多棒极型TVS触发源的研制

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触发源的性能优劣直接影响到多棒极型真空触发开关(Triggered Vacuum Switch with multi-rod electrodes,RTVS)的工作稳定性和可靠性。高性能触发源可以降低开关的触发导通时延及其分散性,改善开关的触发特性,提高开关的工作寿命。本文针对40.5kV电压等级的RTVS,为提高RTVS导通可靠性,提出了两种拓扑结构的触发源,并研制了样机。  针对触发源实际需求,设计并制作了1.6kV:60kV的脉冲变压器。变压器采用低剩磁的闭合环形铁基纳米晶磁芯;绕组结构为同轴圆筒式;原、副方匝数比6:225。根据磁芯的磁化特性测量结果对电气参数进行了理论计算并建立了变压器仿真模型。实际所制作变压器样机在原方电容6μF,充电1.6kV的情况下,副方(带载2nF电容)输出电压峰值为63.6kV、上升时间5.5μs、实际变比39.75、能量传递效率52.67%。  基于所设计的1.6kV:60kV脉冲变压器,研制了陡化间隙触发源样机。陡化间隙选取为触发管型三电极火花间隙,触发极通过高阻抗接地,工作于自触发模式下。触发源样机可以保证40.5kV RTVS在不低于5kV的主电极电压下实现100%可靠导通,触发导通时延及其分散性为12.5±2.5μs,同时不受触发沿面金属蒸汽沉积的影响。  对有源续流触发源进行了改进并对研制了样机。在有源续流回路中加入晶闸管和续流二极管,解决了续流回路放电不可控带来的误触发问题;避免了续流回路中电流发生振荡;增加了触发电流峰值及脉宽。对晶闸管时序控制电路进行了设计,实现了续流回路晶闸管的开通滞后高压脉冲回路4μs,避免续流回路二极管提前开通导致的器件损坏。触发源样机可以保证40.5 kV RTVS在不低于1kV的主电极电压下实现100%可靠导通,触发导通时延及其分散性为5.83±0.38μs。
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