1 上海理工大学 机械工程学院，上海 200093
2 上海健康医学院 上海市分子影像学重点实验室，上海 201318
介质阻挡放电 (DBD) 在工业中得到广泛应用，但效率限制了它的进一步应用。提出了一种DBD结构和针板结构相结合的三电极结构。将正极性脉冲电源施加在DBD电极上，负极性脉冲电源施加到针板电极上。分析了不同结构下三电极DBD的放电特性、现象和光谱强度。结果表明，三电极结构更加有利于DBD放电通道的产生，其放电均匀性、发光强度均强于双电极DBD，特别是在丝网接地电极条件下，放电更加强烈。当三种电极结构正极性电压维持在11 kV，负极性电压为−5 kV时，丝网接地三电极中DBD的放电电流峰值达到1.54 A，而实心接地三电极和传统双电极中DBD的放电电流峰值为1.14 A和0.74 A。在负极性脉冲维持期间，针网间隙处于击穿状态，DBD放电出现很大的放电电流。在三电极结构中，随着施加在针板上负极性电压的升高也使三电极DBD放电更加强烈。不同结构下的DBD的放电光谱表明在丝网接地时三电极DBD激发粒子的光谱强度最强。这一趋势与DBD放电电流和功率一致。
介质阻挡放电 三电极结构 放电特性 发射光谱 dielectric barrier discharge three electrode structure discharge characteristics emission spectrum 强激光与粒子束
2024, 36(2): 025008
快脉冲直线变压器驱动源 (FLTD)是目前经济、高效构建大型脉冲功率源的重要技术途径，但其多 “子块”串并联的电路拓扑对开关提出极严苛的技术要求。针对多开关同步时系统自放电概率骤增的难题，开展 FLTD气体火花开关自放电特性研究。选取三电极场畸变和多间隙两种典型开关结构，在 ±100 kV条件下研究放电电流和开关结构参数对自放电概率的影响规律。研究结果表明， 29 kA脉冲电流多次作用下，三电极场畸变开关和六间隙开关自放电电压均服从 Weibull分布，三电极开关放电分散性约 4%，而六间隙开关放电分散性超过 15%，两类开关均出现较明显的提前放电现象。分析认为开关放电分散性大与中间电极悬浮导致间隙电压分布不均有关，采用电阻强制均压的方式，三电极场畸变和六间隙多通道开关放电分散性明显减小，分别减小至 2%和 5%。
快脉冲直线变压器驱动源 气体火花开关 三电极场畸变 多间隙 自放电概率 Fast Linear Transformer Driver gas spark switch three -electrode field distortion multi-stage pre -fire probability 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(5): 919
强磁场工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学), 武汉 430074
探讨了大功率脉冲电源模块中主放电开关和预电离开关整体系统的设计、制造和试验过程。在主放电回路中选择石墨型两电极气体开关作为主开关，因为其在高峰值和快上升沿时间电流的作用下具有很长的工作寿命，并由此构建了基于脉冲变压器的主开关触发器，其中气路控制装置是该系统的辅助设备。在预电离回路中选择石墨型三电极气体开关作为放电开关，并给出了能够同时输出高电压和大电流的预电离开关触发器的设计原理。最后，电气特性测试实验表明两电极主开关峰值电流超过700 kA，总转移电荷量超过200 kC，此外通过更换电极，开关的寿命可以延长。预电离开关在充气230 kPa绝对气压、充电电压23 kV下，击穿时延平均值为7.5 μs，时延抖动为0.656 μs; 预电离开关寿命试验的结果显示开关工作4000发次后石墨电极无需更换，开关的总转移电荷量超过10 kC。
石墨电极 两电极气体开关 三电极气体开关 能源模块 触发器 graphite electrode two-electrode gas switch three-electrode gas switch energy module trigger generator 强激光与粒子束
2014, 26(4): 045021
1 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室， 西安 710049
2 西北核技术研究所， 西安 710024
设计了一种用于直线变压器驱动源的三电极场畸变气体火花开关。开关采用SF6气体绝缘，开关尺寸和电感较小，实测开关电感约为67 nH。在工作电压±80 kV、工作系数为70%时，开关触发时延为40.0 ns，抖动约2.8 ns。对比研究了钨铜合金和黄铜两种电极材料对开关静态和触发击穿特性的影响，研究结果表明：铜钨合金电极开关的自击穿电压分散性、触发时延及抖动、自放电概率和电极表面烧蚀均小于黄铜电极，更适宜作为三电极场畸变开关的电极材料。
快脉冲直线变压器驱动源 三电极场畸变 气体火花开关 触发时延 电极烧蚀 fast pulse linear transformer driver three-electrode field-distortion gas spark switch trigger delay electrode erosion
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
基于半导体放电管过电压自击穿原理，探索设计了一种固体场畸变三电极开关。该开关由两组半导体放电管阵列印刷电路组成，受到触发时，一组半导体放电管阵列首先击穿，另一组阵列继而过电压自击穿，开关导通。实验测试了特定幅值触发脉冲时的负载电压，初步验证了半导体放电管固体场畸变三电极开关设计的可行性。讨论了降低开关导通电感，提高通流能力、工作电压及运行频率的方法。
半导体放电管 场畸变 三电极 多元胞 semiconductor arrester field distortion three-electrode multi-cell
