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。     

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。     

限压型SPD能量配合中退耦电感参数选择的研究

针对实际工作中限压型SPD(电涌保护器)能量配合失效导致被保护设备经常损坏的问题.根据铁氧磁体材料μr(相对磁导率)的变化特点,通过大量的实验数据分析得出,线绕磁环的电感量为8μH时,当冲击电流大于5 kA即出现磁饱和现象,使能量配合失效；线绕磁环的电感量为40 μH时与5m导线退耦效果基本相同,继续增大电感值对两级分...     

ZnO压敏电阻能量配合方法的分析

针对ZnO压敏电阻能量配合方法的问题,对雷电波在传输线中传输及ZnO压敏电阻级间串联电感进行了理论分析。结合实验中改变级间连接导线的长度和退耦元件,改变相应的分布电感值,通过实验数据分析得出:两级ZnO压敏电阻进行能量配合中,当连接导线长度为:5m、10m、15m时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:5.66:1.11、6.17:0.60、6.00:0.40。分布电感同空心电感的电感值相同时,各级压敏电阻的残压、通流以及吸收能量的分配情况基本相同,两者可视为等效;磁芯电感由于存在磁饱和现象,当连接磁芯电感为:5.8μH,10.8μH,16.3μH时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:4.58:3.32、4.70:3.04、4.65:2.83。实验结果为ZnO压敏电阻的能量配合提供了参考依据,在实际应用中具有一定的参考价值。     

气体放电管与压敏电阻级间能量配合的分析

针对气体放电管与压敏电阻在雷电波冲击下级间配合的问题,运用雷电波传输理论与雷电冲击电流发生器进行冲击试验相结合的方法.得出:在相同冲击电压下,气体放电管可以增大整体通流效果;气体放电管的残压随总通流呈线性增长,压敏电阻的残压值变化不大,并且与气体放电管的放电电压大小无关;气体放电管的放电电压越大,压敏电阻吸收的能量越多,SPD级间的能量配合效果也更佳。该结论在多级电涌保护器的使用中有一定参考价值。     

多脉冲下退耦电感对前后两级压敏电阻并联分流比的影响

为了更好地保护设备免受雷电浪涌侵袭,电路实际安装中,一般采用采用退耦电感将两片压敏电阻并联起来,第一级作能量释放,第二级作线间箝压限位。按照IEC对雷电多脉冲的定义波形,采用了更接近真实自然闪电的高压多脉冲冲击线路,通过改变退耦电感值及冲击电压值,结果表明:退耦电感值随着冲击电压的增大而增大,求出了对应电压下的最适退耦电感值,对浪涌保护器在线路的实际安装中起到一定实际参考作用;当磁芯电感存在磁饱和时,退耦电感失效,导致第二级浪涌保护器上的通流量急剧上升。     

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。     

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。     

标准衰减振荡波下压敏电阻能量配合研究

为了有效利用压敏电阻对真实雷电过电压进行防护,需要对标准衰减振荡波下压敏电阻能量配合进行研究。利用EMTP软件搭建0.5μs-100 k Hz标准振荡波发生电路,采用IEEE压敏电阻模型进行仿真冲击。分析前后级压敏电阻采用高低配合与低高配合方式的防护效果。最后讨论不同前后级压敏电阻连接导线长度对分流和能量吸收的影响。分析结果表明:压敏电阻残压随着充电电压的增加而增大,低高配合方式下,前级压敏电阻承受了绝大部分雷电流和能量,配合效果不如高低配合方式。前后级连接导线长度增加时,流过前级和后级的电流峰值均降低,但前级吸收能量增加,后级吸收能量降低。标准衰减振荡波作用下,压敏电阻前后级采用高低配合方式较为理想。     

基于电磁感应原理检测电涌保护器击穿的方法

针对检测电涌保护器(SPD)击穿方法的问题,通过对雷电过电压作用下,SPD击穿时周围产生的瞬态电磁场以及电磁感应的理论分析。利用组合波发生器(12、50μs)模拟雷电流发生器,对开关型SPD、限压型SPD分别做冲击试验。试验结果得出:冲击电压为0-5 k V范围时,传感器两端的感应电压随着冲击电压的增大而线性增加;冲击电压相同时,测试开关式压敏电阻的感应电压小于限压型压敏电阻;测试器件相同的情况下,不同表面尺寸的传感器两端的感应电压存在较大差异。探究了利用电磁感应的原理检测SPD的击穿方法,在实际防雷运用中具有参考价值。     

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。     

多级气体放电管与氧化锌压敏电阻并联配合的辉光弧光放电性能分析

针对多级气体放电管(GDT)与ZnO压敏电阻的并联配合使用的问题,根据多级GDT及ZnO压敏电阻的工作原理,把ZnO压敏电阻依次并联多电级GDT不同级数进行测试时,并联级数越多,越能有效拉低点火电压,并具有击穿后能分流的特性。利用气体放电理论进行工频电压下的组合器件辉光、弧光放电试验,在分析了辉光、弧光放电电压、时延、电流与工频电压之间的关系后,得出并联不同级数时,组合器件的静态参数与辉光、弧光各参数的匹配效果对泄流影响:静态参数中压敏电压与并联的GDT管点火电压相差越大,放电特性越容易从开关型SPD向限压型SPD转变。由实验数据解释辉光、弧光各参数与工频电压和静态参数间关系,提出可用工频电压源下辉光、弧光测试ZnO压敏电阻与多级GDT并联使用性能对比方法,在实际应用中对选择复合型SPD有一定的参考价值。     

基于全能量法的ZnO压敏电阻多片并联能量吸收特性分析

针对ZnO压敏电阻多片并联时能量吸收的问题,基于全能量分析法,通过改变ZnO压敏电阻的并联片数及压敏电压的大小,对多片并联的ZnO压敏电阻进行8/20μs波形冲击试验,可以得出以下结论:多片压敏电阻并联时,各片压敏电阻的吸收能量随着冲击电压的上升而呈现线性增长的趋势,且压敏电阻相互间的压敏电压越接近,吸收能量越均匀,该现象可以由空穴诱导隧道击穿理论解释;能量吸收比随着冲击电压的增加呈现出线性递减的趋势,从能量释放角度证明了多片并联的压敏电阻可以有效保护后级设备,对实际应用具有一定的参考价值意义。     

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。     

限压型电涌保护器的性能分析及对策

低压供电系统中暂态过电压将对电涌保护器的运行产生一定的影响,这也是引起限压型SPD失效起火和限压型SPD电气性能差、造成终端设备损坏的最主要原因,针对电涌保护器(SPD)自身存在的防雷安全问题,介绍了限压型电涌保护器的工作原理,结合限压型电涌保护器中氧化锌压敏电阻的特点,介绍熔断器的分类和参数选择要求,提出了限压型SPD在使用过程中与熔断器的匹配方法,为合理选择熔断器提供借鉴。     

组合型电涌保护器设计方法的研究

针对组合型电涌保护器(SPD)利用氧化锌(Zn O)压敏电阻与气体放电管组合的设计方法的问题,理论分析了Zn O压敏电阻的块体模型和气体放电管工作原理;采用8/20μs模拟雷电流,对不同组合方式的Zn O压敏电阻与气体放电管进行了冲击测试,得出组合结构SPD主要性能体现在并联或并联的气体放电管数量的试验结果,即压敏电阻并联的气体放电管数越少,组合型SPD的残压越低;串联气体放电管数越多,压敏电阻的通流越小,可有效延长了压敏电阻的使用寿命;当气体放电管两端的电压达到直流放电电压时,气体放电管迅速导通,使整个组合器件两端电压迅速减小;随冲击电压的升高,残压增大,通流呈线性增加,平均斜率为3.21。在组合型SPD的设计中具有一定的参考价值。     

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.     

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。     

组合波作用下负载性质对电涌保护器配合影响研究

负载性质对于组合波冲击下的浪涌保护存在一定影响,研究负载性质对电涌保护器(SPD)配合的影响具有重要意义。利用PSCAD软件搭建组合波发生电路,采用IEEE推荐的氧化锌压敏电阻等效模型,分析阻性、容性、感性负载幅值对负载端过电压的影响,讨论负载性质对前后级SPD电流分流比与吸收能量的影响。仿真结果表明:阻性负载和容性负载对负载端过电压数值影响不大,感性负载对负载端过电压数值影响较大;电容幅值越小,负载端过电压波形振荡越明显。前后级SPD分流比随着负载幅值的增加而降低;分流比受连接电缆长度影响较大,前后级SPD连接电缆越长,分流比越高。随着负载幅值的增大,前后级SPD能量吸收比均有所增加。阻性负载和容性负载下SPD配合效果较感性负载好。     

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。