液体介质的放电特性研究一直都是电气绝缘领域研究的热点之一,目的是充分利用液体介质的绝缘特性,进一步的优化绝缘设计。随着脉冲功率技术的快速发展,纳秒脉冲下液体介质放电被广泛关注。本文建立二维轴对称流体模型,以针-针电极间隙变压器油为研究对象,数值模拟了正、负极性纳秒脉冲下变压器油预放电过程,考察电压极性、电压幅值和脉冲上升沿时间对变压器油放电过程的影响。结果显示:正极性脉冲电压条件下,空间电荷加强流注头部前方电场;电压幅值越大,流注发展速度越快;在放电到达相同位置时,脉冲上升沿时间越短所形成流注半径越大。负极性脉冲电压条件下,空间电荷减弱流注头部前方电场;电压幅值越大,流注发展速度越快;上升沿时间越长,流注传播距离越短,上升沿时间为100ns时流注易消散。负极性条件下流注初始速度大于正流注初始速度,且同幅值条件下负流注轴向传播距离较小而径向传播距离较大;负流注的产生和传播需要更高幅值的电压。另外,在放电过程中变压器油有温升的现象出现。通过数值模拟可以从微观角度分析和研究液体介质预放电过程,有助于加深对液体介质击穿机理的理解。此外,搭建击穿实验系统,利用脉冲电源装置输出正、负极性脉冲电压和直流电压,对针-针电极间隙变压器油进行放电研究。设计45#变压器油放电光谱测量系统,测量装置包括光谱仪、ICCD、光纤和计算机。实验得到的光谱数据出现最多的就是氢的?H谱线,而且强度很大,说明放电中参与这种跃迁的粒子数量最多;还能根据光谱中给出的信息计算出放电区域电子密度,记录不同间隙的击穿电压,相同间距条件下,负极性击穿电压高,表明有极性效应;脉冲电压下,脉冲频率不同,击穿电压也不同,频率高的击穿电压低,表明有重频效应。液体击穿实验方案中采集到的光谱提供了一种从微观角度分析放电规律的实验方法,而击穿过程的极性效应、重频效应等有利于理解液体介质的放电机理,纳秒脉冲下的放电研究更有利于揭示液体放电的本质。