摘要：快脉冲直线型变压器驱动源(fast linear transformer driver,FLTD)是建设下一代大型Z箍缩装置最有前景的技术路线之一。大型FLTD脉冲源中数以万计气体开关的可靠运行是提高Z箍缩装置可靠性的重要因素。该文基于15 MAZ箍缩科学实验装置的FLTD脉冲源设计,采用Monte-Carlo方法建立考虑支路开关自放电及其载荷共享效应的FLTD脉冲源可靠性计算模型,分析开关故障模式及其触发策略对脉冲源可靠性的影响。结果表明,主支路开关自放电产生的故障电压会引起开关级联自放电,降低装置可靠性。若主支路开关工作系数设定在0.5~0.7范围内,FLTD脉冲源故障率可低于1×10^(-4)。此外,触发器及触发支路开关的高可靠性对于提升脉冲源可靠性至关重要,增加触发器脉冲数量、降低触发器自放电故障率能够有效提升脉冲源可靠性,当触发器脉冲数量提升至4倍后,FLTD脉冲源故障率有望降低至1×10^(-5)以下。研究结果为大型FLTD脉冲源的开关工作系数及触发策略的选取提供参考,具有重要的工程应用价值。

摘要：为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感,研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律,对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理,给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式,建立了一种快速估算Z箍缩装置中心汇流区电感的方法,获得了中心汇流区电感与电气参数(绝缘堆峰值电压)和结构参数(中心汇流区半径及分层数、真空磁绝缘传输线倾角)的定量关系。在此基础上,建立了典型Z箍缩装置简化电路模型,实现了从中心汇流区结构参数→电气参数→输出电流的自洽电路模拟,获得了中心汇流区分层数及半径对Z箍缩装置短路电流的影响规律。计算结果表明:所提电感计算方法获得国际典型Z箍缩装置的中心汇流区电感与文献最大误差为3.3%;中心汇流区电感随分层数增大而减小、随半径先减小后增大,存在使中心汇流区电感最小的优化半径。所提方法可为同类型Z箍缩装置的设计提供理论参考。

摘要：阐述了Z箍缩驱动惯性聚变装置对快脉冲直线变压器气体开关的需求背景,介绍了快脉冲直线变压器气体开关技术发展的基本要求及国际研究进展,归纳了近年来主要研究成果和对当前研究有重要借鉴意义的结论,给出了提高静态稳定性、降低触发阈值和延长开关寿命的措施。介绍了气体放电的汤逊和流注理论,指出:在不大于1.5×106 ***范围内,汤逊理论完全适用于描述气体开关自击穿过程。根据巴申定律、Meek击穿判据,给出了开关气压和间距设计要点,分析了多间隙开关间隙数量和间隙的电压分布均匀性对开关自击穿电压的影响。根据触发击穿延时经验公式,归纳了降低触发电压阈值的技术途径。介绍了1维的电极熔蚀判据,并总结了减轻电极烧蚀的方法和措施。最后指出开关技术研究总体策略和方法。

摘要：设计搭建了模拟特快速瞬态过电压发生器，并确定了相关的电压、电流测量方法，选定具有代表性的超高压避雷器使用的金属氧化物电阻片（MOV）作为研究对象，试验研究了MOV在电流波头时间为80～150ns的特快波前冲击电流下的伏安特性、电流陡度的影响关系及阻抗特性。在特快波前冲击电流作用下，MOV伏安特性试验结果表明：随着电流波头时间的减小，MOV的电压峰值升高，MOV电压峰值远大于同电流标准雷电波下的电压峰值，特快波前电流冲击波下MOV残压上升约9％～16％；MOV的电压峰值随着电流峰值的增大而增大，而且电流波头时间越短，同一电流值下的电压峰值越高，在特快波前冲击电流波头时间由150ns变化至80ns时，MOV电压峰值上升约为10％～20％；在试验研究的电流波头时间范围和电流峰值范围内，电压峰值出现的时间明显超前于电流峰值出现的时间，呈现感性阻抗特征。

摘要：国内外一些研究和实际运行经验发现,已通过工频局部放电检测的不少GIS试品在投入运行后不久依然出现绝缘类故障,因此针对GIS设备提出进行冲击耐受试验及其局部放电检测,以及时发现内部隐患,确保设备安全稳定运行。在充分调研现场GIS冲击耐压试验及其局部放电检测必要性的基础上,结合GIS设备冲击耐受试验条件,设计了一套便于现场试验时的局部放电检测装置,利用该装置对800kV断路器和750kV变电站GIS组进行了冲击耐压试验下局放检测,并对现场检测的抗干扰措施进行了探讨。试验结果证明了GIS冲击电压下局部放电检测的可行性,及局部放电检测装置的有效性。

摘要：为提高电工钢片矢量磁特性测量系统的磁化均匀度与励磁效率,提出在磁极表面添加导磁物质的系统优化设计方法。首先基于有限元分析,通过改变气隙间隔与屏蔽层位置,减弱正交磁极耦合与杂散干扰,设计一种磁化均匀度高的几何励磁结构;然后利用序列二次规划,确定导磁物质最优磁导率,减小磁路间磁阻,从而降低励磁功率需求;最后搭建矢量磁特性测量系统并对其磁化性能进行评估。仿真与实验结果表明,对矢量磁特性测量系统进行优化后,不同激励下磁通密度的波形系数偏差较优化前减小了57.1%,磁化均匀度明显提高;系统优化后,相同激励下磁通密度幅值较优化前增大了58.6%,励磁功率需求下降。

摘要：在高压放电装置以及脉冲气体激光器领域中,电极面型所决定的极间电场直接影响装置性能.选取球头、平球头、Chang、Bruce四种面型的电极,使用有限元分析法对四种面型电极电场在三维空间内进行数值计算,找出各个电极二维截面电场强度最大偏差的位置,给修改造型提供依据.设置电极半径13mm,间距在7~10mm之间变化,分别构建四种电极曲面,设置两电极电势差为30kV,计算得到四种面型的d-f曲线,确定不同间距下最佳面型电极,对工程实践提供指导.在平球头与Bruce电极中心设置10μm半球凸起凹陷,测定烧蚀喷溅对于间隙电场畸变率的影响.

摘要：为获得快前沿的高电压脉冲,分析了电容放电型触发器的电路,利用简化的等效电路研究了放电回路参数和气体开关的火花通道电阻、电感对触发脉冲上升时间的影响。分析了电压波在高阻抗负载上形成触发脉冲的过程,讨论了不同置地元件对输出波形的影响。在此基础上,给出了快前沿的电容放电型触发器的基本设计原则,并完成了30与100 kV快前沿触发器的设计。结果表明,30 kV触发器输出脉冲的前沿约12 ns,高阻抗负载上的幅值可达44 kV;100 kV触发器输出脉冲的前沿约10 ns,高阻抗负载上的幅值可达170 kV。

摘要：在强电磁脉冲驱动源等效一级脉冲压缩电路参数的设计中,当天线负载阻抗降低后,采用经典估算公式进行参数确定时,会出现中储电感过小或峰化电容过大的问题,使计算得到的电路参数在工程上难以实现。针对该问题,本文分析了一级脉冲压缩电路的数学模型,推导了天线等效负载上电压的解析表达式,并依据前沿、半高宽等波形参数的定义,建立了一级脉冲压缩电路中负载电压波形参数和电路元件参数之间的关系式。然后采用经典估算方法和本文数值计算方法对一组低阻抗负载条件下的一级脉冲压缩电路参数进行了计算,计算结果表明:(1)经典估算公式存在一定的适用范围,在某些条件下计算偏差较大;(2)经典估算方法仅能给出一组解,本文数值计算方法可给出多组满足要求的电路参数,在设计时可选择工程上较易实现的参数。本文的工作拓展了强电磁脉冲驱动源一级脉冲压缩等效电路参数的取值范围,提高了低阻抗负载强电磁脉冲驱动源在工程上的可实现性。

摘要：双层喷气负载作为减小瑞利-泰勒不稳定性的重要手段,在Z箍缩实验中得到广泛应用。本文主要阐述双层喷气负载的机械设计,包括整体结构以及密封、同步等。分析了影响内外气室气密性的主要因素及弹簧参数的选取。对由线圈、铁芯及拉杆组成的拉阀系统进行了验算。结果表明,在所选参数下,系统完全满足实验要求。最终在"强光一号"加速器上进行了结构验证性实验,获得了满意的效果。