15 kV爆炸开关触头开断过程研究

超导托卡马克装置通过极高的磁场来约束高温等离子体,以实现可控核聚变反应。为了保证超导磁体的安全运行,失超保护系统中需要爆炸开关实现至关重要的后备保护。对15 kV爆炸开关中最关键的电流触头进行了建模,针对爆炸及触头开断过程进行了数值分析,计算了触头分断所需要的爆轰压力,以及爆炸产生的压力分布规律。通过试验验证了数值模拟的准确性,这为爆炸开关的理论设计提供了基础。

爆炸开关系统的研制

为了研制托卡马克核聚变装置中的大功率抽超后备保护开关,介绍了一种爆炸断路器系统的基本结构及其工作原理,给出了爆炸断路器设计的原则。通过理论和实验两方面相结合的方法,分析了断路器系统的开断特性和换流特性。实验表明,该爆炸断路器系统满足超导磁体失超后备保护开关系统的要求,将被应用于托卡马克核聚变装置中。

微型平面复合薄膜电爆炸开关的设计和研究(英文)

开关技术是影响爆炸箔起爆系统可靠作用、微型化、低能化、集成化的关键技术。电爆炸平面开关是利用强脉冲电流使触发极金属桥箔发生电爆炸,产生高温高压等离子体,使爆炸桥区两侧的电极导通。基于微加工技术,采用Al/CuO复合薄膜材料作为触发电极,设计制造了微型平面复合薄膜电爆炸开关。采用扫描电子显微镜、差示扫描量热法和光谱谱线测温研究了触发极Al/CuO复合薄膜的形貌、反应性和电爆炸等离子体温度,通过放电电流测试研究了开关性能。结果表明,在主回路电压2000V时,开关输出电流峰值约为1938A,上升时间390ns,性能优于仅以铜薄膜为触发电极的电爆炸平面开关。

采用电爆炸开关产生纳秒脉冲的实验研究

论述了电爆炸导体的爆炸机制,设计了两个电爆炸断路开关的电感储能电路,通过斩波来产生一个纳秒级大电流的单触发脉冲。通过实验探讨了电爆炸丝的参数对这个脉冲的影响。在实验中,通过调节导体参数,可得到脉宽100ns,幅值3kA的大电流脉冲。

用黑盒电弧模型的爆炸开关中直流电弧的仿真

爆炸开关是一种由炸药驱动、快速响应、高可靠性的直流断路器,已在ITER、EAST等多种失超保护系统中得到应用。作为一种直流断路器,电弧是决定其换流过程的主要因素,其水下燃弧、熄弧的特性的相关研究是目前此类断路器设计中的空白。电弧动态模型是研究电弧特性的常用方法,当建立的模型与试验过程中所观察到的断路器性能有良好的对应关系时,模型可用于建立爆炸开关的结构设计和换相特性之间的关系,为开关的设计优化提供理论依据。通过分析对比了几种不同的电弧模型,给出了适用于爆炸开关设计过程中的黑盒电弧模型,应用了Parameter Sweeping Strategy,研究了电弧模型中的参数取值规律,并结合试验验证了这种模型的可行性,为中国核聚变工程试验堆(CFETR)失超保护系统中爆炸开关中的研制提供了理论依据。

一种新型爆炸开关的设计及研究

为了克服传统熔断器在特殊环境下工作的缺点,采用聚能装药结构设计了一种新型电路保护开关,利用爆炸形成金属射流切断电路,实现电器保护。使用AUTODYN软件数值模拟分析了小剂量装药下射流对电路的切断作用,根据模拟计算数据确定了实验爆炸开关的外型和结构,以二硝基重氮酚(DDNP)为炸药,在药量30~60mg、炸高3~6mm条件下进行对比实验。实验结果表明:对于熔断片(500V 100A)采用DDNP装药炸高为15mm、药量为50mg时侵彻效果最佳。

一种基于电爆炸丝断路开关的多脉冲产生技术

介绍了一种基于电感储能和电爆炸丝断路开关的多脉冲发生器。该发生器是由作为初级能源的脉冲电容器组、储能电感和多级串联的不同长度、不同截面积的电爆炸丝断路开关组成。实验中在约10Ω电阻负载上获得了2个大于250 kV和3个大于200 kV的脉冲输出。脉冲数由串联丝阵级数决定,脉冲幅度和脉冲间隔可通过爆炸丝参数、电容器充电电压调节。

电爆炸断路开关

叙述了金属导体电爆炸的物理过程 ,分析了金属导体电爆炸时电阻率与比作用量、压力、能量、密度、爆炸产物膨胀速度、导体电流密度及周围介质等影响因素的关系 ,从而确定电爆炸断路开关的一般设计原则。

MV级电爆炸导体开关输出脉冲的数值模拟与实验

介绍用电爆炸导体开关产生 ＭＶ级高压脉冲的方法，建立了开关的计算模型，给出了与电感储能系统耦合时，开关上电流电压波形的计算结果与实验结果。

使用爆炸组合开关的脉冲成形网络技术研究

本文研究了利用爆炸组合开关进行脉冲电流波形调制的技术 ,通过对网络结构、特性的分析和实验 ,建立了使用爆炸组合开关的脉冲成形网络模型及适用于电热化学炮研究的脉冲功率源 ,并进行了不同负载条件下的单。

飞片型爆炸闭合开关的设计与应用

飞片型爆炸闭合开关可用做高功率闭合开关，因其结构简单，电流导通能力强，闭合迅速而适用于爆磁压缩发生器的爆炸开关同步。阐述了飞片型爆炸闭合开关的基本原理，进行了一种飞片型爆炸闭合开关的结构设计，根据选取的参数并进行了开关时间参数的计算。计算结果显示开关中飞片的飞行时间可以控制在10μs之内，开关的闭合时间可精确到μs。介绍了如何利用飞片型爆炸闭合开关实现爆磁压缩发生器的爆炸同步。

爆炸式开关的瞬态温度场仿真计算

通过对爆炸式开关的热学分析,考虑开关内部传导散热和外表面的对流和辐射散热,建立了开关的瞬态热分析模型。考虑回路电阻、动静触头接触电阻的发热作用,利用热电耦合分析回路的温度分布;用三维有限元法对一额定电流为500A的爆炸式开关温度场进行了仿真分析,并进行了实验验证。仿真结果为爆炸式开关的设计和优化提供了理论依据。

基于电爆炸丝断路开关的方波脉冲功率源

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,本文提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出.验证实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32k V时,在10Ω负载上得到电压幅值83k V,半高宽279ns,90%平顶172ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。

XH-1装置电爆炸断路开关阻抗特性分析

介绍了 XH-1装置电爆炸断路开关的结构特征 ,给出典型的实验结果 ,对开关阻抗特性进行了初步分析 ,讨论了开关阻抗变换过程的物理机理 ,由实验数据得到了开关阻抗随时间变化曲线及电阻倍增比 R/R0 与比内能ε的关系曲线。

电爆炸丝断路开关的电磁辐射研究

为研究电爆炸丝开关切断时产生的强度在近距离内可对效应物产生严重破坏的电磁辐射,在TomaChan系统装置中用拉杆天线测得了所产生的电磁辐射信号波形并经FFT变换后得到其频谱也得到了通过电爆炸丝开关的电流。结果表明电爆炸丝开关所产生的信号是一个主频在75 MHz频谱较宽的电磁波。所测电流峰值约为19 kA,其随时间变化过程可以分为3个阶段。分析讨论了开关运行的辐射干扰现象以及产生机理,为辐射干扰进行屏蔽防护提供参考,可供带有电爆炸丝切断开关的脉冲功率系统产生辐射的研究参考。

预防油开关爆炸的措施

预防油开关发生爆炸或火灾事故，应注意以下事项：1．在安装使用油开关之前，应选用断路容量与电力系统的短路容量相适应的油开关。

开断异相接地故障时开关爆炸的事故分析和讨论

我局现有10KV“两线一地”变电所两座,在1983年—1988年间,已发生10KV开关爆炸事故三次。这三次事故是在开断小电流的异相接地故障时发生的,其中一次开关有缺陷,另一次还伴随着发展性故障。本文对事故经过进行了简要介绍,对事故原因进行了粗浅分析。旨在说明,目前普遍使用的SN10型少油开关,或者说某些厂的SN10开关开断相接地故障和开断小电流故障性能不好,因此建议修改和增加高压断路器的有关技术标准,并对SN10开关的选用和“两线一地”变电所的简易改造方法提出了建议。

一起变电站10kV开关柜爆炸致母线失压事故原因分析

电网运行中,发生开关爆炸的问题比较常见,但因设备绝缘性能降低引发的故障,会因系统电压过高,容易造成设备绝缘击穿,如故障未及时切除,就会波及其他正常运行的设备,对用户的供电可靠性造成极大影响。本文介绍一起因开关柜设备老化、绝缘性能降低造成开关柜爆炸及10kV母线失压事件,并对爆炸原因和保护动作进行分析,对类似的电网安全事件提出建议。