摘要：气体放电的发展过程非常复杂,实验观测结果表明非均匀场短空气隙放电过程中经常产生随机并伴有分岔现象的放电通道.由于这些放电现象的整体结构表现出一定的自相似性,因此,结合经典流注放电与分形理论而建立的介质击穿模型成为描述气体中放电通道分岔现象的一种有效的分析方法,而放电通道的复杂程度可以用分形维数表征.为了明确此模型参数中发展概率指数的取值,本文对直流高压作用下的10 mm针板电极空气隙放电通道图像进行了分析、处理和分形计算,并与理论模型的仿真结果对比.由于空气隙主放电通道的亮度明显高于其他弱分支,导致各放电通道的宽度各异,需要对所拍摄图像进行灰度变换和边界识别处理,最后运用计盒维数法计算出分形维数.研究结果表明,在其他参数与实验条件相同的情况下,调整理论模型中的发展概率指数,使得仿真结果与实验结果相吻合,依据本文实验条件下和理论模型分析,发展概率指数η在0.04—0.05范围.本文的研究印证了尖-板电极短空气隙放电复杂现象的可测性并提供了一种分析方法.

关键词：分形维数 图像处理 概率指数 分岔 

单位：哈尔滨理工大学工程电介质及应用技术教育部重点实验室 哈尔滨150080 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 北京100055