不同雷电侵入方式下线路避雷器放电电流分析

国标中规定避雷器标称放电电流是用来划分避雷器等级的、具有波形的雷电冲击电流峰值,它关系到避雷器选择、试验考核及运行应力。然而实际运行中,避雷器(简称MOA)放电电流与8/20μs相去甚远。本文通过搭建500kV线路避雷器模型,对不同雷电侵入方式下线路MOA的放电电流进行了仿真计算,结果表明:雷击塔顶及绕击情况下MOA放电电流波头均比8/20μs短得多;相同雷电流幅值下,雷电流波头越长,MOA放电电流波头也越长且幅值越低;相同雷电流波形下,雷电流幅值越高,MOA放电电流幅值也越高且波头越长,且安装相数及雷电波波尾对MOA放电电流影响不大。本研究对避雷器的合理试验提供了一定的依据。     

不同脉冲电流作用下氧化锌压敏电阻伏安特性分析

传统MOV(氧化锌压敏电阻)主要用于后级保护,不进行10/350 μs波形冲击测试.随着MOV通流量等性能的提升,已有部分MOV产品应用于首级高暴露区线路,此时有必要开展MOV在10/350 μs波形冲击下的性能研究.根据双肖特基势垒模型,结合离子迁移理论,首次对MOV在10/350 μs与8/20 μs冲击波形下的动态伏安特性曲线进行对比分析得出:在两种脉冲电流冲击下,动态伏安曲线都可以用一个峰值△U来校准测量值;两者的动态伏安曲线中后期都有一个先上升后缓慢回环下降的趋势,前期10/350 μs的动态伏安曲线上升速度比8/20 μs快;大电流冲击下两者的峰值电压超前峰值电流的时间同冲击电流幅值成正比.这为厂家生产用于一级低压配电侧的MOV产品提供借鉴意义.     

低压配电系统电涌保护器能量配合研究

电涌保护器(SPD)的能量配合是低压配电系统防雷工程中的重要课题。基于理论计算和ATP-EMTP仿真,研究一端口限压型SPD在短波(8/20μs)和长波(10/350μs)下的能量配合问题,着重分析SPD级间距离和参数配合对这种配合的影响。提出金属氧化物压敏电阻(MOV)伏安特性研究的一种假设,给出了级间电缆的长度与后级SPD分流比的关系曲线。结果表明:短波情况下,10 m的级间电缆可将后级SPD电流限制在总电流的20%以内;长波情况下,80 m的级间电缆才能达到相近的效果。     

金属氧化物避雷器陡波冲击电流试验

<正> IEC37草案用波前1μs冲击电流和40/100μs操作电流作试验。此时需注意阀片残压的初始过冲。许多制造厂做0.1μs波前的电流波试验。这种试验装置很昂贵,又很难与4/10μs电流波装置结合起来使用,而且同一阀片用不同试验装置试验时,残压起始过冲相差很大。     

不同接线模式下多级SPD冲击试验结果对比分析

利用气体放电管、ZnO压敏电阻与TVS管配合退耦原件构成的多级SPD,通过1.2/50μs、8/20μs组合波对其进行限制电压和组合波冲击试验。研究表明:在1.2/50μs开路电压波冲击下,线-地之间限制电压保持在450 V左右,线-线之间的限制电压可以维持在40 V左右;在组合波冲击实验下,线-地模式和线-线模式下,实际冲击试验中的残压总体相差不大,都是随着冲击电压的升高呈上升趋势,两种模式下的通流容量尽管都随着冲击电压的升高呈上升趋势,但在同等冲击电压下,通流容量差异却很大。     

配网金属氧化物避雷器额定重复转移电荷特性探讨

按照IEC 60099-4:2014标准规定,配网用金属氧化物避雷器的能量吸收能力应采用8/20μs波形的雷电冲击电流进行考核,GB/T 11032—2010标准规定采用方波冲击电流进行考核。本文分别对两个系列的金属氧化物电阻片进行方波冲击电流耐受试验和8/20μs雷电冲击电流试验,记录试验前后参考电压数值、波形及残压数值,并对数值、波形进行分析、比对,证实不同系列的金属氧化物电阻片对方波冲击电流和8/20μs雷电冲击电流的响应特性不同,提出配网用避雷器应采用8/20μs雷电冲击电流进行考核,拟修订的GB/T 11032标准应参照IEC 60099-4:2014标准对相关条款进行修订。     

两级ZnO压敏电阻间串联电感应用的分析

针对退耦电感在多级电涌保护系统中应用的问题,通过对雷电波经过串联电感的理论分析,串联电感对雷电波的传输有阻碍的作用,降低雷电波的陡度。利用理论与试验相结合的方法,采用雷电冲击平台模拟8/20μs的雷电流,对两级ZnO压敏电阻组成的电涌保护系统串联不同的退耦电感进行冲击试验,试验得出:两级相同参考电压的ZnO压敏电阻配合应用中,第一级ZnO压敏电阻残压及通流均大于第二级,第一级ZnO压敏电阻在雷电过电压的防护中主要起到释放雷电波能量的作用;在相同雷电冲击电压下,退耦电感的电感值越大,第一级ZnO压敏电阻通流、残压及吸收能量将增加,第二级ZnO压敏电阻通流、残压及吸收能量将减少。在限压型电涌保护器的实际应用中具有参考价值意义。     

标准10/350μs雷电流波的频谱分析

标准雷电流波的频谱分析可以获得电流在不同频率范围内的振幅及能量分布,这为防雷器件和电子设备的标准波形冲击试验以及雷电防护工作提供技术参考。选取描述首次短时间雷击的10/350μs标准雷电流波进行频谱分析。结果表明雷电电流波形的振幅和能量主要集中在低频部分,振幅频谱主要集中在1MHz以下,能量主要集中在几千赫兹到几万赫兹。     

避雷器金属氧化物阀片对陡波冲击电流的响应

介绍了在确定避雷器承受超高频扰动性能上所进行的研究工作.特别是在施加上升时间很短的冲击电流波期间,对避雷器阀片(包括传统的和金属氧化物阀片)的残压进行了测量.由于电压波形呈现出显著的过冲现象,从而,得到的残压比8/20μs标准冲击波时的残压高.     

电涌保护器级间导线长度及电感对能量配合的影响

采用8/20μs模拟雷电流冲击试验,在限压型电压保护器两级间分别串联3 m、5 m、7 m、的线缆以及与线缆自身分布电感等值加磁环导线,进行级间能量配合试验,研究分析开关型与限压型电涌保护器级间能量配合效果最佳电感值。得出结论:冲击电压相同,串联线缆越长,第二级保护器压敏电阻电流分流比越小;当串联导线与其电感值相等的空心电感时,各级压敏电阻的级间通流、残压以及吸收能量的分配效果相似,两者可视为等效。     

工业控制系统信号电涌保护器的研究与设计

根据工业控制系统中传输信号的特点,针对工业传感器输出4～20 mA直流信号,结合理论分析,提出一种带有滤波功能信号的SPD结构设计方案.通过大量的实验以及Ca-dence电路仿真,验证了该信号SPD具有较好的滤波功能,且在电涌电流冲击测试下能够有效地将残压限制在设备耐受的范围内.该电涌保护器在改进了退耦网络部分后,不仅...     

浅谈低压防雷及检测应注意的几个问题

简要介绍了低压防雷的两个组成部分:外部防雷及内部防雷。指出了低压防雷的主要产品——低压电涌保护器(SPD)在检测时,应注意合理选择防雷标准和雷电波形参数。认为外部防雷应采用10/350μs波形,内部防雷应采用8/20μs波形;注意SPD本体和连接件的性能以及SPD本体的耐受电流和续流熄灭能力,以免发生火灾事故;应合理布线以提高信号采集精度,尽量减小测量系统与被试品连接引线所围成的面积,根据需要在系统各单元输入端安装有选择性的浪涌吸收电路以及采用低通道滤波器滤除瞬变脉冲,防止电源和空间电磁干扰,尽量减小测量时引起的误差。     

组合波信号发生器自动化测试系统

介绍了一种单片微机、工业控制计算机进行数据和波形管理的组合波信号发生器。采用由工控机、PLC、单片机、存储示波器、打印机等构成的全自动化测量系统。此系统可以产生 0 .5k A～ 1 0 k A的 8/ 2 0短路电流波形、 1 k V～ 2 0 k V的1 .2 / 50开路电压波形 ,用于对低压防雷器 (浪涌保护器 SPD)进行检测。系统可任意设置放电电压、触发相位与极性 ,实现工频电压 0～ 3 60°相位同步。采用了 Win-dows环境下的 VB语言开发专用软件 ,不仅可以在线显示试验示波图和组合波工作状态、记录峰值电压、放电电流和放电次数 ,还可实时存储测试数据与试验波形等。     

高梯度氧化锌电阻片的研制与特点

为生产符合SF6罐式金属氧化物避雷器要求的电位梯度为300～350V/mm的氧化锌电阻片.在现有配方基础上进行含量调整,同时引入NiO,通过采用生料工艺和改进烧结制度等一系列工艺措施,研制出平均电位梯度325V/mm,2ms方波通流大于800A,8/20μm,10kA压比小于1.58的φ83x21电阻片,现已批量生产....     

脉冲电容器残余电荷对MOV残压影响的试验研究

基于GB18802.1-2011,对MOV进行8/20μs冲击电流试验时,经常发现当冲击电流归零后,残压或者持续一段时间归零(正峰)、或者过零(反峰)后再归零。为解释这一普遍存在的试验现象,对冲击试验回路在带负载情况下进行了等效电路分析,并利用试验得出:由于冲击后主回路开关不能迅速切断回路,使电容器上残余电荷形成的电压加在试品上导致电流过零后还存在残压,其值等于电容器残余电荷形成的电压,持续时间为开关关断所用时间。     

SPD残压测量回路中差模干扰问题

为了解决限压型SPD残压测量波形严重畸变上凸、幅值偏大的现象,进行了理论计算、EMTP-ATP程序仿真、新旧同轴电缆对比试验和人为将新电缆屏蔽层末端强行接地的试验,结果表明:相同引线长度,相同8/20冲击电流幅值情况下,理论计算、EMTP-ATP程序仿真、新电缆屏蔽层不接地测量残压波形符合要求,引线在SPD上端电压降(U′AB)等于引线在SPD下端的(UAB);人为将新电缆屏蔽层末端强行接地或破损同轴电缆呈现SPD残压波形严重变形上凸,冲击电流幅值越大,上凸越严重,引线在SPD上端时的电压降(U′AB)大于下端的(UAB),且均大于新电缆屏蔽层不接地的测量结果。新电缆屏蔽层接地或破损电缆构成两端接地测量系统,两端接地点存在电位差,通过阻性耦合产生电磁干扰,在同轴电缆屏蔽层和大地之间产生共模干扰电压,芯线和屏蔽层之间产生差模干扰电压。     

长导线不同回路时雷击特性分析

使用8/20μs冲击电流对长导线进行雷电特性的研究,通过对测试结果分析发现长导线在雷电流通过时会产生较高的电压降,而且导线的冲击阻抗受导线回路的影响。通过理论计算分析,认为导线冲击阻抗与导线回路的大小成对数规律变化。     

低压电涌保护器的有效性分析

采用标准的6kV/3kA的混合波发生器作为冲击源,采用单相低压配电系统作简单仿真模型,研究了不同长度的电缆与不同负载产生的反射与振荡现象,分析了不同类型负载和不同电缆长度对低压电源电涌保护器(SPD)保护效果的影响。仿真结果表明:对于纯电阻负载,负载阻抗增加到300Ω时,电缆长度应低于5m;增加到500Ω以上时,电缆长度应低于1m。对于纯电容负载,建议直接将负载与SPD连接,电容大于10μF时,可考虑采用50 m以上的电缆。对于阻容性负载,电阻值低于电缆的特性阻抗且电容不大于0.1μF,电缆的长度不受限制,被保护的设备上不会出现过电压;若电阻值大于电缆的特性阻抗且电容不大于0.1μF,电缆长度应限制在1m以内;若电容大于10μF,可考虑采用长度大于50m电缆。无法确定负载特性时,可采用零距离连接,即中间无连接电缆;若距离太远而无法直连,可以在15m左右的电缆后增加一级SPD,再直连负载,这时要求两级SPD能量匹配。