高压脉冲装置中储能电容器数量之讨论

储能电容器是高压脉冲装置的主要元件，其设备投资和电能损耗均占主要成分。故高压脉冲装置中储能电容器的选择十分重要。电容器组数的最佳概念是多角度的，它取决于高压脉冲装置的工作任务、型号、使用条件及运行方式，故无固定的数值。试分别讨论如下。

　　1满足电容总值和充电电压值的最小电容数储能电容器组数应在保证需要的电容量值和充电电压值的条件下选择总数最少的电容器。a中有m条电容支路并联，每条由n个相同的电容串联。则电容器组的电容Ccn=mCN/n，其中，Cn为每只电容器的定额值，已知n时电容器组的为某一整数，若x是正整数，则该函数是x本身；若x带小数，则它等于比x稍大的正整数。故满足电容总值和充电电压值的最少电容个数为：宁C|丨，1丨中a）n个电容串联，m条支路并联b）m个电容并联n条支路串联电容器组中电容器的连接方式2故障情况下电容数量的讨论可用故障强度描述电容器组的故障几率即：其中，Uc为储能电容器的电压值；n为电容器运行标称状态下的故障强度；为与电介质型号有关的系数；为考虑到电容器组实际脉冲放电和额定脉冲放电电流差别的系数。在给定了电容器的电容量、充电电压值和电容器组数后，由上式可解得保证储能电容器可靠工作的电容器数为：射出现故障的机率，当研宄其与支路电容数n的关系时记为h（n）。

　　现考察高压脉冲装置利用的不同方案。电容器故障后必须替代故障电容。这一要求与故障形式（断路或短路）无关，任何电容器故障即是电容器组的故障。如高压脉冲装置不可恢复，则与Sy相应的最佳总数由（1）式确定。如高压脉冲装置可修复，其中2为充电电电压kUaNe为单只电容器额定1压！4中盘为未发生故障的电容器数，括号中c第二项相应于替代的故障电容数。上式的极小值为：置的数量，该数量是整个工作期间（考虑到替换己损电容）能保持电容器装置的工作特性而电容总和为最小的数值。在中引入了故障强度和串联电容总数n为最小值的关系曲线。实际上，需要的故障强度Xrep和相应于电容器数量最小值的故障强度入min之间关系是可能存在的。如、T〉min，串联电容数用算得，这样可减少电容器总数；若入rep　　实际电容器组常用的组成接线见。在这种接线方式下，故障后的电容器在保护作用下自动从放电回路退出，故障电容器被替代后电容器组继续工作。电容器组容量的减少<，（允许值）是电容器组发生故障的判据。故障电容被替代仅在电容器组发生故障的情况下15，若电容器组容量的减少不影响放电电流的脉冲形则保证电容器组可靠工作的电容器数量可由下式确定：为电容器组电容量的数学期待值；D为电容器电容量的弥散系数。保证电容器组可靠工作的串联电容器总和为：电容器减少类型的判据与电容器故障类型相类似。　　3电容器组的N（n汲此（n）曲线曲线见。电容器组的充电电压Uc=容器组的电容量为0.4mF.由可知故障强度Ns随着串联个数的加而下降。串联个数为7时，对应的技术寿命约0.47X103脉冲次数。串联电容器个数加时其技术寿命呈线性加。反之，如对电容器组提出更严格的要求（NsC4X104/脉冲，相应技术寿命>2. 103脉冲次数）则需大大加电容器个数。这样，导出的关系式给出了选择高压脉冲装置电容器数量，该数综合考虑了电容器故障强度及针对电容器恢复过程所用的方法。导出的关系式可用以估计高压脉冲装置设计阶段的电容器个数，亦可作为其综合考虑经济性、工艺条件和劳动工效选择电容器个数的判据。

　　4结论式5、6综合考虑了高压脉冲装置正常工作时对储能电容的技术要求，以及事故中可否修复等具体情况，对电容数量的结论有普遍意义，可作为其选择储能电容的判据。

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