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第1章 脉冲功率技术概述 1

1.1 什么是脉冲功率技术 1

1.2 脉冲功率技术的发展 2

1.3 脉冲功率系统的基本组成与应用 3

参考文献 3

第2章 能量的储存 5

2.1 概述 5

2.2 电容储能及脉冲电容器 6

2.2.1 电容储能 6

2.2.2 脉冲电容器 7

2.2.3 Marx发生器储能系统 9

2.3 电感储能 11

2.3.1 工作原理 11

2.3.2 人工过零技术 12

2.4 机械储能 13

2.4.1 脉冲发电机组 13

2.4.2 单极发电机 15

2.5 化学能 16

2.5.1 蓄电池 16

2.5.2 爆磁压缩发生器 17

参考文献 19

第3章 高功率脉冲的产生 20

3.1 概述 20

3.2 大容量电容器组并联运行 21

3.2.1 多台电容器并联运行 21

3.2.2 放电回路分析 22

3.2.3 用于电力部门的冲击电流发生器简介 27

3.2.4 开关并联运行的条件 28

3.3 Marx发生器 30

3.3.1 用于脉冲功率技术领域的Marx发生器 30

3.3.2 Marx发生器-陡化电容器电路 35

3.4 单传输线 37

3.4.1 电磁波在均匀无损线上的传播 37

3.4.2 单传输线型高压脉冲形成线 41

3.5 Blumlein传输线 45

3.5.1 同轴Blumlein传输线的工作原理 45

3.5.2 Marx发生器对Blumlein传输线充电时的电压和能量传输效率 51

3.5.3 Blumlein传输线放电时负载上电压波形 57

3.5.4 Blumlein传输线对负载的能量传输效率 63

参考文献 64

第4章 开关技术 65

4.1 概述 65

4.1.1 开关的主要特性参数 66

4.1.2 开关的触发系统 70

4.2 气体开关 71

4.2.1 三电极开关 72

4.2.2 电场畸变火花开关 74

4.2.3 多弧道开关 79

4.2.4 激光触发气体开关 82

4.3 固体开关 84

4.3.1 固体薄膜多通道开关 84

4.3.2 磁开关 84

4.3.3 光导半导体开关 88

4.3.4 高功率重复频率半导体固态开关 90

4.4 液体开关 92

4.5 开断开关简介 94

4.5.1 开断开关 94

4.5.2 等离子体断路开关 95

4.6 赝火花开关 98

4.6.1 工作原理 98

4.6.2 赝火花开关举例 99

参考文献 100

第5章 电介质的绝缘特性 101

5.1 引言 101

5.2 气体绝缘 102

5.2.1 静态电压下气体电介质的绝缘强度 103

5.2.2 脉冲电压下气体介质的击穿特性 106

5.3 液体绝缘 107

5.3.1 液体绝缘介质中的实用公式 107

5.3.2 几种常用的液体绝缘介质 108

5.4 固体绝缘 110

5.4.1 固体绝缘介质的几种击穿机制简述 110

5.4.2 计算几种固体绝缘材料击穿场强的实用公式 111

5.5 固体绝缘介质沿面闪络 111

5.5.1 沿面闪络结构类型 111

5.5.2 空气中纳秒脉冲电压下同轴电缆沿面闪络特性的试验研究 113

5.5.3 真空沿面闪络的击穿机制 117

5.5.4 纳秒脉冲下绝缘子真空沿面闪络特性试验研究举例 119

参考文献 123

第6章 真空二极管 124

6.1 真空二极管的构型与绝缘 124

6.1.1 真空沿面绝缘设计原则 125

6.1.2 真空磁绝缘 127

6.2 二极管中电子束和离子束的物理机制及特性 133

6.2.1 电子的发射过程 133

6.2.2 高功率二极管中的电子流 135

6.2.3 电子、离子双向流 138

6.2.4 二极管上的预脉冲 139

6.2.5 箍缩电子束二极管 141

6.2.6 同轴径向二极管 143

6.2.7 高功率离子束二极管 144

参考文献 146

第7章 测量与诊断 147

7.1 引言 147

7.2 用分流器测量脉冲大电流 148

7.2.1 基本原理 148

7.2.2 分流器的种类 149

7.2.3 分流器应用举例 150

7.3 Rogowski电流测量线圈 151

7.3.1 电流测量线圈的基本原理 151

7.3.2 用Rogowski线圈测量冲击电流时的误差分析 154

7.4 用法拉第筒测量加速器二极管中强流电子束 158

7.4.1 法拉第筒的结构 158

7.4.2 法拉第筒同轴测量电阻阻值的标定 159

7.5 磁光电流测量装置 160

7.5.1 磁光效应 160

7.5.2 磁光式电流传感器原理与构成 161

7.5.3 磁光式电流传感器信号处理 162

7.6 用分压器测量脉冲高电压 165

7.6.1 电阻分压器 165

7.6.2 电容分压器 169

7.6.3 阻容分压器 171

7.7 脉冲功率技术中的诊断技术举例 171

7.7.1 X射线总剂量测量 171

7.7.2 X射线能谱范围 172

7.7.3 稠密等离子体焦点脉冲X射线源随时间的变化特性 174

7.7.4 X射线针孔成像 174

7.7.5 激光差分干涉诊断 175

参考文献 176

第8章 脉冲功率装置及其应用举例 177

8.1 引言 177

8.2 相对论电子束（或离子束）加速器 178

8.2.1 加速器的组成 178

8.2.2 应用举例 178

8.3 高功率脉冲驱动的快速Z箍缩装置 181

8.4 直线感应加速器 183

8.5 高功率微波发生器 186

8.6 稠密等离子体焦点装置 188

8.6.1 等离子体焦点脉冲X射线源的应用举例 189

8.6.2 等离子体焦点脉冲中子源的应用举例 190

8.7 脉冲功率技术在环境保护中的应用 192

8.8 液电效应及其应用 194

8.8.1 液电效应 194

8.8.2 应用举例 195

8.9 重复频率脉冲功率装置 198

8.9.1 Tesla变压器型重复频率加速器的应用 199

8.9.2 Tesla变压器的工作原理 201

参考文献 204

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