液体介质由于具有储能密度高、自我恢复性能好、费用低廉和易于成型等方面的优点,因而被广泛应用于高功率脉冲系统关键部件脉冲形成线中作为储能介质。理想的液体介质需要同时满足高介电常数、高耐压强度和高电阻率等要求。然而现阶段工程应用中,作为储能介质的液体并不能完全满足上述要求。为此,本文通过比较选取了碳酸丙烯酯这一新型液体储能介质,并对其开展了脉冲功率应用研究。这些研究对改善液体介质储能特性和脉冲功率系统的紧凑小型化具有重要意义。本文的主要研究内容和结果如下。首先,针对商用碳酸丙烯酯电阻率不高的情况,设计了碳酸丙烯酯液体提纯处理系统。采用该系统对碳酸丙烯酯进行去离子、除气等处理后,碳酸丙烯酯电阻率从4 MΩ·cm提高至263 MΩ·cm。之后将提纯的碳酸丙烯酯放置在缩比形成线中开展电阻率保持实验,并与25%乙二醇/水混合液进行对比。实验结果显示,碳酸丙烯酯密闭保持26天后电阻率从263 MΩ·cm下降到31 MΩ·cm至趋于稳定;而25%乙二醇/水混合液密闭10天后电阻率从20 MΩ·cm下降到7 MΩ·cm。最后对二者电阻率保持的规律和原因进行了分析,总结出碳酸丙烯酯在电阻率保持方面相较于水及水基混合液,具有比较大的优势。使用水基介质作为储能介质,保持10天后其电阻率下降至7 MΩ·cm,对其充电能量损失非常严重。使用碳酸丙烯酯作为储能介质,保持3个月后其电阻率仍然可以满足微秒充电脉冲形成线的使用,因而有利于实现脉冲功率系统的免维护。其次,基于液体脉冲击穿平台,开展了碳酸丙烯酯脉冲绝缘特性和极性效应的研究。在碳酸丙烯酯加入体积分数为12.5%的间二甲苯试剂后,混合液的归一化击穿电压比碳酸丙烯酯液体提高25.1%,但是继续增大间二甲苯的体积分数至20%时,混合液的归一化击穿电压反而要比碳酸丙烯酯液体低5.8%。通过对间二甲苯/碳酸丙烯酯混合液击穿现象的分析,总结出混合液中存在最佳的间二甲苯体积分数值使得混合液的击穿场强比碳酸丙烯酯溶液提高25%以上。极性效应的初步研究表明在电极间距为0.5 mm、1.0 mm和2.0 mm时,碳酸丙烯酯的针正极击穿电压分别比针负极击穿电压高37.5%、40.4%和14%;并且随着电极间距的增大,碳酸丙烯酯的负极性效应慢慢增强。通过碳酸丙烯酯在针板电极下击穿的分子层次的理论分析,总结出当电极间距在mm量级时碳酸丙烯酯不同于水的负极性,而呈现正极性效应;并且随着电极间距的增大,其负极性效应慢慢增强。最后,本文依托高低温试验箱和液体脉冲击穿平台设计了液体温度适应性实验系统,开展了碳酸丙烯酯温度适应性的研究。实验主要探究温度对碳酸丙烯酯击穿场强的影响。无论是循环流动还是静置的碳酸丙烯酯,其击穿场强均随着温度的升高而增大。另外,研究了温度对碳酸丙烯酯固有时间常数的影响,并结合之前的实验数据,归纳出温度对脉冲绝缘特性参数固有时间常数和储能密度的影响,总结出碳酸丙烯酯在形成线中用作储能介质,在温度变化区间为-33℃至40℃时,虽然装置的固有时间常数、电容、电感、阻抗、脉宽和储能密度等参数都会发生变化,但仍在可控范围内,固有时间仍能满足微秒脉冲充电,功率效率在87.3%以上,脉冲宽度在许可范围内,不影响其使用,低温下固有时间常数性能甚至大幅提升。因此碳酸丙烯酯具有较强的温度适应性,可以适应极端环境下的温差变化,有效地提高了装置的可靠性,扩展了装置的实际应用范围。