解决聚合物绝缘的电树枝生长问题是一个大难题，但中国工程物理研究院电子工程研究所的姚成、董守龙还有重庆大学的边浩然，终于找到了新办法。把电树枝的损伤累积规律简化成反幂定律，研究者建立了局部电损伤方程，结合有限元计算搭建了全新的模拟方法。这次的研究用反幂定律构建了一个新的模型，不仅模型简单，核心参数还能通过实验直接获取，不用再依靠之前那些很难校准的参数了。以前的NPW模型和WZ模型都简化了电树枝的生长过程，跟实际情况不符。后来引入的相场模型虽然能模拟渐进生长，但是关键参数没法直接从实验中获得。这就给实际工程应用带来了很大的麻烦。他们提出的新方法专门进行了电树枝老化实验来验证效果，结果发现这个方法能用实验获取的材料参数来很好地还原真实形态和生长规律。这个方法的好处就是结构简单、参数可直接测量，工程适用性大幅提升。后续还能用来研究复合电介质和复杂绝缘结构下的电树枝生长机制。这篇论文发表在2025年第11期《电工技术学报》，标题是“基于反幂定律的聚合物电树枝生长数值模拟”。电网和功率电子设备能安全运行离不开聚合物绝缘材料的保护，它们因为介电性能好被广泛应用。但电树枝却是个隐形威胁。设备长期带电运行时，机械应力、热效应、电应力还有气隙、杂质等因素会导致局部电场不均，引发放电形成树枝状损伤通道。这就是电树枝。一旦出现就会快速发展导致绝缘击穿引发故障甚至安全事故。搞清楚它的生长规律和预测方法是保障设备安全的核心课题。过去国内外学者已经做了大量实验探明了温度、脉冲幅值等因素的影响但很难解释完整演化规律数值模拟就成了重要手段但现有方法模型参数难获取校准落地难这次他们找到了破局关键通过反幂定律建立局部损伤方程结合有限元计算系统分析核心参数对模拟结果的影响还专门开展老化实验验证有效性证明这套方法能完美解决传统模型参数难获取难校准的核心痛点还能用于研究复合电介质复杂绝缘结构下的生长机制为提升可靠性提供更具落地价值的工具。