[01367921]应用于强流脉冲电源的石墨电极气体开关

任务来源： （1）神光III主机装置主放大系统片放能源系统（气体开关部分）,中国工程物理研究院,合同编号20101614。 （2）高重复频率脉冲技术的关键基础问题研究,国家自然科学基金重点项目,项目编号5403720。 （3）高压大电流大电荷转移气体开关,中国工程物理研究院,合同编号RCLF-GL-HT-S031.3.2.3（YZ）（2006）03。 工作原理概括如下,开关使用等电场面石墨电极,在一定气压下保持绝缘状态,需要导通动作时,由触发器产生一个上升时间纳秒级的高压脉冲施加在开关两电极间,导致开关间隙形成瞬时过电压,从而实现快速导通。 技术指标： （1） 工作气压：0.1 Mpa~0.4 Mpa （2） 开关耐压：＞50kV; （3） 工作电压：5 kV~25 kV; （4） 峰值电流：≥700 kA; （5） 转移电荷量：≥100 C/shot,最大转移电荷量：≥500 C/shot; （6） 电极寿命：≥6000次（实际工作电压23.5kV,单次转移电荷量65C）。 突出成果体现在： 研制了一种石墨电极气体火花开关。开关直流耐压能力可以超过50kV,单次通流能力大于700kA,在该电流单次作用下,电极表面烧蚀轻微,开关整体完好,单次电荷转移量超过250C,最大电荷转移量可达500C,每对电极使用寿命大于360kC转移电荷量,支持开关电极多次更换。（美国NIF装置使用的气体开关ST-300,直流耐压50kV,额定通流能力300kA,单次转移电荷量大于100C,寿命150kC）。该开关电气性能达到国际先进水平,改变了我国高功率大电流开关长期依赖进口的局面。此开关已用于“神光Ⅲ”主机装置54套能源组件中,被选用为国家“神光III”重大项目能源组件系统大电流开关方案。此外,此开关在中科院上海光学精密机械研究所氙灯测试电源,国家强磁场中心多时空脉冲强磁场成型制造基础研究中也发挥了重要作用。