摘要：强激光触发方式的真空开关由于触发精度高、可靠性好、并能有效避免触发装置的电磁干扰,在快速关合开关、电磁发射、串联补偿电容保护等领域具有非常广阔的应用前景。设计了一种平板电极型激光触发真空开关。为了提高其触发寿命,针对触发电极进行优化。触发电极耐烧蚀,靶材选取TiH_2,其能为开关导通提供丰富的初始等离子体,开关的触发性能得到加强,开关的最短时延可达650 ns。详细讨论激光参数、聚焦镜位置、主电压值等对开关的触发阈值、最低工作电压和时延特性的影响,提出触发阈值理论和电弧形成机制,为此类开关的性能优化提供理论依据。实验表明:开关稳定的触发阈值达4.5×10~7W/cm^2,最低工作电压为30 V;采用正常聚焦模式能大幅度降低开关的时延;电弧电流的开始阶段存在强烈振荡过程,电流值大于5 A后,如果外加电压足够高,振荡现象消失,真空电弧稳定燃烧。

摘要：机械故障是GIS设备的主要故障类型之一,现有的接触式振动检测方法操作繁琐、检测范围受限、检测结果不直观,现场应用效果一般。文中分析了GIS设备异响振动缺陷类型与声信号衰减特性,提出了一种基于声学成像的GIS设备异响振动缺陷检测技术,设计了一种抗干扰能力强的螺旋形排布式麦克风阵列,用于测量异响声源强度,采用DAMAS算法对设备外壳的声场分布进行重构,并将声学成像图与可见光的视频图像透明叠加,能直观分析GIS设备的异响振动状态,对异响振动源进行定位,其对于提高GIS设备安全稳定运行具有十分重要的意义。所研发的声学成像系统由112个麦克风通道组成,具有高动态范围和分辨率的特点,设备采样率48 kHz,动态范围40 dB,有效成像频率范围为300 Hz~20 k Hz。现场测试结果表明,该声学成像系统实现了对GIS设备异响振动的精确定位,并通过仪器的频谱分析功能实现了对振动源振动性质判别。

摘要：触发真空开关的电寿命是制约其发展的瓶颈,基于激光触发和快速操动机构的开关可解决此问题。当其工作电流过大时,快速操动机构动作联动激光触发间隙电极闭合。因为主电极和靶电极的烧蚀和相应的材料损耗是造成电寿命较短的主要原因,因此快速操动机构的应用所带来的开关寿命的增加是显著的。设计了基于激光触发和快速操动机构的开关,对其进行了静电场仿真,以优化参数。对开关进行了基本特性实验,当工作电压为250 k V,激光能量为2 m J时,开关延时为60 ns,抖动为5 ns。通过实验发现,随着激光能量和开关工作电压的升高,开关导通延时和抖动显著减少。该开关可应用在对寿命要求较高的脉冲功率系统中。