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.     

关于金属氧化物避雷器操作冲击能量吸收能力的几点主张

本文涉及了一个近似的,有时也使用了实际操作中的,证明金属氧化物避雷器操作冲击能量吸收能力的一些重要观点,也就是所谓的“负荷因素法”。这一于８０年代引入的通用法是避雷器在非标准放电电流状态下耐受分析中很有效的工具,但是,尽管如此,对于这一课题直到今天仍缺少大量制造数据。“负荷因素法”涉及一个“电流等效”的过程,这一过程是建立在线性原理的应用基础之上的。而线性原理的应力结果导致了一个纯数学化的约束,它     

电站型金属氧化物避雷器用非线性电阻片的能量吸收能力和破 …

对电站型避雷器用的非线性电阻片（以后简称电阻片）进行了破坏试验，以确定它们在０．８Ａｐｅａｋ到３５ｋＡｐｅａｋ电流范围内的能量吸收能力。代表性的平均值由小电流时的４００￣６００Ｊ／ｃｍ＾３到３５ｋＡｐｅａｋ时的１６００￣２０００Ｊ／ｃｍ＾３，发现在５个幅度数量级范围内，破坏时间的平均值与平均电流的乘积为一常数。电阻片的破坏形式与电流幅值有关。建议开发一种标准的试验方法来确定金属氧化物避雷器的能量吸     

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。     

国际上关于ZnO电阻片冲击能量耐受能力的研究进展

笔者系统综述了国际上关于Zn O电阻片冲击能量耐受能力的研究进展。共分三个时期:早期(1970~1996)、中期(1997~2005)和近期(2006~2013)。探明了Zn O电阻片冲击能量耐受能力与冲击电流波形之间的关系。研究成果已经部分被IECA3.17工作组作为起草和修改IEC60099-4、IEC60099-10的依据。借助更加先进的监测技术和数学仿真计算,进一步从微观结构去揭示Zn O电阻片冲击能量耐受能力的机理,是下一步研究的方向和重点。     

直流氧化锌避雷器用电阻片能量吸收能力及热稳定性能的研究

研究了直流避雷器用电阻片能量吸收能力及热稳定性能。试验表明,在多次过电压下,电阻片吸收操作过电压临界能量吸收能力为432kJ;直流电阻片的近似比热容为3J/(g.K);达到临界能量吸收时,电阻片表面温度最高为178℃。制造直流避雷器用电阻片时,应确保电阻片具有较大的热容量和较小的温度系数;设计结构时,应考虑避雷器具有较好的散热性能,对于靠近电阻片的材料,应具有耐受热冲击温度为180℃的能力。     

氧化锌阀片在电流冲击下的残压特性

用两种类型的脉冲发生器对圆形环形这类小尺寸氧化锌阀片的残压进行了研究。     

长脉宽冲击电流下氧化锌避雷器阀片老化特性

在直流输电工程中,大地回线和金属回线转换是一项十分重要的操作,而转换开关两侧并联的氧化锌避雷器阀片对其过电压进行限制,确保其能转换成功。在转换开关实际工况中,氧化锌避雷器阀片承受的实际工况多数为长脉宽冲击电流。通过肖特基势垒理论以及离子迁移率对氧化锌避雷器阀片在40 ms长脉宽冲击电流下的老化规律进行研究,得出以下结论：1)长脉宽冲击电流下,U_{1 mA}先略微下降再到平缓甚至一直保持不变,即说明电流分布集中势垒较高的晶界层单元链中,并对阀片整体晶界层起到均一化作用。2)随着脉冲次数的增加,500 A残压值的增加速度由快到慢,即逐渐平缓,其中填隙锌离子的迁移建立其的电场使得后续的离子难以迁离至晶界层中,进而使得后续势垒变化速度较慢。     

ZnO电阻片大电流通过次数与寿命的关系

从冲击老化机理,冲击老化与冲击电流峰值、波形、作用次数以及环境温度因素的相关性等方面,阐述了ZnO电阻片中流过冲击大电流的次数与寿命的关系。通过试验观察ZnO电阻片在冲击作用下的老化情况,测量ZnO电阻片变化率、功率损耗等参数来反应老化程度,分析了不同冲击电流峰值、不同波形及不同温度下的冲击次数对避雷器寿命的影响。并以此总结出一种反映避雷器大电流通过次数与寿命关系的规律,给出了以超过避雷器标称放电电流一定值的大电流通过避雷器的次数,作为避雷器寿命终结的判据。     

氧化锌非线性电阻片的电容量与冲击性能关系的研究

对氧化锌非线性电阻片的一些实验现象规律进行了分析和研究,发现氧化锌非线性电阻片的电容随烧成温度和烧成时间的延长而增大,而且电容与电位梯度和冲击性能有很大的相关关系,为研究和考察氧化锌非线性电阻片的大电流冲击性能提供了一种新的方法和途径     

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。     

提高氧化锌非线性电阻片通流容量的研究

高电位梯度氧化锌非线性电阻片上流过冲击电流时,吸收的冲击能量成比例增加,要求电阻片的通流容量也成比例提高,研制高电位梯度电阻片首先要提高氧化锌电阻片的通流容量。将传统的氧化锌电阻片生产工艺中的搅拌罐混合浆料方式改用搅拌球磨机混合,可提高浆料的流动性和各成分分散的均匀性,电阻片通流容量即得到很大程度的提高,电阻片的单位体积冲击能量吸收能力从100J/cm3提高到250J/cm3。     

氧化锌压敏电阻老化分析

摘要：限压型电涌保护器（SPD）的老化问题,经分析是由于ZnO压敏电阻内部的离子迁移导致肖特基势垒的畸变,从而引起泄漏电流与压敏电压增加等。通过对几组ZnO压敏电阻在老化环境下的试验,分析老化前后压敏电阻性能参数的变化,得到如下结论：交流老化过程中,压敏电压和漏流存在一定的逆老化现象．但压敏电压和漏流随老化呈增长趋势;（爹交流老化时,压敏电阻温度的升高与加热时间、施加电流以及老化程度有关,伏安特性曲线发生对称漂移;（萤交流老化之后,压敏电阻内阻的变化不大．且局部有降低的趋势,分布电容、阻抗和非线性系数的变化较小。     

Cu元素对氧化锌压敏电阻性能的影响

通过添加Cu(NO3)2溶液的方式,在中压压敏电阻基础料中引入杂质元素Cu,测试其电性能并分析影响机理。得出:Cu元素在压敏电阻中无论哪种固溶形式,都是以受主态方式对压敏电阻的性能产生影响;随着Cu掺入量的增加,施主浓度Nd减小,但同时也引起晶界界面电子态密度Ns的减少,补偿了施主浓度的减少,从而使φB减少,非线性系数减小;随着Cu掺入量的增加,晶粒电阻增大,晶界电阻减小,使电压梯度上升,漏电流几乎不变,电容增大,残压比增大,通流能力和耗散能量能力变差;对比基料来讲,添加Cu元素之后漏电流是下降的;建议在生产过程中,Cu掺入量(质量分数)最好不要超过8×10-6,最大不要超过20×10-6。     

提高MOA阀片4/10大电流冲击耐受能力的研究

因为4/10大电流和2ms方波电流对MOA阀片的破坏特性不同,提高MOA阀片4/10大电流冲击耐受能力应与提高2ms方波耐受能力有着不同的解决思路。本文例举了提高MOA阀片4/10大电流冲击耐受能力的方法与途径,并分析了各自的利弊。     

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。     

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。     

降温速率对低压ZnO压敏电阻性能的影响

采用低压ZnO压敏电阻配方,利用正电子湮没寿命谱(PAS)及SEM,对试样微结构进行了分析.结果表明,急冷能使低压ZnO压敏电阻的微空洞尺寸增大,缺陷浓度降低.通过分析PAS参数与电性能参数的关系,对急冷能明显降低电压梯度提出了新的解释.     

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。