两级雷击电涌保护器配合的过电流和过电压变化特征

通过对电气系统受两级雷击电涌保护器（surge protective divice,SPD）配合保护下的过电流和过电压变化特性的分析研究,建立过电压两级保护线路的瞬态Kirchhoff方程组,对各SPD、级间电缆（或解耦器）和负载的端电压、电流进行模拟计算,绘制时序波形图,获得两级SPD（首级为火花间隙、次级为压敏电阻）配合保护下的雷击过电流的分流特性和负载过电压变化特性,为雷击过电压过电流的多级保护提供理论分析方法,可供电气系统多级雷电防护工程设计参考。     

隔离变压器在电源系统防雷中的应用

分析了危害弱电设备的主要电涌类型及特点,探讨了在实际防雷工程中低压配电系统中常用的氧化锌（ZnO）电涌保护器（SPD）存在启动电压偏高,对耐过电压能力较低的电气电子设备存在对电涌防护不到位的问题;将隔离变压器作为防电涌器件引入到弱电设备防雷工程中,利用初级绕组与次级绕组之间只有电磁耦合,无直接电气通道的特性隔离共模过电压;利用铁芯的磁饱和、磁滞现象抑制和削减雷击感应过电压的差模分量。将隔离变压器用于氧化锌电涌保护器之后作为精保护单元,弥补氧化锌电涌保护器的缺点,使弱电设备得到可靠保护,经实际运用验证了它的防雷效果。     

一次触发闪电地电位抬升引发的氧化锌电涌保护器损坏事件分析

基于触发闪电开展了电流注入地网后地电位抬升反击氧化锌电涌保护器的试验研究。结合真实雷电环境下测量的电涌保护器两端残压和流经电流的数据, 对一次触发闪电引发的氧化锌电涌保护器损坏事件进行了分析。分析发现, 电流注入地网后, 回击过程瞬间的大能量和长连续电流过程累积的能量相互叠加共同作用损坏了氧化锌电涌保护器。回击发生时, 较大的地电位抬升反击特别是电压的快速上升阶段, 氧化锌电涌保护器内部半导体结构(晶界层或晶粒)很容易遭到局部破坏, 形成穿孔, 电压波沿着破坏的晶界层“漏洞”迅速通过, 氧化锌电阻片失去钳制作用, 而当电压缓慢下降时, 电压在氧化锌电涌保护器内部晶界层的分布趋于均匀, 没有损坏的晶界结构又恢复了氧化锌电涌保护器的钳制功能。长连续电流过程形成的残压较小, 但其持续时间很长, 可达几十甚至上百毫秒, 事件中多次致使SPD钳制功能的失效。4次回击过程地电位抬升反击流经氧化锌电涌保护器的电流峰值最大为7.1 kA, 平均值5.4 kA, 占触发闪电注入电流的28.9%。流经SPD的电量范围0.15~0.58 C, 平均值0.44 C, 其值大于8/20 μs标称放电电流20 kA单脉冲释放的电量(0.37 C)。      

氧化锌压敏电阻直流老化条件下各参数变化规律的研究

针对氧化锌压敏电阻在不同老化条件下各参数变化的规律,根据氧化锌压敏电阻的非线性特征,结合双肖特基势垒理论和氧化锌压敏电阻在小电流区的导电机制,通过大量的试验数据分析得出:氧化锌压敏电阻U1m A和非线性系数α都是随着老化次数的增加而减小;当氧化锌压敏电阻发生融穿性损坏,U1m A和α值急剧减小,ILeakage值急剧增大。通过U1m A和ILeakage等参数的变化规律,用于判断氧化锌压敏电阻的老化劣化程度,在氧化锌压敏电阻的使用及测试中具有参考价值。     

电感在两级电涌保护器设计中的应用

介绍了雷电波在遇到串联电感时,不同的时刻折、反射系数会发生变化,雷电波通过它们时将发生波形的改变.雷电波的陡度降低,雷电波的电压幅值也相应降低.根据这一原理,利用ICGS冲击平台进行大规模的试验,通过对实验数据进行对比分析,提出在多级电涌保护器的设计中,采用串联电感的方法可以降低电涌保护器的残压,相对地增加SPD的承受能力,提高电涌保护器的保护效果,对电力系统的防雷保护具有重要意义.     

多脉冲雷击下ZnO压敏电阻失效特性研究

<正>1引言压敏电阻是一种以氧化锌(ZnO)为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,由于其具有非线性特性好、通流容量大、常态泄漏电流小等优点,被广泛应用于雷电防护[1-3]。压敏电阻在遭受雷击后,其静态参数和外观均可能发生不同程度的损坏,通过实验室模拟真实雷电环境中氧化锌压敏电阻的工作状态,研究氧化性压敏电阻在雷电冲击下的破坏机理,对氧化锌压敏电阻的防雷性能和安全性能的改进尤为重要。目前,对ZnO压敏电阻的研究主要采用8/20     

限压型SPD安全性试验

氧化锌压敏电阻(MOV)和热脱离保护装置是限压型电涌保护器(SPD)的核心部件,直接决定SPD的安全性能。深入分析这2个部件的失效模式,总结出部件设计需要考虑的参数因子十分必要。本文通过试验研究了MOV在最大持续工作电压Uc下工作温度升高、冲击电流过大及暂态过电压3种情况下的故障模式,并在MOV故障模式下对热脱离保护装置进行性能试验,得出提高限压型SPD安全性的措施:(1)选择匹配的MOV(包括通流能力和残压、高温稳定性、过大冲击电流下工频耐受能力、暂态过电压耐受能力);(2)设计可靠的热脱离保护装置(包括材料属性、取热点位置、脱扣距离、脱扣力及其焊接工艺、增加内置式过电流保护装置等)。     

气体放电管与氧化锌压敏电阻组合使用方法的分析

针对气体放电管与氧化锌(Zn0)压敏电阻组合使用方法的问题,根据Zn0压敏电阻的结构和电气特性与气体放电管的结构理论;得出当Zn0压敏电阻并联在气体放电管不同位置时,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;串联气体放电管的数量越多,通过Zn0压敏电阻的电流越小,可以延长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;随着冲击电压的升高残压越大,通流呈线性增加。     

基于回复电压法的ZnO压敏电阻冲击老化诊断

针对如何准确诊断ZnO压敏电阻老化的问题,提出了一种新的诊断方法——回复电压法,通过对ZnO压敏电阻试样进行不同程度的冲击老化试验,并采用多种诊断方法对试样在冲击前后的老化状态进行测量,发现回复电压法同传统的压敏电压以及放电残压变化率法所得的结论相吻合,且回复电压法的主要参数回复电压最大值以及中心时间常数在冲击后呈现下降趋势,这与SEM电镜扫描试验得出的压敏电阻晶粒平均尺寸下降,电导率上升的结论相一致,进一步证明了回复电压法诊断的及时有效性,这对提高ZnO压敏电阻的老化诊断准确度具有一定的参考价值。     

低压配电系统中多级电涌保护器的能量配合

文章主要分析了低压配电系统中利用电涌保护器对雷电电涌的防护及安装电涌保护器时遇到的级间能量配合问题,并提出了相应的解决方案。     

电涌保护器(SPD)的安全性能分析及其解决措施

介绍了电涌保护器(SPD)的基本作用、基本结构、工作原理及失效原理,并结合限压型SPD中使用的氧化锌压敏电阻的特点,运用理论计算及大量实验数据分析,提出了限压型SPD在使用过程中的关键参数以及与熔断器的匹配方法。     

雷电冲击试验中的压敏电阻性能

为研究在雷电冲击下的压敏电阻的性能,利用冲击试验分析了压敏电阻主动能量配合的残压变化,对于各种能量配合方式做出了分析,发现当压敏电阻在暂态过程中吸收的能量过大时,实际损坏形式以雪崩击穿为主.压敏电阻主动能量配合的一组串并联试验结果表明:与单个压敏电阻相比,多个压敏电阻并联可以给出较低的箝位电压,提高泄放暂态过电流的能力,还可以减缓各压敏电阻的性能退化;压敏电阻的串联都是不可取的.     

一起高层住宅电梯雷击事故分析

通过对一起高层住宅电梯遭受雷击事故的现场调查和分析研究,结果表明：天气原因是雷害生成的首要条件,地闪观测资料证实有雷电发生,地理环境显示建筑物位于河流附近而且是高层建筑容易遭受雷击的天面,三种外部条件是外因,内部原因是：在高层建筑物已安装了外部防雷装置且符合国家标准及电梯的供电线路也安装了多级电源电涌保护器的情况下,电梯的控制系统最容易遭受雷击电磁脉冲的损坏导致电梯控制箱内的电路板、变频器损坏出现停止运行.     

电涌保护器在建筑物防雷设计中的应用

阐述了感应雷电的危害及成灾方式，针对建筑物感应雷电防护设计中存在的问题，讨论了利用电涌保护器(SPD)实施四级保护的具体设计方法和防护措施。     

基于不同组合方式下电源系统SPD的试验

通过对电源系统SPD几种常见的组合方式用8/20μs电流进行冲击试验,测出每种组合的残压和通流以及冲击前后的静态参数,通过试验并对试验数据进行分析发现:常见的电源系统SPD组合方式中两压敏电阻并联时的通流最大、残压最小,而压敏电阻串联时的残压最大、通流最小;采用多个压敏电阻并联适用于暂态过电流较大的保护场合;压敏电阻与气体放电管串联时,残压稍高,通流量增大,无漏电流,但反应时间变长,适用对SPD响应时间要求不太高的电路中;压敏电阻漏电流随着冲击电压的增大不断升高,所以应定期检测,及时更换。     

基于组合型电涌保护器能量配合的实验研究

针对组合型电涌保护器(SPD)中主要防雷元件之间的能量配合问题,依据IEC 62305-4与GB 50343—2010的规定要求,通过对气体放电管(GDT)、金属氧化物压敏电阻(MOV)、瞬态抑制二极管(TVS)进行理论概述,再对这3种常见的防雷元器件进行并联组合后,分别进行多次冲击实验,发现不同的防雷元件的合理并联配合使用对于提高SPD整体的响应速度,缩短动作过程时间,提高SPD的通流容量与限压水平具有明显的效果.实验结论对于组合型SPD的设计具有一定的实际参考价值.     

加油加气站的雷电防护简析及其防雷装置安全检测

根据加油加气站遭受的雷电灾害资料和多年的防雷检测经验,提出线路屏蔽保护和合理装设电涌保护器的完善措施,在防雷检测中,要多了解、加强检测、重视电涌保护器的检测,为加油加气站的防雷保护与装置安全检测提供参考。     

梧州市雷电灾害变化规律与易燃易爆场所雷电防护简析

利用梧州市1961年至2013年的雷暴日统计资料,对梧州市雷暴年变化的规律特征进行分析,并根据加油加气站遭受的雷电灾害资料,提出线路屏蔽保护和合理装设电涌保护器的完善措施,在防雷检测中,要多了解、加强检测、重视电涌保护器的检测,为加油加气站的防雷保护与装置安全检测提供参考并根据分析结果对梧州市的防雷装置安装使用及维护提出建议。     

十堰市财政局计算机信息系统遭雷击原因与整改措施

针对2004年2月20日在十堰市城区一次强雷暴天气过程中该市财政局计算机信息系统遭受重大损失的事实,通过对此次雷击事故的现场调查和实地勘察,并综合各种调查结果,对雷击事故的原因进行了分析。在此基础上,从安装防直击雷设施,采取等电位连接、接地及屏蔽措施,完善电源及信号系统电涌保护设施等3个方面,对该市财政局信息系统防雷设计提出了整改措施。     

以电流分档的热稳定试验方法的不足及试验分析

为了验证电涌保护器(SPD)的热稳定性能,需要按IEC61643.1进行以电流分档的热稳定性试验,研究中发现：1)热稳定测试中实验室环境下无法模拟真实环境下氧化锌压敏电阻的老化劣化效果,热稳定试验模拟真实环境的充分性有待考量;2)不同参考电压的压敏电阻对电压的敏感程度不一样,当交流电压从640 V变化到680 V时,导通时间变化68.3%,电流变化了289.6%;3)标准要求的电流±10%误差,很大程度上受设备灵敏度的限制而达不到要求.在现有电涌保护器热稳定测试技术的基础上,发现并分析了以电流分档进行的热稳定试验对实际情况模拟的不足之处,这对提高电涌保护器的热稳定测试技术有一定的工程价值.