Розглянуто екранування елементів конструкції компактного субмегавольтного генератора імпульсних напруг для зниження максимальних значень напруженості електричного поля в об'ємі його вакуумної ізоляції та підвищення електричної міцності установки. З'ясовано вплив параметрів екранування на розподіл напруженості поля та її максимальне значення. З урахуванням локального підвищення напруженості електричного поля на мікровиступах і отриманих у роботі розрахункових значень густини струму автоелектронної емісії, визначено вимоги до параметрів екранування та мікрорельєфу ділянки робочої поверхні з найбільшим значенням напруженості електричного поля, виконання яких забезпечує достатню міцність вакуумної ізоляції.

Представлены результаты исследования распределения характеристик электрического поля в перспективной конструкции генератора импульсных напряжений (ГИН), представляющей собой цилиндрическую секционированную колонну, секции которой разделены кольцевыми изоляторами и имеют вид металлических экранов, внутри которых установлены емкостные накопители. Рассмотрены условия работы ГИН, при которых возможно исследование его характеристик в электростатическом приближении. С использованием полученных в работе результатов двумерных численных расчетов выполнена оценка электрической прочности вакуумной изоляции ГИН.

Изложены основы теории высоковольтных электроразрядных компактных энергосистем, методы и математические модели численного анализа импульсных энергетических и электродинамических процессов в ограниченных объемах и нелинейных электрических цепях. Рассмотрены вопросы учета вторичных электрофизических процессов как результата взаимодействия электромагнитных, гидро- и газодинамических, тепловых полей. Проанализированы обобщенная математическая модель процессов электрического разряда, учитывающая взаимодействие ударных волн с плазмой сильноточного канала, методы численного расчета режимных параметров электропробоя и восстановления изоляции высоковольтных узлов энергосистем, режимы зарядки емкостных накопителей энергии с учетом сверхпереходных процессов в цепях с изменяющейся топологией, мощные разряды мегаджоульного диапазона. Определены режимы повышения энергоэффективности высоковольтных электроразрядных энергосистем. Описаны импульсные генераторы плазмы, субмегавольтные генераторы импульсных напряжений, установки для электрогидроимпульсной обработки нефтяных скважин, электронные ускорители для фундаментальных исследований.

Досліджено необхідні для розробки імпульсних джерел енергії електричні й енергетичні характеристики розряду у контурі з уніполярними генераторами і двохступінчастим розмикачем, що забезпечує стискання імпульсу у часі і збільшення потужності у навантаженні до тераватного рівня.

Исследованы необходимые для разработки импульсных источников энергии электрические и энергетические характеристики разряда в контуре с униполярными генераторами и двухступенчатым размыкателем, обеспечивающим сжатие импульса во времени и повышение мощности в нагрузке до тераваттного уровня.

Electrical and power discharge characteristics, necessary for pulsed source design, are investigated pertaining to the circuit with homopolar generators and two-stage opening switch providing pulse temporal compression and increase in power in the load up to the level of ТW.

З використанням замкненої самоузгодженої моделі виконано моделювання розряду ємнісного нагромаджувача на міжелектродний проміжок у воді в контурі з імпульсним трансформатором. Подано результати розрахунків характеристик розряду. Протестовано моделі шляхом зіставлення з відомими експериментальними даними.

Приведены результаты исследования зарядной цепи ГИТ погружного скважинного устройства, являющейся нагрузкой длинной линии, с последующим приведением параметров этой нагрузки к началу линии, т.е. к выходу наземного источника питания. Построены графики зависимостей тока, напряжения и мощности на входе грузонесущего кабеля в зависимости от нагрузки.

На підставі розробленого спеціалізованого числового підходу проаналізовано перехідні процеси у зарядному колі, що вміщує високовольтний резонансний послідовний інвертор напруги. Результати аналізу використано у ході розробки компактного високовольтного джерела живлення установок, що занурюються, для обробки свердловин на воду. Наведено характеристики зарядного пристрою, а також порівняння теоретичних та експериментальних результатів.

Наведено стислий огляд основних напрямів формування інформаційної бази для автоматизованого проектування компактних імпульсних електротехнічних систем, призначених для застосування у розрядно-імпульсному технологічному обладнанні.

Наведено узагальнений підхід до визначення імовірності пробою газової ізоляції у високовольтних пристроях. Числовий аналіз вміщує моделювання неоднорідного електричного поля, кількісне визначення характеристики шорсткості електродів, урахування розповсюдження електронних лавин, а також характеристик робочого газу та матеріалу електродів. Наведено порівняння результатів числових розрахунків з експериментальними дослідженнями високовольтних газових розрядників.

Удосконалено теорію електромагнітних процесів в обмежених об'ємах та нелінійних електричних колах високовольтних електророзрядних компактних систем. Розроблено нові методи та математичні моделі дослідження електромагнітних процесів з урахуванням та використанням впливу вторинних електрофізичних явищ для збільшення енергоефективності та покращання питомих характеристик розрядно-імпульсного устаткування. Запропоновано метод та виконано числовий аналіз перехідних процесів у високовольтних зарядних пристроях з високочастотними перетворювачами. Створено метод розрахунку ймовірнісних характеристик за допомогою проби газової ізоляції. Розроблено математичну модель процесів електричного розряду в обмежених об'ємах газових і конденсованих середовищ, у контурах з різними типами накопичувачів енергії. Запропоновано математичні моделі дистанційної зарядки ємнісних накопичувачів на базі використання ліній з розподіленими параметрами. Створено методи розрахунку електричної міцності вакуумної ізоляції та її відновлення у режимах розряду з високою частотою проходження імпульсів. Результати наукового дослідження використано під час розробки енергоефективного електророзрядного компактного устаткування різного технологічного й електрофізичного призначення.

Методами численного моделирования и оптической регистрации обосновано снижение потерь энергии на высоковольтный пробой в воде и повышение кпд разрядно-импульсных установок при использовании электродной системы с формированием тонкого слоя дистилата вокруг высокопотенциального электрода.

С помощью метода численного моделирования в магнитогидродинамическом приближении выполнен анализ характеристики электрического разряда в контуре импульсного источника энергии с накопителем энергии магнитного поля переменной индуктивности и нелинейной плазменной нагрузкой канала разряда. Полученные характеристики свидетельствуют о повышении коэффициента полезного действия импульсного источника энергии и увеличения мощности разряда в плазменной нагрузке, что согласно конструкции источника количественно объясняется уменьшением значения постоянного разряда и частичной рекуперацией в контур энергии, которая была предварительно потрачена на коммутацию тока в напряжение.

В магнитогидродинамическом приближении выполнено численное моделирование характеристик мощного искрового разряда в воздухе в контуре с индуктивным накопителем энергии и электровзрывным фольговым размыкателем. Определено влияние параметров генератора импульсных токов, в частности, напряжения подключения плазменной нагрузки и значения индуктивности индуктивного накопителя на характеристики электроразрядных процессов.

В одновимірному магнітогідродинамічному наближенні виконано числове моделювання характеристик потужного електричного розряду в повітрі в контурі з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії та електровибуховим фольговим розмикачем. Одержано електричні, енергетичні та газодинамічні характеристики розряду. З урахуванням динаміки електричних процесів та дисипації електричної енергії в плазмовому навантаженні виконано аналіз газодинамічних процесів, зокрема, наведено просторово-часові залежності тиску, швидкості та густини плазми за умов впливу магнітного тиску та скінування розрядного струму.