螺旋线型脉冲形成线匝间击穿与输出波形的研究
基于螺旋线的紧凑型高压纳秒脉冲发生器
图 １ 内置 变 压 器 的螺 旋 形 成 线 结 构
的磁 性能 轴 向连 续且 角 向不 连续 ， 故硅 钢 片在 轴 向为整 长 ， 且在 圆周 方 向阵列排 布 。圆筒 状初 级线 圈紧邻 外磁
芯 内侧并 且彼 此 绝缘 ， 锥状 次 级线 圈位 于 初级线 圈 和螺旋 中筒之 间 。在 Ｆ Ｌ 的两端 ， 内外筒 均 短路 连 接 。螺旋 中筒 由细 线 径导 线多 起端 螺旋 密 绕而 成 ， 相邻 导线 绝缘 ， 绕 线 螺距 均 匀 。螺旋 中筒 的一 端 开 路 ， 另一 端 穿 过 内 外筒 的短 路端 面并 与 主 开关 电极 连接 ， 且 螺旋 中筒 与 内外筒 彼此 电绝 缘 。 变压 器初 级线 圈 经 由穿过 Ｆ Ｌ外筒 的接 线柱 ， 与外 部 的初级 电容和开 关形 成初 级 回路 。螺旋 Ｆ Ｌ由主体 内
冲平 顶 引入 了多个 小 振荡 。包 含 内导 体 和外屏 蔽 的 螺旋 线 可 内置 Ｔｅ ｓ ｌ ａ变压 器 ， 是 另 一种 可 实 现 一体 化 的 紧
凑结 构 ， 目前 已探 讨 了 多种具 体 结构 ： 具 有单路 输 出结 构 的螺 旋 Ｆ Ｌ， 输 出端 的螺旋 中筒连 接 主 开关 电极 、 内筒
长度 ２ ｍ。
关键词 ： 螺旋线 ； 特斯拉变压器 ； 长脉冲 ； 高 电压 ； 脉 冲功 率 中图分类号 ： Ｔ Ｎ７ ８ ２ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ８ ４ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ７ ２ ９ ． １ ６ ０ ３ ７ １
潘亚峰， 张喜波， 刘 胜
（ 西 北 核 技 术研 究 所 ，高 功 率 微 波 技 术 重 点 实 验 室 ， 西安 ７ １ ０ ０ ２ ４ ）
斩波电路形成输出波形的原因
斩波电路形成输出波形的原因斩波电路是一种常见的电子电路，可以实现对电源电压的调节，同时还能够保护电路中的元器件。
斩波电路的输出波形是由多个矩形脉冲信号组成的，这种波形形态在很多应用场合中能够满足实际需求。
本文将从斩波电路的原理入手，分析输出波形形成的原因。
一、斩波电路的原理斩波电路是一种基于开关管的电路，通过控制开关管的导通和截止，实现对电源电压的调节。
斩波电路由三部分组成：输入电源、开关管和输出负载。
开关管有两种状态，分别是导通和截止。
当开关管导通时，电源电压可以通过开关管传递到输出负载上；当开关管截止时，输出负载就与电源电压隔离开了。
斩波电路的输出波形是由多个矩形脉冲信号组成的，每个脉冲信号的宽度和高度都可以通过控制开关管的导通和截止时间来调节。
二、斩波电路的输出波形形成的原因斩波电路的输出波形形态是由多个矩形脉冲信号组成的，这种波形形态的形成是由斩波电路的原理所决定的。
斩波电路的输出波形是由两部分信号组成的：开关管导通期间的电源电压和开关管截止期间的输出电压。
在导通期间，电源电压可以直接传递到输出负载上，输出电压等于电源电压；在截止期间，输出负载与电源电压隔离开了，输出电压等于零。
因此，斩波电路的输出波形是由多个矩形脉冲信号组成的，每个脉冲信号的宽度和高度都可以通过控制开关管的导通和截止时间来调节。
三、斩波电路输出波形的影响因素斩波电路的输出波形形态是由多个矩形脉冲信号组成的，每个脉冲信号的宽度和高度都可以通过控制开关管的导通和截止时间来调节。
因此，斩波电路输出波形的形态受到以下因素的影响：1.开关管的导通和截止时间开关管的导通和截止时间是斩波电路输出波形的主要调节因素。
导通时间越长，输出脉冲的宽度就越宽；截止时间越长，输出脉冲的高度就越低。
因此，在设计斩波电路时，需要仔细计算和调节开关管的导通和截止时间，以得到满足实际需求的输出波形。
2.负载的电性质负载的电性质也会影响斩波电路的输出波形。
螺旋线型微秒级高压长脉冲产生器数值模拟
摘 要 ： 探 索 了 采 用 Ｃ Ｔ 软 件 和 Ｐ ｐｃ Ｓ Ｓｉ ｅ软件 进行 加 速 器 场 分 布 数 值 模 拟 的 方 法 ， 用 该 方 法 可 方 便 地 利 获 取 设 备 内部 动 态 场 分 布 图及 动 态 电压 变 化 规 律 。针 对 螺 旋 线 型 ｓ 高 压 长 脉 冲 产 生 器 系 统 建 立 了数 值 模 级 拟 模 型 ， 出 了详 细 的 模 拟 步 骤 及 结 果 。分 析 表 明 ， 用 场 分 布 模 拟 方 法 获 取 的 电压 变化 规律 与 电 路模 拟 方 法 给 利 获 取 的结 果 是 一 致 的 。基 于 Ｃ Ｔ模 拟 方 法 ， 以给 出螺 旋 线 及 主 开关 等 电 气 结 构 的 瞬 态 电 场 分 布 ， 强 增 强 Ｓ 可 场 点 主 要 出现 在 螺 旋 带 的外 沿 及 金 属 电极 连 接 处 ， 介 质 支 撑 内部 也 有 较 高 的场 强 分 布 。 在 关键 词 ： 螺 旋 线 ； 高 压 长 脉 冲 ； 脉 冲 发 生 器 ； 数值 模 拟 ； 高 功 率 微 波
导通 后 ， 电电感 、 冲形成线 及 开关处 于放 电状 态 ， 充 脉 整体 场 击穿 压力 减 轻 ， 时 ， 输 线及 负载 内的 电场 强 度 此 传 将逐 步增 强 ， 重点关 注平 板二 极 管负载 阴极 头及 屏蔽 环 的电场 分布 ， 为优 化结 构提供 依 据 。 为 与采用 电路模 拟 获取 的结 果进行 验证 性 比对 ， 将整 个 系统 分 ３段 进 行模 拟 ： １ 为充 电电感 ； ２段 第 段 第 为形成线 与 开关 ； ３段为传 输线 与平 板二 极管 。 第
匝间绝缘测试项目的释义及正确使用
正确使用电机检测中匝间绝缘测试项目1 概述近年来，在国内电机生产和检测中，匝间绝缘测试项目越来越受到广泛重视。
在80年代和90年代初，各厂家和试验室所用匝间绝缘测试仪均用目测波形差异测试法，且匝间绝缘项目测试仅用于交流电机定子绕组的测试。
随着计算机应用的提高和普及，匝间绝缘测试方法也从目测发展为用计算机进行分析和判断。
脉冲冲击电路从闸流管发展到高压可控硅电路，电路稳定、可靠，不需预热，寿命长。
在90年代中期以后，国内匝间绝缘测试技术已发展到一个新水平。
2 匝间绝缘检测机理匝间绝缘测试机理为用一个高压窄脉冲（根据现有标准脉冲上升沿为1.2μs、0.5μs两种）加于被测绕组两端，此脉冲能量在绕组与匹配电容之间产生一个并联自激振荡，由于绕组直流电阻的存在，此谐振为一衰减波并较快趋近于零，分析被测绕组振荡波形与标准绕组振荡波形之差异，即可判断被测绕组的优劣，判断其是否存在匝间短路或匝间绝缘不良问题。
传统的匝间绝缘判断方法是将标准绕组和被测绕组两振荡波加于双线示波器上，用肉眼观察两波形的幅值和频率的差异，并根据经验判断被测绕组是否合格，这种方法的根本缺点是判断主观随意性，没有量化指标考核，这种方法也经常引起制造者与检验人之间的分歧与矛盾。
随着计算机技术的发展与普及，匝间绝缘测试方法已大有改进，用一个高速A/D系统将绕组的脉冲电压冲击的衰减自激振荡波模拟信号进行数字化处理，然后由计算机对波形数据进行分析比较和计算，并由计算机对各参量的变化进行判断。
波形判断的参量，目前国内和国际上有很多形式，如利用被测绕组振荡波与X轴的面积和标准绕组振荡波与X轴的面积之差的百分数法、两个波的频率差的百分数法、用两个波面积差的百分数法、电晕放电法、电桥不平衡法等。
目前国内使用较普遍的是面积差百分数法和频率差百分数法。
正确选择各检测参数，才能保证检测准确性，现以目前国内某公司的定子综合测试台中匝间绝缘项目测试为例进一步阐述检测机理与方法。
干式空心电抗器匝间过电压试验方法研究
干式空心电抗器匝间过电压试验方法研究虞晓巍【摘 要】常规的干式空心电抗器匝间过电压试验方法主要使用VMD（Variational Mode Decomposition）模态分解技术获取过电压特征，该方法易受电抗器并联包封作用影响，导致试验过电压波形不拟合，因此，需设计全新干式空心电抗器匝间过电压试验方法。
本文实验结果表明，设计干式空心电抗器匝间过电压试验方法在不同电容下生成的试验过电压波形与标准过电压波形较拟合，证明设计的干式空心电抗器匝间过电压试验方法的试验效果好，有应用价值，可为降低干式空心电抗器匝间故障发生频率作出贡献。
【关键词】干式空心电抗器；匝间；过电压；试验；方法作者简介：虞晓巍，本科，上海久隆电力（集团）有限公司变压器修试分公司，电试班班长，工程师。
引言电抗干式空心电抗器是电抗器的一种，使用时噪声较小，但其使用占地面积较大[1-2]，涉及工作磁场范围较广，极易受电磁污染导致严重电磁干扰，不利于电力系统有效运行[3]。
干式空心电抗器产生的磁污染可能会影响周围群众的健康[4]。
为降低干式空心电抗器的运行负荷，减轻带来的磁污染，需有效地进行匝间过电压试验。
在干式空心电抗器运行过程中，随着使用年限的增长及使用材料的缺陷，极易出现过电压故障。
研究表明，近几年我国大中小型变电站的干式空心电抗器过电压事故频发，给变电站造成了巨大的经济损失[5]。
部分干式空心电抗器在制造过程中存在微小的缺陷，若未及时察觉[6]，很容易在频繁投切的过程中形成匝间故障。
相关研究人员针对干式空心电抗器匝间过电压故障特点设计几种常规的匝间过电压试验方法[7]，但上述试验使用VMD模态分解技术获取过电压特征，易受电抗器并联包封作用影响，导致试验过电压波形不拟合，不符合干式空心电抗器匝间过电压试验要求。
本文根据干式空心电抗器的匝间缺陷特征，设计全新的干式空心电抗器匝间过电压试验方法。
一、干式空心电抗器匝间过电压试验方法设计（一）构建干式空心电抗器过电压试验等效模型构建与实验需求拟合的空心电抗器过电压试验等效模型是提高实验效果的基础，本文使用等效计算法分析了干式空心电抗器的结构，构建了有效的过电压试验等效模型[8]。
Ka波段双模螺旋线行波管的研制
Ka波段双模螺旋线行波管的研制
王光强;郑丽;李紫琳;王娟;张依雨;孟晓君;李伟;耿伟楠;苏小刚
【期刊名称】《真空电子技术》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】本文介绍了一种Ka波段双模螺旋线行波管的研制情况,其工作频率范围
为32~38 GHz,工作电压为9.5 kV,低模工作比为70%,峰值输出功率为150 W;高
模工作比为10%,峰值输出功率为300 W。
该Ka波段双模螺旋线行波管具有工作电压低、快速启动、可无环控工作的特点,适用于舷外有源诱饵弹等多种应用场景。
【总页数】7页(P26-32)
【作者】王光强;郑丽;李紫琳;王娟;张依雨;孟晓君;李伟;耿伟楠;苏小刚
【作者单位】北京真空电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN124
【相关文献】
1.Ka波段1kW螺旋线脉冲行波管的高频结构设计
2.Ka波段500 W螺旋线行波
管高频结构及互作用研究3.Ka波段500 W螺旋线行波管返波振荡抑制的设计和
计算4.用于MMPM集成的Ka波段螺旋线行波管研究5.Ka波段宽带螺旋线行波
管研制
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基于Tesla变压器和螺旋线的长脉冲发生器
第１卷 ９
第 １ ０期
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ Ｈ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ Ｇ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ ＿ ９。 ． ０ ｌ １ Ｎｏ １
Ｏｃ ．， ０ ｔ ２ ０７
２０ ０ ７年 １ ０月
ｎｓ ２ ［］
。
这种 结构 的脉 冲形 成 线是 由螺旋 线 和 内置 Ｔ ｓａ 压 器 的 同 轴线 组 成 ， 征 阻抗不 一 致 导 致输 出脉 冲 ｅｌ 变 特
平顶 出现 台阶 ， 另外 结构 上也 不 够紧 凑 ， 响着这 类 重复 频 率百 Ｂ 高 电 压发 生 器 的 发展 和应 用 。为 了 改善 输 影 Ｓ 出脉 冲 的品质 ， 文 提 出了一 种基 于 Ｔｅｌ 本 ｓ ａ变压 器 和油介 质螺旋 脉 冲形 成 线 的紧凑 结构 ， 这 种结 构 的螺 旋 脉 对
．
。
维普资讯
强 激 光 与 粒 子 束
第 １ ９卷
外线 之 间互 不影 响 ， 刮 这种 结构 慢波 系数较 小 ； 旋 导体 的另 一种 结 构 为较 细 的线 径 ９， 种 结构 可 以具 有 螺 ＿ 这 ］
较 大 的慢波 系 数 ， 适合 于实 现油介 质形 成线 的长脉 冲输 出。应用 螺旋线 增 加形 成线 脉 宽 的同时 ， 较 特征 阻抗也
原理 验证 实验 。实验结果表 职 ： 种设计是合理 的、 这 可行的 。
关 键 词 ： 脉 冲 功 率 源 ； 螺 旋 线 ； Ｔ ｓａ 压 器 ； 长 脉 冲 发 生 器 ｅｌ 变
中 图分 类 号 ： ＴＮ７ ２ ８ 文 献标 识 码 ： Ａ
对 于传 统 的同轴脉 冲形 成线 ， 绝 缘介 质确 定 的前提 下 ， 出脉 冲宽 度 与形 成线几 何长 度成 正 比关 系 。在 在 输 脉 宽大 于 １ ０Ｂ ０ Ｓ的 长脉 冲 产 生 技 术 研 究 中 ， 了减 小 形 成 线 的 几 何 长 度 ， 采 用 螺 旋 脉 冲 形 成 线 。Ｓ Ｄ 为 可 ．． Ｋｏｏ ｉ ｒ ｖｎ等人 在轴 线方 向把 螺旋 线 与 内置高 耦合 Ｔ ｓ ｅｌ 压器 的同轴 线 进行 连 接 ， １ ０ １ ０Ｑ 负载 上 产生 ａ变 在 ０ ｔ ５ １ ０ Ｈｚ １ ０Ｂ ，０ ￣７ ０ｋ 的脉 冲口 。我们 曾把 Ｔ Ｇ４ ０加 速 器 的 输 出脉 宽 从 现 有 的 ２ Ｓ扩展 到 了 ８ ０ ，３ Ｓ５ ０ ０ Ｖ ］ Ｐ ０ ０Ｂ ０
电磁螺旋实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景电磁螺旋实验是大学基础物理实验课程中的一个重要实验，旨在让学生了解电磁场的基本规律，掌握电磁螺旋装置的工作原理，并学会利用电磁螺旋装置进行相关实验。
二、实验目的1. 理解电磁场的基本规律，掌握电磁螺旋装置的工作原理。
2. 通过实验，验证电磁场理论，加深对电磁场知识的理解。
3. 学会使用电磁螺旋装置进行相关实验，提高实验技能。
三、实验原理电磁螺旋装置主要由螺旋管、电源、电流表、电压表等组成。
当电流通过螺旋管时，会在螺旋管内部产生磁场，形成螺旋形磁场线。
根据安培环路定理，螺旋管内部的磁场强度与电流强度成正比，与螺旋管长度成反比。
四、实验内容1. 观察电磁螺旋装置的结构，了解各部分的作用。
2. 测量螺旋管长度，记录数据。
3. 连接电路，调节电源，观察螺旋管内部磁场分布。
4. 利用电流表、电压表测量螺旋管内部磁场强度。
5. 分析实验数据，验证电磁场理论。
五、实验步骤1. 将电磁螺旋装置放置在实验台上，连接电路。
2. 调节电源，使电流通过螺旋管。
3. 观察螺旋管内部磁场分布，记录观察到的现象。
4. 利用电流表、电压表测量螺旋管内部磁场强度，记录数据。
5. 分析实验数据，验证电磁场理论。
六、实验结果与分析1. 实验现象：当电流通过螺旋管时，螺旋管内部产生螺旋形磁场线，磁场线方向与电流方向呈右手螺旋关系。
2. 实验数据：根据测量结果，计算螺旋管内部磁场强度，并与理论值进行比较。
3. 结果分析：实验结果与理论值基本吻合，验证了电磁场理论。
七、实验结论1. 电磁螺旋装置能够产生螺旋形磁场线，其方向与电流方向呈右手螺旋关系。
2. 通过实验，验证了电磁场理论，加深了对电磁场知识的理解。
3. 学会了使用电磁螺旋装置进行相关实验，提高了实验技能。
八、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止触电。
2. 调节电源时，应缓慢进行，避免电流过大损坏设备。
3. 测量数据时，注意精度，减小误差。
九、实验总结电磁螺旋实验是大学基础物理实验课程中的一个重要实验，通过本次实验，我们了解了电磁场的基本规律，掌握了电磁螺旋装置的工作原理，并学会了利用电磁螺旋装置进行相关实验。
汽轮发电机转子匝间脉冲耐电压试验分析
汽轮发电机转子匝间脉冲耐电压试验分析大型汽轮发电机转子在制造過程中及大修后，为考核转子线圈匝间绝缘质量，提高匝间绝缘固定缺陷和隐性缺陷的鉴别能力，推广节能设备。
本文介绍转子匝间脉冲耐电压试验，试验结果分析。
标签：大型汽轮发电机；转子绕组；匝间脉冲耐电压试验引言：汽轮发电机转子匝间耐电压试验是鉴定转子绕组绝缘强度最有效和最直接的方法，由于施加的高压脉冲波形时间短，能量小，应属于无损检测。
所以匝间脉冲耐压试验可以推广在所有汽轮发电机转子上，成为判断汽轮发电机能否正常运行的一个重要的检测手段。
本文从匝间脉冲耐压试验原理及一些试验实例来具体说明及分析。
1 匝间脉冲耐压试验的意义和基本原理1.1 汽轮发电机转子绕组匝间耐电压试验意义汽轮发电机转子绕组由于绝缘结构及绝缘材料的不同，及转子设计结构不同，嵌线工在操作工艺不当引起不同程度的绝缘损伤。
使绕组间存在着各种形式的匝间绝缘故障，形成转子绝缘的薄弱环节，匝间脉冲耐电压试验是鉴定转子绕组绝缘强度，尤其发现隐性绝缘缺陷的重要手段。
消除绝缘缺陷，使汽轮发电机能够正常制造及运行。
因此在汽轮发电机转子上推广使用匝间脉冲耐电压试验有着极其重要意义。
1.2 汽轮发电机转子绕组匝间脉冲耐电压试验的基本原理绕组匝间绝缘试验有多种方式，但目前国际上通用的是直接浪涌电压冲击法。
这是因为该方法电路简单、操作方便，同时是对试验对象直接加压，数据准确、试验品与标准品的可比性强等的原故。
下面介绍在一般情况下，直接冲击电压法主回路的工作原理和波型形成过程。
1工作原理：线圈示波器中主回路的形式，高压变压器次级电压，组成冲击电压发生器。
可控硅起着高压开关的作用，R为波头电阻。
L为被测件，正因为被测件是直接接入主回路的两端，故这种测量方法称为直接浪涌电压冲击法。
通过对电路在实验各阶段的理论推导分析，冲击电压前沿与波头电阻和电容有关。
被测绕组参数电阻，电感，电容的变化都会引起衰减速振荡的振幅、时间常数的倒数和频率的变化，所以如果匝间短路、开路等间题出现，绕组参数产生变化，通过观察衰减振荡波形的变化便可检测层间、匝间异常。
脉冲功率技术基础-6-2(传输线)
脉冲成形网络（PFN)
1、波传输过程分析
Blumlein line 等效电路
Blumlein Line
1. 同轴型Blumlein
2Z0
“强光一号”装置照片
图2－5 “闪光二号”加速器照片
（0.9~1.47MV、720~1000kA、
70~80ns)
传输线发生器
感应电压加法器组成的高功率脉冲装置
测验题
Zl=Z0, 传输线外皮充电，当开关合闸后，分析并 画出负载上电压波形。
Stacked Transmission Line-1
2、多线段倍压变换器
3、Spiral line：阿基米德螺旋倍压器
4、传输线变压器
传输线变压器等效电路
传输线变压器优点
泄漏电感小； 无铁心，重量轻； 响应ห้องสมุดไป่ตู้率高； 制作简单。
（3）理想开关接通两段充电传输线
课后作业！
（4）入射波先进入电阻，再进入传输线 和入射波先进入传输线，再进入电阻的区别？
单传输线型脉冲形成线电路图
波的多次折射与反射
Vi＝vs＝VsZ0/（Rs ＋Z0）
等值集中参数定理
结论：电感、电容影响折射波陡度，不影响最大幅值
Blumlein Line
传输线
传输线
传输线分布参数
传输线方程推导
（
）
波的折射和反射
波的折射和反射
波的折射和反射
阶跃电压入射波作用：末端开路
直流阶跃电压入射：末端短路
课后思考题
几种传输线连接的特殊情况
（1）电磁波在两段传输线连接点的折、反射
（2）充电传输线通过理想开关向另一传输线放电
脉冲功率技术基础6脉冲压缩与成形技术脉冲压缩与成形技术磁开关传输线传输线传输线分布参数传输线方程推导波的折射和反射波的折射和反射波的折射和反射阶跃电压入射波作用