氮气火花开关击穿机制的理论和数值研究

• 作者: 周前红 孙强 宋萌萌 杨薇 董烨
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 气体火花开关 流注击穿 触发极 氮气
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 319-328
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201206

摘要

三电极气体火花开关带有触发极,相比两电极开关,其开关导通的可控性较高,工作电压较低且抖动小,所以气体火花开关中三电极开关的应用较为广泛.本文针对大气压氮气环境下的两电极开关和三电极开关的击穿机制进行了理论与数值模拟研究.通过理论和数值计算发现,对于平板-平板的两电极开关来说,低电压下(小于6.3 kV)无法产生流注击穿,高电压下(大于6.3 kV)会先形成由阴极到阳极的负流注,然后再形成由阳极向阴极的正流注.而在三电极开关的击穿过程中,首先会在触发极和绝缘体之间发生击穿,然后这个通道不断向阴阳极扩展,最终形成阴阳极之间的电弧通道.在本文的计算工况下,如果需要阴极-触发极、阳极-触发极同时击穿的话,其阴极-触发极之间的外加电压需要大于1.18 kV,而阳极-触发极之间的外加电压需要大于3 kV.当考虑触发极的场致发射后,该击穿阈值可以显著降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	董烨		49	210	9.0	10.0
2	周前红		25	83	5.0	7.0
3	杨薇		3	1	1.0	1.0
4	孙强		1	0	0.0	0.0
5	宋萌萌		1	0	0.0	0.0