李俊娜，郭　帆，陈维青，程永平，汤俊萍，陈志强，杨　天，王海洋

(西北核技术研究所，西安710024；强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安710024)



微秒脉冲电压下2MV电容耦合自触发开关设计

李俊娜，郭帆，陈维青，程永平，汤俊萍，陈志强，杨天，王海洋

(西北核技术研究所，西安710024；强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安710024)

摘要：提出了一种可用于微秒脉冲电压下的2 MV电容耦合自触发开关模式，该开关具有结构简单、高可靠性等特点。通过电场分布计算及电路计算得到开关关键绝缘参数和电路参数。计算结果表明,设计触发间隙电压为主间隙电压的1.21%，该开关主间隙场不均匀系数为1.64，开关在0.7 MPa的SF6气体中工作电压为2.27 MV。

关键词：脉冲气体开关；自触发开关；电场分布；电容耦合；脉冲功率技术

开关在脉冲功率技术领域中占有重要地位[1]，根据耐受电压的不同分为直流开关和脉冲开关[2]。20世纪90年代，美国MPI公司成功研制2.6MV三级串联紫外预电离开关[3]，实现了自触发开关在兆伏级电压下的应用。通过自主研发，我国掌握了多级串联自触发开关的关键技术[4-5]。在百纳秒脉冲电压下，采用电阻分压模式的3MV自触发开关作为中储开关已经成功应用于高功率设备中[6-7]。在应用中发现多级串联电阻分压的自触发开关外围电阻数量较多，不利于开关安装和整体运输，且微秒脉冲下电阻的热容量不足可能导致热损坏。未来新型高功率设备的需求是自触发开关作为中储开关需承受微秒脉冲，且要求在长途运输中具有较高的可靠性。……