1 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
2 西北核技术研究所, 西安 710024
氩气中一般含有大量亚稳态原子, 在强外电场作用下容易产生自由电子, 能够促进放电通道快速形成。采用场畸变型气体开关, 在直流电压下设计了实验平台来探究气体开关中采用SF6-Ar或N2-Ar混合气体后放电时延及抖动的变化情况。改变多种气体状态进行一系列实验, 并得出场畸变气体火花开关中SF6-Ar及N2-Ar的击穿特性, 根据工程需要对气体种类及混合比例进行最优化设计。实验表明SF6-Ar中Ar质量分数达到20%及以上时, 开关放电时延及抖动明显减小。
气体火花开关 混合气体 放电时延 抖动 氩气 spark gap gas mixtures breakdown delay jitter argon 强激光与粒子束
2016, 28(12): 125001
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
开展了百kV μs前沿脉冲作用下激光触发水开关的研究。水开关采用球板电极结构，球头轴向开激光通孔，高压极为平板电极。开关自击穿电压133 kV，抖动263 ns。实验研究了激光击穿弧长占据间隙不同比例、不同触发能量和不同触发时刻等因素对触发抖动的影响。结果表明激光触发可将抖动有效减小到30 ns以内。触发能量高于19 mJ时触发抖动与能量大小关系不大。
激光触发 水开关 抖动 击穿时延 laser-triggered water switch jitter breakdown delay time 强激光与粒子束
2015, 27(4): 045009
1 西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
2 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学), 西安 710049
3 国家电网 青岛供电公司, 山东 青岛 266100
分析了直流叠加脉冲电压(定义为复合电压)下次级感应电压触发快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)中气体开关击穿延时过程,给出了击穿延时的估算公式。初步实验研究了FLTD用三电极气体开关在复合电压作用下的击穿特性,结果表明: 在±70 kV直流充电电压叠加300 kV/30 ns快脉冲电压的复合电压作用下,气体开关的击穿延时小于相同工作系数下常规触发方式的击穿延时,采用SF6气体绝缘时,击穿延时较常规触发方式减小了17%～30%; 采用N2绝缘时,减小了约50%,开关工作系数为55%时,击穿延时抖动小于5 ns; 理论估算的复合电压下击穿延时与实测结果基本吻合。
快脉冲直线变压器驱动源 次级感应电压触发 直流叠加脉冲电压 击穿延时 fast linear transformer driver trigger manner based on secondary induced voltage combined voltage of DC and pulse voltages breakdown delay time 强激光与粒子束
2014, 26(4): 045039
1 清华大学 电机系,北京100084
2 西北核技术研究所,西安710024
采用快速Marx发生器产生ns量级的高电压脉冲,分别开展了不同脉冲电压值下气体开关自击穿实验,获得了气体开关在不同气压下的击穿电压和击穿延迟时间以及抖动。详细介绍了纳秒脉冲电压作用下,气体火花开关击穿电压和击穿延迟时间随工作气压变化的特点,指出了气体开关在不同场合应用时的要求。
气体开关 脉冲电压 击穿时延 击穿电压 gas switch pulse voltage breakdown delay breakdown voltage
中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
设计了3种结构的同轴Peaking-Chopping组合型亚纳秒气体开关,以半导体开路开关脉冲源为实验平台,分别对它们的击穿特性进行了实验研究。结果表明:亚纳秒气体开关采用环形组合电极Ⅱ时,可以在1～500 Hz稳定工作,输出前沿400 ps、后沿320 ps、脉冲宽度460 ps和电压129.2 kV的脉冲。开关输出脉冲的前后沿、脉冲宽度和电压幅度与开关间隙、气压和重复频率等因素有关,亚纳秒气体开关在小间隙(1～2 mm)、高气压(约10 MPa)时具有良好的重频特性。在开关气压和输入脉冲幅度不变时,输入脉冲上升沿越快,开关的击穿时延越小,击穿电压越高。
气体开关 亚纳秒脉冲 锐化 击穿时延 击穿电压 gas switch subnanosecond pulse peaking-chopping gap breakdown delay breakdown voltage
