神龙二号加速器绝缘环真空沿面闪络

在对神龙二号加速器绝缘环进行耐压考核时发现,感应腔中的绝缘支撑部件交联聚苯乙烯绝缘环在猝发多脉冲高压加载下出现的真空沿面闪络现象存在两种类型:阴极始发的闪络击穿和阳极始发的闪络击穿。通过计算绝缘环的沿面电场分布、对比击穿电压波形与绝缘环表面闪络放电烧蚀痕迹,结合小绝缘子样品实验结果对以上沿面击穿现象的机理进行了分析,认为可能是绝缘环端面与电极面的配合问题引起了加速段与注入器绝缘环击穿现象的差异。     

紧凑型氢等离子体枪设计和实验

 设计了一种紧凑型氢等离子体枪及驱动电路。这种枪采用同轴结构,电极之间有两层石墨环和两层氢化钛,利用氢化钛作为气源储存体,利用表面闪络机制产生等离子体。实验诊断表明,等离子体枪能产生密度为10×¹⁰~10¹²/cm³,半径为1~2cm,长度为60~80cm的等离子体柱,它在磁场导引下存在时间大于400 μs。该枪结构简单、体积小、重量轻、工作电压低、使用方便。适合作为等离子体高功率微波器件中的等离子体源。     

氢闸流管放电猝熄实验现象

 氢闸流管脉内放电猝熄给高功率氢闸流管的放电脉冲宽度和峰值电流或峰值功率能力设置了一定限制,造成工作不稳定。还观察到另一种不同的脉间猝熄现象。随着运行时间增加,由于氢吸除损失,点火延迟及跳动均逐渐增加,板耗明显上升。在正失配下,脉冲形成网络上的剩余正电压将增加,且往往不稳定。当氢压减小超过一定限度,脉冲漏失现象出现,这种脉间猝熄很不稳定。     

硅橡胶表面的分离水珠放电与不明原因闪络

通过对试品模型的试验研究,分析了硅橡胶表面存在单个和多个水珠时影响其放电电压的因素,并用高速摄像机观察了清洁硅橡胶表面雾中凝结水珠时的闪络过程．研究结果表明,由于硅橡胶表面的憎水性而使水珠只能以分离的形式存在,从而造成在水珠、硅橡胶和空气的三者交接处的局部场强集中,产生强烈局部放电以及间歇式的小电弧,水珠周围局部丧失憎水性和电场力的作用使水珠拉长,场强进一步得到加强从而发生不明原因闪络。     

配电线路雷击闪络率估算

本文希望通过对配电线路闪络率的估算,进一步研究雷击时,配电网保护装置的失效率,并最终针对该失效率提出新的防雷措施,更好地保护配电网。     

典型变电站的闪络毁伤仿真分析

研究闪络毁伤作用下典型变电站的毁伤响应特性. 以500 kV枢纽变电站为研究对象,在对变电站功能、构成及运行特点进行分析的基础上,提出了变电站毁伤等级划分方法和毁伤效果评价指标;利用电磁暂态仿真软件PSCAD建立变电站仿真模型,完成了各电气设备毁伤致变电站毁伤的模拟计算,定量描述了电气设备毁伤与变电站毁伤的关系. 研究结果为变电站目标易损性评估,反电力系统闪络毁伤战斗部的毁伤效能研究及攻击方案规划提供了基础和依据.     

真空中绝缘子闪络前表面电荷分布的二维仿真

基于真空闪络的二次电子发射雪崩(SEEA)模型,针对片式有机玻璃PMMA和氧化铝陶瓷两种典型绝缘材料,利用蒙特卡罗法仿真研究了平面圆形及矩形对称电极系统中绝缘子表面电荷的二维分布.仿真结果表明:在靠近阴极处的绝缘子表面存在小范围的负电荷区,而后变为较大范围的正电荷区;随外施电压的提高,绝缘子表面的正电荷区域及密度增大,而负电荷区域及密度减小;二次电子发射系数较小的PMMA绝缘子表面正电荷密度较低;由于圆形电极表面电场分布较矩形电极系统不均匀,其电荷密度分布更不均匀.将仿真结果与他人的实验结果进行了分析对比,发现两者比较接近.     

微纳米无机氧化物环氧复合涂层的快脉冲真空闪络特性

围绕一台具有200kV最大峰值输出电压,上升沿40ns,半高宽300ns,真空度5×10^-3Pa快脉冲真空闪络试验装置,采用不锈钢指形电极系统,研究了不同真空度、不同闪络间隙对闪络特性的影响,确定了实验用的真空度和电极间距．重点研究了不同质量分数的微米Al2O3·3H2O和纳米SiO2,Al2O3,Al2O3·3H2O填料的环氧基复合材料的闪络特性,讨论了界面对闪络性能的影响机制．     

沿面闪络流体模型电离参数粒子模拟确定方法

介绍了粒子模拟确定高功率微波介质沿面闪络击穿流体模型相关电离参数的方法.对粒子模拟方法 (包括带电粒子动力学方程、次级电子发射以及蒙特卡罗碰撞模型)和流体整体模型方法 (包括连续性方程和能量守恒方程)做了简介.基于自编的1D3V粒子模拟-蒙特卡罗碰撞程序给出了在高(低)气压、不同气体种类以及不同微波场强和微波频率下流体模型电离参数的粒子模拟结果,包括电离频率、击穿时间、平均电子能量、电子能量分布函数类型.研究结果表明:平均电子能量与电子能量分布函数类型关系不大;中低气压下,电子能量接近Maxwell分布,电子能量分布函数类型对电离参数几乎没有影响;中高气压下,电子能量分布函数类型对电离参数有重要影响,其依赖系数X趋于高阶形式.不同气体的电子能量分布函数类型不同,需要利用粒子模拟对电子能量分布函数类型进行标定.同时,电子能量分布函数依赖系数与微波场强和频率也有关系,其随微波场强增加而增大,随微波频率增加而减小.在给定考察范围(微波场强在7 MV/m以下,微波频率在40 GHz以内),中低气压下,平均电子能量随微波场强增加而迅速增大,电离频率随微波场强增加先增大后降低,平均电子能量随微波频率增加而降低,电离频率随微波频率增加先增加后降低;高气压下,平均电子能量随微波场强增加而缓慢增大,电离频率随微波场强增加而增大,微波频率对平均电子能量和电离频率影响不大.     

微秒长脉冲有磁场高功率微波二极管真空界面设计

介绍了一种微秒长脉冲有磁场的真空二极管界面的设计和实验结果。采取了三种措施来抑制沿面闪络:一是阴极电子束挡板,用来拦截来自阴极和电子束漂移管的回流电子束;二是接地屏蔽板,使电场等势线和界面成约45°角,使阴极三结合点处发射的电子远离绝缘板;三是降低阴极三结合点处的场强,并使用一悬浮电位的金属环阻止电子倍增过程。计算了二极管内电场、磁场分布和电子束的运动轨迹并据此优化了真空界面的结构,实验验证了该二极管真空界面可以在400 kV、800 ns条件下正常工作,可以支持长脉冲高功率微波器件的研究。