纳秒级高压快脉冲发生器的研制

为了研究电力系统中不断产生的特快速瞬态过电压(VFTO)对电工绝缘材料的影响,设计了一台用于模拟VFTO的快脉冲发生器,其输出波形要求:上升时间<50ns、峰值电压达1000kV。该发生器由Marx发生器、负载测试腔及中间连接段组成。Marx采用正负充电电路,包括10个0.015μF/100kV的塑壳电容器、6个火花隙放电开关。负载端并联一个500Ω的大电阻,以加快输出高压脉冲的振荡衰减速度,降低设备绝缘要求,从而使Marx结构紧凑化,减小放电回路电感。同时,Marx发生器中的电容器和火花开关采用特殊的折返式布线形式,进一步减小放电回路电感。还给出了快脉冲发生器的设计方案,Pspice仿真结果表明:在负载实际变动范围内,当输出电压为1000kV时,上升时间在23～28ns之间变动,满足要求。

核电磁脉冲模拟装置

在分析核电磁脉冲特性的基础上 ,讨论了由 Marx发生器和 GTEM室组成的核电磁脉冲模拟装置。介绍了该装置的组成、工作原理 ,并通过仿真计算得到核电磁脉冲波形。实验表明这种装置能实现对核电磁脉冲的实验室模拟。

强电磁脉冲模拟技术

为了对核电磁和雷电电磁脉冲等进行模拟研究,研发了由Marx发生器和GHz横电磁波室组成的电磁脉冲模拟装置。介绍了该装置的组成及工作原理、产生的高空核电磁和雷电电磁脉冲后分析了电路参数对核电磁脉冲波形的影响并用光纤场测量仪GC-202-1测出了用该装置产生的电磁脉冲波形。初步实验研究表明,用这种装置能够实现对强电磁脉冲的实验室模拟。

HEMP和LEMP的实验室产生方法

分析了高空核电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)的特性,介绍了实验室产生强电磁脉冲的方法。设计了一种电磁脉冲模拟装置,该装置由Marx发生器和吉赫横电磁波(GTEM)室组成。为了获得前沿小于10ns的电磁脉冲,该装置采用了前沿陡化技术。初步实验研究表明,采用这种装置能够产生波形参数满足要求的高空核电磁脉冲和雷电电磁脉冲。

圆柱体的外系统电磁脉冲模拟

为深入研究具有复杂角分布和能谱分布的系统电磁脉冲(SGEMP)的规律和特性,利用三维全电磁粒子模拟(PIC)程序,并添加相应功能模块——用蒙特卡洛方法实现电子发射的余弦角分布和指数能谱分布。模拟计算光电子由圆柱端面向外发射引起的SGEMP模型,选取2组X射线数据进行计算,并与文献估算结果进行对比。2次计算所得结果量级都与文献结果一致,说明本程序可用于深入研究各种SGEMP问题,为抗核加固和SGEMP效应研究提供基础数据。

辐射式核电磁脉冲模拟器快沿脉冲源研制

根据辐射式核电磁脉冲模拟器对脉冲源的设计要求,研制一种由Marx发生器和锐化装置构成的快沿脉冲源.Marx发生器为双边充电回路,由最大值高压无感电容器、电磁铁机械运动轨道触发开关、气体火花间隙开关及电阻等构成;锐化装置由分布参数同轴锐化电容和自击穿火花间隙锐化开关构成.对快沿脉冲源充放电等效回路进行Pspice模拟仿真,并通过试验测得实际的模拟器辐射场波形,结果表明:实测波形与仿真波形一致性较好,辐射式模拟器在距天线口径面3m位置处产生上升时间小于5ns、脉宽300多纳秒、峰值场强大于50kV/m的双指数脉冲场.实际研制的快沿脉冲源基本上满足了设计指标要求,为下一步改进优化辐射式模拟器奠定了基础.