器开断过程中所起到的关键性作用。