一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法与流程

本发明涉及脉冲功率装置，特别涉及一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法。

背景技术：

1、在脉冲功率装置中，支撑结构用于连接高压电极和低压电极，是非常关键的部件。相关技术中支撑结构通常为聚合物绝缘材料，如尼龙、有机玻璃、聚四氟乙烯和环氧树脂等，该种支撑结构的电导率较低，与电极连接后支撑结构的电场分布均匀性差，绝缘距离利用率低，紧凑化设计时易发生击穿和闪络，导致绝缘失效的问题。

2、因此，亟需提供一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法，可有效改善支撑结构的电场分布均匀性，进而提升支撑结构的绝缘性能。

2、本发明实施例提供了一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法，包括：

3、基于脉冲功率装置对待优化支撑结构的强度要求和几何形状要求，确定待优化支撑结构的初始结构；

4、将初始结构划分为多个区域，并分别计算初始结构的每个区域在第一预设电压下的电场强度，第一预设电压为脉冲功率装置的脉冲电压的最大电压；

5、基于每个区域的电场强度，对各区域对应的初始结构进行调整，以得到待优化支撑结构的目标结构；

6、在预设脉冲电压下分别计算目标结构的每个区域在不同电导率下的电场强度，并基于各区域在不同电导率下的电场强度确定待优化支撑结构的目标电导率；

7、基于与目标电导率对应的待优化支撑结构的等效电阻，对目标电导率进行优化，得到优化后的最终支撑结构。

8、本发明实施例提供了一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法，首先基于脉冲功率装置对待优化支撑结构的强度要求和几何形状要求，确定待优化支撑结构的初始结构；再将初始结构划分为多个区域，分别计算初始结构的每个区域在第一预设电压下的电场强度，第一预设电压为脉冲功率装置的脉冲电压的最大电压；并基于每个区域的电场强度，对各区域对应的初始结构进行调整，以得到待优化支撑结构的目标结构；然后在预设脉冲电压下分别计算目标结构的每个区域在不同电导率下的电场强度，并基于各区域在不同电导率下的电场强度确定待优化支撑结构的目标电导率；最后基于与目标电导率对应的待优化支撑结构的等效电阻，对目标电导率进行优化，得到优化后的最终支撑结构。本发明的上述技术方案通过对支撑结构的截面积和电导率进行优化，可以有效改善支撑结构的电场分布均匀性，进而提高支撑结构的绝缘性能。

技术特征：

1.一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个区域的电场强度，对各区域对应的初始结构进行调整，以得到所述待优化支撑结构的目标结构，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述目标结构的每个区域在不同电导率下的目标电场强度，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各区域在不同电导率下的目标电场强度确定所述待优化支撑结构的目标电导率，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同电导率通过调整聚合物绝缘材料和高电导率材料的质量比实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于与所述目标电导率对应的待优化支撑结构的等效电阻，对所述目标电导率进行优化，得到优化后的最终支撑结构，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述等效电阻，对所述目标电导率进行优化，得到优化后的最终支撑结构，包括：

技术总结
本发明涉及脉冲功率装置技术领域，特别涉及一种脉冲功率装置支撑结构绝缘性能的优化方法。首先确定待优化支撑结构的初始结构，并分别计算初始结构的每个区域在第一预设电压下的电场强度；再基于每个区域的电场强度，对各区域对应的初始结构进行调整，以得到待优化支撑结构的目标结构；然后在预设脉冲电压下分别计算目标结构的每个区域在不同电导率下的电场强度，并基于各区域在不同电导率下的电场强度确定待优化支撑结构的目标电导率；最后基于与目标电导率对应的待优化支撑结构的等效电阻，对目标电导率进行优化，得到优化后的最终支撑结构。本发明提供的方法可有效改善支撑结构的电场分布均匀性，进而提升支撑结构的绝缘性能。

技术研发人员：陈志强,王晓文,贾伟,郭帆,赵忠博,赵大娟,周正亮
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15