高电压多脉冲冲击下单片与双片并联的MOV性能

采用幅值为20 kA、时间间隔为50 ms的同时序冲击高压5脉冲分别对单片氧化锌压敏电阻元件、2片压敏电压相差10 V、2片压敏电压相同的并联压敏电阻进行冲击试验。试验表明单片压敏电阻难以承受多脉冲的大能量,将幅值为40 kA同样的波形施加在2片压敏电阻并联上时,2片压敏电压相同的压敏电阻并联耐受冲击次数是单片情况下的2倍,而压敏电压相差10 V的2片压敏电阻并联的耐受冲击次数甚至比单片少。通过对多脉冲冲击下的压敏电阻片电气参数、温度测试分析以及外观损坏形式分析,认为多脉冲情况下的损坏机理主要以热击穿为主。     

氧化锌压敏电阻多片并联方法及性能分析1

MOV(金属氧化锌压敏电阻)常以多片并联的形式应用于限压型SPD(电涌保护器)中,由于其性能的优劣直接影响器件的整体保护效果,遂对MOV多片并联方法及性能进行分析,通过并联后MOV电气特性的理论与试验分析,得出MOV产生电流偏差IL的主因是由于U_(1mA)和R_d的不一致性。同时基于ATP-EMTP(电磁暂态分析软件),考虑在大电流作用下MOV的响应特性和全电流区的伏安特性,并构建电路模型,利用2 ns上升速率的方波回路和8/20μs脉冲电流发生回路进行实测,仿真MOV在不同片数下的残压与通流特性,得到多片并联后MOV的特性参数变化趋势,得出MOV 5片并联其效果相对最佳。     

超导磁体脉冲冲击下MOV的破坏特性微观分析

为了将氧化锌电阻阀片(MOV)用于超导磁体的保护,研究了MOV在高温超导磁体产生的脉冲下的冲击破坏过程中的电气特性变化;还通过破坏后MOV的金相分析、SEM微观分析以及成分分析,研究了MOV破坏前后的微观特性的变化;最后讨论了MOV在超导磁体脉冲破坏下的机理,并针对MOV用于在超导磁体保护提出了改进建议,认为保护用阀片应该采取低压大通流氧化锌压敏陶瓷材料,且应该在配方确定的基础上,探索先进的工艺技术改善阀片的性能。     

连续冲击电流脉冲下避雷器阀片电气性能研究

自然界中大部分闪电都包含多次回击过程,连续雷击容易造成避雷器劣化及损坏。该文使用不同电流幅值、脉冲间隔、冲击次数的连续雷击对五种不同尺寸的避雷器阀片进行试验,研究了避雷器阀片在连续雷击下的电气性能。结果表明：不同的冲击时间间隔（10、50、100 ms）下避雷器阀片的电气性能变化差别不大,在ms量级的冲击间隔时间下阀片散热可忽略不计,可视作为绝热过程;雷电流的幅值和冲击次数对避雷器阀片的电气性能有较大影响,冲击电流幅值越高,冲击次数越多,避雷器阀片的伏安曲线下移越明显,直流参考电压减小越显著,残压略微增加;温度是影响阀片性能的重要因素,温度越高,阀片性能劣化越严重,再次受到冲击后的劣化速度也会加快;避雷器阀片的温升与吸收能量和质量的比值呈现显著线性关系。     

不同源阻抗8/20μs冲击电流下的MOV动态性能仿真

为研究不同源阻抗的8/20μs冲击电流下,金属氧化物压敏电阻(metal oxygen varistor,MOV)冲击残压存在很大差异的课题,建立了MOV的仿真模型,在相同预期短路条件下对10、20、30kA3个通流量级的冲击残压进行了研究,并结合Haefely persurge30.2和ICGS两种源阻抗相差较大设备的实测数据分析,得出:①冲击电流越小,试品动态阻抗越大,适合用其最小冲击电流来测试非线性试品,以工程计算设备的带负载能力;②不同预期短路电流下,不同源阻抗冲击电流回路测试不同试品时,通流容量越小的试品表现出来的电压敏感性越大,大通流的试品在大电流冲击下受源阻抗的影响较小,因此宜选用小通流容量的MOV来对比不同发生器的性能。     

高压直流断路器耗能支路MOV关键技术

金属氧化锌避雷器(MOV)作为高压直流断路器的重要组成部分,具有电压等级高、吸收能量大(数百兆焦)的特点,工程设计难度大。该文详细开展了高压直流断路器MOV关键技术研究。首先,影响高压直流断路器MOV吸收能量的因素众多,MOV吸收能量计算和仿真难度大。同时详细分析了柔性直流系统运行方式、暂态保护控制策略、高压直流断路器的位置、故障点的位置以及故障类型对MOV吸收能量的影响,并以张北±535k V柔直工程为例,搭建七端仿真模型,归纳出直流断路器耗能支路MOV能量仿真方法。其次,高压直流断路器MOV能量巨大,需要涉及大量阀片串并联设计,该文从阀片生产工艺、一致性筛选试验、阀片配组、整体结构设计等方面开展多级阀片串并联的MOV一致性关键技术研究,同时设计多柱并联下MOV的监视和保护功能技术,提高其运行可靠性。最后,考虑到高压直流断路器中MOV的特殊应用工况,现有型式试验项目不能充分有效地考核其性能指标,还重点开展了MOV能量等效性试验和多柱均流测试的关键方法研究。高压直流断路器MOV关键技术研究涵盖了设计、生产与试验等各个环节,攻克直流断路器MOV设计难题,相关技术已经成功应用于张北±535 k V多端柔直工程。     

配网线路避雷器阀片90/200微秒冲击电流耐受特性试验

为了试验调查现有线路避雷器阀片在90/200 μs冲击电流下的耐受能力,对标称放电电流为5 kA和10 kA的两种ZnO避雷器阀片分别进行了不同能量等级下放电冲击次数为18次的90/200 μs冲击电流耐受特性试验,并进行了相同能量等级下单次90/200 μs冲击电流与4/10 μs大电流冲击耐受特性对比试验。试验结果表明,相同能量等级下4/10 μs大电流冲击对阀片造成的损伤大于单次90/200 μs冲击电流造成的损伤;5 kA阀片最高可通过约3.5 kA的18次90/200 μs冲击电流耐受特性试验,10 kA阀片最高可通过约7.3 kA的18次90/200 μs冲击电流耐受特性试验;直流1 mA参考电压作为评价避雷器阀片性能判据的敏感度高于标称放电电流残压。     

配电浪涌保护器在多波形多脉冲电流下的耐受特性

采用MWMPC(多波形多脉冲电流)来模拟真实雷电流,研究了不同冲击电流幅值、多脉冲时序和时间间隔对试验结果的影响,分析了Ⅰ级SPD(浪涌保护器)阀片在MWMPC下耐受性能的影响因素,并与传统测试电流下的阀片耐受试验结果进行对比。研究结果表明:标准测试电流无法模拟实际多重雷电流作用在SPD上的强劣化效果;SPD阀片在MWMPC下的损坏形式是涂层裂缝、穿孔以及一种特有的裂面上可见穿孔痕迹的炸裂;增加脉冲电流幅值、缩短多脉冲电流的时间间隔或当回击间持续电流出现在后续回击电流之间时,阀片更容易损坏;在携带大能量的冲击电流下,SPD阀片的涂层会影响散热,使阀片的耐受性能不如ZnO裸片好;而当冲击电流波形较陡或者幅值很大时,ZnO裸片容易发生表面闪络,其耐受高陡度冲击电流的能力不如带有涂层的SPD阀片。     

多级多通道气体火花开关的同步放电特性

具有广阔应用前景的气体开关是快脉冲直线型变压器(LTD)这种新型初级储能脉冲功率源的关键部件,为提高其工作性能,对多级多通道气体开关多路同步放电特性进行了初步的实验研究。在优化设计标称电压200kV多级多通道气体火花开关的电极支撑结构后采用绝缘子内抠槽平面支撑结构,使用圆环形凸面结构电极代替圆环形平面电极。利用电磁场分析软件计算开关的电场分布表明:直流高压作用下,开关各间隙电压分布较均匀;触发脉冲作用下触发间隙电场畸变明显。10只开关的同步放电实验研究结果表明,10只气体开关的自击穿特性和触发特性有一定个体差异,其中5只开关并联放电同步性能良好,输出电流脉冲能有效叠加;工作气体为0.14MPa氮气,正负充电60kV,5只开关并联放电,能够产生上升沿约100ns,峰值约100kA的电流脉冲。     

MOSFET在感应叠加型高压双方波脉冲发生装置中的应用

为了获得脉冲间距较小并且可随时调节的高压方波脉冲,利用MOSFET响应快、重复频率高的特点研制出了感应叠加型固态高压双脉冲发生装置,该装置主要由8个感应叠加模块组成,每个感应叠加模块由18个并联的功率MOSFET构成。每个功率MOSFET具有专用的驱动电路,该驱动电路由雪崩晶体管产生的触发脉冲进行同步触发。通过测试,所搭建的8个模块感应叠加装置具有输出高压大电流双方波脉冲的能力,在10Ω负载条件下输出的高压大电流双脉冲的峰值电压达3.6 k V、峰值电流达360 A。输出脉冲底部不平坦度10%。通过优化调节雪崩触发脉冲的时间一致性,获得的输出高压脉冲的上升沿和下降沿时间分别为20 ns及30 ns。通过调整雪崩触发脉冲源输出的双触发脉冲的脉宽和脉冲间隔,可调节输出高压双脉冲的脉宽及脉冲间隔。     

超高压电抗器隔声装置降噪散热性能分析

变电站高压并联电抗器噪声问题日渐突出,现有变电站通过对高压并联电抗器加装隔声装置达到控制噪声的目的,但隔声装置可能造成高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性。本文结合华东某超高压变电站实际应用案例,对加装隔声装置后的高压并联电抗器噪声影响和散热性能进行分析。     

不同源阻抗8/20μs脉冲电流下MOV老化特性的实验研究

为研究不同源阻抗的8/20μs脉冲电流对MOV(Metal Oxide Varistors)类限压型SPD(Surge Protective Device)试品性能的影响,依据IEC 61643-1:2005,利用经过计量的Haefely psurge 30.2和ICGS两种源阻抗相差较大的脉冲发生器对MOV型SPD进行测试。试验分析发现:MOV的静态、冲击、介电等特性与源阻抗有密切关系,源阻抗越大,MOV输出的残压越大,漏电流、压敏电压、介电特性老化的速度越快,对MOV劣化考验越严酷;在脉冲电流冲击下MOV动作时,冲击电流的能量和波头上升时间误差对MOV残压的贡献不大,而主要受MOV动作前的阶跃电压波陡度的影响;MOV在经受大规模冲击后老化的过程中,其通流能力(Im1、Im2/Im1、T2/T1等)变化很小,不能反映试品的老化程度;MOV的介质损耗角正切值在105Hz左右会出现"弥散区",随着测试次数的增加,弥散区逐渐消失;漏电流的变化趋势能用高斯公式来表征,指数部分的b1/(c1)2、b2/(c2)2能反应漏电流随源阻抗而变化的规律。     

多脉冲雷电冲击下ZnO压敏电阻的劣化性能

针对ZnO压敏电阻的单脉冲雷电冲击实验无法真实有效模拟自然界雷击,且对其劣化性能研究不够精确完善的问题,利用新型多脉冲雷电发生器对ZnO压敏电阻进行冲击,通过改变脉冲数量、时间间隔和脉冲幅值等参数,分别从ZnO压敏电阻的耐受性能、电气参数、温度分布和能量吸收等方面定量研究其劣化特性。实验结果表明:ZnO压敏电阻在经过多次多重雷电冲击后,泄漏电流会产生跃变;不同于多次单脉冲冲击下的下降趋势,压敏电压数值表现为先上升后下降;不同于多次单脉冲冲击下的上升现象,电容值在小范围内波动起伏;ZnO压敏电阻的表面温度分布并不均匀,与冲击次数和位置有关;脉冲间隔的长短对样片能量吸收的影响很小。实验结论可为制定多脉冲雷电冲击下电涌保护器的性能指标和劣化监测预警提供参考。     

MOV^＊交流小电流特性万用测试仪

MOA·可以用多柱并联来满足通流容量的要求,所以对一定MOV产品来说,MOV串联片数愈少,保护水平愈低。但由于MOA中之MOV元件是在电网额定相电压下持续运行的,因此串联片数愈少,加压率愈大,热设计的条件愈苛刻,要求MOV片小电流区特性的稳定性也愈高。由此可见,具有优良的小电流特性的MOV是发展具有低保护水平MOA的关键。     

500kV串补MOV短时工频电压耐受能力试验研究

针对南方电网中串补MOV故障频发的现象,基于串补输电系统区内故障工况,设计了串补MOV短时工频耐受试验方案,并搭建了MOV工频电压耐受试验回路,开展了8支MOV试品的工频电压耐受试验。试验结果证明,单支MOV具有较强的工频能量吸收能力,MOV间隔数分钟可承受多次负载作用;在高工频电压应力和热应力下,随着耐受时间的增加,MOV电阻阀片温度迅速升高,电阻片柱侧面绝缘的耐受能力降低,从而导致MOV电阻片柱沿面闪络发生。     

过电压保护器标称放电电流(In)和通流容量的检验方法

指出过电压保护器(SPD)仅仅是一个保护元件,在建筑物电子信息系统防雷保护5大技术措施中只起限压作用.将SPD的标称放电电流(In)值定为30 kA,40 kA,60 kA,80 kA,100 kA完全是炒作所致.一般来说,SPD的In值为5 kA,10 kA,20 kA是能满足需要的.当SPD为8/2 0 μs ,其In为5 kA,10 kA,20 kA对应的最大通流容量检验采用8/20 μs,10 kA,20 kA,40 kA冲击电流,冲击次数为4×5,即分为4组,每组5次,每2次之间的时间间隔为1 min,每2组之间的时间间隔为25～30 min.这样既方便做到又能保证SPD有足够的通流累积能量热效应.     

金属氧化物限压器冷却结构设计及其三维温度场仿真分析

电力系统发生短路故障时,巨大的短路能量注入到金属氧化物限压器（metal oxide voltage limiter,MOV）上,导致其温度快速升高。为保证MOV的可靠运行,延长其使用寿命,需要尽快散热降温。因此,MOV冷却结构的设计和了解MOV的温度分布非常重要。为此,提出了一种新型MOV冷却结构,并基于传热学的理论建立了MOV三维温度场有限元法计算模型。用有限元计算软件ANSYS系统地计算分析了MOV冷却通道的直径、条数和分布等几何量对于通风道内传热特性的影响。结果表明：这种新型冷却结构的MOV要比传统MOV的散热能力更好,MOV散热能力随冷却通道直径不同而变化,通道直径存在约10 mm的最优值,此时冷却结构散热效果较好,4条冷却通道比2条冷却通道具有更好的散热效果。     

MOV在液氮温区冲击响应特性的探讨

超导电力技术将为电力工业带来重大技术突破,其在脉冲功率技术上的应用也具有重大的意义.然而,低温下的保护技术是实现超导技术在电力和脉冲功率技术应用的重要基础.氧化锌避雷器,简称MOA,由金属氧化锌阀片(MOV)组成,是目前常温下理想的过电压保护装置,将MOV应用于超导系统的保护技术取决于MOV在低温下的响应特性.本文将MOV在常温和低温下进行了不同频率的冲击响应特性对比试验,通过分析,试验结果显示:相同频率下,同一样品在相同的冲击电压下,液氮温区的冲击电流最大值比常温下的小,并且低温下残压低;在相同温区下,样品加相同电压,频率越高,冲击电流越大,残压基本不变.并且MOV在常温和低温下的冲击响应速度都非常快,基本没有滞后效应,表明了MOV在低温和脉冲条件下有较好的保护特性.     

稀土永磁材料充磁机

1 大型电容组合式充磁原理及特点大型电容组合式充磁是利用升压整流器对高压脉冲电容组进行充电,用多个可控硅半并联放电而充磁。由这种方法建立的脉冲场,既可以在较大孔径的线圈内(Φ120mm×200mm)得到高于7164kA/m的磁化场强,又可以在直导线周围20mm产生高于5572kA/m的磁化场强,并且可防止充磁头的过热损坏,使充磁头的制造大为简化。大型电容组合式充磁放电回路的开关元     

反向恢复期脉冲作用下高压晶闸管失效分析

本文搭建了高压晶闸管反向恢复期脉冲作用实验平台与特性参数测试平台,研究了高压晶闸管在反向恢复期不同阶段遭受脉冲冲击过程中的特性参数变化规律,并对退化和失效晶闸管拆片分析,结果表明：反向恢复期脉冲作用下高压晶闸管退化或失效表现为阻断能力的退化或丧失,由此引起晶闸管漏电流剧增,漏电流可作为表征晶闸管状态变化的特征参量;反向恢复期初期和中期冲击失效器件芯片上可见明显击穿点;反向恢复期中期冲击阻断能力退化芯片上可见热应力作用形成的圆斑;反向恢复期末期冲击失效器件可在芯片边缘与绝缘橡胶相接处见雪崩击穿闪痕。#$NL关键词：高压晶闸管; 电压脉冲; 反向恢复期; 失效分析#$NL中图分类号：TM461.4