生产加工过程中,由静电火花引起的火灾和爆炸事故频繁发生。充分认识静电火花放电规律特性,能够为点火源防控,爆炸防治和可燃物质点火能量评估技术提供清晰的指导。静电火花放电过程是一个动态的能量释放过程,它受多种因素的影响,其中包括能量和电极特性。为探究能量(电压、电容)和电极参数(电极间隙、电极形状、电极材料)对静电火花放电特性的影响,搭建静电火花发生装置,获取不同工况下电压和电流随时间的变化规律;通过火花能量积分计算,对火花放电功率和火花放电能量进行评估;利用指数衰减正弦公式对电流波形进行参数拟合,分析火花电阻和电感对静电火花放电的影响机制;利用电极的Comsol电场分布仿真,揭示不同电极参数对静电火花击穿特性的影响。主要研究结论如下:能量对静电火花放电特性的影响。通过调节电压(U)或电容(C)改变电容存储能量(CU~2/2),对比了两种方式对静电火花放电特性的影响。结果显示,火花电流峰值和放电时间随能量(电压和电容)的增加而增加;静电火花放效率和火花电阻随能量的增加而减小;电压波形随能量的改变并无明显变化;静电火花波形放电频率随电容的增加而减小;放电回路电感随电容变化存在一定范围内的波动;回路电感和放电频率不受充电电压影响。通过电压改变能量放电更为稳定。存储能量相等时,不同电容下研究结果表明,60nF下击穿瞬间火花电流小于30nF,60nF静电火花放电时间、波形振荡周期、火花能量释放效率和火花电阻大于30nF。由电容存储能量的计算公式(CU~2/2)可知,存储能量相等时,60nF的充电电压小于30nF。击穿为前提,存储能量相等时大电容能量利用效率更高。电极参数对静电火花放电特性的影响。不同电极间隙下,等电压下场强峰值随着电极间隙的增加而减小,所以小间隙更容易实现击穿;击穿后火花电流峰值随电极间隙的增加而降低;火花能量释放效率和火花电阻随电极间隙的增加而增加。不同电极形状下,钝体电极场强峰值分布位置与其他形状电极不同,说明其击穿位置不同,尖端角度30~o、尖端角度90~o和球形电极的场强峰值发生在尖端,而钝体的场强峰值出现在两端的倒角处;场强峰值从大到小依次是尖端角度30~o、尖端角度90~o、钝体、球形,所以相同情况下,球形电极所需的击穿电压更高;电极形状对火花电流和火花能量释放效率无显著影响。不同电极材料下,铜和钨两种电极材料对场强分布的并无影响;小能量时钨电极能量损耗大于铜电极。