压敏电压相近的限压型SPD能量配合分析

通过不同冲击电压、 SPD级间用不同长度的导线及与其等值的电感连接时的能量配合试验,分析压敏电压相近的限压型SPD间能量的合理配合。分析试验数据,得出结论：两压敏电压相近的SPD并联时,当连接导线自身的分布电感和空心电感的电感值相等时,二者可等效;但当出现磁饱和时,一级SPD通流量明显降低,二级SPD的通流量明显增高,后级残压明显增大;在冲击电压相同的情况下, SPD间连接导线越长,保护效果越好。     

基于限压型电涌保护器能量配合的分析

B+C型电涌保护器是将B级大通流型SPD和C级箝位限压型SPD设计在一个防雷装置中,以降低输出端电压和减小安装空间。笔者运用行波理论阐述了在B+C限压型防雷器中,用电路学原理分析8μH退耦器代替5 m线缆的观点是错误的,并结合实验验证了行波理论的正确性。结果表明,性能相同的压敏电阻并联能起到分流及延长寿命的作用;当退耦器电感量再增大时(≥8μH),对输出端残压的影响不大。     

线路电感对两级SPD配合影响的研究

针对实际工作中多级SPD(MOV型浪涌保护器)配合失效的问题,通过建立两级SPD模型,利用雷电波的波长远大于SPD与被保护设备之间的线路阻抗的特点,提出用π型等值电路来代替线路的阻抗,用电路法代替行波法来分析被保护设备两端电压震荡的情况。运用ATP-EMPT软件对两级SPD模型进行仿真,进而说明线路电感对SPD配合的影响。仿真实验表明:当线路电感很小时,两级SPD残压出现了明显的震荡,当线路电感很大时,次级SPD分配的电流过小。对于外加冲击电流不大于10kA的两级SPD电路,线路电感为6~10uH能很好的实现能量配合,从而有效的保护电子设备。     

限压型低压电涌保护器级间能量配合方式的仿真研究

为了研究限压型低压电涌保护器级间能量配合的保护方式,参考IEEE工作组提出的MOV冲击等效电路模型,利用EMTP电磁暂态仿真软件来模拟在8/20μs、10/350μs两种冲击电流波作用下两级SPD最有效的配合保护方式。仿真结果得出在8/20μs冲击电流波作用下采用高-低配合的方式,而在10/350μs冲击电流波作用下采用低-高配合的方式是最为合理的。为敏感电子设备的防雷保护提供了参考依据。     

风机发电机机组SPD参数选择的分析

针对风机发电机机组遭受雷电过电压损坏和雷击损坏导致终端设备损坏的问题,基于电涌保护器(Surge Protection Device,SPD)多级保护设计理论,设计了风机发电机机组SPD.本研究使用8/20μs雷电流发生器对SPD进行冲击试验,同时分析不同SPD的压敏电压和不同长度的线缆SPD的冲击特性.得出结论:两级SPD的残压与冲击电压、SPD的压敏电压、线缆的长度呈现正相关;第一级SPD的残压比第二级的残压大,当入侵雷电过电压时,多级SPD的对过电压进行多级钳位,从而可以将电压限制在风机发电机组能够承受的电压范围;第一级的SPD泄放的通流和能量远大于第二级SPD泄放的通流和能量;多级SPD配合时,第一级SPD会泄放掉入侵的大量能量,剩余前进的能量将由第二级SPD进行再次泄放,从而可以更好保护后端的设备;增大线缆的长度虽然可以让更多能量在第一级SPD泄放,对后端的设备进行很好的保护,但是第一级SPD泄放过多的能量,会缩短第一级SPD的使用寿命,所以在设计时线缆长度的选择需要折中考虑.笔者对风机发电机机组SPD通过试验进行充分性的研究,对风机发电机机组SPDs在防雷应用中有一定参考价值意义.     

BNC型信号电涌保护器退耦元件选择及波形分析

针对多级信号电涌保护电路配合问题,研究了由气体放电管、电阻或电感、瞬态抑制二极管组成的BNC型信号电涌保护器的保护电路,使用Haefely PSURGE 6.1浪涌发生器,取不同退耦电阻和退耦电感值,对保护电路进行冲击放电实验,并且使用两个罗氏线圈分别测量气体放电管和瞬态抑制二极管中流过的电流,借以分析气体放电管、瞬态抑制二极管从开始到结束的工作过程。实验结果表明退耦电阻、电感的取值会影响残压,但是随着电阻或电感值的变化,对残压的影响会逐渐减小,并从理论上提出在退耦电阻旁串联一个电感值为μH量级的退耦电感以进一步降低残压的方法;研究结果还指出,电阻电感效应和线路中电感效应是产生负向尖峰的原因,并对冲击实验产生的残压波形进行分析。     

基于10/350μs波形下不同压敏电压的限压型浪涌保护器间能量配合研究

浪涌保护器(Surge protective device,SPD)对于保障电气、电子设备免于雷击风险有着至关重要的作用。为实现电气、电子系统过电压保护,必须安装两级或多级合理能量配合SPD。针对SPD间能量配合问题,利用10/350μs波形对I类、II类SPD并联能量配合问题进行研究,得出以下结论:当SPD间无专门退耦装置时,限压型SPD间的线路特性阻抗对于其间能量配合起到关键作用。当第一级SPD压敏电压高于第二级,且SPD间距离短、冲击浪涌电流较小时,SPD间能量配合失效。当冲击浪涌电流增大或SPD间间距增大时,能够显著提升两者间能量配合效果。     

基于能量法的尾矿土动孔压模型研究

通过应力控制式动三轴不排水循环剪切试验,对饱和尾矿土在循环应力比、轴–径向固结应力比等因素下孔隙水压力与累积能量耗散关系进行研究。研究结果表明孔隙水压力增长与塑性应变累积能量耗散和土体黏滞累积能量耗散密切相关。当循环应力比cR介于0.205~0.238、轴–径向固结应力比cK介于1.0~1.3时,孔隙水压力–能量之间存在临界状态。通过非线性回归分析初步建立了循环应力比和轴–径向固结应力比条件下饱和尾矿土的孔隙水压力能量模型,从变化机理上阐述孔隙水压力的变化规律并消除了周次的不确定性对于孔隙水压力模型的影响,对预测循环荷载作用下饱和土的孔隙水压力具有借鉴意义。     

围压条件下岩石循环冲击损伤的能量特性研究

在不同围压等级和冲击荷载循环作用下,利用带围压装置的霍普金森压杆设备,对斜长角闪岩、绢云母石英片岩和砂岩的动态力学性能进行试验研究,得到不同循环作用次数下岩样的应力-应变曲线.通过理论分析建立岩石损伤度的判定标准,并定义累积比能量吸收参量来表征围压条件下岩样冲击损伤的能量特性.3种岩石损伤度与围压和累积比能量吸收值的关系研究表明:累积比能量吸收参量能很好的描述围压条件下岩样的冲击损伤程度,岩石循环冲击损伤演化过程存在围压效应,当围压逐渐增大时,岩石损伤度的增加随累积比能量吸收值增加的趋势变缓,其抗冲击损伤的能力增强,即围压越高,试件达到相同损伤度所需要耗散的能量越多.得出围压条件下岩石损伤度与累积比能量吸收值的关系式.随着围压的增加,砂岩达到损伤阈值时的累积比能量吸收值增长率最大,斜长角闪岩次之,绢云母石英片岩最小.     

基于能量法的尾粉土累积应变增长方式研究

为了研究累积塑性应变增长方式与能量耗散的关系,从机理方面进一步细化累积塑性应变增长方式。基于饱和尾粉土在3种孔隙比条件下不同循环应力比的固结不排水循环剪切试验,改进传统能量耗散计算方法,依据塑性应变累积能量耗散与黏滞累积能量耗散的关系对累积塑性应变增长方式进行了重新分类,并从能量耗散机理上阐述累积塑性应变的开展。研究结果表明:随着循环应力比增大,黏滞累积能量耗散速率将逐渐超越塑性应变累积能量耗散速率。将累积塑性应变增长形式细分为4类:稳定型、稳定破坏型、破坏型、和崩塌型。同时认为塑性应变累积能量耗散的产生是由于砂粒、粉粒等较大颗粒发生颗粒重排,而黏滞累积能量耗散的产生是由于黏粒、胶粒等较小颗粒间双电离子层内弱结合水发生脱离,粒间发生相对滑移。上述能量耗散机理与建立的累积塑性应变增长方式分类相一致,为进一步研究累积塑性应变模型提供研究基础。     

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8/20 μs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.     

氧化锌压敏电阻片冲击大电流残压特性的研究

在大量试验数据的基础上,分析和研究了瞬态大电流的波形参数、冲击电流幅值以及氧化锌压敏电阻片表面积对氧化锌压敏电阻残压的影响。针对几种典型的试验用电流波形参数,归纳出冲击电流幅值与残压之间的变化规律,其对于估算一定电流波形下某幅值对应的残压数值,或者对现有试验结果进行验证具有一定的参考。     

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。     

杂散参数对冲击电流波形影响的数学分析

在冲击电流试验回路中,输出波形必须满足IEC标准规定的要求。已有研究表明,杂散参数对陡波冲击电流发生回路的影响尤为严重,而且避雷器等试品具有非线性U-I特性,在冲击电流发生回路的设计中必须考虑。针对此问题,首先研究了回路的剩余电感对输出波形的影响。对于波前时间小于1μs的陡波冲击电流发生器,回路需要的总电感在1μH左右,所以要尽量减小回路的剩余电感,否则会使波前时间增大,超出IEC标准要求。然后在线性回路情况下推导了考虑杂散电容时回路输出电流的表达式,进而研究杂散电容对输出波形的影响。研究表明,随着杂散电容的增大,波前时间和波尾时间增大,回路效率降低。但只要杂散电容小于0.1μF,其对冲击电流波形参数引起的误差都在IEC标准规定的误差容限之内。实际回路杂散电容以pF计,因此可以忽略不计。最后,同时考虑试品的非线性特性和杂散电容,分析了杂散电容对输出波形的影响,结论与在线性回路情况下一致。另外避雷器试品有助于提高波头陡度,这是陡波冲击试验中的有利因素。     

外墙类型对建筑总能耗与窗墙比关系的影响分析

对不同气候条件的典型城市进行模拟分析,在选用不同的外墙类型的情况下,模拟得到玻璃幕墙办公建筑年总能耗与窗墙面积比的关系.建筑年总能耗与窗墙比之间存在显著的线性关系,并受到外墙类型的影响,影响程度按照从北到南顺序依次减弱.     

重庆地区办公楼建筑窗户能耗规律与节能对策研究

在建筑节能中,建筑玻璃门窗是一个非常薄弱而且常常较易被人忽视的重要环节,但同时也是建筑节能工作中大有潜力可挖之处。为了找出建筑窗户的能耗规律及进一步探索节能方案,利用调研测试结果,得出重庆地区典型的办公楼建筑模型及其通风空调方案,针对目前常用的22种窗户节能方案,利用清华大学建筑技术系开发的DEST软件对各方案进行建筑物全年的能耗计算。对比分析各方案的计算结果,定量分析了不同窗户节能措施对建筑能耗的影响。结合办公楼建筑的特点,提出了重庆地区该类建筑在外窗热工性能、外窗遮阳方式以及窗墙比取值等方面的具体建议。     

医疗建筑中剩余电流保护器RCD的选用问题探讨

本文从医疗建筑中剩余电流动作保护器（RCD）的使用范围及RCD的选择原则等方面阐述了ROD在医疗场所中的特殊应用,同时就RCD的剩余动作电流额定值的确定进行了分析。