[发明专利]一种气体火花开关放电实验电路及装置

说明书

本发明涉及开关放电实验技术领域，公开了一种气体火花开关放电实验电路及装置，该气体火花开关放电实验电路，包括受试开关S1、第一脉冲形成网络、电感Lsubgt;5/subgt;、电阻Rsubgt;1/subgt;、第二脉冲形成网络，S1的一端、第一脉冲形成网络、Lsubgt;5/subgt;、Rsubgt;1/subgt;、地依次电相连，S1的另一端、第二脉冲形成网络、地依次电相连，第一脉冲形成网络包括N路相互并联的LC串联支路，第二脉冲形成网络包括M路相互并联的LC串联支路；其中，N≥2且N为整数，M≥2且M为整数。本发明解决了现有技术存在的不能提供优质的放电电流波形、受试开关老练效率较低等问题。

技术领域

本发明涉及开关放电实验技术领域，具体是一种气体火花开关放电实验电路及装置。

背景技术

脉冲功率装置中，开关是重要组成部件。对于通流能力大于10kA，工作电压大于10kV的开关，固态开关很难满足工作需求，气体火花开关仍是应用最广泛的开关。近十年来，发展出了PFN Marx型的脉冲功率装置。它使用PFN作为储能与脉冲形成模块，依靠Marx发生器技术输出高压，可直接对负载输出类方波。这种PFN Marx型的脉冲功率装置，一套装置中存在众多的气体开关。

开关实验研究中，放电实验是一项基础实验。具体做法是对气体开关的一侧电极施加高压电，一侧电极接地，电压高到一定程度时，开关电极之间的气体间隙或者自击穿，或者依靠触发击穿，从而开关导通。

一方面，开关放电实验可以研究开关的工作电压范围、时间抖动、电极烧蚀、绝缘性能、寿命等工作参数，为开关设计优化、找出最佳工作点提供依据；另一方面，设计完毕的气体开关在投入使用前，最好经过放电实验进行锻炼，这一步骤通常称为“老练”。老练的本质，就是以放电的形式去除电极表面的微尖端、杂质等。老练之前的气体开关，自击穿电压分散性大，电极击穿点分散性也大。经过充分老练的气体开关，开关自击穿电压分散性大幅降低，标准偏差可以小于3.5％；击穿点在电极表面的位置分布变得集中。老练是脉冲功率装置达到最佳的工作性能的基础。

当前的开关放电实验研究，常规做法是在空气环境中进行，为了避免电晕放电，电压等级通常小于30千伏。放电实验电路通常使用RLC放电电路，电路通常工作在欠阻尼状态，放电电流波形通常为周期振荡波形。

周期振荡的电流波形，电流存在反向，不利于分别研究开关的阴、阳电极烧蚀情况。因此也有人在实验电路里接入独立电阻R，调整RLC参数，使电路向临界阻尼情况靠近，减少电流反向振荡。此时电流波形类似双指数波形，尽管脉冲宽度可以调节，但没有平顶，电流峰值时间不能维持。

现有技术存在不能提供优质的放电电流波形、受试开关老练效率较低等问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种气体火花开关放电实验电路及装置，解决现有技术存在的不能提供优质的放电电流波形、受试开关老练效率较低等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种气体火花开关放电实验电路，包括受试开关S1、第一脉冲形成网络、电感L₅、电阻R₁，S1的一端、第一脉冲形成网络、L₅、R₁、地依次电相连，S1的另一端、地依次电相连，第一脉冲形成网络包括N路相互并联的LC串联支路；其中，N≥2且N为整数。

作为一种优选的技术方案，N＝2，第一脉冲形成网络包括相互并联的第一LC串联支路、第二LC串联支路，第一LC串联支路包括相互串联的电感L₁、电容C₁，第二LC串联支路包括相互串联的电感L₂、电容C₂。