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     

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。     

金属氧化物（MOV）在交直流热稳定实验中静态参数的变化

针对金属氧化物（MOV）在交直流热稳定实验中静态参数变化的问题,基于肖特基势垒、线性链老化理论,利用热稳定试验箱以及压敏电阻直流参数仪,研究了金属氧化物在交直流热稳定实验压敏电压、非线性系数α及温度的变化特征。研究表明,MOV在工频电流作用下,稳定性会受到很大影响,甚至会影响其抗雷电能力;MOV在交直流作用下,其微观晶胞结构会发生重组,从而改变其电学特性;MOV在施加间歇性交流电时,随着实验次数的增多,也会发生老化,表现为温升更快,动态电阻降低速度更快。     

低压电源避雷器劣化检测初探

1引言氧化锌压敏电阻阀片避雷器,由于具有通流容量大、响应时间短、无续流等优点,在低压电源系统的防雷电波入侵工程中,得到了广泛的应用。但氧化锌阀片在使用中,有两种情况直接影响到其防雷功效：一是长期通过漏电流引起的老化,二是雷击过流损伤老化。目前,国内外大多数厂家都给避雷器安装了元件劣化指示装置,便于用户在使用时识别劣化情况。作者在工作实践中,发现劣化指示装置功能不那么理想,用户无法只凭这种装置的指示,对避雷器正常与否作出准确的判别。为此,本文对避雷器劣化检测作初步探讨。2劣化指示装置的介绍2．1温控型…     

电源回路中的多级电涌保护

为了防止用电设备遭过电压危害,需要在电源回路设置多级电涌保护,电涌保护一般采用氧化锌压敏电阻,在分析了氧化锌压敏电阻的伏安特性的基础上,进一步分析了多级电涌保护的理论基础,指出多级电涌保护的工作原理、仿真结果.     

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。     

耦合的八模Lorenz系统的分叉特征

本文对两个不同尺度的Lorenz系统,通过引入一个耦合参数α把它们连接起来,并在二维参数空间α×r(Rayleigh数)中讨论了所建立的耦合系统的解的分叉过程。参数α在[0,1]区间中取值。当α=0时,耦合系统与著名的三模Lorenz系统相对应;当α=1时,则与一个包含两个Lorenz元的系统相对应。文章选取了三个不同的r值,研究了α从0变到1时,从单Lorenz系统的解到双Lorenz系统的解的非线性演化过程。     

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。     

南京北郊大气垂直扩散参数特征的测量及其应用

利用平面照相法,以江苏南热发电有限责任公司#Q2号烟囱为研究对象,进行了500次拍摄,通过风向风速、云量、太阳高度角等气象数据,确定了不同稳定度下南京北郊大气扩散参数的特征。与P-G扩散曲线对比发现,在强不稳定A、弱不稳定C、中性D层结中,南京北郊的大气垂直扩散参数在距离排放源200 m范围内更不稳定,而在200—1000 m范围内更稳定。其中,不稳定B层结的扩散曲线与P-G扩散曲线一致,较稳定E、稳定F层结出现于白天的频率很低。对比垂直扩散参数幂函数表达式σ_z=γx~α的系数值γ和α,本研究中α值分别比国家标准增加了28. 6%(A层结)、56. 4%(C层结)、30. 4%(D层结),而B层结的α值却比国家标准减少了22. 9%。此外,通过高斯扩散公式计算得到SO_2和NO_X扩散到观测点的浓度,发现该计算值仅占气象楼污染气体监测平台实测SO_2和NO_X浓度的0. 82%和0. 69%。结合风场发现,SO_2和NO_X实测值受观测点东部工业污染物排放的叠加效应影响较大。其中,NO_X的实测值在受到偏东风和偏南风的影响时具有较大值,且在0. 5～1. 5 m·s~(-1)的较弱风速影响时,NO_X的实测值将达到60μg·m~(-3)以上。     

金属氧化物压敏电阻在单脉冲及多脉冲实验中静态参数的变化

文章根据线性链老化、肖特基势垒理论,采用交流热稳定冲击实验,主要分析了金属氧化物压敏电阻在单、多脉冲进行测验的情形下,泄漏电流、压敏电压变化的特征。结果表明:利用金属氧化物压敏电阻进行单、多脉冲进行实验,在实验次数不断增多的情况下,会产生老化;工频电流作用下的金属氧化物压敏电阻,其抗雷电能力和稳定性都会受到不同程度的影响。     

对流层下部雨滴谱分布

本文讨论了Г(D)函数n(D)=ADαe-λD一阶、二阶、三阶原点矩与分布参数λ、α的关系。得出由实测雨滴谱算术平均直径D1、均方根直径D2、均立方根直径D3的比值k1=D1/D2、k2=D2/D3求取α的关系，进而可求出Г(D)函数的其它参数A、λ。通过机载二维降水粒子探头（2D-P）获得的空中雨滴谱资料计算表明:由k1、k2求得的参数α1、α2多数是接近的，可以用一个介于α1～α2的值α来近似。本文选取α=2对实测值进行拟合，并和广泛采用的Marshal-Palmer公式(α=0）进行了比较。结果表明:用α=2拟合不仅相关系数R、相关显著水平K较α=0拟合的对应值有明显提高，而且拟合的特征值，如D1、D2、D3、雨水含量Q、雷达反射率因子Z都更接近于实测值，即用三参数（A、α、λ）来表征雨滴谱比双参数（A、λ）要精确得多。     

新疆百里风区近地层垂直风切变指数特征

采用新疆百里风区十三间房100 m高度铁塔2009年5月—2011年1月逐时5层测风十分钟平均风速资料,计算各层平均风速,利用最小二乘曲线拟合幂函数计算塔层高度整层的风切变指数(α),用幂函数公式直接计算各层间α值。取启动风速段(风速3 m·s~(-1))和大风风速段(风速13 m·s~(-1))2个风速段分别进行计算;分析了一日内各时次和整年各月α值变化规律。研究发现:启动风速段和大风风速段α平均分别为0.084 5和0.036 4,α与风速成反比关系;一日内9:00(北京时间,以下均同)日出后α值缓慢减小,16:00—21:00维持较小值,22:00后α快速增大,直到次日08:00维持较大值;11月—翌年2月α较大,其他月份显著变小,α值与太阳高度角成反比关系。     

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.     

琼州海峡南岸近地面层大风观测分析

利用2009年7月—2011年6月琼州海峡南岸东西两侧2部梯度测风塔2年实测资料,分析了海峡区域近地面层风向风速、阵风系数、风随高度变化的特征。结果表明:海峡东西两侧风参数大小有较大差异。在地面10 m高度风速＜10 m/s时,海峡风向风速有明显日变化,体现了以海陆风为主导的局地环流特征;海峡西侧的日最大风速及风速日较差分别比东侧大0.6 m/s和1.1 m/s;地面10 m高度的阵风系数及风随高度变化的幂指数α分别比东侧小0.03和0.02;阵风系数与α值随地面风速的增大而减小。当海峡地面10 m高度风速≥10 m/s时,阵风系数与α值并未随地面风速增大而减小。天气系统对海峡大风的阵风系数、风向风速演变趋势有一定影响,但对α影响较小。热带气旋大风过程的平均阵风系数比冷空气过程大。中心经过型、近距离经过型和外围影响型热带气旋大风过程的风速演变特征分别为双峰型、单峰型和平台型。过境型、锋消型以及冷暖系统共同影响型的冷空气大风过程的风速演变特征分别为平台型、单峰型和多峰型。      

强风天气条件下海气动量交换参数的观测分析

利用近岸海上气象平台对登陆台风“黑格比”近海层风廓线观测资料,计算分析了近海层大气的湍流动量通量交换参数,以期认识高风速情况下的海气动量交换特征.数据分析结果显示,当海面上方 10 m处风速U10≤24 m/s时,摩擦速度(U*)随风速的增大而增大,当U10＞24 m/s时,U*呈饱和趋势.海面粗糙度长度(Z0)、拖曳系数(Cd)在低风速( U10≤6 m/s)随风速的增大而减小,在U10处于6～24 m/s之间时,Z0、Cd随风速的增大而增大,当U10＞24 m/s时,Z0、Cd达到极值后开始减弱.Z0、Cd极值出现在U10为24～28 m/s之间.并对高风速时拖曳系数衰减现象的对应机制进行了讨论.另外,还探讨了台风期间的阵风因子(G(t,T))等参数的演变特征.     

地表反照率动态参数化对陆-气通量模拟的影响：以东北玉米农田为例

利用考虑了生物因子(叶面积指数)和环境因子(太阳高度角、表层土壤湿度)影响的地表反照率α动态参数化方案对BATS1e模型进行改进,基于2008年玉米农田生态系统的通量、气象及生物因子的连续观测资料,研究α动态参数化对玉米农田生态系统与大气间通量交换的影响.结果表明,引入α动态参数化方案后,模型实现了地表反照率α的日、季动态模拟,模型效率系数提高0.65,误差明显减小,使陆气通量交换热力作用的模拟准确性有所提高,其中,净入射短波辐射模拟改进最为明显,全年改进量为81772 kJ/m2,占年总辐射的1.7％;表层土壤温度的年均改进量为0.62 K,多数月份的改进量在1 K以上.另外,模型改进实现了叶面积指数和植被覆盖度等决定下垫面性质各参数的动态变化,使各种通量交换过程更接近于实际,感热和潜热模拟的模型效率系数分别提高0.516和0.1,模拟值对实测值的解释能力在生长季分别提高6％和9％,大于非生长季.     

大规模风电场建成后对风能资源影响的研究

考虑了千万千瓦级风电基地建成后风电机群对近地面层风速的影响,采用Frandsen研究了大规模风电场内部风速损失时所使用的方法,在内边界层已经充分发展成新边界层的区域内,对轮毂高度65m处风速Uh进行了计算。结果表明,风电场建成后研究区内,风速Uh与未建场时的65m风速U0相比变小,存在风速损失,该风速损失随着U0的增大而减小,与风电机的推力系数CT性质有关;大规模风电场建成后,Uh在3～20m.s-1范围内的平均风功率密度与未建场时U0在此范围内的平均风功率密度相比损失约为58.45%,这与建场地区建场前65m处风速值大小以及各风速值出现的概率有关。     

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。     

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)。     

输出非线性方程误差类系统递推最小二乘辨识方法

随着控制技术的发展,控制对象的规模越来越大,使得辨识算法的计算量也越来越大.对于结构复杂的非线性系统,特别是包含未知参数乘积的非线性系统,使得过参数化辨识方法的参数数目大幅度增加,辨识算法的计算量也急剧增加,因此探索计算量小的参数估计方法势在必行.针对输出非线性方程误差类系统,讨论了基于过参数化模型的递推最小二乘类辨识方法;为减小过参数化辨识算法的计算量和提高辨识精度,分别利用分解技术和数据滤波技术,研究和提出了基于模型分解的递推最小二乘辨识方法和基于数据滤波的递推最小二乘辨识方法.最后给出了几个典型辨识算法的计算量、计算步骤、流程图.