ZnO压敏电阻片的基础研究和技术发展动态

从非欧姆导电机理、老化机理的深化和完善、功能微观结构作用和控制、粉料预处理和制造技术等方面对zno压敏电阻片的基础理论研究进行了概括；并指出，从技术发展动态看，主要是降低残压比、提高单位体积的能量耐受能力、提高压敏电位梯度、提高长期老化性能。     

ZnO非线性压敏电阻晶界微观结构的最新研究进展

微观结构的研究是ZnO非线性压敏电阻制造行业的最基本的研究内容之一.笔者梳理了该领域的最新研究进展.共分2个方面:1)ZnO压敏电阻晶界微观精细物理结构的研究;2)ZnO压敏电阻晶界电子结构的研究.随着电子显微技术与其他现代发展起来的测试方法相结合,必将有力的推动ZnO非线性压敏电阻微观结构的研究发展,实现该领域的重大...     

化学合成法制备ZnO压敏电阻的研究

化学合成法是一种制取超细、均匀分布粉体的有效方法。本文综述了化学合成法在制备ＺｎＯ压敏电阻粉体方面的应用研究，并对其性能进行了概述。其中包括化学共沉淀制取ＺｎＯ压敏电阻粉体、ＥＤＳ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ　Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体和溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体。还对化学合成法制取ＺｎＯ压敏电阻粉体材料的发展作了概述。     

ZnO压敏电阻热电特性的研究

ZnO压敏电阻的老化主要由施加电压及温度因素造成,为研究其在工作电压下的热电特性,利用建立的压敏电阻交、直流老化试验平台,开展了热电应力下压敏电阻温度特性、荷电率特性及直流老化特性的试验研究。结果表明:1)直流电压荷电率(电压与压敏电压的比值)在85%～92%区间,泄漏电流和功耗随荷电率增大有下降趋势,而交流电压下两参数随荷电率的增加而增加; 2)直流老化试验中,在97%荷电率和145℃温度下,10K250压敏电阻的泄漏电流经历了快速下降、缓慢上升、激增3个阶段。泄漏电流的剧增点(增长到初始值的900%),压敏电压(流过电阻片的直流电流为1 m A时的直流压敏电压)的变化小于1%,因此,将压敏电压值降为初始值的10%作为老化试验寿命终结判据是否合理有待进一步的研究。     

改善ZnO压敏电阻老化特性的研究

研究添加不同的减缓老化作用的元素及化合物,以改善ZnO压敏电阻片长期带电的老化特性。经过添加GF-06银玻璃、氧化硼、PM-10硼玻璃等不同形态的材料,在同样的ZnO压敏电阻的制作工艺下进行混合、造粒、成形、烧成形成直径为53 mm的电阻片,测试了小电流特性、大电流特性及115℃下1 000 h的加速老化试验。试验结果表明,微量的Ag2O玻璃和B2O3玻璃有利于提高ZnO-Bi2O3系压敏电阻片的老化寿命;同时B2O3还有助于改善ZnO电阻片的大电流下的非线性。     

钾元素对氧化锌压敏电阻电性能的影响

采用溶液添加法在中压压敏电阻中引入金属K+离子,研究不同含量的K+对ZnO压敏电阻电性能的影响及其机理,结果表明:K+能增强ZnO压敏电阻的稳定性,富集在晶界处的K+因补充了晶界处正点中心的数量,使耐受8/20μs峰值电流冲击性能提高;K2O的高温液相烧结促使瓷体的气泡等烧结缺陷减少,使其2ms方波脉冲冲击性能提高;随着K掺入量的增加和烧结时间的延长,晶粒尺寸增大,压敏电压梯度减小。     

MOV压敏电阻静态参数变化的特征分析

根据MOV压敏电阻内部微观结构特征,分析了其静态参数的影响因素,结合大量实验数据得出:MOV压敏电阻在冲击电流作用下,其压敏电压呈先上升后下降的趋势,上升的幅度小于下降的幅度;MOV压敏电阻的漏电流呈线性增长的趋势.通过MOV内部晶粒结构的变化特征,解释了这一实验现象,对MOV冲击老化机理的研究具有一定的参考价值.     

对ZnO压敏电阻隧道效应的探讨

根据氧化锌压敏电阻的微观结构,提出了势垒交错导致共振隧穿的模型,并运用传递矩阵法合理地解释了ZnO压敏电阻的隧道效应,所得的隧穿电流符合实际ZnO压敏电阻在击穿区的温度特性．     

不同添加物掺杂对氧化锌压敏电阻的改性研究

为了提高ZnO压敏电阻综合电气性能,采用单一变量法研究了Bi₂O₃、Co₂O₃和Ni₂O₃不同比例掺杂对ZnO压敏电阻微观结构、电气性能及冲击老化特性的影响。研究结果表明:随着Bi₂O₃掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸增大,直流1 mA参考电压减小,非线性系数先增大后减小,泄漏电流先减小后增大;随着Co₂O₃掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸几乎没有变化,但晶粒间尖晶石数量增加,使得直流1 mA参考电压增大,非线性系数增大,泄漏电流先减小后增大;随着Ni₂O₃掺杂含量的增加,ZnO压敏电阻晶粒尺寸逐渐减小,直流1 mA参考电压增大,非线性系数先增大后减小,泄漏电流先减小后增大;当Bi₂O₃、Co₂O₃和Ni₂...     

ZnO压敏电阻直流老化特性的研究

ZnO压敏电阻是电子和信息化领域重要的过电压防护器件,对电子与通信系统的运行安全有着至关重要的作用.本研究基于压敏电阻直流老化特性实验平台,开展了热电应力下ZnO压敏电阻温度特性、荷电率特性以及长期直流电压下老化特性的变化规律研究.实验与分析结果证明:1)在电应力与热应力作用下,ZnO压敏电阻的泄漏电流和功率损耗随着荷...     

非线性负荷条件下的电压不平衡度探讨

阐述低压配电系统中谐波电压不平衡带来的危害,分析对称分量法在谐波条件下的应用原理;针对国家标准对电压不平衡度的规定,探讨负序电压综合不平衡度与零序电压综合不平衡度的定义;用实验证明理论分析的正确性;通过分析指出非线性负荷条件下考虑谐波电压不平衡的必要性。     

提高ZnO压敏电阻片电位梯度的研究

为了进一步提高ZnO压敏电阻片的电位梯度和能量耐受能力,研究了添加剂复合粉体的颗粒度、烧结温度和保温时间对电阻片电位梯度和能量耐受能力的影响。采用细度为(0.4～0.6)μm的添加剂,在1 120℃保温5h,φ56mm的电阻片电位梯度可达(3.2～3.5)kV/cm;在传统添加剂细度的基础上,烧结温度为1 200℃,保温5h可获得梯度为(1.7～1.8)kV/cm,方波为800A的大容量电阻片。从传统电位梯度和高梯度电阻片显微结构分析中得出,晶粒细小化是提高电位梯度的重要途径。尖晶石是晶粒生长的钉扎中心,可以抑制晶粒过分长大,控制尖晶石的颗粒大小、均匀分布是控制和促使ZnO晶粒均匀细小化的关键。     

氧化锌压敏电阻片重复电荷转移实验对工频电压的影响

IEC 60099-4:2014避雷器国际标准以重复电荷转移能力试验替代长持续时间电流冲击耐受试验,特对不同厂家、不同配方的电阻片进行测试。实验表明:RL配方的电阻片重复电荷转移前后工频电压变化超出标准规定5%的限值,通过8/20μs雷电正反各筛选一次,然后再进行重复电荷转移实验或重复电荷转移实验过程中正反向交叉测试,可使RL配方电阻片重复电荷转移测试前后工频电压变化率<5%,在标准范围内。     

用化学法掺杂合成粉料制备的ZnO压敏电阻的初步研究

给出了化学共沉淀法制备ZnO压敏电阻粉料的原则工艺流程；对用化学法粉料制作的压敏电阻作了初步电性能检测，在进行8／20μs雷电冲击时发现其单位体积可承受较大的冲击能量，并具有小的U1mA变化率。     

多电极气体放电管与ZnO压敏电阻匹配性能的研究

针对多电极气体放电管与ZnO压敏电阻匹配使用的问题,根据多级气体放电管及ZnO压敏电阻的工作原理,ZnO压敏电阻并联在多电极气体放电管的两个电极上,能够有效的降低多电极气体放电管在辉光放电时的残压,并且进行相应的分流。利用汤森理论对多电极气体放电管的辉光、弧光放电进行模型等效,并使用开路电压波(1.2/50μs)、8/20μs雷电冲击平台、组合波(1.2/50μs,8/20μs)进行冲击试验,验证了多电极气体放电管模型等效的正确性;同时试验现象中发现了ZnO压敏电阻并联在多电极气体放电管冲击时的阴极端电极上,能够加速多电极气体放电管的放电速度,显著缩短多级间隙动作时延。据此现象及理论分析,提出了利用多电极气体放电管设计开关型电涌保护器并联ZnO压敏电阻的方法,在实际应用中具有一定的参考价值。     

利用单次流通能量分析氧化锌压敏电阻老化程度的研究

为了维护低压电源系统及信息系统的可靠运行,需要对用于电涌防护的压敏电阻进行及时有效的状态检测。目前在判断氧化锌压敏电阻的老化程度方面还没有标准的方法可循。通过研究发现,氧化锌压敏电阻在给定波形幅值的冲击下所吸收的能量,即氧化锌压敏电阻的能量损耗是说明其运行性能的重要参数,通过分析能量损耗,可以判断出压敏电阻的老化程度。提出了一种利用单次流通能量来分析氧化锌压敏电阻老化程度的方法。     

高电位梯度ZnO压敏电阻大电流冲击下电学性能的研究

通过Y2O3掺杂等工艺手段制备出具有高电位梯度值的ZnO压敏电阻,并进行大电流冲击条件下的电学性能测试。实验结果表明,在掺杂0.08%(摩尔浓度)Y2O3后,试样的电位梯度值达到2 460.5 V/mm,残压比为1.48,最大通流容量达到1 263 A,能量耐受密度达到404.7 J/cm3,具有良好的抵抗大电流冲击的性能。掺杂后的试样晶粒尺寸减小到1.5μm,并且分布比较均匀,细致均匀的微观结构有利于试样电位梯度和大电流冲击下电学性能的提高。     

TiO2形态对ZnO压敏电阻微结构和性能的影响

简要介绍了研究ZnO低压压敏电阻的必要性；对比分析了微米粉体、纳米粉体和纳米胶体3种不同形态TiO2添加剂促进ZnO压敏电阻晶粒长大、压敏电压降低的效果，发现纳米胶体TiO2的效果优于其他2种形态的TiO2．     

高电压测量不确定度的评定与表示——在避雷器绝缘子高电压测量中的应用

介绍了有关测量不确定度的基本术语及其概念,包括:测量不确定度、实验标准偏差、标准不确定度、合成标准不确定度、扩展不确定度、包含因子、不确定度的A类评定、不确定度的B类评定、测量误差等.从定义、计算方式、分类、符号、与测量结果的关系、与测量条件的关系等方面分析了测量不确定度与测量误差之间的区别,并简要介绍了测量不确定度和测量误差之间的联系,即测量不确定度是由测量误差引起的,两者都是由随机效应和系统效应造成的.给出了高电压测量不确定度评定的6个基本步骤.在高电压测量不确定度评定示例中,列举实例说明了在避雷器绝缘子高电压测量中交流电压测量系统的刻度因数、雷电冲击电压测量系统的刻度因数以及雷电冲击电压的波前时间和半峰值时间测量不确定度的计算方法.     

利用STATCOM改善风电场电压稳定性的研究

由于风能的随机性和不确定使得风力发电设备所发的电能在接入用户电网的时候会对电网的稳定运行产生比较大的影响,本文通过建立风力模型,发电机机组模型等对风力发电机接入电网时的电压的不稳定性进行了研究,利用静止同步补偿器对风力发电机接入用户电网时产生的电压不稳的情况进行了改善,并通过实际的风力发电数学模型对补偿的效果进行了仿真验证。经过实验仿真验证STATCOM系统的确能够改善风力发电系统接入用户电网时的电压的稳定性。