自耦式紫外预电离开关特性 被引量：14

1

作者 李俊娜 邱爱慈 +6 位作者 蒯斌 汤俊萍 陈维青 何小平 薛斌杰 贾伟 毛从光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期994-998,共5页

研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离,设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明,分压电路参数合适时,可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明... 研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离,设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明,分压电路参数合适时,可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明:在脉冲电压作用下,调节电路参数可以有效调节紫外预电离产生时刻;在适当的时刻产生紫外预电离可以有效减小开关击穿抖动;该开关在240 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于3 ns,在36 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于2 ns。 展开更多

关键词 脉冲气体开关 紫外预电离 抖动 脉冲功率技术

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大电流气体火花开关聚四氟乙烯绝缘子绝缘劣化产物分析 被引量：11

2

作者 吴佳玮 韩若愚 +2 位作者 周海滨 丁卫东 邱爱慈 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期459-466,共8页

开关自击穿放电过程中高温电弧等离子体将对电极材料产生不可避免的烧蚀作用,电极熔融、喷溅并在高温大电弧作用下与绝缘子材料、绝缘气体等发生一系列复杂多变的化学反应,生成烧蚀产物附着于绝缘子表面,造成绝缘性能降低乃至失效。针... 开关自击穿放电过程中高温电弧等离子体将对电极材料产生不可避免的烧蚀作用,电极熔融、喷溅并在高温大电弧作用下与绝缘子材料、绝缘气体等发生一系列复杂多变的化学反应,生成烧蚀产物附着于绝缘子表面,造成绝缘性能降低乃至失效。针对聚四氟乙烯绝缘子材料在大电流气体火花开关中满足长寿命要求条件下,共计进行20 000次自击穿放电实验,主要采用X射线光电子能谱仪与气相色谱仪作为检测手段,研究自击穿放电过程中固态与气态烧蚀产物的化学成分研究。研究表明:阳极、阴极绝缘子烧蚀产物成分相近;绝缘子内、外表面固态烧蚀产物的化学成分近似而含量却大不同;阳极与阴极绝缘子内外表面均损失大量氟元素,绝缘子外表面氟元素损失更为剧烈;气态产物中可检测到四氟化碳气体CF4,虽含量较少但因其强电负性,亦将对开关绝缘性能与工作性能造成较显著影响等。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 气体开关 等离子体 聚四氟乙烯绝缘子 X射线光电子能谱仪

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可调间隙亚纳秒气体开关的研制 被引量：9

3

作者 张现福 陆巍 +4 位作者 陈志刚 谢平 廖勇 杨周炳 刘天文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期697-700,共4页

设计了一种高工作电压、高重复频率的亚纳秒气体开关,该开关由Peaking间隙和Chopping间隙组成,可以将纳秒信号转化为亚纳秒脉冲。开关腔外有两组调节旋钮,分别用来调节Peaking间隙和Chop-ping间隙,使输入脉冲的前后沿能同时得到锐化。... 设计了一种高工作电压、高重复频率的亚纳秒气体开关,该开关由Peaking间隙和Chopping间隙组成,可以将纳秒信号转化为亚纳秒脉冲。开关腔外有两组调节旋钮,分别用来调节Peaking间隙和Chop-ping间隙,使输入脉冲的前后沿能同时得到锐化。对设计的开关进行的实验研究结果表明:在系统重频5 Hz运行时,开关能稳定输出电压278 kV、脉宽620 ps的脉冲;在系统重频100 Hz运行时,开关能稳定输出电压270 kV、脉宽700 ps的脉冲。 展开更多

关键词 脉冲功率源 可调间隙开关 亚纳秒脉冲 气体开关 锐化

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多级多通道气体火花开关的同步放电特性 被引量：9

4

作者 刘轩东 孙凤举 +5 位作者 梁天学 姜晓峰 邱爱慈 费国强 曾江涛 刘志刚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期672-677,共6页

具有广阔应用前景的气体开关是快脉冲直线型变压器(LTD)这种新型初级储能脉冲功率源的关键部件,为提高其工作性能,对多级多通道气体开关多路同步放电特性进行了初步的实验研究。在优化设计标称电压200kV多级多通道气体火花开关的电极支... 具有广阔应用前景的气体开关是快脉冲直线型变压器(LTD)这种新型初级储能脉冲功率源的关键部件,为提高其工作性能,对多级多通道气体开关多路同步放电特性进行了初步的实验研究。在优化设计标称电压200kV多级多通道气体火花开关的电极支撑结构后采用绝缘子内抠槽平面支撑结构,使用圆环形凸面结构电极代替圆环形平面电极。利用电磁场分析软件计算开关的电场分布表明:直流高压作用下,开关各间隙电压分布较均匀;触发脉冲作用下触发间隙电场畸变明显。10只开关的同步放电实验研究结果表明,10只气体开关的自击穿特性和触发特性有一定个体差异,其中5只开关并联放电同步性能良好,输出电流脉冲能有效叠加;工作气体为0.14MPa氮气,正负充电60kV,5只开关并联放电,能够产生上升沿约100ns,峰值约100kA的电流脉冲。 展开更多

关键词 脉冲功率 多级多通道 气体火花开关 模块化 直线型变压器 同步放电

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气体开关触发间隙与过压间隙击穿特性研究 被引量：5

5

作者 翟戎骁 黄涛 +3 位作者 丛培天 罗维熙 王志国 张天洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1904-1910,共7页

为研究快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)多间隙气体开关的触发击穿特性,针对一种环形电极两间隙等效实验开关,开展不同触发电压、工作系数和电极材料下的击穿特性实验,对比两个间隙的击穿延时和抖动,分析间隙击穿特性的主要影响因素和作用... 为研究快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)多间隙气体开关的触发击穿特性,针对一种环形电极两间隙等效实验开关,开展不同触发电压、工作系数和电极材料下的击穿特性实验,对比两个间隙的击穿延时和抖动,分析间隙击穿特性的主要影响因素和作用机制。实验结果表明:触发间隙击穿延时主要受触发电压影响,而工作系数是过压间隙击穿延时的主要影响因素;开关抖动主要来自于触发间隙,触发间隙抖动随触发电压的增大明显减小,过压间隙抖动基本不随触发电压和工作系数变化且维持在较低值;石墨电极开关的击穿延时和抖动明显小于不锈钢、黄铜和钨铜电极开关,具有良好的触发击穿性能。通过分析指出,是否有预电离可能是两个间隙击穿特性差异的主要原因。 展开更多

关键词 脉冲功率 气体开关 触发间隙 过压间隙 电极材料

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无磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的研制 被引量：3

6

作者 何孟兵 白浩银 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2525-2530,共6页

为减小磁开关的体积、提高磁脉冲压缩的能量传递效率和频率,分析了基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的工作原理,结合磁开关的工作特性,设计出一种新型的单级磁脉冲压缩拓扑结构,它省去了磁芯复位电路且结构上更加简单、紧凑;并详... 为减小磁开关的体积、提高磁脉冲压缩的能量传递效率和频率,分析了基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统的工作原理,结合磁开关的工作特性,设计出一种新型的单级磁脉冲压缩拓扑结构,它省去了磁芯复位电路且结构上更加简单、紧凑;并详细介绍了磁脉冲压缩装置的工作原理,通过理论计算给出了此装置关键元件的参数;最后结合理论分析,实验研究了两种特性的磁脉冲压缩装置的不同特性;两种装置可以分别输出幅值为4.8kV、脉冲上升沿0.5μs和幅值为3.6kV、脉冲上升沿10μs的脉冲电压波形;实验结果分析表明:由于磁开关的特性,可使主回路气体开关实现零电流开通,有效减小了气体间隙的损耗,有利于提高气体开关的工作频率。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 磁开关 磁脉冲压缩 气体开关 零电流闭合 气体间隙损耗 饱和

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微秒脉冲电压下2MV电容耦合自触发开关设计 被引量：3

7

作者 李俊娜 郭帆 +5 位作者 陈维青 程永平 汤俊萍 陈志强 杨天 王海洋 《现代应用物理》 2016年第2期44-47,76,共5页

提出了一种可用于微秒脉冲电压下的2 MV电容耦合自触发开关模式,该开关具有结构简单、高可靠性等特点。通过电场分布计算及电路计算得到开关关键绝缘参数和电路参数。计算结果表明,设计触发间隙电压为主间隙电压的1.21%,该开关主间隙场... 提出了一种可用于微秒脉冲电压下的2 MV电容耦合自触发开关模式,该开关具有结构简单、高可靠性等特点。通过电场分布计算及电路计算得到开关关键绝缘参数和电路参数。计算结果表明,设计触发间隙电压为主间隙电压的1.21%,该开关主间隙场不均匀系数为1.64,开关在0.7 MPa的SF6气体中工作电压为2.27 MV。 展开更多

关键词 脉冲气体开关 自触发开关 电场分布 电容耦合 脉冲功率技术

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自触发开关在不同脉冲前沿下的击穿特性 被引量：2

8

作者 李俊娜 何石 +1 位作者 邱爱慈 王海洋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1590-1596,共7页

在击穿稳定性要求较高、外触发不便的脉冲功率装置中,自触发的气体开关成为一项重要选项。其中,基于紫外预电离技术的自触发开关已有多型开关成功应用于脉冲功率装置。在简要介绍紫外预电离开关击穿过程的基础上,着重分析在不同时间尺... 在击穿稳定性要求较高、外触发不便的脉冲功率装置中,自触发的气体开关成为一项重要选项。其中,基于紫外预电离技术的自触发开关已有多型开关成功应用于脉冲功率装置。在简要介绍紫外预电离开关击穿过程的基础上,着重分析在不同时间尺度、不同自触发信号引入方式情况下影响开关击穿特性的主要因素。实验分别测试了几十纳秒、百纳秒、微秒、几十微秒等4种脉冲前沿下开关的击穿特性。实验数据表明:该类型开关在击穿电压的分散性控制上表现比较优越,可小于1.5%;开关击穿时间抖动与承受脉冲电压的前沿正相关,可以达到脉冲时间前沿的1%左右;由于自触发开关触发能量小,很难在微秒以上前沿脉冲电压下获得几纳秒的时间抖动,可通过降低开关前级储能模块电感,减小开关承受脉冲前沿来获得更低的时间抖动。 展开更多

关键词 脉冲气体开关 紫外预电离 击穿特性 自触发开关 脉冲功率技术

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两电极气体火花开关触发系统 被引量：4

9

作者 何孟兵 李涛 +2 位作者 吴国华 蒋臣 李志鹏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期951-955,共5页

两电极开关取消了触发电极,需要靠过压触发,要求触发电压的幅值高,上升前沿快。为了满足两电极大电流气体开关对触发电压的特殊要求,介绍了一种用Marx作触发器的触发系统。该系统由8级Marx发生器构成,由电源开关、隔离变压器、L-C充电... 两电极开关取消了触发电极,需要靠过压触发,要求触发电压的幅值高,上升前沿快。为了满足两电极大电流气体开关对触发电压的特殊要求,介绍了一种用Marx作触发器的触发系统。该系统由8级Marx发生器构成,由电源开关、隔离变压器、L-C充电电路、采样控制电路、光纤控制电路和触发电路组成。Marx发生器采用了低电感电容器和同轴结构布局,减小了电感,触发电压达到120kV,上升沿小于30ns。对触发系统建立了PSpice电路模拟,仿真波形与实测波形基本一致。将该触发装置用于200kA大电流气体开关试验,试验结果表明该触发装置能稳定触发气体开关,操作安全可靠。 展开更多

关键词 脉冲功率源 气体火花开关 大电流 触发系统 MARX发生器 恒流谐振充电

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3MV自耦式紫外预电离开关的设计 被引量：2

10

作者 李俊娜 薛斌杰 +3 位作者 贾伟 陈维青 汤俊萍 邱爱慈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1255-1258,共4页

基于紫外预电离技术和阻容耦合电路研制了应用于高功率装置的三串联3MV自耦式紫外预电离开关。该开关由紫外预电离间隙和开关主间隙组成。根据同类开关在脉冲电压下的击穿数据推算出3MV开关的间隙距离，开关主间隙的电场不均匀系数为1... 基于紫外预电离技术和阻容耦合电路研制了应用于高功率装置的三串联3MV自耦式紫外预电离开关。该开关由紫外预电离间隙和开关主间隙组成。根据同类开关在脉冲电压下的击穿数据推算出3MV开关的间隙距离，开关主间隙的电场不均匀系数为1．58。采用台阶屏蔽技术使开关有机玻璃筒外沿面最大电场小于50kV／cm，满足设计要求。设计紫外预电离间隙击穿电压为主脉冲电压的1％，理论模拟计算表明，在0．1～0．7MPa范围内，预电离间隙电压大于在此范围内间隙击穿电压，保证可靠预电离。 展开更多

关键词 脉冲气体开关 紫外预电离 绝缘 电场分布 脉冲功率技术

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基于TTL数字电路控制的高压脉冲源 被引量：16

11

作者 李玺钦 丁明军 +4 位作者 吴红光 冯莉 刘云涛 戴文峰 黄雷 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期678-680,共3页

给出了一种基于TTL数字电路作为高压脉冲源触发控制单元的设计原理和方法。介绍了高压脉冲源的工作原理,设计了一台脉冲输出幅度5kV、脉冲宽度大于200μs及脉冲前沿小于30ns的高压脉冲源。将触发控制单元和前级开关金属氧化物半导体场... 给出了一种基于TTL数字电路作为高压脉冲源触发控制单元的设计原理和方法。介绍了高压脉冲源的工作原理,设计了一台脉冲输出幅度5kV、脉冲宽度大于200μs及脉冲前沿小于30ns的高压脉冲源。将触发控制单元和前级开关金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)组合成一体,控制后级气体高压开关管放电输出高压脉冲信号。实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,给出了单次触发情况下的实验结果。 展开更多

关键词 TTL数字电路 脉冲功率 半导体开关 气体高压开关 高压脉冲

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高空核电磁脉冲模拟器研制进展 被引量：3

12

作者 吴刚 贾伟 +5 位作者 王海洋 谢霖燊 陈志强 郭帆 吴伟 冯寒亮 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第7期93-105,共13页

高空核电磁脉冲模拟器由快脉冲驱动源和大型天线组成,可在数十米以上的较大空间内产生前沿几个纳秒、脉宽数十纳秒、峰值50 kV/m以上的瞬态电磁场环境,在国防领域用于大型车辆、飞机、舰船等装备的防护试验.国际上的发展趋势为获得快前... 高空核电磁脉冲模拟器由快脉冲驱动源和大型天线组成,可在数十米以上的较大空间内产生前沿几个纳秒、脉宽数十纳秒、峰值50 kV/m以上的瞬态电磁场环境,在国防领域用于大型车辆、飞机、舰船等装备的防护试验.国际上的发展趋势为获得快前沿(1–2 ns)、高场强(70–100 kV/m)、大试验空间(30–300 m).目前单边驱动型和双边驱动型快脉冲源的运行电压分别达到3和5 MV,结合新型天线的运用,试验空间不小于70 m,当前的挑战是将单边驱动型脉冲源的电压提高到10 MV以上.国内已研制多台大型模拟器,单边驱动型脉冲源电压指标不低于3 MV.本文报道了西北核技术研究所等单位在紧凑化初级高压源、薄膜式高压脉冲电容器、低抖动气体开关等关键部件设计及大型天线研究设计取得的进展. 展开更多

关键词 高空核电磁脉冲 模拟器 快脉冲驱动源 辐射天线 气体开关

原文传递

350kV可变脉宽的纳秒脉冲发生器 被引量：3

13

作者 王昕 曾乃工 韩旻 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期31-32,共2页

介绍了可产生 35 0 k V脉冲方波且脉宽可变的脉冲发生器。装置由 Marx发生器产生纳秒级脉冲电压 ,对成型线充电后由主开关对负载电阻放电 ,在负载电阻上得到 ns级脉冲电压。改变 Marx输出电压、主开关击穿电压和负载电阻阻值 ,可调节输... 介绍了可产生 35 0 k V脉冲方波且脉宽可变的脉冲发生器。装置由 Marx发生器产生纳秒级脉冲电压 ,对成型线充电后由主开关对负载电阻放电 ,在负载电阻上得到 ns级脉冲电压。改变 Marx输出电压、主开关击穿电压和负载电阻阻值 ,可调节输出 ns脉冲的幅值 ; 展开更多

关键词 350kV可变脉宽 纳秒脉冲发生器 负载电阻 脉冲电压 击穿电压

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电感储能型脉冲形成线高重复频率脉冲功率发生器 被引量：1

14

作者 余亮 須貝太一 +1 位作者 德地明 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期98-102,共5页

利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理,并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性,并进行了初步实验验... 利用传输线中的电感单元和电压叠加的方式来获得纳秒(ns)级矩形高压脉冲是一种全新的思路。描述了这种发生器的基本原理,并利用同轴电缆和MOSFET开关制作了两种原型脉冲发生器(单线型和双线型)来论证此方案的可行性,并进行了初步实验验证,在四模块叠加的情况下,分别实现了4kV/20 A,20ns和2kV/40A,20ns的短脉冲。实验结果表明,电感型脉冲形成线电压叠加器是一种有潜力的紧凑型高压脉冲发生器。 展开更多

关键词 高电压 纳秒脉冲 高重复频率脉冲高压发生器 电力电子 气体放电 高功率脉冲开关

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场畸变开关绝缘结构设计与电场数值模拟

15

作者 詹艳艳 刘晓明 +1 位作者 王艳梅 王海生 《沈阳理工大学学报》 CAS 2017年第4期7-10,18,共5页

针对重复频率、紧凑型Marx发生器设计一种小间隙场畸变三电极气体开关。最高工作电压60k V,开关主电极间隙5mm,以SF6气体作为绝缘介质。对三电极开关实际工作情况进行电场数值模拟,结果表明,主放电电极边缘椭圆倒角结构可有效增强电场... 针对重复频率、紧凑型Marx发生器设计一种小间隙场畸变三电极气体开关。最高工作电压60k V,开关主电极间隙5mm,以SF6气体作为绝缘介质。对三电极开关实际工作情况进行电场数值模拟,结果表明,主放电电极边缘椭圆倒角结构可有效增强电场均匀度,增加使用寿命。对开关绝缘支撑设计伞裙结构,仿真结果表明,绝缘支撑可增加主电极电场强度同时降低电极边缘电场强度,保证开关安全可靠稳定工作。 展开更多

关键词 脉冲功率 三电极开关 绝缘 数值模拟

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