多間隙氣體火花開關多通道放電特性及其調控技術

《多間隙氣體火花開關多通道放電特性及其調控技術》是依託西安交通大學，由張喬根擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多間隙氣體火花開關多通道放電特性及其調控技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張喬根
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

多級多通道氣體火花開關（MMCS）在Z箍縮驅動裝置中有著很大套用潛力，而其複雜的觸發放電過程影響了多級多通道開關的工作特性，因此，掌握多級多通道氣體火花開關觸發放電過程與調控技術對改善其工作特性具有重要意義。本項目以多間隙氣體火花開關為研究對象，著重研究多間隙氣體火花開關電觸發放電過程，通過研究電觸發脈衝參數、氣體介質種類對間隙多通道放電特性及放電路徑的影響規律，探索多間隙氣體火花開關的穩定多通道放電技術條件與調控方法。主要研究內容包括：觸發脈衝波形與參數對放電多通道數與放電路徑的影響、氣壓與氣體種類對通道數影響、以及開關多通道放電特性對觸發放電延時與抖動、開關電感的影響，並建立氣體火花開關暫態電路模型，對不同觸發脈衝下電壓分布特性進行分析，並對開關工作特性進行綜合疊代分析，從而掌握氣體火花開關多通道放電的控制因素，提出多級多通道開關結構設計原則和多通道放電的調控方法。

結題摘要

多通道氣體火花開關（MCGS）在Z箍縮驅動裝置中有著很大套用潛力，而其複雜的觸發放電過程影響了多級多通道開關的工作特性。因此，掌握多通道氣體火花開關觸發放電過程與調控技術對改善其工作特性具有重要意義。本項目以三電極多通道氣體火花開關為研究對象，著重研究氣體火花開關電觸發放電過程，通過研究電觸發脈衝參數、氣體介質種類對間隙多通道放電特性及放電路徑的影響規律，探索多通道氣體火花開關的穩定多通道放電技術條件與調控方法。首次提出了採用噴射電漿觸發氣體開關放電技術。在觸發電極內部設計了電漿噴射腔，通過施加納秒觸發脈衝，在開關火花間隙中產生多個噴射狀的電漿通道，並誘導形成多個穩定的放電通道。項目研製了噴射電漿觸發三電極場畸變氣體開關原理樣機，研究了電漿噴射過程與特性，獲得了噴射電漿輻射光譜、電子溫度和密度的時空分布特性。研究了電漿噴射開關的工作模式、觸發脈衝參數、工作係數和觸發方式對開關多通道放電和觸發放電特性，探索了噴射電漿觸發放電機制，建立了開關觸發放電模型，綜合分析了噴射電漿參數對開關觸發放電特性的影響規律。該項目研究成果解決氣體開關低觸發抖動和低自放電機率間的矛盾關係，為具有低觸發抖動和低放電機率的多通道氣體開關提供了一種新的技術路徑，對大功率脈衝功率技術的發展具有促進作用。