基于多孔隙触发的三电极场畸变开关设计与实验研究 被引量：2

1

作者 程显 王振伟 +2 位作者 吕彦鹏 陈硕 安永科 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期6807-6816,共10页

场畸变开关是脉冲功率系统的关键器件,其低时延和低抖动性能参数是输出高幅值、快前沿脉冲的重要保障。在Marx发生器前级所用的场畸变开关,其要求时延和抖动尽可能小,才能保证Marx发生器装置输出特性具有快前沿、低抖动的稳定性。单孔... 场畸变开关是脉冲功率系统的关键器件,其低时延和低抖动性能参数是输出高幅值、快前沿脉冲的重要保障。在Marx发生器前级所用的场畸变开关,其要求时延和抖动尽可能小,才能保证Marx发生器装置输出特性具有快前沿、低抖动的稳定性。单孔触发电极的场畸变开关由于初始有效电子产生和扩散较慢导致时延较长,多孔触发电极结构的提出在一定程度上可以降低时延,但是抖动会增大,对于多孔触发电极场畸变开关如何同时保证低时延和低抖动需要进一步研究。因此,该文通过对传统单孔触发电极结构进行优化改进,提出了改变孔径大小和孔的个数的优化组合设计用于实现低时延,同时还显著地改善了抖动。实验结果表明:5 mm十六孔触发电极结构的场畸变开关在工作系数为71.1%~85.3%时,即工作电压在20~24 kV时,时延在45.2~41.1 ns之间,抖动在6.87~5.87 ns之间,相较于传统的单孔触发电极结构,其时延和抖动分别下降了14.8%和16.1%,性能提升明显。该文所设计的场畸变开关满足工程应用需求,为研究多孔型场畸变开关的性能提供了新思路。 展开更多

关键词 场畸变开关 触发电极结构 工作系数 击穿时延 击穿抖动

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200kV/100kA低抖动环轨式多通道场畸变开关 被引量：11

2

作者 李洪涛 丁伯南 +10 位作者 谢卫平 邓建军 王厚明 王玉娟 傅贞 万步勇 任靖 孟维涛 龚德森 秦卫东 戴英敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期288-292,共5页

　研制了一种200kV/100kA环轨式场畸变开关。对该开关以Ar,N2,SF6及SF6/N2,SF6/Ar混合气为工作介质的耐压及触发性能研究结果表明:该开关耐压最大偏差小于自击穿电击的4%;欠压比大于等于自击穿电击的80%时,抖动极差小于2ns,标准方差抖... 　研制了一种200kV/100kA环轨式场畸变开关。对该开关以Ar,N2,SF6及SF6/N2,SF6/Ar混合气为工作介质的耐压及触发性能研究结果表明:该开关耐压最大偏差小于自击穿电击的4%;欠压比大于等于自击穿电击的80%时,抖动极差小于2ns,标准方差抖动小于等于1ns;实现了多通道导通,通道数大于等于3;开关工作范围极大,在欠压比大于等于自击穿电击的20%时抖动极差小于2.85ns。 展开更多

关键词 环形电极 延迟 抖动 多通道 触发范围 脉冲功率 环轨式场畸变开关

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高陡度场畸变开关触发系统的研制 被引量：11

3

作者 贺臣 何孟兵 李劲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期43-45,72,共4页

介绍了可产生幅值 30kV、前沿 5 .4ns用于场畸变火花间隙开关触发的装置。该装置通过电容储能并对脉冲变压器放电 ,经过陡化获得上升陡度 5 .5kV/ns的触发脉冲。触发控制系统控制方式灵活、抗干扰能力强、系统结构简单、紧凑 ,工作稳... 介绍了可产生幅值 30kV、前沿 5 .4ns用于场畸变火花间隙开关触发的装置。该装置通过电容储能并对脉冲变压器放电 ,经过陡化获得上升陡度 5 .5kV/ns的触发脉冲。触发控制系统控制方式灵活、抗干扰能力强、系统结构简单、紧凑 ,工作稳定可靠。 展开更多

关键词 场畸变开关 触发系统 抗干扰 脉冲陡化

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200kV/100kA低抖动环轨式场畸变开关 被引量：2

4

作者 李洪涛 丁伯南 +10 位作者 谢卫平 邓建军 王厚明 王玉娟 傅贞 秦卫东 任靖 孟维涛 龚德森 万步勇 戴英敏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期33-35,共3页

研制了一种 2 0 0 k V/10 0 k A环轨式场畸变开关。该开关以 Ar、N2 、SF6 及 SF6 /N2 、SF6 /Ar混合气为工作介质 ,试验结果表明 :开关自击穿电压最大偏差 <4 % ;欠压比≥70 %时 ,抖动极差 <2 ns,标准方差抖动≤ 1ns;通道数≥ 3... 研制了一种 2 0 0 k V/10 0 k A环轨式场畸变开关。该开关以 Ar、N2 、SF6 及 SF6 /N2 、SF6 /Ar混合气为工作介质 ,试验结果表明 :开关自击穿电压最大偏差 <4 % ;欠压比≥70 %时 ,抖动极差 <2 ns,标准方差抖动≤ 1ns;通道数≥ 3;开关工作范围极大 ,欠压比≥ 2 0 %时抖动极差 <5 展开更多

关键词 200kV/100kA低抖动环轨式场畸变开关 工作介质 脉冲功率 开关结构

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低电感大电流场畸变开关的研制 被引量：4

5

作者 曾清 吴承金 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期43-44,共2页

论述了场畸变开关的工作原理、物理设计和结构设计,实验验证其能同时达到低电感(≤40 nH)、低抖动(约21ns)和大电流(峰值>500 kA)等指标,同时还讨论了开关的设计和实验的改进措施。

关键词 低电感大电流场畸变开关 工作原理 物理设计 结构设计 脉冲功率装置 高电压 大电流

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具有碳纤维复合材料电极的场畸变开关研究 被引量：1

6

作者 葛行军 邓潘 +1 位作者 文建春 刘列 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期48-50,共3页

介绍了电极用碳纤维—金属基复合材料制成的新型场畸变开关。用有限元计算软件ANSYS优化开关电极结构。探索了新电极材料的制备方法,即采用金属基体与碳纤维的真空液相复合技术和挤压锻造工艺来制备该复合材料。新型开关结构简单、体积... 介绍了电极用碳纤维—金属基复合材料制成的新型场畸变开关。用有限元计算软件ANSYS优化开关电极结构。探索了新电极材料的制备方法,即采用金属基体与碳纤维的真空液相复合技术和挤压锻造工艺来制备该复合材料。新型开关结构简单、体积小,用其替代TomaChan装置的多通道沿面放电间隙开关的实验结果表明:在TomaChan装置上把电极间距调到14 mm,内充1个气压SF6,电流达到峰值时的火花电感与电阻分别约为20 nH、0.1Ω。新开关不仅使二极管的电压电流脉宽变宽,而且使装置运行更稳定,大大降低了实验噪声。 展开更多

关键词 脉冲功率 碳纤维-金属基复合材料 高压触发源 场畸变开关 电极烧蚀

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基于场畸变开关的Marx高压脉冲电源研制

7

作者 陈禛 杨磊 +3 位作者 黄强 徐小恒 姬卿 李东仓 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第1期5-10,共6页

针对脉冲电流法破碎核燃料球的研究需要,设计了基于Marx电路的高压直流脉冲电源。采用三电极场畸变开关作为触发开关,开关主电极和圆盘形触发极同轴布置,采用N2气体绝缘,仿真计算结果表明开关在充电和触发时电场最大值区域均匀,有机玻... 针对脉冲电流法破碎核燃料球的研究需要,设计了基于Marx电路的高压直流脉冲电源。采用三电极场畸变开关作为触发开关,开关主电极和圆盘形触发极同轴布置,采用N2气体绝缘,仿真计算结果表明开关在充电和触发时电场最大值区域均匀,有机玻璃罩沿面场强符合绝缘要求。采用7级Marx发生器电路结构,每级由5 kΩ充电电阻,0.14"F高压脉冲电容和一个气体开关构成,触发源采用氢闸流管触发电路。进行了开关自击穿和Marx电路的触发实验,表明开关电感小,场畸变系数大,触发性能可靠。将该高压脉冲电源用于解体目标物质,可获得输出上升时间500 ns、电流峰值9.12 k A、单个脉冲持续时间3.5μs的高压脉冲,符合预期的设计指标。 展开更多

关键词 三电极场畸变开关 自击穿 MARX电路

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重复频率场畸变火花开关的电压工作范围

8

作者 关浩玉 洪龙锟 +1 位作者 刘志刚 邹晓兵 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期84-88,共5页

用大气压空气下的场畸变火花开关组建一套纳秒脉冲电源,研究了开关不同重复频率(从50 Hz到1300 Hz)触发击穿时的电压工作范围以及吹气的影响,用高压探头和数字示波器记录电压波形。实验结果表明,开关稳定工作(电压低于30 kV、电流峰值小... 用大气压空气下的场畸变火花开关组建一套纳秒脉冲电源,研究了开关不同重复频率(从50 Hz到1300 Hz)触发击穿时的电压工作范围以及吹气的影响,用高压探头和数字示波器记录电压波形。实验结果表明,开关稳定工作(电压低于30 kV、电流峰值小于300 A)的最高重复频率为1300 Hz,因开关击穿后绝缘未完全恢复,稳定工作的最高工作电压V_(max)和最低工作电压V_(min)都随重复频率的升高而降低,低频时电压工作范围(V_(max)-V_(min))宽,高频时窄。低频50 Hz时工作范围有10 kV左右,高频1300 Hz时很小,大约只有0.5 kV,这是因为高频时绝缘水平低,触发脉冲对击穿电压的降低作用不明显,因此触发条件下的实际工作电压更接近当前的自击穿电压。吹气可以加快气体绝缘恢复,提高最高和最低工作电压。若开关的最高工作电压为工作前自击穿电压30 kV的90%以上,则不吹气时重复频率低于50 Hz,吹气时最高能到500 Hz。 展开更多

关键词 重复频率 场畸变开关 电压工作范围 吹气开关 纳秒脉冲电源

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亚ns级抖动环形电极场畸变火花隙开关 被引量：4

9

作者 李远 刘小平 +3 位作者 伍登学 何辉 王永伟 周符新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期46-48,75,共4页

研制了最高工作电压100kV的一种环形电极场畸变火花隙开关,计算和模拟了开关内部电场分布。通过实验检测了开关的耐压特性以及不同电压下的开关动作延迟时间和抖动。结果表明欠压比相同时,开关抖动随电极间距增大而增大,在间距3mm时开... 研制了最高工作电压100kV的一种环形电极场畸变火花隙开关,计算和模拟了开关内部电场分布。通过实验检测了开关的耐压特性以及不同电压下的开关动作延迟时间和抖动。结果表明欠压比相同时,开关抖动随电极间距增大而增大,在间距3mm时开关工作稳定、动作时间延迟小,抖动<1ns,但开关电极间距小时,工作电压不高。 展开更多

关键词 场畸变开关 环形电极 抖动 静电场分布

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优化电极场畸变间隙开关动作特性的实验研究 被引量：4

10

作者 李胜利 李艳 +1 位作者 李劲 任念群 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期4-5,8,共3页

对电极经过优化设计的场畸变间隙开关的可控特性和击穿时延进行了较深入的研究 .结果表明 :当触发电极距下电极的距离为主电极距离的 1/ 4和 1/ 3处时 ,最低可靠击穿电压只有自击穿电压的 5 5 .8%和74.5 % .适当下移触发电极可明显增大... 对电极经过优化设计的场畸变间隙开关的可控特性和击穿时延进行了较深入的研究 .结果表明 :当触发电极距下电极的距离为主电极距离的 1/ 4和 1/ 3处时 ,最低可靠击穿电压只有自击穿电压的 5 5 .8%和74.5 % .适当下移触发电极可明显增大可控击穿电压范围 .开关击穿时延受主间隙电压影响较大 。 展开更多

关键词 场畸变开关 可控性 时延 触发电极 触发电压 间隙电压 电极优化

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同轴型场畸变气体火花开关的研制 被引量：8

11

作者 梁天学 丛培天 +3 位作者 关颖 蒯斌 林东生 张众 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期109-111,共3页

介绍了为DPF-300型脉冲电流源同步放电系统研制的同轴型场畸变火花开关。通过电场数值计算,对场畸变火花开关的设计进行了验证,对开关的自击穿特性及触发特性进行了实验研究。试验表明,所设计的同轴型三电极场畸变气体火花开关与原DPF-... 介绍了为DPF-300型脉冲电流源同步放电系统研制的同轴型场畸变火花开关。通过电场数值计算,对场畸变火花开关的设计进行了验证,对开关的自击穿特性及触发特性进行了实验研究。试验表明,所设计的同轴型三电极场畸变气体火花开关与原DPF-200型所用开关相比,具有电感小、触发特性好等优点。 展开更多

关键词 同轴型场畸变气体火花开关 DPF-300型 脉冲电流源同步放电系统 脉冲功率系统

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场畸变火花间隙开关触发系统设计与仿真 被引量：1

12

作者 林芳建 陈忠华 郭凤仪 《信息化纵横》 2009年第17期12-13,16,共3页

应用串联谐振恒流充电技术及谐波叠加原理,设计了用于场畸变火花间隙开关的触发系统,并根据傅里叶级数原理选择装置参数,用PSPICE对脉冲形成电路进行仿真。仿真结果表明,该系统能产生快上升沿、高陡度、大幅值的脉冲,这对进一步研制放... 应用串联谐振恒流充电技术及谐波叠加原理,设计了用于场畸变火花间隙开关的触发系统,并根据傅里叶级数原理选择装置参数,用PSPICE对脉冲形成电路进行仿真。仿真结果表明,该系统能产生快上升沿、高陡度、大幅值的脉冲,这对进一步研制放电抖动低、放电迅速等高性能的场畸变开关具有一定实际意义。 展开更多

关键词 场畸变开关 脉冲触发 串联谐振 恒流充电 谐波叠加 仿真

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高功率同轴型场畸变开关设计方法 被引量：1

13

作者 胡声种 薛之春 《爆轰波与冲击波》 1997年第4期13-16,共4页

描述了高功率同轴型场畸变开关设计方法，提出开关设计应遵循的规律，结合实际情况综合运用规律设计出来的开关，具有实际使用价值。

关键词 同轴型 场畸变开关 高功率 脉冲功率技术

原文传递

场畸变火花开关控制100kA冲击电流发生器 被引量：2

14

作者 韩旻 郭志刚 +2 位作者 刘坤 张卓 林毅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期42-43,共2页

介绍一种紧凑型 4/ 10μs冲击电流发生器用于氧化锌电阻片的大电流耐受试验。用充气式场畸变火花开关控制 ,可适应 2 0～ 110 k A的电流要求而不调节间隙距离。开关噪声小 ,工作稳定。

关键词 冲击电流发生器 场畸变火花开关 避雷器

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200kV／100kA低拦动环形场畸变开关

15

作者 李洪涛 丁伯南 等 《爆轰波与冲击波》 2001年第2期73-78,共6页

介绍了一种200kV/100kA耐压极差小于2．1％、抖动极差小于2ns的低抖动、低预击穿概率的环形多通道场畸变开关，研究了其以Ar、N2、SF6、SF6／N2、SF6／Ar为工作介质时环形场畸变开关的耐压及触发性能。

关键词 场畸变开关 环电极 抖动 预击穿概率

原文传递

LIA Blumlein同轴场畸变开关中位偏置方法

16

作者 戴光森 丁伯南 《爆轰波与冲击波》 1996年第2期67-71,共5页

叙述了Ｂｌｕｍｌｅｉｎ的同轴场畸变开关触发极中位偏置方法，即利用Ｂｌｕｍｌｅｉｎ的充电Ｍａｒｘ的中间抽头经电感线圈对触发脉冲发散装置充电的过程自动实现中位偏置，取代了原设计的硫酸铜水阻分压偏置的方法，使加速器运行更加... 叙述了Ｂｌｕｍｌｅｉｎ的同轴场畸变开关触发极中位偏置方法，即利用Ｂｌｕｍｌｅｉｎ的充电Ｍａｒｘ的中间抽头经电感线圈对触发脉冲发散装置充电的过程自动实现中位偏置，取代了原设计的硫酸铜水阻分压偏置的方法，使加速器运行更加稳定可靠。 展开更多

关键词 直线感应加速器 场畸变开关 脉冲功率系统

原文传递

场畸变型气体开关高重复频率运行特性研究

17

作者 关浩玉 洪龙琨 +4 位作者 刘志刚 李雨泰 邹晓兵 王新新 王鹏 《现代应用物理》 2022年第4期125-130,137,共7页

为研究场畸变型气体开关的高重复频率运行特性,组建了一个测试用重复频率纳秒脉冲电源,由高压直流电源、脉冲形成线和待测气体开关及触发电路、匹配负载和吹气风机组成,可产生峰值为几十千伏、脉宽为80 ns的准方波脉冲。测试结果表明:... 为研究场畸变型气体开关的高重复频率运行特性,组建了一个测试用重复频率纳秒脉冲电源,由高压直流电源、脉冲形成线和待测气体开关及触发电路、匹配负载和吹气风机组成,可产生峰值为几十千伏、脉宽为80 ns的准方波脉冲。测试结果表明:输出脉冲序列中存在低幅值脉冲,开关自击穿方式工作时的最高重复频率约为260 Hz;开关触发方式工作时,重复频率随欠压比降低而升高,最高可达1.8 kHz,此时欠压比为0.6,提高重复频率后输出的低幅值脉冲消失。实验还发现,场畸变型开关在较高重复频率运行时,触发电路中的耦合电容和开关电极间的分布电容会影响开关的工作状态;采用吹气措施后,开关气体绝缘恢复特性变好,输出的低幅值脉冲基本消失,相同欠压比下可达到更高的重复频率。 展开更多

关键词 场畸变型气体开关 重复频率纳秒脉冲电源 电触发 气体绝缘恢复

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200 kV小型低电感气体开关 被引量：4

18

作者 伍友成 杨宇 +6 位作者 耿力东 曹龙博 冯传均 王敏华 张南川 郝世荣 谢卫平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期224-228,共5页

为减小脉冲功率源装置的体积,对场畸变三电极轨道气体开关和两电极轨道气体开关结构进行了小型化低电感设计,采用电磁场仿真软件对局部结构进行优化,对初步设计的触发开关和自击穿开关在不同气压（0～0.3 MPa）和不同气体介质（N2,SF6,... 为减小脉冲功率源装置的体积,对场畸变三电极轨道气体开关和两电极轨道气体开关结构进行了小型化低电感设计,采用电磁场仿真软件对局部结构进行优化,对初步设计的触发开关和自击穿开关在不同气压（0～0.3 MPa）和不同气体介质（N2,SF6,以及二者混合）条件下的击穿电压及导通电感等进行了研究.研究表明：小型触发开关和自击穿开关在0～0.3 MPa气压范围内自击穿电压随气压具有较好的线性关系;相同气压下SF6气体的自击穿电压约为N2气体的两倍;N2与SF6压力按3∶2混合的自击穿电压约为纯SF6气体的0.8～0.9倍;内部充入0.25 MPa气压的SF6气体时,触发开关和自击穿开关均可在190 kV左右正常工作.根据实验中出现的开关沿面击穿现象,对开关的沿面绝缘能力进行了优化设计,并得到了实验验证.另外通过短路放电测试,得到触发开关电感约22 nH,自击穿开关电感约20 nH,开关导通电流大于20 kA,多次放电后电极烧蚀痕迹分布均匀. 展开更多

关键词 脉冲功率源 MARX发生器 场畸变开关 击穿电压 开关电感

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冲击片起爆系统中能量转换开关性能研究 被引量：1

19

作者 谭迎新 张景林 谭汝媚 《火工品》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-3,23,共4页

对冲击片起爆试验系统的能源供给系统中使用的能量转换开关进行了选择确定,采取固定电极间隙、给场畸变开关充以不同压力的惰性气体(纯氩气、高纯氮)的方法实现了对充电电压的调节。试验表明,所选用的开关性能完全满足冲击片起爆感度试... 对冲击片起爆试验系统的能源供给系统中使用的能量转换开关进行了选择确定,采取固定电极间隙、给场畸变开关充以不同压力的惰性气体(纯氩气、高纯氮)的方法实现了对充电电压的调节。试验表明,所选用的开关性能完全满足冲击片起爆感度试验装置起爆炸药的需要。 展开更多

关键词 冲击片起爆系统 场畸变开关 爆炸 起爆炸药

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小型方波脉冲磁场装置的研制 被引量：4

20

作者 黄涛 张信军 +6 位作者 曾江涛 李岩 郭宁 丛培天 呼义翔 孙铁平 罗维熙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期827-830,共4页

完成了小型方波脉冲磁场装置的双线圈负载设计,在一定区域内获得了近似匀强磁场。采用阻抗2Ω的6级脉冲形成网络作为初级储能和脉冲形成单元,对匹配电阻放电产生了方波脉冲电流波形。研制了一种场畸变气体火花间隙作为主放电开关,有效... 完成了小型方波脉冲磁场装置的双线圈负载设计,在一定区域内获得了近似匀强磁场。采用阻抗2Ω的6级脉冲形成网络作为初级储能和脉冲形成单元,对匹配电阻放电产生了方波脉冲电流波形。研制了一种场畸变气体火花间隙作为主放电开关,有效减小了装置的动作时延和分散性。实验结果表明:负载中心峰值磁感应强度达到0.04T,方波磁场平顶时间约3μs,平顶度小于5%,上升前沿(磁感应强度峰值10%～90%)小于0.5s,装置的动作时延抖动小于10ns(标准偏差)。 展开更多

关键词 脉冲形成网络 场畸变气体火花开关 脉冲磁场 磁感应强度

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