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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
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重复频率纳秒脉冲气体击穿研究

邵涛  
【摘要】:纳秒脉冲、高场强等极端条件下电介质击穿特性的研究越来越受到关注,纳秒脉冲气体放电研究源于脉冲功率技术迅速发展的需求,目前国内外研究较少涉及。高压纳秒重复频率脉冲气体击穿特性研究工作推动气体放电研究领域的完善和发展,具有重要的理论和实际意义。 基于一套使用半导体断路开关,输出最高幅值到-200kV,脉冲上升沿10ns,半高宽20-30ns,最高重复频率到2kHz的脉冲发生器,设计并建立了实验腔系统及相应的测量平台。确定施加电压、放电电流、场强、击穿时延、重频耐受时间及脉冲击穿个数等测量参数。以干燥空气及氮气为研究对象,在0.5-2cm的板—板间隙和0.5-3cm的尖一板间隙,60、80、100、120kV的施加电压,单次到最高1kHz的重复脉冲等条件下,对气体击穿特性的进行了较全面实验研究。实验结果表明在板—板电极结构的电场中,重复频率条件下的击穿场强比单次脉冲明显降低,高重复频率时击穿场强趋向于直流的击穿场强;重复频率纳秒脉冲下尖一板电极结构的极性效应明显弱化;得到气体密度、时延及击穿场强的变化规律,提出修正经验公式。 Townsend机理和经典流注机理在解释纳秒脉冲击穿均存在一定的缺陷,基于高能快电子的逃逸发展将是一种能解释纳秒脉冲击穿现象的机理。在分析快电子的产生、逃逸发展、碰撞电离等过程的基础上,对快电子的俘获、逃逸过程进行了仿真计算。记忆效应从有效初始电子的产生到对流注的影响均进行了定性的分析。研究表明外加场强越高,逃逸的能量阈值越低,气压与场强都显著影响快电子的逃逸发展过程;记忆效应导致负离子的脱附及与亚稳态粒子的碰撞过程为击穿提供大量的初始电子,重复频率纳秒条件下击穿场强更低。根据快电子的逃逸发展理论和记忆效应,建立了基于逃逸击穿和记忆效应的重复频率纳秒脉冲气体放电模型。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM85

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【引证文献】
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1 李亚维;邓建军;谢敏;冯宗明;刘云涛;马成刚;;1.2MV重复频率脉冲电源的测试诊断系统[J];强激光与粒子束;2010年01期
2 陈玉;成永红;阴玮;李维康;孟国栋;王增彬;周稼斌;吴锴;;环氧及其复合材料气固界面快脉冲闪络特性[J];西安交通大学学报;2008年06期
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2 容文英;RSD关断时间测量技术的研究[D];华中科技大学;2011年
3 聂东霞;大气压氮气中弥散型双向纳秒脉冲介质阻挡放电的光谱研究[D];大连理工大学;2011年
4 李亚维;重复频率脉冲电源测试诊断技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
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7 张晨;纳秒光电导开关触发气体过压放电特性研究[D];西安理工大学;2010年
【参考文献】
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8 张适昌,严萍,王珏;半导体断路开关及其应用[J];高电压技术;2002年S1期
9 邵涛,孙广生,严萍,彭燕昌,张适昌;纳秒脉冲气体放电机理研究现状[J];高电压技术;2004年07期
10 邵涛,孙广生,严萍,张适昌;脉冲电压下击穿时延分析[J];高电压技术;2005年10期
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1 潘洋;高压纳秒脉冲数字测量[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
【共引文献】
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1 蔡二平 ,蒋全兴;用时域有限差分法模拟千兆赫兹横电磁波室的馈电接头[J];安全与电磁兼容;2004年06期
2 王启武;石立华;李炎新;司荣仁;;HEMP模拟器的改进及测量探头的设计[J];安全与电磁兼容;2011年02期
3 陈锐;石立华;李炎新;司荣仁;;程控高压纳秒级电磁脉冲源设计[J];安全与电磁兼容;2012年01期
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5 张春明;房宽峻;沈安京;张永烨;;少量氩气对等离子体处理涤纶喷墨印花的影响[J];北京服装学院学报(自然科学版);2008年04期
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7 谭迎新,张景林,王桂吉;电爆炸导体驱动小飞片起爆技术研究[J];兵工学报;2003年02期
8 赵剡,宗云花,张世军,杨秋英;气动光学效应降晰函数辨识与图像复原[J];兵工学报;2005年02期
9 周宏潮;王正明;刘洋;;基于边缘保护的正则化超分辨重构技术[J];兵工学报;2006年06期
10 宋义刚;肖亮;韦志辉;黄丽丽;;光学遥感图像变量分裂迭代快速复原算法[J];兵工学报;2012年03期
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5 钟建忠;刘列;李立民;文建春;;电感储能加速器运行中电磁辐射的实验研究[A];第三届全国粒子加速器技术学术交流会论文集[C];2007年
6 门涛;高景明;刘列;文建春;;气体触发开关击穿过程的光学测量实验研究[A];第三届全国粒子加速器技术学术交流会论文集[C];2007年
7 苏兆锋;杨海亮;孙剑锋;丛培天;王亮平;;“强光一号”加速器能谱测量实验中的波形还原问题初探[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
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10 李宝忠;何金良;周辉;程引会;马良;吴伟;李进玺;;电磁脉冲在传输线上激励电流规律研究[A];第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集[C];2009年
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2 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 黄丽萍;电晕放电与光催化协同净化室内空气研究[D];大连海事大学;2010年
4 邓鹤鸣;雷电冲击电压下两相体放电特性研究[D];华中科技大学;2010年
5 张春明;常压等离子体处理涤纶织物的颜料喷墨印花性能研究[D];江南大学;2010年
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7 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
8 陈琳;低温等离子体催化氧化甲烷合成甲醇的应用基础研究[D];浙江大学;2010年
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10 鲁志波;医学图像增强与插值的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
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1 王茜;空气电离生成气对黄瓜储藏品质影响的研究[D];华中农业大学;2010年
2 邱云;电晕稳定开关的研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 秦风;辉光放电触发赝火花开关特性研究[D];中国工程物理研究院;2010年
4 刘瑜;基于磁场闪络抑制效应的真空沿面闪络特性研究[D];中国工程物理研究院;2010年
5 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
6 郭艳花;DBD等离子体导电特性研究[D];郑州大学;2010年
7 王天威;液体电极沿面放电等离子体灭活大肠杆菌的研究[D];大连理工大学;2010年
8 武启;常压射频容性放电氩等离子体中活性气体对放电特性的影响[D];大连理工大学;2010年
9 王友旭;介质阻挡放电用高频高压电源的研制[D];大连理工大学;2010年
10 那刚;线筒式脉冲电晕放电对混合VOCs降解的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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7 马海潮;超高速数据采集技术发展现状[J];测试技术学报;2003年04期
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1 张家良;低温等离子体发射光谱学研究[D];大连理工大学;2002年
2 王艳辉;均匀大气压介质阻挡放电特性及模式研究[D];大连理工大学;2006年
3 齐冰;大气压均匀介质阻挡放电以及多针电晕增强放电机理研究[D];大连理工大学;2007年
4 张禹涛;改善常压空气等离子体均匀性和稳定性的研究[D];大连理工大学;2007年
5 黄晓江;双频容性耦合等离子体特性的发射光谱研究[D];苏州大学;2009年
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1 周晓霞;高速数据采集系统的测试与显控技术[D];电子科技大学;2002年
2 田立强;光电导开关非线性模式的机理分析及应用研究[D];西安理工大学;2004年
3 韩英杰;纳秒脉冲信号的测量与波形重建[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
4 闫颖;脉冲电晕等离子体中的N_2(C~3Π_u→B~3Π_g)光谱实验研究[D];大连理工大学;2004年
5 贺臣;重复频率长寿命气体火花开关的研究[D];华中科技大学;2004年
6 徐鸣;基于光电导开关超短电磁脉冲传输特性的研究[D];西安理工大学;2005年
7 李谋涛;RSD脉冲发生器主回路与触发回路研究[D];华中科技大学;2005年
8 孙瑜;用Pspice模拟光电导开关的传输特性[D];西安理工大学;2007年
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【二级引证文献】
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1 孟国栋;酉小广;成永红;吴锴;;真空沿面闪络过程放电光谱分析[J];绝缘材料;2012年03期
2 李贞晓;张祎;杨春霞;栗保明;;电热化学发射中输电结构绝缘性能影响因素[J];南京理工大学学报(自然科学版);2010年05期
3 李亚维;马成刚;冯宗明;谢敏;刘云涛;赵娟;;基于LabVIEW的高功率微波驱动源监控系统[J];强激光与粒子束;2012年03期
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5 卢为;成永红;王增彬;陈玉;吴锴;;环氧及其复合材料在变压器油中的快脉冲闪络特性[J];西安交通大学学报;2010年10期
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2 蒋魁强;DBD解离碘甲烷制备碘原子放电特性研究[D];大连理工大学;2012年
3 王通君;基于脉冲电源驱动下的电磁振动系统的研究[D];山东大学;2012年
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【二级参考文献】
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8 张永辉,常安碧,甘延青,缪铁莺;一种同轴高压电容分压器的设计[J];高电压技术;2003年01期
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10 邵涛,孙广生,严萍,彭燕昌,张适昌;纳秒脉冲气体放电机理研究现状[J];高电压技术;2004年07期
【相似文献】
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1 邵涛;严萍;张适昌;孙广生;;纳秒脉冲气体放电机理探讨[J];强激光与粒子束;2008年11期
2 章程;邵涛;严萍;王珏;张东东;张适昌;;高压纳秒脉冲气体放电中X射线探测实验研究进展[J];高压电器;2010年02期
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7 郭文元;第八届国际气体放电及其应用会议简介[J];高压电器;1986年02期
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1 邵涛;严萍;张适昌;章程;;重频纳秒脉冲绝缘与放电研究中的电信号测试[A];2010电工测试技术学术交流会论文集[C];2010年
2 邵涛;章程;龙凯华;王珏;张东东;严萍;周远翔;;重复频率纳秒脉冲介质阻挡放电PET表面改性研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
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4 冯弟超;常安碧;龚胜刚;夏世维;;重复频率高压脉冲触发源的研制[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
5 韩海年;张炜;王鹏;李德华;魏志义;沈乃澂;聂玉昕;;飞秒激光频率梳的精密锁定及其对碘稳532nm激光的初步测量[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
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7 罗敏;常安碧;赵殿林;甘延青;龚胜刚;刘忠;;兆伏级重复频率三电极气体开关的优化研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
8 梁琳;余岳辉;王天虹;;激光推进脉冲功率源用固体开关RSD[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 李亚维;谢敏;冯宗明;刘云涛;马成刚;;重复频率脉冲功率源测控系统的设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
10 罗敏;常安碧;赵殿林;;MV级重复频率三电极气体开关系统的设计及初步实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 通讯员  邵琳 张从春 记者 陶莎;我市产品走俏华交会[N];连云港日报;2007年
4 张开逊;回望人类发明之路[N];大众科技报;2005年
5 西安 瞿贵荣 摘编;3W桥式放大器STA7056简介[N];电子报;2006年
6 南昌集合科教实业有限公司 朱福如;创新从源头开始——照明节电要着眼管型荧光灯[N];大众科技报;2007年
7 新华社记者  王恒志 姚玉洁 本报记者 王明浩;祝福短信遭遇“同质化”[N];人民日报;2006年
8 本报记者 李远方;德国肖特进军中国市场[N];中国商报;2005年
9 通讯员 邵琳 张从春 记者 贺耀堂;成交额达2465万美元[N];连云港日报;2008年
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2 刘春阳;纳秒脉冲激光诱导单晶硅材料荧光效应的研究[D];天津大学;2012年
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5 吴莉莉;纳米碳管气敏传感器及随机共振检测系统的研究[D];浙江大学;2007年
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7 黄家锐;一维纳米材料的场致电离传感器的研制及其气敏特性研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 梁亚红;气体放电—光催化净化含苯废气的研究[D];西安建筑科技大学;2005年
9 李弘;低温气体放电现象的数值研究[D];中国科学技术大学;2002年
10 孔中华;金属化膜脉冲电容器若干问题的研究[D];华中科技大学;2008年
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2 聂东霞;大气压氮气中弥散型双向纳秒脉冲介质阻挡放电的光谱研究[D];大连理工大学;2011年
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7 李强;大气压梯形纳秒脉冲放电粒子模拟研究[D];大连理工大学;2011年
8 许建军;强流电子束加速器重复频率脉冲电源研究[D];西南交通大学;2003年
9 耿明;十九世纪下半叶的气体放电实验[D];华东师范大学;2010年
10 史恒超;OH自由基对甲醛脱除的影响及大气压均匀放电的研究[D];大连理工大学;2011年
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