不同介质中MOV小电流特性的对比研究

氧化锌电阻片(MOV)常用于过电压保护,其小电流特性决定了它的工频稳定性。随着电力技术的发展,MOV被应用于变压器绕组内部和超导电力系统中,MOV的工作介质为变压器油和液氮。将MOV在空气和变压器油、空气和液氮(77K)中分别进行对比试验,通过小波变换对原始数据进行去噪,利用各次谐波法提取阻性电流进行对比分析,结果显示:MOV在变压器油中的阻性电流峰值大于空气中的值,MOV在液氮中的晶界电容、阻性电流峰值均小于空气中的值。表明MOV的小电流特性在空气中优于变压器油中,在液氮温区优于常温下。     

氧化锌非线性电阻片在不同冲击电流波形下的等值电路分析

为了研究快速暂态过电压对金属氧化物避雷器造成的危害,重点对氧化锌非线性电阻片在8/20μs、4/10μs、2/5μs、0.7/1.5μs等冲击电流波形下的等值电路,陡波大电流作用下的电气模型进行了分析;对MOV在陡波大电流作用下的残压波形和波头过冲现象进行了对比。认为,建立陡波下MOV的等值电路时,必须考虑MOV的动态伏安特性,另外也必须考虑到在不同波头时间的电流作用下,电流波头陡度的影响,并提出了今后重点研究的内容。     

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     

交流ZnO电阻片小电流区阻性、容性电流与电压关系研究

为了降低避雷器的残压,从而降低其拐点电压,使避雷器荷电率升高。由于不同荷电率下,阻性电流占全电流的比例不同,检测的标准不同。笔者通过对不同型号的避雷器用电阻片(MOV)测量不同荷电率下电流、电压的关系,还得出不同型号、不同配方的MOV在相同荷电率下的阻性电流占全电流的比例不同,为避雷器在线监测提供依据     

正常运行电压作用下流过MOV电流的分析

以一种比较合理的MOV(ZnO非线性电阻片)等效电路为基础,详细阐述了如何利用数值分析的方法来求解在正常运行电压作用下,流过MOV的电流,包括其阻性分量和容性分量,以及各次谐波的组成。     

不同波形下冲击电流发生器的搭建

避雷器残压试验中,国标规定的雷电冲击标准波形为8/20μs及陡波冲击1/10μs,然而在实际过电压保护中,避雷器遭受的雷电冲击电流差异性很大,完全不同于标准规定的冲击电流波形,此时的残压特性将会与标称放电电流时有很大不同,通过理论分析和合理试验搭建了输出波形为15/40μs、8/20μs,4/10μs,1/4μs、幅值范围为1～20 k A冲击电流发生器,并给出了回路的基本设计参数及波形调节原则,即先确定C并将L、R调至最小,后依据波形调节L及R。结果表明:电感或电容的减小均会使波头时间变短;电阻的增大会使波头时间变短,波尾变长。搭建的冲击电流发生器均能产生满足国标要求的冲击电流波形,为研究避雷器不同的残压特性打下了基础。     

ZnO电阻片对陡波冲击的保护特性

避雷器是保护系统免遭操作过电压和雷电过电压危害的至关重要的电气元件之一 ,且无间隙金属氧化物避雷器性能要优于传统的带间隙 Si C避雷器 ,这一点已完全得到证实。因此近十年来金属氧化物避雷器的使用在迅速扩大 ,不断开发出相关的新产品。尽管人们都知道金属氧化物避雷器不仅对雷电波而且对陡波 (波前上升时间 <1μs)有响应 ,但是金属氧化物避雷器对陡波的防护机理尚不清楚。例如 ,用作电机开关的真空断路器通常采用电阻电容式或金属氧化物避雷器—电容式的组合 ,再冲击电压的上升时间通常只有几百纳秒。避雷器中带电容是为了延长过电…     

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。     

研究水泥基材料性质的时间电流法

水泥基材料的电性质可以表示为一个电阻电容串、并联组成的简单等效电路,可以应用电化学系统的直流瞬态时域方法求其电路参数.在时间电流法测量的基础上,对时间电流法恒电位阶跃线性响应的响应电流ΔI(t)进行数学处理,结合测量数据求出等效电路参数和时间常数,从而可简便判断水泥基材料的细观结构和水化特性.     

多柱并联电阻片柱冲击电流分布不均匀系数测量方法的研究

以非线性金属氧化物电阻片为核心元件组成的过电压保护装置动作时,要吸收大量能量,需采用多柱电阻片柱并联结构。有关标准中明确规定,多柱电阻片各柱之间电流分布不均匀系数β应不大于1.1。在测量检测时,受电流冲击测试设备能力的限制,不能同时进行几十柱甚至上百柱电阻片柱的电流分布不均匀系数的测量。根据金属氧化物电阻片伏安特性的特点,提出了一种测量多柱并联电阻片柱电流分布不均匀系数的方法,简单可靠,可以在实际工程中使用。     

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。     

500 kV串补MOV泄漏电流监测装置的研制及应用

根据串补装置用金属氧化物限压器(MOV)的工作特点,提出适用于500 kV串补MOV泄漏电流监测系统架构,并研制了MOV泄漏电流监测装置.研究在不同电压下MOV单只和多只组合条件下的泄漏电流特性,研究结果表明:与单只MOV泄漏特性相比,多只MOV不同并联时泄漏电流和阻性电流成倍线性增加,阻性电流角度在保持在84°至85...     

输电线路杆塔地网冲击接地电阻现场测量方法

为研究杆塔地网冲击特性,掌握冲击电阻值的变化,提出了一种杆塔地网冲击接地电阻现场测量方法,采用适于现场使用的冲击电流发生器产生大电流、陡波头的冲击电流模拟雷电流,使地网电感效应与火花效应得以体现。利用实验室变电站地网对该方法进行验证与改进:在电压测量回路首段接入300Ω阻尼电阻消除电压波形振荡;通过降低回流极接地电阻增大电流幅值。现场试验在湖北省武汉市某变电站500 kV交流线路进线侧2号杆塔进行,冲击接地电阻随电流幅值的增大呈非线性下降趋势。实验室与现场试验表明:该方法可有效测量杆塔地网冲击接地电阻。     

不同脉冲电流作用下氧化锌压敏电阻伏安特性分析

传统MOV(氧化锌压敏电阻)主要用于后级保护,不进行10/350 μs波形冲击测试.随着MOV通流量等性能的提升,已有部分MOV产品应用于首级高暴露区线路,此时有必要开展MOV在10/350 μs波形冲击下的性能研究.根据双肖特基势垒模型,结合离子迁移理论,首次对MOV在10/350 μs与8/20 μs冲击波形下的动态伏安特性曲线进行对比分析得出:在两种脉冲电流冲击下,动态伏安曲线都可以用一个峰值△U来校准测量值;两者的动态伏安曲线中后期都有一个先上升后缓慢回环下降的趋势,前期10/350 μs的动态伏安曲线上升速度比8/20 μs快;大电流冲击下两者的峰值电压超前峰值电流的时间同冲击电流幅值成正比.这为厂家生产用于一级低压配电侧的MOV产品提供借鉴意义.     

10kV配电系统消弧线圈应用体会

通过两个港区10 k V配电系统升级改造案例,说明在组织中间变电所10 k V配电及线路设计时,当电缆线路长度超过5.1 km应进行中压电容电流计算,并按规范选择适合的接地形式。中压10 k V系统电容电流计算,除架空线路、电缆线路电容电流外,还需计入变电所、母线和电器的16%附加电容电流。消弧线圈电感电流取值为(0.9~1.1)I C。以电阻替代消弧线圈作接地,应以电容电流7A为判断界限,单相接地故障电容电流大于7A时,可采用低电阻接地方式;电容电流小于等于7A时,可采用高电阻接地方式。     

1000kV避雷器电流分布试验方法及特性的研究

介绍了1 000 kV交流系统用避雷器的电流分布试验方法及研究结果。在操作冲击电流和雷电冲击下多柱并联电阻片的电流分布试验结果表明,冲击电流的波形对电流分布系数的影响不大,但在同一波形下随着冲击电流幅值减小,电流分布系数增大;同时分析了电阻片配组参数,当按照每层每片电阻片的直流2 mA参考电压值和500 A操作冲击残压值之间的偏差同时小于0.5%的原则进行配组,电流分布系数小于10%;不同串联片数的4柱并联电阻片组进行试验,结果表明,随着串联电阻片的数量增加,电流分布系数减小。     

交流金属氧化物非线性电阻片在不同频率电压作用下的小电流区特性研究

在高压、超高压直流场、滤波器、电力机车、低频风电等新兴领域应用的金属氧化物避雷器(MOA)承受含有多次谐波的复合交流电压作用,运行中MOA呈现出发热高、劣化快、能量吸收能力不足等特性。笔者采用试验的方法研究了金属氧化物电阻片(MOV)在30Hz~1kHz间不同频率交流电压下小电流区的非线性V-A特性、泄漏电流的阻-容电流分量变化特性等,分析了频率、荷电率对特性的影响,得到随作用电压频率增高,阻性电流分量单调递增、功率损耗增大,发热、劣化加快等重要结论,为以后探究金属氧化物避雷器在特殊场合的应用提供了基础理论依据。     

ZnO压敏电阻冲击电流作用下滞后时间的特性分析

根据ZnO压敏电阻(MOV)在冲击电流作用下的动态伏安特性,结合空穴诱导隧道击穿理论,提出了氧化锌压敏电阻在冲击电流作用下产生电流滞后现象的原因,并得出影响滞后时间的主要因素包括冲击过程中的冲击电流幅值以及MOV自身的静态参数特性。通过大量实验数据分析得出:随着压敏电压的增大,滞后时间Δt逐渐减短;在冲击小电流区域滞后时间Δt变化不大;在冲击大电流区域滞后时间随冲击电流幅值的增大,滞后时间Δt逐渐增长。     

氧化锌非线性电阻片用无机高阻层的研究

研究了氧化锌非线性电阻片侧面用无机高阻层在4/10大电流冲击和2ms方波电流冲击作用下的破坏机理。认为影响电阻片耐受大电流冲击能力的关键之一是无机高阻层本身的绝缘强度,之二是无机高阻层和电阻片之间膨胀系数的配合问题,并通过试验指出,侧面绝缘层的膨胀系数应比ZnO陶瓷小0.5×10-6/℃～1.5×10-6/℃。影响电阻片耐受方波电流冲击能力的关键是无机高阻层和电阻片本体反应后所形成的中间层的稳定性。研制的无机高阻层可满足φ32mm×35mm、梯度为240V/mm的电阻片65kA大电流冲击的要求,并可提高电阻片的方波通流能力。     

基于试验的MOV长波与短波通流容量的折算关系研究

采用冲击电流发生器,对不同厂家、不同压敏电压(U1 mA)的20 kA标称放电电流(In)金属氧化物压敏电阻(MOV)施以长波10/350μs和短波8/20μs冲击电流,以期考察MOV耐受长波与短波冲击电流的折算关系。实验结果表明:MOV在长波和短波下的通流容量折算关系与MOV的压敏电压相关,其折算值与压敏电压成正比例的关系,相比于短波,长波电流耐受能力随压敏电压升高而减弱;通过实验得出,MOV在短波和长波冲击下的通流容量比值为:当压敏电压为430 V时14. 44倍,当压敏电压为620 V时16. 32倍,当压敏电压为910 V时22. 27倍。