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长脉冲及紧凑化是脉冲功率技术的重要发展方向。基于液体介质脉冲形成线的高功率脉冲发生器是该领域的重要技术途径之一。碳酸丙烯酯脉冲形成线采用碳酸丙烯酯高介电常数液体介质,具有绝缘强度高、温度适应范围广等优点,应用于电容储能型脉冲发生器可获得长脉冲输出、实现免维护运行;梳状脉冲形成线采用梳状慢波结构,通过充分利用形成线内部空间,进一步实现脉宽加长,拓宽慢波结构的种类。因此开展碳酸丙烯酯基梳状形成线技术研究,具有重要的学术价值和实用意义。论文主要围绕梳状形成线的色散特性分析、场路数值仿真、脉冲功率应用三个方面开展研究,为碳酸丙烯酯基梳状形成线的应用奠定了坚实的基础,展现出良好的发展前景。论文的主要工作如下:(1)梳状形成线理论分析针对梳状形成线具有周期结构的特性,建立了LC等效电路图,根据等效电路图所需要的参数,提出一种方法用于对梳状形成线电容、电感和电阻等参数进行计算。根据LC梯形电路的色散特性,推导出梳状形成线色散特性,得到梳状形成线输出脉宽的理论值。(2)梳状形成线数值仿真针对梳状形成线和径向形成线进行了仿真对比分析。利用梳状形成线的LC等效电路图,建立了PSpice电路图,进行了模拟仿真、脉冲延时仿真和场路协同仿真。对径向形成线进行了电场仿真、脉冲延时仿真和场路协同仿真,得到了与梳状形成线对比的数据。(3)梳状形成线应用研究研制出碳酸丙烯酯基梳状形成线,具备净化处理及注入功能,应用于脉冲发生器,开展了温度适应性及系统实验研究。对碳酸丙烯酯温度适应性的实验探究显示,碳酸丙烯酯的击穿场强随着温度的升高呈上升趋势。系统实验研究结果表明,在直径40 cm、长度70 cm的几何尺度下,梳状形成线充电电压为850 kV,其平均储能密度为20 J/L,输出脉冲宽度为64 ns。相比同轴形成线,脉宽加长到1.8倍。相应地,脉冲发生器输出电压500 kV,输出功率为20 GW。另外,开展了纳米改性碳酸丙烯酯基梳状脉冲形成线实验研究,与碳酸丙烯酯基梳状形成线相比,绝缘强度提高了12%,最大储能密度提高了25%,纳米液体更具优势。