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小型场畸变气体开关的击穿抖动特性

张恺烨 宋法伦 张北镇 张琦 甘延青 龚海涛 金晓

张恺烨, 宋法伦, 张北镇, 等. 小型场畸变气体开关的击穿抖动特性[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 105003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180069
引用本文: 张恺烨, 宋法伦, 张北镇, 等. 小型场畸变气体开关的击穿抖动特性[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 105003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180069
Zhang Kaiye, Song Falun, Zhang Beizhen, et al. Breakdown jitter characteristics of small field distortion gas switch[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 105003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180069
Citation: Zhang Kaiye, Song Falun, Zhang Beizhen, et al. Breakdown jitter characteristics of small field distortion gas switch[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 105003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180069

小型场畸变气体开关的击穿抖动特性

doi: 10.11884/HPLPB201830.180069
详细信息
    作者简介:

    张恺烨(1994-),男,硕士研究生,主要从事气体放电技术研究;847509822@qq.com

    通讯作者:

    宋法伦(1977-),男,副研究员,主要从事脉冲功率技术研究;songfalun@caep.cn

  • 中图分类号: TM834

Breakdown jitter characteristics of small field distortion gas switch

  • 摘要: 基于高功率重复频率脉冲功率源的应用需求,研制了一种三电极场畸变结构气体火花间隙开关,并开展了重复频率条件下的触发特性研究。实验研究了场畸变火花间隙开关的触发特性随重复频率、气体成分、工作压强和工作系数的变化关系,计算了气体开关的触发击穿时延和抖动参数,分析了影响开关触发特性的主要因素。实验结果表明:气体开关触发击穿的抖动随着重复频率增加而增大;填充气体中SF6和N2体积比1∶1时,混合气体的综合性能较好;工作系数主要影响开关第二放电火花间隙(间隙2)的击穿抖动。
  • 图  1  气体火花间隙开关结构

    Figure  1.  Structure of gas spark-gap switch

    图  2  开关腔体内电场分布图

    Figure  2.  Electric field distribution in switch cavity

    图  3  实验装置图

    Figure  3.  Diagram of experimental setup

    图  4  开关击穿电压波形和触发电压波形

    Figure  4.  Waveforms of breakdown voltage and trigger voltage

    图  5  30次叠加的触发电压和击穿电压波形图

    Figure  5.  Thirty 30 times superimposed waveforms of breakdown voltage and trigger voltage

    图  6  击穿抖动随重复频率的变化关系

    Figure  6.  The relationship between the breakdown jitter and the repetition frequency

    图  7  不同气体下的自击穿电压

    Figure  7.  Breakdown voltage of different gases

    图  8  不同混合气体下抖动与工作系数的关系

    Figure  8.  Relationship between breakdown jitter and working coefficient of different gases

    图  9  在工作系数为0.8时的击穿抖动

    Figure  9.  Breakdown jitter under 0.8 working coefficient

    图  10  间隙一与间隙二的击穿抖动

    Figure  10.  Breakdown jitter of gap 1 and gap 2

    表  1  不同气压下的的自击穿电压

    Table  1.   Self-breakdown voltage under different working pressures

    pressure/MPa self-breakdown voltage/kV
    N2 SF6 SF6-N2 SF6-Ar
    0.10 21.0 37.1 34.3 30.0
    0.15 28.2 47.0 42.2 36.1
    0.2 33.9 46.9 39.9
    0.25 37.8
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-14
  • 修回日期:  2018-05-08
  • 刊出日期:  2018-10-15

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