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间隙长度对气体火花开关静态性能的影响


第 2 5 卷 第 9期  2 0 1 3年 9月   强  激  光  与  粒  子  束  HI GH POW ER LASER  AND PARTI CLE BEAM S   Vo 1 . 2 5 ,No . 9   S e p .,2 01 3   文章编号 :   1 0 0 1 — 4 3 2 2 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 2 4 6 6 — 0 5   间隙长 度 对气 体 火 花 开 关 静态 性 能 的影 响  罗维熙,   黄  涛,   曾江涛   ( 西 北 核 技 术 研 究 所 ,西 安 7 1 0 0 2 4 )   摘 要 : 针 对 快 放 电直 线 脉 冲 变 压 器 驱 动 源 初 级 储 能 开 关 , 调节开关 气压 , 进 行 相 同 白击 穿 电 压 下 不 同  间 隙 长 度 的 开 关 自击 穿 实验 。通 过 监 测 自击 穿 电压 分 布 规 律 变 化 , 研 究 开 关 间 隙 长 度 对 开 关 自击 穿 特 性 的 影  响 。结 果 表 明 , 当开 关 间 隙 长 度 较 大 时 , 电极 表面粗 糙度 较小 , 表 明 电极 烧 蚀 程 度 较 低 。开 关 间 隙 长 度 为 6   mm 时 , 开关 自击 穿 电压 分 散 性 达 到 最 小 , 自击 穿 电压 分 布 符 合 高 斯 函数 , 间 隙长 度 大 于 6   mm 时 自击 穿 电 压  分 布 符 合 极 限 函数 。适 当 增 加 开 关 间 隙 长度 使 白击 穿 电压 分 布 失 去 对 称 性 , 有 利 于 开 关 在 低 欠 压 比 下 获 得 更  好 的静 态 性 能 。针 对 电 极 结 构 , 选择开关间隙长度为 6 ~9   mm 时 能 够 获 得 最 佳 的 静 态 性 能 。初 步 分 析 , 引 起  开关 自击 穿 电压 分 布 发 生 改 变 的原 因 是 电 场 强 度 的 改 变 对 阴 极 电 子发 射产 生 了影 响 。   关键 词 : 气 体 火 花 开关 ; 开 关 间 隙 长 度 ;   自击 穿 电压 ; 分 布 函数 ;   电 子 发 射  中图分类号: T M8 3 5 ; T L 5 0 3   文献标志码 : A   d o i : 1 0 . 3 7 8 8 / HP L P B 2 0 1 3 2 5 0 9 . 2 4 6 6   快前沿 直线 脉 冲变压器 驱动 源 ( F L TD) 是 新 型高 功 率 Z箍 缩 驱动 源 的一 个 重要 发 展 方 向 , 也 是 高功 率 脉  冲技术 领域 的热 点课题 。基 于 F L T D技术 的大型脉 冲功率 源包 含 的开关 数量 达 到数 万甚 至 数十 万 只 , 要 求每  个开 关在充 电时没有 自放 电 , 触 发时 同步击 穿 , 因此对 放 电开关 静 态 性能 提 出 了苛 刻 的要 求口 。 ] 。开关 静 态性  能 主要是 指开关 在一 定欠 压 比下 的 自放 电概 率 , 该 性 能与 开关 工作 气 压 、 间 隙 长度 和 电极 形 状 等 参数 密 切 相  关 。开关 间隙 长度是 决定气 体火 花开关 性能 的关 键结构 参数 。对 于 F L TD采用 的多 间隙气 体 开关 , 要 求 的单  间 隙击穿 电压 一般 为 4 0   k V 左右 , 电极 形状 一 般 为 圆形 平 板或 圆环状 l _ 4

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