基于爆炸波及能量平衡理论的大电流冲击电弧的冲击波超压作用分析

大电流冲击放电电弧对电极和临近物体会产生很强的冲击力。以吉瓦–百千安级气体开关为例,结合爆炸波理论和电弧通道能量平衡方程,研究讨论了电弧对电极的冲击波超压以及冲击波超压在传播过程中的衰减特性,给出了电弧通道能量不再转化为冲击波的分界点。分析计算表明,冲击放电电弧膨胀产生的冲击波超压与电弧电流上升率(di/dt)密切相关,冲击波超压会经历先缓慢衰减、后迅速衰减的过程。通过调节气体开关的电极间距以及充气气压,能够减少电弧冲击波作用于电极表面的超压。