一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法技术

本发明专利技术涉及一种高压脉冲电容器考核方法，具体涉及一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，解决现有电容器的寿命考核方法对于多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器实际使用寿命考核不适用的技术问题。该多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，包括以下步骤：1)建立Marx发生器单级等效电路；2)建立Marx发生器谐振等效电路；3)任意选取2n只被测电容器，在Marx发生器单级等效电路与Marx发生器谐振等效电路中进行交替考核，n为大于等于1的整数，为多路并联Marx发生器内部电容器的可靠性评估提供重要数据支撑。器内部电容器的可靠性评估提供重要数据支撑。器内部电容器的可靠性评估提供重要数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法


[0001]本专利技术涉及一种高压脉冲电容器考核方法，具体涉及一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法。

技术介绍

[0002]高压脉冲电容器(以下简称电容器)是Marx发生器的能量存储部件，其使用寿命对装置可靠性具有至关重要的影响对抽样电容器进行寿命考核是评估装置内电容器可靠性的重要手段(参见李静雅.“剑光一号”Marx电容器寿命测试[J].电力电容器与无功补偿，2015，36(3)：0053～0055)。
[0003]现有电容器的寿命考核方法通常是搭建Marx发生器单级等效电路，依据等效电路在电容器实际工作电压下开展充电、放电试验，直至电容器损坏为止，此时电容器的工作次数即为使用寿命。但该方法在考核多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器时存在一个问题，多路并联Marx发生器存在两种工作状态，第一种是多路并联Marx发生器内部所有机芯均正常导通建立；第二种是多路并联Marx发生器内部某个机芯由于开关K自放电的原因提前导通建立，而其它机芯仍处于未建立状态。已有的电容器寿命考核方法只适用于第一种状态下电容器寿命的考核，不适用于第二种状态下电容器寿命的考核。因此，无法客观给出多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器的使用寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有电容器的寿命考核方法对于多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器实际使用寿命考核不适用的技术问题，而提供一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，为多路并联Marx发生器内部电容器的可靠性评估提供重要数据支撑。
[0005]本专利技术的思路是：
[0006]本专利技术方法包括考核Marx发生器单级等效电路和考核Marx发生器谐振等效电路，考核对象为高压脉冲电容器，考核对象的数量为2或2的整数倍，将抽取的2只电容器安装到Marx发生器单级等效电路进行考核，并记录考核次数；如果2只电容器均未损坏，再将2只电容器安装到Marx发生器谐振等效电路进行考核，并记录考核次数；Marx发生器谐振等效电路完成1次放电，且2只电容器均未损坏，则切换到Marx发生器单级等效电路进行交替考核；如果2只电容器在考核过程中有任意1只电容器损坏，则考核结束，将记录的Marx发生器单级等效电路与Marx发生器谐振等效电路的考核次数之和作为考核电容器的寿命依据。
[0007]为解决上述技术问题，实现上述专利技术构思，本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0009]1)建立Marx发生器单级等效电路；
[0010]2)建立Marx发生器谐振等效电路；
[0011]3)任意选取2n只被测电容器，在Marx发生器单级等效电路与Marx发生器谐振等效电路中进行交替考核，n为大于等于1的整数；
[0012]3.1、Marx发生器单级等效电路考核
[0013]将2n只被测电容器安装在Marx发生器单级等效电路中，对被测电容器充电，直至达到考核电压，控制Marx发生器单级等效电路中的开关导通，使被测电容器放电，记录放电次数，然后判断被测电容器是否损坏：
[0014]如果所有被测电容器均未损坏，则执行步骤3.2；
[0015]如果至少一只被测电容器损坏，则执行步骤4)；
[0016]3.2、Marx发生器谐振等效电路考核
[0017]将2n只被测电容器安装在Marx发生器谐振等效电路中，对被测电容器充电，直至达到考核电压，控制Marx发生器谐振等效电路中的开关导通，使被测电容器放电，记录放电次数，然后判断被测电容器是否损坏：
[0018]如果所有被测电容器均未损坏，则返回步骤3.1；
[0019]如果至少一只被测电容器损坏，则执行步骤4)；
[0020]4)记录该2n只被测电容器在Marx发生器单级等效电路和Marx发生器谐振等效电路中的放电次数之和，作为被测电容器的寿命依据，完成寿命考核。
[0021]进一步地，步骤3)中，n＝1。
[0022]进一步地，步骤1)中，Marx发生器单级等效电路的参数满足：
[0023]c＝2C
m
，L0＝L
m
，r＝Z/N；
[0024]其中，c为被测电容的电容量，r为负载电阻的阻值，N为Marx发生器单级等效电路中Marx发生器的级数，C
m
为每一级Marx发生器的等效电容量，L
m
为每一级Marx发生器的等效电感，Z为水介质传输线特性阻抗。
[0025]进一步地，步骤2)中，Marx发生器谐振等效电路的参数满足：
[0026]定义c＝2C
z
，L
d
＝L
f
/N，C
z
＝C
f
·
N，
[0027]其中，L
f
为单台Marx发生器对水线充电的回路电感，C
f
为水介质传输线的等效电容量，C
z
为单台Marx发生器对水线充电的谐振电容量。
[0028]进一步地，步骤1)中，Marx发生器单级等效电路包括单级等效电路基本回路、正高压电源及负高压电源；
[0029]单级等效电路基本回路包括第一开关K1、回路电感L0及负载电阻R；
[0030]第一开关K1的一端用于连接被测电容器C1的一端，另一端用于连接被测电容器C2的一端，被测电容器C2的另一端接地；
[0031]回路电感L0的一端连接被测电容器C1的另一端，回路电感L0的另一端通过负载电阻R接地；
[0032]第一开关K1的控制端用于与外部触发源连接；
[0033]正高压电源与被测电容器C1连接，用于对被测电容器C1充电；
[0034]负高压电源与被测电容器C2连接，用于对被测电容器C2充电。
[0035]进一步地，步骤2)中，Marx发生器谐振等效电路包括谐振等效电路基本回路、正高
压电源及负高压电源；
[0036]谐振等效电路基本回路包括对地隔离电阻R
s1
、对地隔离电阻R
s2
、第二开关K2、第二开关K2、负载电感L
d
与谐振电容器C
z
；
[0037]第二开关K2的一端用于连接的被测电容器C1的一端，第二开关K2的另一端用于被测电容器C2的一端；
[0038]负载电感L
d
的一端连接被测电容器C1的另一端，负载电感L
d
的另一端连接谐振电容器C
z
的一端；谐振电容器C
z
的另一端连接被测电容器C2的另一端；
[0039]谐振电容器C
z
的两端分别通过对地隔离电阻R
s1
、对地隔离电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多路并联Marx发生器用高压脉冲被测电容器寿命考核方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立Marx发生器单级等效电路；2)建立Marx发生器谐振等效电路；3)任意选取2n只被测电容器，在Marx发生器单级等效电路与Marx发生器谐振等效电路中进行交替考核，n为大于等于1的整数；3.1、Marx发生器单级等效电路考核将2n只被测电容器安装在Marx发生器单级等效电路中，对被测电容器充电，直至达到考核电压，控制Marx发生器单级等效电路中的开关导通，使被测电容器放电，记录放电次数，然后判断被测电容器是否损坏：如果所有被测电容器均未损坏，则执行步骤3.2；如果至少一只被测电容器损坏，则执行步骤4)；3.2、Marx发生器谐振等效电路考核将2n只被测电容器安装在Marx发生器谐振等效电路中，对被测电容器充电，直至达到考核电压，控制Marx发生器谐振等效电路中的开关导通，使被测电容器放电，记录放电次数，然后判断被测电容器是否损坏：如果所有被测电容器均未损坏，则返回步骤3.1；如果至少一只被测电容器损坏，则执行步骤4)；4)记录该2n只被测电容器在Marx发生器单级等效电路和Marx发生器谐振等效电路中的放电次数之和，作为被测电容器的寿命依据，完成寿命考核。2.根据权利要求1所述的一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，其特征在于：步骤3)中，所述n＝1。3.根据权利要求2所述的一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，其特征在于：步骤1)中，所述Marx发生器单级等效电路的参数满足：c＝2C
m
，L0＝L
m
，r＝Z/N；其中，c为被测电容的电容量，r为负载电阻的阻值，N为Marx发生器单级等效电路中Marx发生器的级数，C
m
为每一级Marx发生器的等效电容量，L
m
为每一级Marx发生器的等效电感，Z为水介质传输线特性阻抗。4.根据权利要求3所述的一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，其特征在于：步骤2)中，所述Marx发生器谐振等效电路的参数满足：定义c＝2C
z
，L
d
＝L
f
/N，C
z
＝C
f
·
N，其中，L
f
为单台Marx发生器对水线充电的回路电感，C
f
为水介质传输线的等效电容量，C
z
为单台Marx发生器对水线充电的谐振电容量。5.根据权利要求4所述的一种多路并联Marx发生器用高压脉冲电容器寿命考核方法，
其特征在于：步骤1)中，所述Marx发生器单级等效电路包括单级等效电路基本回路(4)、正高压电源(1)及负高压电源(2)；所述单级等效电路基本回路(4)包括第一开关K1、回路电感L0及负载电阻R；所述第一开关K1的一端用于连接被测电容器C1的一端，另一端用于连接被测电容器C2的一端，被测电容器C2的另一端接地；所述回路电感L0的一端连接被测电容器C1的另一端，回路电感L0的另一端通过负载电阻R接地；所述第一开关K1的控制端用于与外部触发源(3)连接；所述正高压电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天洋，伍麒霖，翟戎骁，呼义翔，尹佳辉，丛培天，高冕，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：