Gd2O3掺杂对ZnO压敏电阻片电气性能的影响

研究了不同掺杂含量的Gd2O3对氧化锌(ZnO)压敏电阻片的电气性能、微观特性、物相特性和介电特性的影响.研究表明,掺杂Gd2O3对ZnO敏电阻片的电气性能具有重要影响,掺杂过量的Gd2O3对ZnO敏电阻片的晶粒生长具有抑制作用,锌填隙浓度提升,具体表现在电位梯度、泄漏电流提升而非线性系数大大减小.而掺杂少量的Gd2O3提升氧空位浓度,减小锌填隙浓度,进而抑制泄漏电流.此时掺杂量在0.5％(摩尔分数)Gd2O3电气参数分别为526 V/mm、15 μA/cm2、非线性系数28.该研究可帮助氧化锌压敏电阻优化配方,增强电气性能,改善电力系统的安全稳定性.     

采用电压梯度为300V/mm及400V/mm电阻片改进金属氧化物避雷器

氧化锌电阻片一般电位梯度为 2 0 0 V/mm,近年来研制电阻片电压梯度已提高为 1 .5～2 .0倍。在本文中介绍把电压梯度为 30 0 V/mm的电阻片用于高性能避雷器及油浸式避雷器 ,30 0 V/mm及 40 0 V/mm电阻片用于 SF6 罐式避雷器。合量选择电阻片电压梯度可制成小型化避雷器。图 2 0 ,表 2 ,参 1 1采用电压梯度为300V/mm及400V/mm电阻片改进金属氧化物避雷器     

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。     

Sb2O5掺杂对SnO2压敏电阻综合电气特性的影响

金属氧化物避雷器是电力系统绝缘配合中的关键设备,避雷器的核心元件是压敏电阻.研究了一种新型的SnO2压敏电阻材料.为了进一步的改善SnO2压敏电阻的综合电气特性,研究了Sb2 O5的掺杂对SnO2压敏电阻的微观结构和电气特性的影响.随着Sb5+掺杂量的逐渐增加,一方面Sb5+通过固溶在SnO2晶格中,从而产生大量的自由电子,大大降低了在大电流区SnO2的晶粒电阻率,使得残压比得到了有效抑制;另一方面增加了界面态密度Ni,改善晶界面上的肖特基势垒高度?b,提高了SnO2压敏电阻的非线性系数,同时也抑制了泄漏电流.由于在高温环境下Sb5+很不稳定一部分会分解成Sb3+,而Sb3+主要分布在SnO2晶粒的周围,通过抑制SnO2晶粒的生长来提高电压梯度.当Sb5+的掺杂浓度(摩尔分数)为0.02％时,获得了最低残压比1.78,其电压梯度为418.7 V/mm,非线性系数为34.2,泄漏电流为7.2μA/cm2.     

镓离子掺杂量对ZnO压敏电阻性能的影响

研究了不同含量Ga³⁺掺杂对ZnO基压敏电阻微观结构，电学性能的影响。微观结构上，掺杂Ga³⁺没有对压敏电阻的相组成产生改变但抑制了氧化锌晶粒的生长，并使得尖晶石数量增多，尺寸减小；电学性能上，因为势垒下降和晶界电导率提高少量增加的Ga³⁺掺杂就显著增大了漏电流，降低了非线性，提高了压敏电阻的梯度。当Ga³⁺掺杂量增加到0.014 mol%时，压敏电阻在5 kA冲击下达到了最小残压比为1.72,此时电位梯度309.05 V/mm,非线性系数为18.0,漏电流为20μA。     

高梯度氧化锌电阻片小电流区域温度特性研究

目前使金属氧化物避雷器小型化的重要手段之一就是采用高梯度氧化锌电阻片。然而,随着氧化锌电阻片梯度的提高,其电气性能参数也发生相应变化。笔者通过试验,主要研究了高梯度氧化锌电阻片小电流区域中不同温度下的电压-电流特性。通过对试验结果进行分析发现,随着温度的升高,高梯度氧化锌电阻片的电压-电流特性曲线拐点逐渐向前移动,尤其...     

高电压多脉冲下施加交流电压负载对ZnO压敏电阻性能的研究

ZnO压敏电阻连接在电路中工作时,两端一直承受交流负载电压的老化,为探究在多脉冲情况下,交流负载电压对ZnO压敏电阻的性能影响,采用幅值为20 k A、时间间隔为50 ms的8/20μs同时序冲击高压多脉冲对并联氧化锌压敏电阻元件进行冲击的同时施加幅值为385 V的工频交流电压模拟压敏电阻实际安装在电路上的真实工作环境。经过施加交流负载和不加交流负载的两组试验对比分析,得出结论:交流负载施加与否对初始压敏电压相同的两片压敏电阻并联的耐受多脉冲冲击次数没有影响,但会导致压敏电阻损坏效果不同;施加交流负载时,会导致ZnO压敏电阻发生燃烧,不加交流负载时,压敏电阻片这是爆裂而没有发生燃烧;如果两片压敏电阻的初始压敏电压存在差距,交流电压会加快压敏电阻的失效。     

氧化锌避雷器改善了地下配电系统的保护

<正> 地下配电系统的过电压保护给配电工程师提出了新课题,即要解决随着电压增高及使用封闭电器而出现的问题。在较高的初级电压时,设备的基本绝缘水平(BIL)不能随系统电压的升高按比例增加,于是仅靠引线杆处安装避雷器是不可能保护地下线路的。采用封闭电器,需要特殊布置地下线路中安装的避雷器。比传统避雷器性能更好的氧化锌避雷器给地下配电系统提供了改善的保护。氧化锌阀片材料有比用于传统避雷器的碳化硅材料远为优越的非线性特性,再加上它制成的避雷器没有传统避雷器中所用的内部串联间隙,因此不会给设备施加一个放电电压瞬时波。     

国内外避雷器用氧化锌电阻片的技术现状与发展趋势

文章综述了中国和其他国家避雷器用氧化锌电阻片技术的现状与发展趋势.氧化锌电阻片是金属氧化物避雷器的核心部件,它的电性能决定了避雷器的电性能.电阻片的发展是随着避雷器的要求而发展的,随着避雷器向特高压、罐式小型化及特高压直流发展,电阻片向低成本、低残压、高能量、高梯度及交直流通用的方向发展.讨论了配方和工艺对电阻片电性能的影响,总结了提高电阻片电压梯度和通流容量、降低电阻片的残压和直流电阻片的研究方法.指出了提高电阻片生产的自动化程度和绿色制造的重要性,分析了避雷器标准的修订对电阻片电性能的影响,对今后高性能氧化锌电阻片的研发提出了建议.     

氧化锌压敏电阻片电位梯度参数优化的实验研究

研究了制造过程中的升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度对氧化锌压敏电阻片电位梯度的影响,对氧化锌压敏电阻片的烧结工艺进行了优化,并从理论上探讨了升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度影响氧化锌压敏电阻片电位梯度的机理。试验结果表明,连续缓慢升温至1200℃保温3h,随炉冷至室温的烧成制度有利于获得优异的电性能。     

高分散体系探究对高梯度氧化锌电阻片性能的影响

为改善ZnO电阻片综合电气性能,尝试一种马来酸酐及聚氧丙烯烷基醚作为结构单元的共聚物做分散剂,考察了其对料浆分散性、压敏电阻显微结构与综合电气性能的影响.结果 表明:分散剂用量为0.4 wt％时,总浆料的粘度较小,Zeta电位绝对值最高,得到的氧化锌瓷体的针孔率最小,ZnO高梯度氧化锌电阻片综合性能最佳,其电位梯度为336 V/mm,漏电流1μA,非线性系数达到55.9,压比为1.667,2 ms方波电流测试中能够承受18次300 A脉冲电流的冲击.     

直流氧化锌压敏电阻老化过程的研究

为了分析直流氧化锌压敏电阻的老化性能及其试验方法,根据氧化锌压敏电阻的老化机理,结合双肖特基势垒和电子迁移理论,提出了直流氧化锌压敏电阻的老化劣化与其直流电压及冲击电流极性有关。通过针对同一型号多个压敏电阻进行的大量实验证明:长期承受直流工作电压及同极性的冲击电流冲击会使压敏电阻老化加速,反之其老化程度明显降低。     

掺杂Y_2O_3对ZnO-Bi_2O_3系压敏电阻片性能的影响

掺杂Y2O3可显著提高ZnO-Bi2O3系压敏电阻的电位梯度、能量吸收能力等电气性能,但会引起泄漏电流的增加。研究了不同烧成温度下,掺杂0～1.7%(摩尔分数)Y2O3对ZnO-Bi2O3压敏电阻片电气性能的影响。结果表明,在1140℃下,掺杂0.68%(摩尔分数)Y2O3,可获得具有300V/mm的电位梯度和370J/cm3能量吸收能力的高性能电阻片。此外,以FSM为主成分的“F”无机高阻层适宜于高梯度压敏电阻片的侧面绝缘,加速老化系数KCT小于1。     

电动机合闸时过电压的保护

<正> 为了电动机过电压的保护,在其端子处接入阀式避雷器或氧化锌压敏电阻。但是在合闸时由于电容过量充电过程,产生所谓陡波过电压,此时因为避雷器(压敏电阻)的时延,在电动机端子处的电压可能超过保护水平1.5倍。同样情况当避雷器接入时由于电缆的作用,此电压按每米电缆长增大1kV继续上升。提出在操作中压电动机的装置(例如真空开关)     

氧化锌压敏电阻劣化过程中变温率的研究及应用

针对目前主要通过压敏电压U_(1mA)和漏电流I两个参数来检测氧化锌压敏电阻的劣化程度,然而因为U_(1mA)和I存在"拐点效应",无法及时有效地判断氧化锌压敏电阻的劣化程度。因此研究一种能反映氧化锌压敏电阻劣化程度的方法尤为重要。根据氧化锌压敏电阻的热稳定性和老化机理,提出氧化锌压敏电阻劣化过程中会伴随着温度的变化。通过对氧化锌压敏电阻进行热稳定劣化试验,试验分析发现:氧化锌压敏电阻的变温区域为阀片内部,随着热阻的变化,氧化锌压敏电阻的温度也发生变化。得出变温率可以作为一个考量氧化锌压敏电阻劣化程度的量,同时,结合U_(1mA)、I两个参数可以更好地分析氧化锌压敏电阻内部劣化的原因。     

优化配方和工艺提高氧化锌电阻片电位梯度的研究

分析了影响氧化锌电阻片电位梯度的配方和工艺因素。氧化锌电阻片的性能是以配方为基础,靠工艺来保证和实现的。对电阻片的配方和工艺进行优化。配方中添加了抑制晶粒长大的氧化钇,提高了电阻片的电位梯度,满足了GIS避雷器对高电位梯度电阻片的需求。同时电阻片电位梯度的提高可降低产品制造成本。     

金属氧化物避雷器均压电容器的选择计算

利用有限元法分析了金属氧化物避雷器的电场分布,得到了所有氧化锌电阻片的电压偏差和每单元内氧化锌电阻片所占电压的百分比,并同时求出各法兰之间的部分电容和对地电容。当氧化锌电阻片的电压偏差超出产品要求的-10%～10%范围时,可以在每节单元体两端并联适当的电容使得所有氧化锌电阻片的电压偏差符合产品要求。并联电容后,避雷器的"静电场"问题转化为"电路问题",从而可以利用节点法进行求解。通过对两种规格避雷器的分析计算,结合经济性及结构尺寸,给出了两种避雷器并联电容的规格及并联形式。     

纳米粉体制备高梯度氧化锌压敏电阻球磨工艺的改进

通过改进球磨工艺,以解决添加部分纳米粉体制作高梯度氧化锌压敏电阻生产中,球磨时浆料粘稠,流动性差,无法提高固含量的问题。实验表明,通过调整投料顺序,浆料的固含量和流动性以及最终烧制的压敏电阻电性能均获得提高,固含量为65%,粘度为195 mPa·s,直径为28 mm电阻片,梯度为363 V/mm,漏电流为2μA,2 ms方波通流204 A。     

一起500 kV金属氧化锌避雷器故障原因分析

金属氧化物避雷器通过迅速释放过电压能量而保护与其并联的各种电气设备免受高电压影响。针对一起500 kV线路避雷器电阻片外绝缘涂层受损的缺陷,通过红外测温、带电检测和直流参考电压试验数据、现场解体试验分析查明故障原因为上节避雷器下法兰位置无排水孔,积水侵入避雷器内部引起上节顶部氧化锌电阻片外部绝缘涂层劣化击穿。由于局部氧化锌电阻片绝缘击穿导致电阻片串整体电压分布不平衡,正常电阻片荷电率增加,进一步加速劣化,最终导致上节氧化锌电阻片外绝缘涂层全部击穿,并根据缺陷原因提出了相应的预防措施。     

氧化锌压敏电阻变温率及拐点效应研究

在对氧化锌压敏电阻的劣化研究中,由于U1mA和Ileakage存在"拐点效应",从而不能够第一时间判断出氧化锌压敏电阻劣化的情况。为此通过实际的冲击平台,研究在不同冲击时间下,氧化锌压敏电阻阀片内部的温度变化情况,主要得出:距离电极较近位置处的变温率较大,远离电极的一端变温率较小,即氧化锌压敏电阻存在极性现象;当变温率出现明显的变化时,压敏电压U1mA和漏电流Ileakage变化处于正常范围内,当压敏电压U1mA和漏电流Ileakage出现明显变化时,氧化锌压敏电阻已经劣化到一定程度,甚至已经完全损坏,所以变温率可以作为衡量氧化锌压敏电阻劣化的一个量。