直流ZnO电阻片的研究

为了满足特高压直流避雷器保护特性的要求,对ZnO压敏电阻片的电位梯度、非线性性、老化等电气特性进行深入研究。试验表明:当X(Bi2O3)/X(Sb2O3)的掺杂比例为一定值时,获得较低的残压比和较高的电位梯度;改变侧面无机绝缘层的成分使侧面绝缘层与电阻体在烧结时能紧密结合,同时增加有机绝缘保护层,提高电阻片侧面的表面电阻和侧面的防污能力及抗闪络能力,并可改善电阻片的老化特性;在较低的烧成温度下1 070～1 150℃和较长的保温时间4～7 h可获得高性能的特高压直流避雷器用直流电阻片。     

高电压多脉冲下施加交流电压负载对ZnO压敏电阻性能的研究

ZnO压敏电阻连接在电路中工作时,两端一直承受交流负载电压的老化,为探究在多脉冲情况下,交流负载电压对ZnO压敏电阻的性能影响,采用幅值为20 k A、时间间隔为50 ms的8/20μs同时序冲击高压多脉冲对并联氧化锌压敏电阻元件进行冲击的同时施加幅值为385 V的工频交流电压模拟压敏电阻实际安装在电路上的真实工作环境。经过施加交流负载和不加交流负载的两组试验对比分析,得出结论:交流负载施加与否对初始压敏电压相同的两片压敏电阻并联的耐受多脉冲冲击次数没有影响,但会导致压敏电阻损坏效果不同;施加交流负载时,会导致ZnO压敏电阻发生燃烧,不加交流负载时,压敏电阻片这是爆裂而没有发生燃烧;如果两片压敏电阻的初始压敏电压存在差距,交流电压会加快压敏电阻的失效。     

ZnO压敏电阻的脉冲退化规律

给出了ZnO压敏电阻的脉冲退化规律。研究了ZnO压敏电阻宏观性能退化与瓷体微观结构变化的对应关系,并对影响退化程度的若干因素和脉冲退化机理进行了探讨。     

不同环境多脉冲雷电高压下ZnO压敏电阻的失效分析

利用多脉冲雷电高压冲击平台模拟自然雷电环境,对ZnO压敏电阻进行雷电冲击试验,以探究多脉冲雷电流冲击下的ZnO压敏电阻在不同环境条件下的耐受冲击特性。结果表明:1)ZnO压敏电阻在多脉冲下极易失效,平均耐受冲击水平为10次,损坏形式主要以边缘破裂为主,甚至发生不可逆转的损毁和炸裂,多脉冲冲击的前期是一个老化加速的热老化过程,最后一次炸裂是连续多脉冲热应力导致的热崩溃损毁。2)在施加工频动作负载时,冲击后发生起火燃烧,经过特殊环境处理之后进行冲击,压敏电阻的破坏形式并未发生改变,但会加速ZnO压敏电阻的老化进程,大大降低ZnO压敏电阻的耐受多脉冲冲击能力。恶劣环境的ZnO压敏电阻在施加工频负载的多脉冲下只能承受一次冲击。     

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。     

薄片ZnO压敏电阻的沿面闪络

薄片ZnO压敏电阻试样始终是在远低于同一配方的厚片压敏电阻闪络所需场强和能量时会发生沿面放电。作者研究了一些薄片压敏电阻试样以及与上述非正常现象有关的几个主要因素。这些因素是:电极与试样接触的牢固性,电极形状以及电阻片表面处理状况。结论指出,沿面放电现象直接与电极表面加工状况有关。研究不同表面处理方法的试样结果说明,试样的微观特性和微观表面特性对放电性能都有影响。     

十脉冲冲击下ZnO压敏电阻老化分析

针对十脉冲冲击下ZnO压敏电阻老化特性变化问题,通过压敏电阻热行为理论,对比分析在十脉冲电流冲击和单脉冲电流冲击下,ZnO压敏电阻的老化特性。结果表明:十脉冲冲击下,ZnO压敏电阻U1mA变化呈现初期快速减小,中期平缓,后期快速减小趋势。泄漏电流变化呈初期缓慢上升,中期进入平缓区,后期快速增大直至损坏。与单脉冲冲击下,泄漏电流变化规律相同,但泄漏电流变化的平缓区域远远小于单脉冲冲击下的平缓区域。通过对压敏电阻热行为分析发现,在十脉冲冲击下,ZnO压敏电阻内部晶粒热导率开始下降,部分热导性能较差的晶界首先由热平衡状态转入热不平衡状态,晶界区电荷量发生变化,最终伏安特性发生蜕变。     

化学合成法改进对ZnO压敏电阻片复合粉体的影响

通过对化学合成法进行改进以适应ZnO压敏电阻片复合添加剂制备的需要,针对化学合成法的不足,提出了解决技术籽晶分布包膜技术,通过控制籽晶、沉淀剂、分散剂、pH值、化学反应进程和温度等因素,获得离子级均匀混合的ZnO压敏电阻片复合添加剂复合粉体前驱体,为进一步获得高性能ZnO压敏电阻片打下了坚实的基础。     

温度保险丝与ZnO压敏电阻串联使用中的性能分析

针对温度保险丝与ZnO压敏电阻在串联使用中的性能问题,通过对温度保险丝与ZnO压敏电阻热保护配合工作原理的理论分析,利用(8/20μs)雷电冲击平台及热稳定测试装置分别将温度保险丝以及温度保险丝与ZnO压敏电阻串联后进行实验,并将实验数据进行分析,得出温度保险丝与ZnO压敏电阻进行热保护配合时的冲击耐受能力大于温度保险丝单独使用时的情况,而器件整体的残压会相应的增加的结论;在热稳定试验中,不同型号的温度保险丝和ZnO压敏电阻进行热保护配合时,在固定电流的作用下,器件的表面温度随时间变化的曲线呈现出不同规律。在温度保险丝与ZnO压敏电阻配合使用的实际应用中具有一定的参考价值和意义。     

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。     

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。     

ZnO压敏电阻在小电流区阻性和容性电流成分的分析

针对ZnO压敏电阻在小电流区下电流成分由阻性和容性电流组成的问题,通过对ZnO压敏电阻在小电流区的电路特征的分析。采用取样电阻和ZnO压敏电阻串联,在其两端施加不同的工频电压,测量ZnO压敏电阻的两端电压和电流,分析小电流区电压电流的相位变化。利用理论和实验相结合的方法发现,得出在小电流区中随着电压不断升高,电流不断加大,到达突变点之后电压基本保持不变;随着ZnO压敏电阻压敏电压的增大,容性电流和阻性电流的相位角在减小。这在电涌保护的实际应用中有一定的参考价值。     

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...     

提高ZnO压敏电阻片能量耐受能力的方法与途径

综述了近来国内外提高ZnO压敏电阻片能量耐受能力的方法和途径，其中改善ZnO电阻片的结构均匀性和成分均匀性是提高能量耐受能力的关键，电流密度分布的均匀性有一定影响。因此，为了改善结构均匀性和成分均匀性，必须开展粉料和浆料制备技术的深入细致的研究工作。     

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。     

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。     

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...     

配电线路防雷用的限流招弧羊角的发展

<正> 为保障人身安全,日本的高压配电线路采用绝缘导线,绝缘导线受雷击而烧损的事故与日俱增,其原因是雷击穿导线绝缘层,续流电弧流过击穿处而烧熔。为此,发展了带ZnO阀片的限流招弧羊角,可遮断续流防止导线熔断。在使用裸导线时,此装置也可有效防止供电中     

PVA种类及含量对ZnO压敏电阻片电性能影响研究

作为重要的过电压防护元件,ZnO压敏电阻片的性能也需要不断提高.对ZnO压敏电阻片制备工艺中聚乙烯醇(PVA)的影响进行了研究.通过对比不同PVA种类及含量对造粒的影响后发现,选用的PVA聚合度越高,烧结陶瓷的晶粒尺寸就越小;PVA的添加量越多,晶粒尺寸也越小;其次PVA的聚合度会影响到压敏陶瓷的晶界电阻和击穿场强,它们之间成正相关的趋势,但是过量添加PVA会导致其晶界电阻活化能减小,压敏特性降低,导致泄漏电流密度增大;采用低聚合度的PVA会改善电气性能,即提升其压敏特性并降低泄漏电流密度;造粒过程中,低聚合度PVA水溶液的配比与添加量对压敏电阻的晶界电阻及其活化能的影响较小.因此,造粒过程中推荐采用低聚合度、高醇解度的PVA以提高ZnO压敏电阻片电气性能的一致性.     

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．