基于吸收能量均衡的多柱并联避雷器组电阻片配组方法研究

特高压直流输电工程中,避雷器组在限制过电压过程中要吸收大量的能量,部分位置避雷器组的吸收能量设计容量达到30 MJ,需要大量电阻片组成上百柱并联进行分流,随之出现了部分电阻片老化较快率先损坏导致避雷器组故障的问题.为提升大规模多柱并联避雷器组运行可靠性,提出了基于避雷器组中各电阻片吸收能量均衡的配组算法.首先探讨了Zn...     

氧化锌非线性电阻片大电流冲击能力的研究

描述了氧化锌非线性电阻片在大电流冲击作用下的破坏过程，找出了影响电阻片大电流冲击能力的因素。优化工艺和配方，提高电阻片的结构和成分的均匀性，从而提高电阻片的通流容量；提高电阻片的侧面绝缘强度，是提高电阻片抗大电流冲击能力的两个关键因素。     

气孔和晶粒尺寸不均匀系数对方波脉冲大电流作用下高电位梯度氧化锌陶瓷失效的影响

氧化锌电阻片在脉冲大电流作用下可能失效,威胁着电力设备及电力系统安全稳定运行.脉冲大电流作用下,电阻片瓷体的失效形式主要源自于瓷体本身的穿孔和炸裂.显微形貌观测结果表明,穿孔通道处有显著的晶粒熔融痕迹和微裂纹,这说明穿孔通道起源于电阻片电流、焦耳热局部集中,导致瓷体熔融和炸裂.基于未破坏区域和穿孔通道区域的微观分析,首次定义了晶粒尺寸分布的不均匀系数,统计分析了气孔及晶粒尺寸分布.计算结果表明,氧化锌电阻片穿孔通道附近气孔含量较多,且晶粒分布更加不均匀.大量的气孔和不均匀的晶粒尺寸分布使氧化锌电阻片形成显著的电气弱点,大电流作用下电流和由电流产生的焦耳热在此聚集.一方面,局部温度迅速升高,导致瓷体熔融;另一方面,当由温度梯度形成的机械应力大于瓷体的机械强度时,瓷体产生微裂纹.当微裂纹发展贯通之后,瓷体发生炸裂.     

掺杂物分布对非线性氧化锌电阻片特性的影响

用扫描电子探针分析研究了由各种级别原料制备的烧结氧化锌非线性电阻片中Bi_2O_3、Sb_2O_3、CoO、Cr_2O_3和NiO等掺杂氧化物的分布.发现用细颗粒(?1μm)粉末制备的试样中这些掺杂物的分布比用粗颗粒(?7μm)制备的更加均匀,并且不受烧成后热处理的影响.同时发现,用细颗粒制造的电阻片的非线性特性(如非线性系数、压比、泄漏电流和能量吸收能力)都比用粗颗粒制造的优越得多.     

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...     

高梯度氧化锌电阻片的研制

使用高梯度氧化锌电阻片可以使避雷器小型化。在一定范围内增加Bi2O3、Sb2O3等添加剂的用量及掺加0.4%￣0.6%的Y2O3,有助于提高氧化锌电阻片电位梯度。严格控制原料的松装密度、粒度分布及水分等,如:Co2O3松装密度提高到0.6 g/cm3左右,使用效果良好。使用新型高效混磨设备,循环处理流量可达到5.4m3/h,效率比原来提高了30%以上,改善了电阻片微观均匀性。氧化锌电阻片电位梯度可达350V/mm,长持续时间电流冲击耐受800A。     

国内Φ35 mm氧化锌电阻片大电流耐受能力研究

国内Φ35 mm氧化锌电阻片主要用于标称电流为5 kA等级的避雷器,根据标准要求,其应通过65 kA的大电流冲击耐受试验。但是一系列的实际试验表明,许多国内生产厂商生产的Φ35 mm电阻片并不能顺利通过65 kA大电流冲击耐受试验。在电阻片大电流耐受特性研究中,选用了6家国内有代表性的电阻片生产厂生产的Φ35 mm氧化锌电阻片为研究对象,通过不同的试验方法对电阻片的大电流冲击耐受能力进行了系统试验研究。通过试验研究,对国内生产的Φ35 mm氧化锌电阻片的大电流冲击耐受能力有了全面的了解,并在此基础上对大电流冲击耐受试验方法提出建议,有助于在生产中加以注意装配工艺以提高避雷器的大电流耐受能力。     

氧化锌电阻片在脉冲电流下的残压分散性研究

大能量吸收场合用氧化锌避雷器采用多柱并联结构,由于氧化锌电阻片之间电学性能分散性的影响导致各并联柱之间存在分流不均匀现象,制约了避雷器整体的能量吸收能力。研究了商用氧化锌电阻片在不同脉冲电流波形(4/10μs、8/20μs、2 ms方波)和能量下残压的分散特性以及相应的失效方式,包括单次脉冲和重复脉冲两类实验。单一脉冲下,不同脉冲波形下的残压分散性随脉冲能量呈现两段特性,即小于阈值能量时残压分散性基本不变化,大于阈值后迅速增大。重复脉冲下,氧化锌电阻片晶界出现劣化,但残压分散性基本保持不变。在大电流区,氧化锌电阻片晶界被击穿,其电流-电压特性主要受晶粒电阻控制。因此,电阻片的残压分散性主要受氧化锌晶粒电阻分布以及脉冲下热特性影响。氧化锌电阻片在4/10μs、8/20μs脉冲波形下的主要失效形式为沿面闪络,在2 ms方波下主要发生穿孔和炸裂。     

电阻片介电常数对GIS罐式避雷器电位分布的影响

为了实现超特高压交流无间隙金属氧化物GIS罐式避雷器(以下简称GIS罐式避雷器)的小型化,制造商多采用高梯度电阻片。由于影响避雷器电位分布影响权重最大的因素是电阻片介电常数,而高梯度电阻片的显著特征之一就是相对介电常数较小,这样会使避雷器的电位分布更容易受杂散电容的干扰而更加不均匀,从而影响避雷器的运行可靠性。以某500 kV GIS罐式避雷器为原型,建立三维电场仿真模型,利用有限元计算软件COMSOL仿真研究比较了使用传统电阻片和高梯度电阻片避雷器的电位分布的差异,分析了电阻片相对介电常数对避雷器电位分布的影响和规律,研究结果对超特高压GIS罐式避雷器设计和参数选取具有重要参考价值。     

基于PSPICE仿真与试验的压敏电阻并联性能

金属氧化物压敏电阻(MOV)是防护电气电子设备因受雷电闪击及其他瞬态电磁干扰造成传导过电压危害的有效器件,它的性能直接影响安全保护效果。国内外常将几片MOV并联在一起使用,这样不仅可降低残压,还可起到分流延长MOV寿命的作用。利用PSPICE仿真工具,对不同并联片数MOV进行大量仿真模拟,绘制出残压、通流的变化关系,得...     

浅析MOA泄漏电流测试方法

介绍了直流电压下的泄漏电流测量和工频电压下的全电流测量及阻性电流测量方法中的容性电流补偿法、三次谐波法以及基波法。指出直流法简单易行,可用于MOA安装现场试验,但易受现场条件影响。采用全电流法能发现已发生显著劣化的MOA安全问题,但对于早期老化或受潮反应不灵敏。容性电流补偿法原理简单,但不适于三相同时测量;三次谐波法不适合在谐波分量过大的情况下使用,对MOA的老化程度无法做出定量分析;基波法能排除相间杂散电容影响,其准确性较高,适于三相同时测量。     

交流ZnO电阻片小电流区阻性、容性电流与电压关系研究

为了降低避雷器的残压,从而降低其拐点电压,使避雷器荷电率升高。由于不同荷电率下,阻性电流占全电流的比例不同,检测的标准不同。笔者通过对不同型号的避雷器用电阻片(MOV)测量不同荷电率下电流、电压的关系,还得出不同型号、不同配方的MOV在相同荷电率下的阻性电流占全电流的比例不同,为避雷器在线监测提供依据     

基于Winkler弹性地基模型格构梁节点荷载分配研究

根据格构梁的受力特性,利用Winkler弹性地基模型推导出有限长梁受集中力的内力解答,根据此解答再计算出节点荷载分配系数kT和kL,进而得到格构梁的内力。结合实际工程,对理论解与ABAQUS有限元软件模拟所得数值解进行比较,验证了理论解答的正确性,并分析了其不足之处。     

基于ATP-EMTP对500kV输电线路取消合闸电阻的仿真研究

以500 kV输电线路空载线路投切操作过电压为研究对象,利用电磁暂态计算程序(ATP-EMTP),分别对合闸电阻,高性能避雷器对三相同期合空载线路过电压抑制效果进行仿真研究,从合闸电阻两端电压差,避雷器安装位置和吸收能量能力等几个方面讨论了避雷器取代合闸电阻实现的可能性,对500 kV输电线路操作过电压的防护方案进行优...     

截面温度不均匀对受约束波纹腹板梁火灾下悬链线效应的影响

以受约束波纹腹板梁为研究对象,利用有限元模型进行了截面温度均匀和不均匀分布对轴向约束波纹腹板梁悬链线效应影响的对比分析。结果表明:由于不均匀温度下产生的热弯曲效应,约束钢梁在受压阶段的竖向挠度更大而梁内轴力更小;均匀温度受约束钢梁的临界温度比不均匀温度钢梁高6.2%;不均匀温度钢梁的温度比越小,钢梁的热弯曲效应越明显,相应的临界温度越低。     

氧化锌的理化性能对金属氧化物电阻片电性能的影响

氧化锌是生产电阻片的主要原材料,氧化锌的理化性能对电阻片的质量起着至关重要的作用。通过对氧化锌的理化性能:主含量、杂质含量(钾、钠、铁、镉、铅)、粒度、晶型结构、水分、盐酸不溶物及金属锌含量进行测试分析。根据多年测试经验,对氧化锌测试方法及关键技术条件要求进行了可行性改进,并结合生产实际使用情况,跟踪分析电阻片质量状况,判断氧化锌理化性能要求对电阻片电性能的影响。研究表明,氧化锌中铁、金属锌及钠等杂质含量过多能使电阻片的漏流增大,铅杂质含量过多能使电阻片的方波性能下降,铜、钠杂质含量过多能使电阻片的压比升高。为了控制氧化锌中的杂质含量和提高电阻片的产品性能,建议生产上使用0号锌锭间接法生产的氧化锌,粉体颗粒形状最好接近球状,粒度范围最好控制在0.43-0.55μm之间。     

基坑支护中土压力系数计算方法的探讨

为讨论不同计算方法对4类粘性土的适用性,分别用3种方法计算了各类土土压力系数和土压力强度,其结果是只考虑内摩擦角的公式法对于超固结土、正常固结土和欠固结土适用性较好,对湿陷性黄土适用性稍差;只考虑c法,对4类土均不适用;尽管等值内摩擦角法对于4类土也不适用,但考虑到等值内摩擦角法计算简便,对该法的参数选取也给出了相应的建议。     

雷击引发低压系统冲击电流研究

以IEC标准和GB 50054-2010《建筑物防雷设计规范》为指导，从雷击损害源、雷击损害类型、雷击电磁脉冲、雷击电涌电流、冲击电流、最大冲击电流入手，逐步深入研究低压系统雷击冲击电流发生的种种情况，进而推断最大冲击电流的起因，作出“雷击建筑物时引发低压系统的最大冲击电流缘于电气系统与防雷系统‘共地’，应在最靠近引来线路入户处安装Ⅰ级试验的SPD”的重要结论及与此结论紧密相关的三条重要推论。