基于磁压缩技术的可调制纳秒脉冲电源的研制

发布时间：2022-01-07 11:06

　　本文针对脉冲形成线法中脉冲宽度灵活快速调节的不足,研究通过改变乙二醇和去离子水的比例关系,调整脉冲形成线介质的相对介电常数,实现脉冲电源实验系统输出脉冲宽度的连续可调,探讨调节脉冲宽度的新方式。首先,设计适合高频测试的液体电极系统,测量乙二醇、去离子水及其混合液体（10%、30%、50%、80%）的相对介电常数及其变化规律。研究发现:乙二醇与去离子水混合液体的相对介电常数介于乙二醇与去离子相对介电常数之间,且随着乙二醇含量的增加,相对介电常数呈现下降趋势。其次,研制同轴结构混合液体脉冲传输线,并在方波脉冲发生器上测试乙二醇、去离子水及其混合液体（10%、30%、50%、80%）传输特性。研究发现:乙二醇、去离子水及其混合液体（10%、30%、50%、80%）分别作为脉冲传输线的传输介质时,脉冲传输线输出脉冲的脉冲宽度在10-18ns的范围内变化,且随着乙二醇含量的增加,脉冲传输线的输出脉宽呈现下降趋势。最后,建立磁压缩脉冲电源系统结合同轴结构液体脉冲形成线（脉冲传输线+液体开关）的实验系统,开展不同比例乙二醇和去离子水混合液体为形成线介质的纳秒级可调脉宽高压脉冲产生的实验研究。研究发现... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单传输线型脉冲形成线示意图

图 1-2 脉冲调制器结构图 图 1-3 QM-1 型脉冲电源输出波形国内，国防科技大学对储能水介质展开了深入的研究。2004 年，蒲金飞等人通过在负极性 级下对不同体积分数的乙二醇与去离子水混合液的实验中发现，随着混合液体积分数的提高，混合液介电常数略有下降，击穿电压与电阻率明显升高，平均击穿电压和电阻率随液体体积分数的变化分别如图 1-4 和图 1-5所示，同时电性能也得到了较大的改善[77]。2013 年，徐健等人通过实验，指出充电时间为 4.85 下 25%乙醇与去离子 水混合液的平均击穿场强 为160.12kV/cm ，明显高于 36.5% 乙二醇与去离子水混合液的平均击穿场强117.04kV/cm，同时发现，采用相关液体净化设备对混合液进行去离子处理后，混合液电阻率会由 7.3MΩ·cm 提升至 230.5MΩ·cm[78]。2016 年，杨霄等人在实验中得出，丙三醇的平均击穿场强为 210~260kV/cm，且通过打磨电极材料与对液体除气等措施后，最大击穿场强可达到 288kV/cm[86]。同年，重庆大学的金泱在不锈钢、铜和铝电极下对碳酸丙烯酯进行了负极性冲击击穿实验，发现不同电极材料下碳酸丙烯酯的击穿电压不同，在不锈钢电极下碳酸丙烯酯的击穿电压明显高于铜电极和铝电极，而铜电极下的击穿电压又高于铝电极[87]。

图 1-2 脉冲调制器结构图 图 1-3 QM-1 型脉冲电源输出波形国内，国防科技大学对储能水介质展开了深入的研究。2004 年，蒲金飞等人通过在负极性 级下对不同体积分数的乙二醇与去离子水混合液的实验中发现，随着混合液体积分数的提高，混合液介电常数略有下降，击穿电压与电阻率明显升高，平均击穿电压和电阻率随液体体积分数的变化分别如图 1-4 和图 1-5所示，同时电性能也得到了较大的改善[77]。2013 年，徐健等人通过实验，指出充电时间为 4.85 下 25%乙醇与去离子 水混合液的平均击穿场强 为160.12kV/cm ，明显高于 36.5% 乙二醇与去离子水混合液的平均击穿场强117.04kV/cm，同时发现，采用相关液体净化设备对混合液进行去离子处理后，混合液电阻率会由 7.3MΩ·cm 提升至 230.5MΩ·cm[78]。2016 年，杨霄等人在实验中得出，丙三醇的平均击穿场强为 210~260kV/cm，且通过打磨电极材料与对液体除气等措施后，最大击穿场强可达到 288kV/cm[86]。同年，重庆大学的金泱在不锈钢、铜和铝电极下对碳酸丙烯酯进行了负极性冲击击穿实验，发现不同电极材料下碳酸丙烯酯的击穿电压不同，在不锈钢电极下碳酸丙烯酯的击穿电压明显高于铜电极和铝电极，而铜电极下的击穿电压又高于铝电极[87]。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]植物绝缘油长油隙雷电冲击放电特性研究[D]. 林翔.重庆大学 2017
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[3]离子源脉冲高压电源的研制[D]. 李金福.东北师范大学 2012
[4]菜籽绝缘油及其油纸绝缘介电谱和击穿特性的研究[D]. 孙艳飞.重庆大学 2008
[5]螺旋脉冲形成线实验研究[D]. 曹绍云.中国工程物理研究院 2006
[6]去离子水与乙二醇混合液电性能的实验研究[D]. 蒲金飞.国防科学技术大学 2004



本文编号：3574427