文档介绍：:2006-06-25;修回日期:2006-08-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(50377035,10476022;霍英东教育基金(91060;教育部博士点基金(2005061300。作者简介:邓桃(1982-,女,硕士研究生,主要从事电力设备检测与故障诊断的研究。一种纳秒级高压脉冲发生器的研制邓桃,吴广宁,周凯,吴建东(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,ChinaDevelopmentofaHighVoltageNanosecondPulseGenerator(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031DENGTao,WUGuang-ning,ZHOUKai,WUJian-dong文章编号:1001-1609(200702-0131-02摘要:电声脉冲法(PEA是一种目前较为流行的空间电荷分布测量技术,使用该法的一个前提条件是必须产生一个幅值大于400V、脉宽小于20ns的高压脉冲。笔者研制了一种纳秒级高压脉冲发生器,利用水银继电器作为开关,贮能电容通过此开关对匹配负载放电,经试验能产生脉冲幅值600V、脉宽小于10ns的陡脉冲电压信号。关键词:电声脉冲法;脉冲发生器;纳秒中图分类号:TM933文献标识码:AAbstract:Thepulsedelectro-acousticmethodisapopulartechnologyofmeasuringthespacechargedistribution,-voltagepulse(amplitude>400V,pulsewidth<,,:pulseelectro-acousticmethod(PEA;pulsegenerator;nanosecond引言近年来,纳秒级高压陡脉冲在高电压、脉冲功率技术和电磁脉冲效应等研究领域得到广泛应用。它在研究电介质老化和击穿特性中的用途也日益突出[1-2]。自80年代日本武藏工业大学高田达雄教授提出用电声脉冲法(PEA测量空间电荷分布,经过二十多年的不断发展,PEA已成为一种目前较为流行的对固体绝缘介质中空间电荷分布的测量技术[3-8]。聚合物绝缘材料本身拥有压电弛豫效应,但是此效应很小。当空间电荷在聚合物中累积时,这种效应明显增大,类似于一个压电传感器。当脉冲电场作用于该试样时,空间电荷累积处产生一脉冲声波,利用压电传感器可以检测到该声波,并将声信号转化为电信号,此信号与空间电荷分布成比例。因此,该方法可描述固体绝缘介质内部的空间电荷分布。此法成功必须满足的一个条件是脉冲电场的持续时间远远小于声波在试样中的传输时间。对聚合物薄膜介质,声波在其中的传播速度大约是2000m/s,试样的厚度约为200μm,如果声波持续时间仅为声波通过试样时间的10%,那么所需的脉冲电压宽度仅为10ns。笔者设计了一个线脉冲发生器来产生该信号。1脉冲形成原理高压脉冲的形成原理可由图1所示的脉冲功率传输链表示。利用电容储存高压直流电源提供的能量,同轴电缆用于传输信号。当水银继电器开关动作时,经过信号变换过程产生所需陡脉冲,为了减小过冲和反射,在负载前端设计阻抗匹配环节。,见图2。当电路的输出端接有负载时,该电路存在压降和脉动。有负荷时的压降可用公式(1描述。ΔU=2δU=Id/fC(1式中:Id为负载的平均电流;f为频率。131・・(2描