强激光与粒子束
2024, 36(2): 025004
强激光与粒子束
2022, 34(9): 095009
强激光与粒子束
2020, 32(4): 045104
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
在对神龙二号加速器绝缘环进行耐压考核时发现, 感应腔中的绝缘支撑部件交联聚苯乙烯绝缘环在猝发多脉冲高压加载下出现的真空沿面闪络现象存在两种类型: 阴极始发的闪络击穿和阳极始发的闪络击穿。通过计算绝缘环的沿面电场分布、对比击穿电压波形与绝缘环表面闪络放电烧蚀痕迹, 结合小绝缘子样品实验结果对以上沿面击穿现象的机理进行了分析, 认为可能是绝缘环端面与电极面的配合问题引起了加速段与注入器绝缘环击穿现象的差异。
直线感应加速器 交联聚苯乙烯 绝缘环 真空沿面闪络 流注放电 linear induction accelerator cross-linked polystyrene insulator ring vacuum surface flashover streamer discharge 强激光与粒子束
2016, 28(9): 095101
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 武汉理工大学 材料科学与工程学院, 武汉 430070
绝缘体真空沿面闪络成为制约脉冲功率技术高电压、大电流和小型化发展应用的主要因素之一。在PTS装置的真空环境中,绝缘材料在受到软X射线辐照的情况下,其绝缘性能受到很大影响。因此为了提高PTS中交联聚苯乙烯的绝缘性能,同时更深刻地认识沿面闪络的机理,通过研究软X射线对于交联聚苯乙烯的辐照作用,观测到了不同辐照次数对于沿面闪络性能的影响。实验表明:未受到辐照的样品其真空沿面闪络性能高于软X射线辐照过的样品,而受14次钨丝阵辐照的样品其真空沿面闪络性能略高于受2次铝丝阵辐照的样品。同时,从软X射线对于绝缘体表面的辐照机理很好地解释了这种实验现象。
软X射线辐照 真空沿面闪络机理 交联聚苯乙烯 辐照机理 辐照总能量 soft X-ray radiation vacuum surface flashover mechanism cross-linked polystyrene radiation mechanism total radiation energy 强激光与粒子束
2015, 27(9): 095002
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
基于一台长脉冲低阻抗强流相对论电子束加速器,对聚四氟乙烯、高分子量聚乙烯和聚碳酸酯在真空百ns高压脉冲下的绝缘特性进行了测量,重点研究了周期刻槽结构对材料绝缘强度的提升能力。实验表明:刻槽结构的引入可以有效地提高介质材料的闪络时延;聚碳酸酯是3种材料中比较优越的一个,刻槽处理可以使其闪络延时获得90%左右的提升。扫描电镜分析的结果也表明材料的表面特性是影响介质样品闪络时延的一个重要因素。
长脉冲 真空表面闪络 刻槽绝缘子 次级电子倍增 long pulse vacuum surface flashover grooved dielectric multipactor
1 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
为解决脉冲功率系统中绝缘部件的真空沿面闪络问题,开发了基于二次电子崩理论的层叠式高梯度绝缘材料。利用全金属超高真空分析系统,对高梯度绝缘子的真空出气特性进行检测;利用四极质谱仪,对高梯度绝缘子真空出气的气体成分进行分析。利用阻抗分析仪测试不同结构绝缘材料的高频介电性能。基于纳秒脉冲真空实验平台,对高梯度绝缘子的真空沿面闪络性能进行测试。研究结果表明:高梯度绝缘子具有良好的高频介电性能,其拐点频率高达200 MHz;锻炼后高梯度绝缘子的闪络场强可达190 kV/cm,其闪络性能和高梯度绝缘结构中绝缘层的材料及绝缘层与金属层的比例直接相关。
高梯度绝缘子 真空沿面闪络 纳秒脉冲 真空出气率 介电性能 high gradient insulator vacuum surface flashover nanosecond pulse vacuum out-gassing rate dielectric performance
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为解决脉冲功率系统中击穿电压最低的部分,即真空固体绝缘界面,采用磁场闪络抑制技术提高闪络电压,为研究磁场和沿面闪络电压的关系,针对不同介电常数的样品开展了一系列相关实验。实验结果表明:采用电容器对通电螺线管充电产生的脉冲强磁场稳定可靠,并且当施加在绝缘子表面磁场强度为1.1 T时,PMMA材料的闪络电压可以提高至1.8倍。
真空沿面闪络 磁场闪络抑制 介电常数 二次电子发射系数 vacuum surface flashover magnetic flashover inhibition dielectric constant secondary electron emission coefficient
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
在长脉冲强流无箔二极管实验过程中观察到绝缘子沿面闪络现象。分析实验现象认为是屏蔽环与绝缘子距离过近造成了屏蔽环边缘高场强, 从而产生场致发射电子。电子在强电磁场作用下撞击绝缘子表面引起了二次电子雪崩从而导致真空表面闪络。运用静电场模拟和粒子束模拟, 改进屏蔽环结构。改进后的二极管工作电压500 kV, 电流12 kA, 在1 T引导磁场下稳定运行, 没有再发生真空表面闪络。
长脉冲二极管 径向绝缘 真空表面闪络 二次电子雪崩 粒子模拟 long-pulse diode radial insulation vacuum surface flashover secondary electron emission avalanche particle simulation
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
以单粒子模型和带电粒子运动方程为基础, 采用蒙特卡罗方法, 编写了真空沿面闪络过程计算程序, 研究了外加磁场对真空沿面闪络过程的影响, 主要是对二次电子发射及电子束的雪崩运动的影响。研究表明: 外加磁场的存在, 改变了绝缘体表面电子的运动, 进而影响到绝缘体表面电荷的分布, 从而在宏观上对绝缘体的耐受电压产生影响; 外磁场抑制真空沿面闪络的效果与磁场的空间分布有关, 磁场加在阴极附近时产生的效果优于加在阳极附近。
真空沿面闪络 临界磁场 面电荷密度 二次电子发射系数 vacuum surface flashover critical magnetic field surface charge density secondary electron emission coefficient 强激光与粒子束
2010, 22(10): 2501