弧后介质恢复过程对真空开关的性能具有至关重要的影响。本文采用二维PIC/MCC数值仿真模型，系统研究了真空开关弧后阶段残余等离子体的扩散过程。研究结果表明，在瞬态恢复电压的作用下，间隙内粒子数目逐渐减少，电子的漂移速度快于离子，阴极附近形成离子鞘层；弧后电流表现为先上升、随后趋于稳定并最终下降的变化特征。随着瞬态恢复电压上升率的提高，电子和离子数目的衰减速度加快，电流峰值增大，残余等离子体的消散过程显著加速。引入初始漂移速度后，弧后等离子体的扩散速度进一步提高；由于电子与离子的初始漂移速度方向相反，离子的扩散方向发生了改变。金属液滴的出现会使得弧后等离子体的扩散速度降低，电子和离子的消散时间延长，金属液滴对等离子体扩散产生阻碍作用，并会导致间隙电场发生畸变。

论文链接：https://doi.org/10.1088/1361-6463/ae2b81