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平行板电极边缘滑闪引起加载电压的“双峰”现象

陈志强 贾伟 何小平 李俊娜 郭帆 吴伟 汲胜昌

陈志强, 贾伟, 何小平, 等. 平行板电极边缘滑闪引起加载电压的“双峰”现象[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070005. doi: 10.11884/HPLPB201931.180383
引用本文: 陈志强, 贾伟, 何小平, 等. 平行板电极边缘滑闪引起加载电压的“双峰”现象[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070005. doi: 10.11884/HPLPB201931.180383
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Citation: Chen Zhiqiang, Jia Wei, He Xiaoping, et al. Double peak phenomenon of applied pulse voltage induced by flashover around parallel-plate electrodes[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 070005. doi: 10.11884/HPLPB201931.180383

平行板电极边缘滑闪引起加载电压的“双峰”现象

doi: 10.11884/HPLPB201931.180383
基金项目: 

强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室基金项目 SKLIPR1602

详细信息
    作者简介:

    陈志强(1987—),男,博士研究生,工程师,主要研究方向为电磁脉冲环境模拟生成; chenzhiqiang@nint.ac.cn

  • 中图分类号: TM85

Double peak phenomenon of applied pulse voltage induced by flashover around parallel-plate electrodes

  • 摘要: 平板电容器是电磁脉冲(EMP)模拟装置中常用的脉冲压缩器件,在平行板电极的SF6沿面闪络实验中发现,原本前沿光滑的纳秒脉冲电压加载在平行板电极上,会在脉冲电压前沿上测得一尖峰,使加载的脉冲电压出现“双峰”现象。为探索该现象的原因,首先通过理论分析,认为该现象可能是由于平行板电极边缘发生了滑闪放电,增大了电极等效正对面积,使平行板电极的等效容值发生突变所致,容值变化越大,尖峰越明显。之后开展了不同气压下平行板电极的沿面闪络实验,并对放电过程的图像进行了拍摄,结果表明:平行板电极边缘产生的树枝状放电在低气压时主干明亮粗大,分枝较多,气压升高后,主干亮度和直径逐渐变小,分枝也越来越少;随着气压的增加,由于平行板电极边缘的滑闪放电受到抑制,平行板的等效面积变化率越来越小,尖峰出现时对应的电压幅值越来越高,且尖峰越来越不明显,与理论分析一致。
  • 图  1  沿面闪络试验平台的电路

    (C1: Marx建立电容,C2:输出端电容,L1:Marx建立电感,S:Marx开关,D1: 输出侧分压器,D2:样品侧分压器,R:限流电阻,Le电极回路电感,E:实验电极)

    Figure  1.  Experimental circuit of the flashover platform

    图  2  平行板电极结构示意图

    Figure  2.  Schematic of the parallel-plate electrodes

    图  3  平行板电极典型放电图像和加载脉冲前沿的“双峰”现象

    (腔体未完全遮蔽,可以观察到电极和聚酯薄膜介质)

    Figure  3.  Image of discharge channels and the "double-peak" phenomena in the wavefront

    图  4  前沿“双峰”现象的仿真电路和结果

    (左图中D2为分压器,LeRe为引线的电感和电阻,Ct为平行板电极电容,Cf为滑闪放电引起的电容值变化,右图中百分比表示变化容值占主电容的比例)

    Figure  4.  Simulation circuit and results of the "double-peak" phenomena in the wavefront

    图  5  第一个尖峰出现时刻和对应形态

    Figure  5.  Description of the first peak in the wave front

    图  6  不同气体压力下平行板电极滑闪放电积分图像

    Figure  6.  Integrating images of the the flashover around the parallel-plate electrode

    图  7  一台有界波模拟装置的初始段

    Figure  7.  Initial segment of a bounded-wave simulator

    图  8  不同SF6气压下平板电容器上的加载电压

    Figure  8.  Pulsed voltage stressed on the parallel-plate peaking capacitor

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-28
  • 修回日期:  2019-03-26
  • 刊出日期:  2019-07-15

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