金属氧化物非线性电阻(MOV)油中寿命特性探索

提出了保护变压器调压绕组的MOV油中寿命试验流程图;并提出了相位比较原理测量阻性电流的新方法;在文[1]的基础上,又提出了试验前的结构均匀性及致密性筛选原则;采用电压温度加速法试验研究了MOV的油中工频稳定性;分析了除电场、温度外,渗油率、油膜、油质对MOV寿命特性的影响;用静态与动态观点,辅之试验与计算相结合的方法分析研究了MOV油中热稳定性问题;从寿命综合判据出发,提出了寿命估算方法,并进行了工作温度(95℃)及荷电率(低AVR)下实际寿命预估;论证了MOV在高温油中保护调压绕阻的可靠性。     

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电率增大而增大;2)同一型号压敏电阻在同温度(115℃),不同荷电率下两组直流老化实验,泄漏电流曲线经历了快速上升、缓慢下降至平稳、激增3个变化阶段,两组老化时间存在较大差异;3)压敏电阻长时间直流老化实验中,10 K 250压敏电阻片在97％荷电率和145℃温度条件下,历经264 h的老化过程,其压敏电阻泄漏电流、功率损耗的急剧增长,压敏电压、非线性系数、漏电流发生显著的变化.因此,传统意义上将压敏电压值降为初始值的10％作为老化实验寿命终结判据对于直流老化来说需要进一步研究.     

金属氧化物非线性电阻的长期老化特性研究

报导了耐老化性能较优的MOV在不同温度(95℃、115℃、135℃)、不同荷电率(0.3、0.5、0.7、0.8、0.9)下超长期(13000～18000h)老化试验结果.显示出与以往报导不同的新现象与新规律,对各种加速老化方法给出了评价.     

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     

基于Arrhenius图的沥青使用寿命预估方法研究

根据Arrhenius方程分析了沥青在加速热老化试验条件下的临界老化时间与老化温度的关系，提出利用临界老化时间与老化温度绘制Arrhenius图，以及利用Arrhenius图预估沥青使用寿命的试验方法。采用该方法估算了所选2种沥青的使用寿命，并分析了影响沥青寿命预估的因素。采用该方法估算的沥青寿命值呵为路面寿命周期成本分析和路面养护时机的选择提供参考。     

MOV在交直流电压下耐受能力的试验研究

MOV是限压型SPD的核心器件。限压型SPD在各种非正常工作情况下会出现温度持续上升,引发MOV热崩溃后导致SPD故障,严重时会引发火灾事故。利用热稳定试验箱和压敏电阻直流参数仪进行了多组实验,对试验数据进行了对比分析,结果表明:MOV在交直流电压下的耐受能力主要与MOV的热容量(能量吸收能力)和热阻(散热能力)有关;直流电压下MOV功率损耗产生的热量大于交流电压下产生的热量,其主要原因是直流电流下MOV的荷电率高于交流电压下的荷电率。     

书刊文摘

<正> 荷电率是金属氧化物避雷器的一个重要参数,它理解为可以加在避雷器上的最大工频电压幅值(U_c)与电流为1～5mA时的起始动作电压(U_i)之比.可取用的荷电率越高,避雷器的保护作用和运行可靠性越好.荷电率的值一方面由阀片在长期U_c电压作用下的老化决定的;另一方面由耐受一定时间(t_g)的短时工频过电压倍数K的能力决定的.对新的阀片(在115℃荷电率80%1000h下)进行的试验表明,在此期间(阀片的等效寿命),功率损耗变化不超过2.5%,当U_c=0.93kV时损耗值不大于1.3W.避雷器耐受短时过电压的能力是通过     

无间隙金属氧化物避雷器运行状态特征参数温度特性研究

无间隙金属氧化物避雷器(MOA)的运行状态监测是保证电力系统可靠运行的重要措施,由于MOA运行状态参量受环境温度影响,会造成对MOA状态判断不准确,引发严重事故。研究了MOA运行状态主要监测参量随温度的变化特性,揭示了状态参量变化与温度、荷电率及电阻片几何尺寸的关系。持续运行电压下,在20℃～60℃范围内,直流U1mA、工频参考电压随温度单调递减,交流泄漏单调递增;全泄漏电流具有微弱的正温度系数,随温度的升高而缓慢递增,而阻性电流分量随温度变化增长更快。在80%～90%荷电率下运行,MOA的阻性电流IR、功率损耗P随温度的升高和荷电率的增大单调快速递增。     

直流输电用氧化锌避雷器的开发

<正> 据日本电气学会1992年大会论文报道,交流用避雷器阀片用于直流时未必能胜任,其寿命特性较差.因此日本开发了AC110kV/DC125kV换流站用保护晶闸管阀的直流氧化锌避雷器.介绍了该避雷器的荷电寿命特性,即使在荷电率108%和环境温度40℃时的预期寿命超     

并联均压电容配置对特高压无间隙金属氧化物避雷器电位分布影响的研究

特高压无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时,杂散电容的存在使得避雷器沿电阻片轴向的电位分布极不均匀,从而部分电阻片荷电率很高,会引起电阻片加速老化和热崩溃,导致避雷器损坏。改善避雷器电位分布,降低荷电率可以有效提高其运行可靠性,常采用在避雷器高压端加均压环、避雷器元件并联均压电容的方式均压。笔者采用有限元法对特高压无间隙金属氧化物避雷器挂网运行时的电位分布进行了仿真计算研究,在给定的均压环配置下,研究了均压电容的配置对避雷器电位分布的影响,得出较为有效的降低电阻片荷电率的方案,为特高压无间隙金属氧化物避雷器均压方式的优化提供了参考依据。     

基于ANFIS评估MOV功率损耗

MOV静态下的功率损耗是影响其热稳定的重要因素,在考虑了老化因素对MOV功率损耗的影响后提出了老化程度变量并将其量化的新方法,并利用自适应模糊推理系统(ANFIS)将电压(V)、温度(T)、老化程度(AD)作为网络的输入,实验测量数据作为训练样本对MOV的功率损耗进行评估。研究表明:ANFIS可有效评估MOV的功率损耗,其最大相对误差为8. 15%,为MOV功率损耗特性研究提供了新的途径; MOV静态下的功率损耗随着其老化程度的增大而增加,且与温度成正相关;功率损耗的增加率在65℃附近出现拐点,MOV的温度低于此温度时功率损耗随着温度的增加较缓慢,MOV的温度高于此温度时功率损耗随着温度的增加较快,拐点温度取决于MOV的老化程度。     

交流无间隙金属氧化物避雷器的电压分布特性研究

由于杂散电容的存在使得MOA电阻片的电压承担率分布不均匀,导致部分电阻片的运行荷电率升高,将会因承担的电压过高而加速老化而率先损坏,并最终导致整个MOA的损坏,缩短其预期运行寿命。以220 kV瓷套避雷器为例,通过计算和实测的方法,系统分析研究了诸多因素对电压分布不均匀系数的影响程度,同时特别指出了目前出现的用准60 mm甚至于更小尺寸电阻片装配220 kV避雷器的安全隐忧,有助于避雷器的优化设计和安全运行。     

高荷电率直流母线避雷器关键性能研究

提高荷电率能直接优化避雷器的保护水平。避雷器荷电率的选择要考虑安全性和经济合理性两个方面的因素。笔者研究了直流母线避雷器带电考核试验时内部温升情况和长期带电考核试验结果，结合电阻片加速老化试验研究成果，提出国产典型直流母线避雷器最高允许荷电率可取90%。     

复合绝缘子HTV硅橡胶伞套的湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化(High Temperature Vulcanization,HTV)硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,评估其老化状态; HTV硅橡胶在湿热老化过程中主要发生PDMS分解,湿热老化26天样品的PDMS的劣化程度与运行老化10年的伞裙接近;烘干后样品的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

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。     

热处理对锂离子电池热失控特性的影响研究

为了探究外部高温对不同荷电状态锂离子电池热失控特性的影响,将三种荷电状态的18650 型锂离子电池分别热处理至80、100 ℃,在常温下静置24 h 后通过热流道加热线圈使其热失控并分析电池的温度、电压等特征参数。研究表明,同一热处理温度下,锂离子电池荷电状态越高其热失控现象越剧烈,热失控温度越高,电压下降时间越早。同一荷电状态下,热处理至80 ℃的锂离子电池热失控现象更剧烈,热失控温度更高,电压下降时间却更晚。试验结论可为锂离子电池的安全运输、存储及应用提供理论依据。     

高温硫化硅橡胶材料的运行特性及分析

对大量运行的高温硫化硅橡胶(HTV)绝缘子进行了憎水性试验、低温模拟试验、灰密对憎水性的影响以及耐漏电起痕及电蚀损试验,认为高温硫化硅橡胶因老化而引起的憎水性下降、机械强度下降及积污性能下降影响其长期工作的可靠性,所以评价复合硅橡胶的憎水性能除憎水性分级HC值外,还应重点突出评价憎水性的减弱(丧失)特性、憎水性的恢复特性及憎水性的迁移特性。低温模拟试验表明,低温下憎水性有一定程度的下降,应针对性地开发应用于低温地区的高温硫化硅橡胶,并制订新的判定准则。最后对硅橡胶材料老化试验方法进行了讨论,三种试验方法各有其特点,但在短时间内对长期运行性能进行评估,应进一步积累实验室经验,提出1000h盐雾法和5000h老化试验法污液盐度或流速的合理试验条件和现行标准中应规定的允许蚀损开裂数试验判据,从而达到用人工加速老化来准确评估绝缘于长期运行性能的目的。     

空运状态下锂电池热失控释放气体特性研究

为定量研究空运锂电池热失控危险性并为其批量运输提供理论指导,对不同荷电状态和负压环境下的锂电池开展热失控试验,确定锂电池在不同条件下热失控释放气体的释放特性。利用GC-MS 确定不同荷电状态及负压环境下气体组分,并利用气相色谱仪确定不同条件下锂离子电池热失控释放气体各组分的含量。试验结果表明,在锂电池发生初爆时,不同荷电状态对热失控释放气体量有显著影响,荷电状态在10%及以下时热失控释放气体量较多并且初爆温度较高。不同荷电状态对生成气体中组成成分影响较小,对组分含量影响较大。热失控释放气体量随着负压程度的增加而增大。     

500kV串联补偿装置MOV运行工况及暂态负荷应力分布研究

金属氧化物限压器(MOV)作为输电线路串联补偿装置的重要组成部分,限制系统故障时电容器极间的暂态过电压。MOV通常由多个单元并联构成,故障瞬间会通过大电流、吸收高能量。MOV单元间暂态负荷应力的分布状况直接影响MOV的保护特性,应通过优化设计确保其暂态运行可靠性。以某500 kV交流超高压带串补装置的系统为例建立了数值仿真模型,利用EMTP-ATP研究了串联补偿装置在不同运行方式下区外故障和区内故障时MOV的负荷应力。综合MOV的电压-温度特性试验结果,深入研究了MOV并联单元间暂态负荷应力分布特性及其影响因素。研究结果表明,在暂态过程中由于电阻片阻抗的负温度系数特性导致MOV并联单元间的电流分流不均匀程度加剧,使各单元的吸收能量极不均衡,若参数控制不当会导致MOV局部单元负荷应力恶性发展直至损坏。通过研究,获得了MOV单元间暂态能量应力不均匀度与静态固有不均匀度间的关系,为优化MOV多柱单元间参数配置提供了依据。     

ZnO阀片工频伏安特性在串补电容器MOV设计中的应用

在串联补偿电容器的过电压保护措施中，MOV保护方案比单纯间隙保护体现了更大的优越性。在串补电容器的MOV设计中，问片伏安特性是决定整体MOV的保护水平以及串联片数和并联柱数的决定因素之一。本文通过对ZnO阀片工频波形下伏安特性的测量，比较了ZnO阀片在工频波形和冲击波形下伏安特性的差异，说明了在串补电容器的MOV设计中，采用不同波形下的伏安特性对保护水平和设计吸收能量有一定的影响。