用于聚变的强激光脉冲由储能高压电容器对氙灯负载放电并通过特定的光路系统产生。负载电流是高压大脉冲电流，其电源系统的故障与保护仿真研宄极为关键，但目前国内外有关研宄的报导很少。文对系统故障作了分析并提出了对策，本文以单模块电源系统为例仿真研宄了系统母排接地、单台电容器内部击穿、传输电缆开路故障，同时分析电容器保护元件参数变化对保护效果的影响，为系统保护方案设计、保护元件参数选取提供理论依据，节省设计、试验的时间、费用。

　　1系统故障仿真分析一路激光单模块电源系统结构原理见，系统故障主要为电容器接地、单台电容器击穿（即母排接地）、负载开路与短路及电缆首端开路等。本文按线路（去除保护元件L，R）在电容器充电23kV时用Pspice软件仿真分析了以下重要故障情况：电容器内部击穿单台电容器内部击穿时，高功率激光单模块电源结构原理图所有其它己充电的电容器将对它放电，灌入该电容器的能量W见可见在100的短时间内W600kJ，是自身储能的100多倍，导致电容器的爆炸。

　　母排接地母排接地的故障电流（见）振荡峰值超过允许短路电流7倍，其机械作用和热效应对电容器和设备结构的损坏极大。

　　负载开路负载开路的仿真波形见传单台电容器击穿时灌入的能量输电缆电源端的电压在23kV附近振荡。

　　2保护元件参数变化与保护效果的仿真母排接地时的故障电流2.1保护元件参数的选取原则用大功率续流二极管和过压保护元器可保护电源回路中比母线接地故障电流小的地方，但不能保护母线接地短路电流对系统结构的损坏和反向大电流对电容器的损坏（一般对>100kA的脉冲电流的保护十分困难）另外对单台电容器内部击穿时发生爆炸等问题也须设法防止，但迄今电容器保护的研宄远为不够，已有的保护不够完善。现有高功率脉冲电源系统多用裸铜丝保护电容器，缺点是：铜丝易受潮和氧化；灵敏度差，开断时间不稳定，分散性大，动作后电容器可能承受过高反向残压。本文提出的措施是在电容器的出线端串接保护电感L、电阻R和快速限流熔断器F（见）。为要保护效果好，F的截面和R、L值必须优化，根据系统能量的传输效率、电容器所能承受的比较大反向电压和比较大短路峰值电流、母排允许的短路电流、F的灵敏度和温升综合考虑确定，因保护元件参数值的选取不可能同时满足上述条件，只能以其中某几个为主，兼顾考虑其它条件。据此确定电容器的保护水平为：故障时短路电流<10kA，反向电压<5kV，熔断器过载倍数为5. 2.2参数的变化对保护效果的影响选定熔丝直径后单台电容充电23kV时用仿真试验确定不同保护元件参数RL下的母排短路电流的波形见、6.可知，同一作用积分值下不同保护元件参数的电流波形积分时间的上限值和电流值不同，即R、L不同时，熔断器动作（开断）时刻电流及电容器上的残压不同。通过仿真本文（比靠实验方便得多）选得L= 50mn，F的熔体热负载倍数为5，在这种条件下试验验所得结果为12：限流电流9kA、反残压2.5kV. 3讨论与结论不同电阻值的故障电流供了理论依据，使设计时间及实验费用大为节省。

　　保护元件参数和熔丝直径的优化目标为脉冲电容器的允许短路电流、开断时刻及反向残压。

　　根据仿真试验结果，选取合适的保护元件参数为电感50PH，电阻50mn熔断器熔体热负载过载倍数为5.