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全膜脉冲电容器电热老化分析 被引量：1
1
作者 黄云祺 王凌云 +5 位作者 张东东 陈林 袁建强 谢卫平 邓明海 孔佑军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-151,共7页
全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LT... 全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元(Brick)实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器,分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因,并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真,说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因;对电容器进行温度场分析,发现电容器温度与充放电频率成正相关,温度最高点位于电容器几何中心处附近,在充放电频率较低时,电容器温升不明显,说明在较低充放电频率下,电容器绝缘介质老化以电老化为主,而非热老化。 展开更多
关键词 全膜脉冲电容器 寿命试验 老化 电场畸变 失效机理
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重频大电流下金属化膜脉冲电容器温升累积效应研究 被引量：2
2
作者 李长云 刘超群 于永进 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期2068-2076,I0035,共10页
电磁发射技术中通常要求脉冲功率电源具有数十千安幅值、数毫秒脉宽的脉冲电流,并且具备重复频率连续发射能力。金属化薄膜电容器因其储能密度高、使用寿命长而被广泛应用于脉冲电源系统。根据脉冲电容器的结构及脉冲电源的工作模式,该... 电磁发射技术中通常要求脉冲功率电源具有数十千安幅值、数毫秒脉宽的脉冲电流,并且具备重复频率连续发射能力。金属化薄膜电容器因其储能密度高、使用寿命长而被广泛应用于脉冲电源系统。根据脉冲电容器的结构及脉冲电源的工作模式,该文首先建立脉冲电容器的发热及散热模型;然后,在多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.6中建立瞬态温度场模型,并结合现有实验结果验证模型有效性,进而讨论重复频率脉冲放电应用中金属化膜脉冲电容器内部温升的累积现象。结果表明:在脉冲放电峰值1 kA、环境温度15℃、金属膜厚4 nm条件下,以12次/min的重复频率、30 s时间间隔连续工作10次后,脉冲电容器芯子最大温升为22.9℃。在此基础上,仿真分析环境温度、重复频率、脉冲电流峰值、电极厚度四方面因素对脉冲电容器温升的影响。该模型给出重频大电流下脉冲电容器内部瞬态发热规律,可为脉冲电容器合理运行和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 电磁发射 脉冲电容器 重复频率 有限元 累积效应
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新型软开关高压脉冲电容恒流充电技术分析 被引量：38
3
作者 尚雷 王相綦 +3 位作者 裴元吉 赵涛 冯光耀 王琳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期241-244,共4页
介绍了新型软开关脉冲电容充电技术 ,其基本电路采用串联谐振拓扑 ,具备零电流开关、恒流充电、内在短路保护等优点。导出了该基本电路重要参数的计算公式。仿真了一个 1 6k J/ s充电电源的波形。在重复频率较高、负载电容容量偏小时的... 介绍了新型软开关脉冲电容充电技术 ,其基本电路采用串联谐振拓扑 ,具备零电流开关、恒流充电、内在短路保护等优点。导出了该基本电路重要参数的计算公式。仿真了一个 1 6k J/ s充电电源的波形。在重复频率较高、负载电容容量偏小时的不利情况下 ,在基本恒流电路的基础上 ,探讨了几种改善充电电压稳定性的途径 。 展开更多
关键词 脉冲电容 充电 软开关 恒流源 仿真波形
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串联谐振充电电源分析及设计 被引量：61
4
作者 苏建仓 王利民 +1 位作者 丁永忠 宋晓欣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1611-1614,共4页
　推导了串联谐振充电电源不同工作模式下的电流、电压计算公式,给出了计算不同周期电流、电压值的递推公式;应用递推公式说明了这种电源的脉动恒流充电特性;给出了负载电容不完全放电情况下电源参数的计算方法。在负载电容完全放电的... 　推导了串联谐振充电电源不同工作模式下的电流、电压计算公式,给出了计算不同周期电流、电压值的递推公式;应用递推公式说明了这种电源的脉动恒流充电特性;给出了负载电容不完全放电情况下电源参数的计算方法。在负载电容完全放电的情况下,电源的平均输出功率为最大输出功率的一半,在负载电容电压基本维持恒定的情况下,电源平均输出功率与最大输出功率相等;最后给出了一台为Tesla型加速器初级储能电容充电的谐振电源的设计实例,电源的实测结果和计算结果一致,在100Hz重复频率下运行稳定可靠。 展开更多
关键词 串联谐振 恒流充电电源 脉冲功率
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局部放电对脉冲电容器的绝缘老化及其失效的影响分析 被引量：13
5
作者 彭倩 吴广宁 +3 位作者 张星海 周力任 任志超 冉汉政 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期489-492,共4页
为了研究电容器的寿命与其工作可靠性的关系,笔者通过对脉冲电容器进行充放电老化试验,并对处于不同寿命阶段的电容器进行直流局部放电测试,得到最大放电量、平均放电量和平均放电重复率随寿命变化的曲线;借助电子显微镜观察处在不同老... 为了研究电容器的寿命与其工作可靠性的关系,笔者通过对脉冲电容器进行充放电老化试验,并对处于不同寿命阶段的电容器进行直流局部放电测试,得到最大放电量、平均放电量和平均放电重复率随寿命变化的曲线;借助电子显微镜观察处在不同老化寿命阶段电容器薄膜的表面微观形貌,分析充放电老化试验对其微观形貌的影响。最后结合电容器实际击穿情况,分析总结了导致脉冲电容器局部放电性能变化以及老化击穿的因素,指出电极边缘区域存在的局部绝缘缺陷是电容器失效的主要原因。 展开更多
关键词 脉冲电容器 直流局部放电 老化 大电流脉冲 表面形貌
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脉冲电容器绝缘老化和直流局部放电测试系统 被引量：13
6
作者 王鹏 吴广宁 +2 位作者 罗杨 徐慧慧 张依强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1268-1274,共7页
为研究脉冲功率系统中储能电容器的绝缘老化规律,模拟高压储能电容器实际工作过程,搭建了其电应力老化系统。基于平衡法,设计了直流局部放电脉冲测试装置和数据采集模块,得到局部放电脉冲簇。为消除单脉冲触发采集中的误触发干扰,提取... 为研究脉冲功率系统中储能电容器的绝缘老化规律,模拟高压储能电容器实际工作过程,搭建了其电应力老化系统。基于平衡法,设计了直流局部放电脉冲测试装置和数据采集模块,得到局部放电脉冲簇。为消除单脉冲触发采集中的误触发干扰,提取单个脉冲的时频特性,基于局部放电脉冲和干扰脉冲在时频图中的不同特性,滤除干扰脉冲从而得到局部放电脉冲数据库,并利用该数据库,得到不同老化阶段的局部放电统计特性。该系统解决了直流电压下脉冲电容器现场局部放电测试的低灵敏度和干扰抑制问题,为研究短时大电流对脉冲电容器绝缘系统的破坏规律提供了基础,可用于脉冲功率系统中脉冲电容器绝缘状态和绝缘寿命的评估,剔除存在绝缘击穿危险的电容器,从而提高脉冲功率系统的稳定性。 展开更多
关键词 绝缘老化 局部放电 电容器 脉冲识别 脉冲功率
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高储能密度电容器 被引量：16
7
作者 林福昌 代新 +2 位作者 徐智安 李劲 姚宗干 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期94-96,共3页
　电容器是脉冲功率设备的重要储能元件,提高电容器的储能密度能有效地减小脉冲电源的体积。根据箔式结构电容器的缺点及其击穿机理,采用金属化膜和混合膜结构技术,研制出了两种高储能密度高压脉冲电容器,储能密度分别超过800J/L和500J/L。
关键词 电容器 储能密度 脉冲功率电源 击穿机理
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金属化聚丙烯膜脉冲电容器端部接触老化研究 被引量：12
8
作者 代新 林福昌 +1 位作者 李劲 姚宗干 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期51-54,共4页
电极端部与喷金层松动或脱离是金属化膜电容器失效的主要原因之一 ,尤其是以重复充放电方式工作的脉冲电容器。以金属化聚丙烯膜电容器为例 ,对其端部接触老化进行了研究。金属化膜电容器短的接触收到电压效应、热效应和机械效应的影响... 电极端部与喷金层松动或脱离是金属化膜电容器失效的主要原因之一 ,尤其是以重复充放电方式工作的脉冲电容器。以金属化聚丙烯膜电容器为例 ,对其端部接触老化进行了研究。金属化膜电容器短的接触收到电压效应、热效应和机械效应的影响。为便于研究 ,采用了一种新结构的试品。通过这种试品与普遍金属化膜电容器的对比试验以及新结构试品自身的对比试验来分别检验电压效应、热效应和机械效应对端部接触的影响。结果表明 ,在高场强下 ,电压效应对端部接触老化的影响很大 ,电流的热应力对金属化电容器端部接触的影响较小 。 展开更多
关键词 金属化聚丙烯膜脉冲电容器 老化 高场强 电极 端部接触
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金属化膜脉冲电容器退化失效分析 被引量：14
9
作者 赵建印 彭宝华 +1 位作者 孙权 周经伦 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期62-64,共3页
金属化膜脉冲电容器的“自愈”性使其失效数据短时内很难得到。故在分析电容器失效机理的基础上给出其耗损失效模型,推导出失效概率密度及分布函数,用电容器的性能衰退数据分析其可靠性。在估计形状参数和尺度参数分别为0.3817、23.12... 金属化膜脉冲电容器的“自愈”性使其失效数据短时内很难得到。故在分析电容器失效机理的基础上给出其耗损失效模型,推导出失效概率密度及分布函数,用电容器的性能衰退数据分析其可靠性。在估计形状参数和尺度参数分别为0.3817、23.12时确定失效模型后可求得充放电10000次的可靠度为0.9881,预计充放电寿命为23120次。用该可靠性模型分析可节约试验成本。 展开更多
关键词 可靠性 退化失效 金属化膜脉冲电容器 惯性约束聚变
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电容器恒流充电电源的通用谐振电路模型 被引量：17
10
作者 丁卫东 王霞 邱毓昌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期25-26,共2页
根据几种电容器充电用谐振电源的分析 ,得到统一的电路模型并以此说明电容充电电源实现恒流的机理 ,给出了实现谐振的条件。
关键词 脉冲电容器 恒流充电电源 通用谐振电路模型
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废水处理用等离子体窄脉冲电源的研制 被引量：6
11
作者 张祥龙 王毅 +1 位作者 胡小吐 田付强 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期69-73,共5页
主要论述了一种气体放电等离子体窄脉冲电源装置的构成及工作性能;尤其对自行研制的核心部件八电极旋转火花隙开关(RSGS)的大小,尺寸结构进行了说明.分析了电源主电路工作原理,对电路的动态工作进行数学建模和解析求解,为电源设计和元... 主要论述了一种气体放电等离子体窄脉冲电源装置的构成及工作性能;尤其对自行研制的核心部件八电极旋转火花隙开关(RSGS)的大小,尺寸结构进行了说明.分析了电源主电路工作原理,对电路的动态工作进行数学建模和解析求解,为电源设计和元件参数选取提供了依据.通过此套电源所产生出的高压脉冲波形,具有上升沿小于100 ns,脉宽不大于1μs,脉冲频率可调,脉冲功率大等特点.通过实验表明,该电源应用于产生等离子体进行废水净化等领域,具有良好的降解效果. 展开更多
关键词 窄脉冲电源 气体放电等离子体 高电压 旋转火花隙开关 废水处理
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脉冲功率电源电容器保护的试验研究 被引量：6
12
作者 秦实宏 刘克富 +1 位作者 李劲 潘垣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期4-6,共3页
本文分析了采用爆炸丝方式进行脉冲功率电源电容器保护时存在的问题 ,对电容器组中单台电容器的保护要求和措施进行了较详细的讨论 ,提出了采用电感、电阻和快速限流熔断器进行电容器保护的方案 。
关键词 脉冲功率电源电容器 保护 试验 爆炸丝
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高压脉冲电容器的直流局部放电绝缘检测 被引量：18
13
作者 于成龙 叶海福 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期5-8,共4页
高压脉冲电容器的绝缘性能直接关系到其在放电单元中工作的可靠性,直流局部放电测试能够为评估高压脉冲电容器绝缘性能状况提供有效信息。在分析油浸膜—纸绝缘电容器的绝缘特性的基础上,利用所研制的直流局部放电测试系统在一般屏蔽实... 高压脉冲电容器的绝缘性能直接关系到其在放电单元中工作的可靠性,直流局部放电测试能够为评估高压脉冲电容器绝缘性能状况提供有效信息。在分析油浸膜—纸绝缘电容器的绝缘特性的基础上,利用所研制的直流局部放电测试系统在一般屏蔽实验室条件下应用平衡法对油浸膜—纸绝缘电容器进行了直流局部放电实验研究,结果表明,可以用放电量—局部放电次数来表征电容器的绝缘状况。通过一批同型号、同批次电容器的直流局部放电试验研究,证明电容器绝缘劣化严重时,其局部放电水平随电压增加而剧烈变化。 展开更多
关键词 局部放电 液体电容器 绝缘 无损检测 平衡法
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高频脉冲功率源初级单元的设计 被引量：4
14
作者 浩庆松 丁臻捷 +7 位作者 范菊平 俞建国 袁雪林 潘亚峰 胡龙 方旭 王刚 苏建仓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2479-2482,共4页
针对半导体断路开关型、数十kHz高频脉冲功率源设计了初级单元。该单元在低频电路的基础上进行了改进和优化,放电主开关采用IGBT串并联组件,解决了同步触发问题,增加了过流保护系统,设计了高频脉冲触发器。研究发现,初级单元的放电电容... 针对半导体断路开关型、数十kHz高频脉冲功率源设计了初级单元。该单元在低频电路的基础上进行了改进和优化,放电主开关采用IGBT串并联组件,解决了同步触发问题,增加了过流保护系统,设计了高频脉冲触发器。研究发现,初级单元的放电电容放电后有残余电压存在,这会降低脉冲功率源的输出稳定性。该初级电路加强了高频率脉冲功率源的稳定性和可靠性,成功应用于数十kHz高频脉冲功率源。从波形上看,初级充电电源工作电压约为1kV,放电电流约1.5kA,在10kHz条件下可以稳定工作。 展开更多
关键词 高频 脉冲功率源 IGBT 同步触发
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激光泵浦系统脉冲电容器残余电压研究 被引量：3
15
作者 林德江 井志胜 +4 位作者 张雏 沈洪斌 王明华 秦国伟 刘兆军 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期12-17,共6页
激光泵浦系统的脉冲电容器在工作一段时间之后会出现一定的残余电压,而且残压会越来越大,残余电压会对激光装备造成严重影响。笔者通过充放电试验,研究了影响脉冲电容器残余电压的因素,以及残余电压产生和升高的机理。结果表明:残压与... 激光泵浦系统的脉冲电容器在工作一段时间之后会出现一定的残余电压,而且残压会越来越大,残余电压会对激光装备造成严重影响。笔者通过充放电试验,研究了影响脉冲电容器残余电压的因素,以及残余电压产生和升高的机理。结果表明:残压与电容充电电压以及损耗都有关。损耗越大残压越大,当损耗在一定的范围内时,残余电压随着电容充电电压的升高基本呈现线性递减的趋势,损耗越大递减越慢;当损耗超出这一范围时,残余电压随着充电电压的升高不再呈现线性递减,而是在一定的水平浮动。随着充放电过程的进行,残压呈现变化越来越快的趋势,残压的升高与电容器端部金属层的腐蚀退后有关。这些研究成果为脉冲激光装备的正确应用,以及进一步改善脉冲电容器制造工艺,抑制残压过快增长,有效延长工作寿命奠定了基础。 展开更多
关键词 脉冲电容器 残余电压 电容损耗 充电电压 激光泵浦系统
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膜纸复合型高压脉冲电容器电容量漂移的研究 被引量：6
16
作者 叶海福 姚永和 于成龙 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期29-31,共3页
高压脉冲电容器的电容量漂移对RLC回路的稳定性会产生不利影响。通过对自然贮存的膜纸复合型高压脉冲电容器电容量的长期跟踪研究,发现高压脉冲电容器电容量的变化存在几个特征明显不同的变化阶段。针对不同阶段的电容量变化趋势,通过... 高压脉冲电容器的电容量漂移对RLC回路的稳定性会产生不利影响。通过对自然贮存的膜纸复合型高压脉冲电容器电容量的长期跟踪研究,发现高压脉冲电容器电容量的变化存在几个特征明显不同的变化阶段。针对不同阶段的电容量变化趋势,通过理论分析,对产生这种变化的原因进行了合理的解释,并应用对比实验对所提出的解释进行了验证。 展开更多
关键词 高压脉冲电容器 电容量 贮存时间
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一种新结构自愈式高储能密度脉冲电容器的实验研究 被引量：5
17
作者 王科 杨兰均 +2 位作者 张乔根 许继业 金玲 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期445-448,共4页
研制了一种金属化膜脉冲电容器。通过采用内串结构、选择合适的金属膜方阻值,提高了电容器的储能密度。而通过改变金属膜方阻值的大小以及对电极端部的加厚处理进行改进,在保持其储能密度一定的情况下,有效延长了电容器的使用寿命。寿... 研制了一种金属化膜脉冲电容器。通过采用内串结构、选择合适的金属膜方阻值,提高了电容器的储能密度。而通过改变金属膜方阻值的大小以及对电极端部的加厚处理进行改进,在保持其储能密度一定的情况下,有效延长了电容器的使用寿命。寿命试验表明,单个元件喷金层的脱落是造成电容器失效及寿命缩短的主要原因,而外层薄膜自愈严重及其中轴处的横贯内外层的自愈是造成单支元件电容量下降的主要原因。 展开更多
关键词 脉冲电容器 自愈 内串结构 方阻值
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高压脉冲电容器电容量漂移的研究 被引量：3
18
作者 叶海福 姚永和 于成龙 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期37-41,共5页
针对高压脉冲电容器的稳定性即电容量随贮存时间延长而增大导致产品失效的问题，对其电容量漂移进行了跟踪研究，发现在自然贮存条件下，其电容量的变化存在“保持-激增-再保持”几个特征明显不同的变化阶段。贮存初期，高压脉冲电容器... 针对高压脉冲电容器的稳定性即电容量随贮存时间延长而增大导致产品失效的问题，对其电容量漂移进行了跟踪研究，发现在自然贮存条件下，其电容量的变化存在“保持-激增-再保持”几个特征明显不同的变化阶段。贮存初期，高压脉冲电容器的电容量变化〈0.5×10^-3，贮存中期，电容量激增，贮存后期，电容量逐渐趋于稳定。该结构的理论计算和分析表明：贮存初期电容量的变化主要原因是吸油和溶胀及应力调整等物理变化;贮存中期电容量的激增是由电容器内部的化学反应造成;贮存后期各种反应达到动态平衡状态，电容量缓慢增长。故提出高压脉冲电容器在使用前应进行8-12个月的自然贮存调整，以保证使用时其电容量的稳定性。 展开更多
关键词 高压脉冲电容器 电容量 漂移 结构分析 贮存时间 浸渍剂
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currentMKMJ25-22型自愈式脉冲电容器耐久性试验条件的验证及其重要意义
19
作者 冷观勇 蒋明 +2 位作者 邓嗣译 韦旭 黄剑锋 《电力系统装备》 2024年第5期173-175,共3页
随着电力装备制造技术的不断提升,自愈式脉冲电容器作为一种关键的电子元器件,在多个领域的应用逐渐得到广泛推广。为了确保这些电容器在实际应用中的稳定性和可靠性,必须对其进行严格的耐久性试验。然而,目前主流的试验方法尚不能准确... 随着电力装备制造技术的不断提升,自愈式脉冲电容器作为一种关键的电子元器件,在多个领域的应用逐渐得到广泛推广。为了确保这些电容器在实际应用中的稳定性和可靠性,必须对其进行严格的耐久性试验。然而,目前主流的试验方法尚不能准确快速地反映MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的实际性能。针对MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验问题,文章对标行业试验标准,对试验设备的能力进行了理论分析,并在元件选取、充放电回路等方面对试验回路进行了优化设计。通过对1台MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器进行2000次的耐久性试验,证明回路、设备、配件均能够满足MKMJ25–22型自愈式脉冲电容器的试验要求。 展开更多
关键词 耐久性试验 脉冲电容器 波形 反峰电流
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脉冲电容器组电容器保护的对策分析 被引量：2
20
作者 秦实宏 刘克富 +1 位作者 李劲 潘垣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期39-40,共2页
以典型的电容器储能脉冲电源为实例 ,对电容器的保护给出了相应的对策。利用计算机对系统故障进行了模拟仿真 ,进而提出了电阻、电感和限流熔断器保护电容器的措施 ,并根据电源系统保护侧重的目标不同 ,对以上三种保护元件的各自作用进... 以典型的电容器储能脉冲电源为实例 ,对电容器的保护给出了相应的对策。利用计算机对系统故障进行了模拟仿真 ,进而提出了电阻、电感和限流熔断器保护电容器的措施 ,并根据电源系统保护侧重的目标不同 ,对以上三种保护元件的各自作用进行了优化分析 。 展开更多
关键词 脉冲电容器组 电容器保护 优化 熔断器
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