大電流パルスアーク放電に関する基礎研究

大电流脉冲电弧放电基础研究

基本信息

批准号：
08750343
负责人：
高木浩一
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

大電流パルスアーク放電は,ギャップスイッチのクロージング・フェイズとして多くのパルスパワー発生装置で用いられている。しかし,アーク抵抗の時間的変化は,ナノ秒のオーダで数桁変化する電圧の正確な測定の困難さから明らかにされていない。本研究の目的は,正確に測定可能な絶縁破壊電圧とアーク電流を用いて回路方程式を解くことによりアーク抵抗の時間的変化を求めること,その予測法を構築すること,かつ抵抗を決定する諸物理量を明らかにすることであった。実験は,分子性ガスや希ガス,負性ガスなど多くのガス種に対して,気圧やギャップ長などのパラメータを変えて行われた。得られた成果を以下にまとめる。アーク抵抗は電流が増加する領域で急激に減少し,電流最大付近で最小値となった後,緩やかに増加することが明らかとなった。この時間的変化に関する予測は適当な提唱式を用いることで予測可能となるが,その際最大電流時の抵抗値(ほぼ最小値となる)を予測する必要が生じる。抵抗の最小値を気圧とギャップ長の積で規格化した結果,規格化された抵抗値は最大電流の関数となることが分かった。気圧とギャップ長の積で規格化した電流最大時のアーク電力は電流の値に対して,わずかに増加する傾向を示したのち,飽和することが明らかになった。最大電流の値に対して電力の変化が小さくなることを利用して,各種ガスにおけるアーク抵抗の最小値の予測を行った。その結果,予測結果と実験値は比較的よく一致した。本手法を用いることで,一つの条件における消費電力の値を用いて,さまざまな条件におけるアーク抵抗の最小値の予測が可能となり,その値をアーク抵抗の時間変化を表す式に用いることでアーク抵抗の時間的変化が予測できるものと思われる。

高电流脉冲电弧放电在许多脉冲发电机中用作间隙开关的闭合阶段。然而，由于难以精确测量电压，电弧电阻的时间变化尚未明确，电压变化达纳秒量级几个数量级。本研究的目的是通过使用可精确测量的电介质击穿电压和电弧电流求解电路方程来确定电弧电阻的时间变化，开发预测方法，并开发各种确定电阻的方法。澄清物理量。对许多气体种类进行了实验，包括分子气体、稀有气体和负气体，同时改变了大气压力和间隙长度等参数。所得结果总结如下。结果发现，电弧电阻在电流增加的区域迅速下降，在最大电流附近达到最小值，然后缓慢增加。这种时间变化可以通过使用适当的建议公式来预测，但有必要预测最大电流（近似最小值）时的电阻值。通过气压和间隙长度的乘积对最小电阻值进行归一化，结果发现归一化电阻值是最大电流的函数。结果发现，最大电流下的电弧功率（通过气压和间隙长度的乘积归一化）表现出随电流值略有增加的趋势，然后饱和。利用功率变化相对于最大电流值变小的事实来预测各种气体的电弧电阻最小值。结果表明，预测结果与实验值吻合较好。通过使用该方法，可以使用一种条件下的功耗值来预测各种条件下的电弧电阻的最小值，并且通过将该值用于表示电弧电阻的时间变化的方程中，可以看出该变化随着时间的推移，电阻的变化是可以预测的。