古 亮，尹泽龙，王 帅，闫 平

(1.重庆理工大学， 重庆 400054； 2.能源互联网研究中心， 重庆 400054)

电弧是一种由于绝缘介质被电压击穿而导致的放电现象。电弧产生的火花被用来制作燃气点火器、打火机等。电弧产生的高温被用来制作大功率电弧炉来熔炼金属，此类电弧在工业生产制造中扮演着重要角色。然而，输电线路中的电缆等设备长时间带载运行、过载或受外力影响造成的绝缘层老化或破损也会产生电弧现象，此类故障电弧对电力系统的安全稳定运行造成了严重危害[1-2]。因此，电弧相关特性的研究对提高工业生产效率和保障电力系统安全稳定运行都具有重要意义。

电弧的产生本身是一个非常复杂的过程，放电过程中可能产生随机并伴有分叉现象的放电通道，并不能用简单而规则的元素去近似地代表，传统的几何学也无法对其进行准确计算[3]。分形理论的出现在很大程度上解决了这个难题，为研究电弧的复杂性提供了一种新的方法。1984年，Niemeyer等[4]建立了分形电介质击穿 (即NPW) 模型，开启了基于非线性理论的电介质放电规律的探索先例。1999年,Veldhuizen等采用ICCD高速照相机采集了25 mm空气间隙下的电晕图像,并获得了放电通道轨迹分岔现象以及外施电压的影响。2014年,Dulan等[5-6]使用3种维数的计算方法对所拍摄的放电通道进行了分析。

国内运用分形理论对放电现象的研究相对较晚[7]，其多数是从二维平面的角度出发，利用分形维数计算研究电弧的复杂程度。……