一種用于80 kV直流電源測試的50 Hz/20 kW負載

呂東輝，張 瑜，禹偉榮，李 銳，程 杰，徐秀棟，胡祥剛，吳少彤，張 楠

(西北核技術研究所, 西安 710024)

高壓大功率負載主要用于高功率脈沖裝置的測試，目前主要使用的負載類型有粒子束二極管負載[1]、電解質溶液型電阻負載和固體型電阻負載[2]等。粒子束二極管負載的電子束建立過程較復雜，難以準確調節阻抗，且會產生X射線，增加了調試難度[3-4]。溶液型負載具有簡單方便、成本低廉、寄生電感小、功率容量大及自行恢復性好等優點，可通過改變溶液濃度來調節電阻，被廣泛應用于脈沖功率裝置的實驗測試[5-7]。如，楊實等[8]設計了一種水電阻匹配負載，有效降低了負載回路電感，明顯改善了低阻抗脈沖形成線的輸出波形；歐陽佳等[9]設計并制作了3 種不同結構的水電阻，作為折疊型平板Blumlein 線的匹配負載, 發現U形水電阻最適合用作折疊型平板Blumlein 線的匹配負載；梁川等[10]在匹配水負載上測試了所研制的0.1 Hz/800 kA驅動源模塊，證明了所研制驅動源模塊的重復頻率運行可行性。

然而，液體介質在特定情況下存在絕緣喪失風險，與液體介質絕緣能力相關的因素有液體極性、液體間隙、脈沖寬度、液體電導率及液體壓強等[11]。其中，脈沖寬度的增加會增強電極表面物理化學反應和時間累積效應，大大降低了液體介質的耐壓能力[12-13]；液體電導率的增加將導致更大的離子電流和更多的焦耳熱，使液相放電更易從氣泡內開始[14]。微秒量級甚至更小的電壓脈沖寬度，會提升高導電液體的預擊穿電流，并迅速降低液體放電起始電壓和擊穿電壓[14-15]。……