[发明专利]一种液电脉冲激波发生器的参数获取方法

说明书

本发明公开了一种液电脉冲激波发生器的参数获取方法，包括：根据液电脉冲激波器的运行工况条件获得限制参数，根据限制参数、不均匀电场条件、金属外筒与高压电极的间隙绝缘条件、绝缘构件沿面绝缘条件确定结构参数取值范围集，在结构参数取值范围集内选取液电脉冲激波发生器的结构参数，判断液电脉冲激波发生器的结构参数是否同时满足电气绝缘条件、稳定击穿条件与尺寸限制条件，若是，则认为激波发生器的结构尺寸适合于该运行工况条件，否则将不满足条件的结构参数重新在该结构参数取值范围内选取，直至结构参数满足限制条件。该方法可得到不同运行工况条件下最优结构参数，保证液电脉冲激波发生器在特殊工作环境下高效、稳定与可靠的运行。

技术领域

本发明属于脉冲功率技术领域，更具体地，涉及一种液电脉冲激波发生器的参数获取方法。

背景技术

液体中进行的高压脉冲电弧放电，在电弧快速剧烈膨胀的过程中，会沿膨胀方向辐射出高强度脉冲激波，该现象被称之为“液电效应”。如今，该效应已被广泛应用于油气增产、激波碎石、液电成型和水质处理等领域。

目前，已有的液电脉冲激波器产品普遍存在的问题是：1、间隙放电的稳定性较差；2、产生的液电脉冲激波强度和能量利用效率较低。与此同时，液电脉冲激波器通常需要工作在诸如油井管道等特殊环境中，因此对装置的尺寸、耐用性、稳定性等设计指标都有要求。然而，目前缺乏一套针对不同运行工况下的液电脉冲激波器的优化设计方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷，本发明提供了一种液电脉冲激波发生器的参数获取方法，其目的在于解决依据现有的参数获取方法获得的液电脉冲激波发生器无法兼顾电气绝缘条件、稳定击穿条件以及尺寸限制条件这三个条件的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种液电脉冲激波发生器的参数获取方法，液电脉冲激波发生器包括高压针电极、低压平板电极、绝缘构件和金属外筒，参数获取方法包括如下步骤：

步骤1：根据液电脉冲激波器的运行工况条件获得限制参数，限制参数包括最大工作电压U_m、最大金属外筒外径R_max、最小高压针电极尖端半径R_min、最小金属外筒壁厚d_min、最大针板电极倾角α；

步骤2：根据限制参数、不均匀电场条件、金属外筒与高压电极的间隙绝缘条件、绝缘构件沿面绝缘条件确定结构参数取值范围集，结构参数取值范围集包括高压针电极尖端半径R₁的取值范围、低压平板电极半径R₂的取值范围、电极间隙距离L的取值范围、金属外筒内径R₃的取值范围、金属外筒外径R₄的取值范围以及绝缘构件沿面距离D的取值范围；在结构参数取值范围集内选取液电脉冲激波发生器的结构参数，结构参数包括高压针电极尖端半径、低压平板电极半径、电极间隙距离、金属外筒内径、金属外筒外径以及绝缘构件沿面距离；

步骤3：判断液电脉冲激波发生器的结构参数是否同时满足电气绝缘条件、稳定击穿条件与尺寸限制条件，若是，则认为激波发生器的结构尺寸适合于该运行工况条件，否则，转入步骤4；

步骤4：将不满足条件的结构参数重新在该结构参数取值范围内选取，并进入步骤3。

优选地，步骤2中确定结构参数取值范围集包括如下步骤：

步骤211：根据限制参数最小高压针电极尖端半径R_min确定高压针电极尖端半径的下限值；

步骤212：根据不均匀电场条件中高压针电极尖端半径远小于低压板电极半径和高压针电极尖端半径的下限值确定低压板电极半径的下限值；

步骤213：根据限制参数中最大针板电极倾角条件和低压板电极半径的下限值确定电极间隙距离的下限值；