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.     

雷电脉冲下金属氧化物压敏电阻并联的性能分析

金属氧化物压敏电阻(MOV)是电涌保护器(SPD)的核心部件,为了提高SPD的通流量,厂家通常采用MOV并联的方式。为了研究MOV并联的耐压性能,本文利用组合波发生设备,分别对单片MOV与双片并联MOV加载雷电脉冲。研究发现:并联组合的MOV的残压比单片MOV要低;并联组合MOV保护水平高于单片MOV;保护水平的不同是MOV的电流偏差引起的;对MOV均流性并联能尽量降低电流偏差。     

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.     

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)。     

电涌保护器电压保护水平值的合理判定

通过对一个防雷设计方案的分析,阐述了如何正确理解防雷设计方案中电涌保护器(SPD)的标称放电电流、电压保护水平(Up)等参数。通过对两个型号的Ⅱ级试验SPD检测报告中数据的对比分析,指出不应仅以SPD的铭牌上标注的电压保护水平(Up)值作为电压保护水平是否符合设计要求的依据,应结合SPD检测报告中的数据综合判断。建议生产商根据检测报告,标注几个标称放电电流值以下的特征电流对应的Up值,或者在产品说明中绘制冲击电流残压曲线图,完善SPD限压特性的描述。     

MOV通流能力衡量优化方法

MOV作为压敏型电涌保护器(SPD)的主要防雷元件,依据IEC 61643的规定,其通流能力是反映SPD防雷性能的重要指标,故通常用标称(最大)放电电流来衡量MOV通流能力,但这并不意味着MOV的标称放电电流就是衡量MOV的通流能力最佳参数,为了更为准确地研究SPD的防雷性能,需要对MOV通流能力的衡量方法进行进一步优化分析。通过详细分析通流能力的本质含义,引入能量资源(安秒资源)的概念,区分了MOV的标称(最大)放电电流与通流能力的关系,结果显示:利用MOV的能量资源(安秒资源)来体现器件的通流性能,更符合MOV的特征,优化后的衡量方法对于SPD防雷性能的精确定标具有重要的参考价值。     

Ⅱ级试验SPD泄放雷电冲击电流的可行性

通过试验的方法,采用脉冲电流发生器,对不同标称放电电流的Ⅱ级试验SPD,施加波形为10/350μs的电流波,考察Ⅱ级试验SPD所能通过的冲击电流与其标称电流的关系,从而对用Ⅱ级试验SPD泄放雷电冲击电流的可行性进行分析。试验结果表明:试验中的四个不同品牌型号的Ⅱ级试验SPD分别能通过其标称流0.075、0.075、0.1、0.125倍的冲击电流值,平均理论偏差为-6.25%,与相关理论研究相符;用Ⅱ级试验SPD泄放雷电冲击电流是可行的,但对于所能通过的冲击电流与标称放电电流的比值,不同品牌和型号之间有较大差异。由于受市场上实际产品的限制,在实际应用中,用Ⅱ级试验SPD代替Ⅰ级试验SPD作为第一级SPD可行性低。     

基于自然闪电下的限压型SPD残压特征分析

选取2017年6月15日和7月8日的2次人工引雷试验人工触发闪电数据,对采集系统记录了2次有明显残压波形的数据进行分析,结果表明:2次人工触发闪电的平均回击雷电流幅值为11.00kA,平均雷电流波形10%~90%的上升时间为0.24μs,平均雷电流的半峰宽度为10.98μs,平均雷电流的回击波形10%~90%的上升陡度38.20GA/s。2次人工触发闪电的平均残压持续时间为387.1μs,残压峰值平均值为969.4V,残压平均值为759.6V。自然闪电通常具有多回击、回击间隔时间短、放电过程复杂多样等特点,有可能破坏SPD热稳定性,加速老化,甚至可能被击穿;而该试验中SPD没有被损坏,主要是因为:人工触发闪电造成架空线路近距离发生闪电感应,尽管SPD的残压值高,但是电流比较小,所以SPD承受的能量不大。     

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.     

浅析SPD在住宅小区供电系统中的应用

通过电涌保护器(SPD)在某住宅小区经受雷击考验的案例,依据<建筑物防雷设计规范>要求,总结了住宅小区浪涌保护器的设置依据与方法.对于独立低压电源埋地电缆进入住宅楼的配电方式,只需在住宅楼房总配电箱安装一级SPD,不必要在每个单元或总电源处低压侧再安装SPD;对于架空低压线路配电方式,需要加大选定SPD的标称放电电流或冲击通流容量即可.从住宅人身安全考虑,住宅楼还应设置等电位接地端子,特别是洗浴卫生间必须设置局部等电位接地端子.     

基于ATP-EMTP的F-D模型残压误差模拟分析

金属氧化物压敏电阻(MOV)在防止电力系统免受雷电过电压侵扰时起至关重要的作用。文中基于MOV仿真模型IEEE模型,建立了一种新的MOV仿真模型F-D模型,并利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件进行仿真模拟,进而对比分析IEEE模型和F-D模型在残压误差上的优缺点。相比于IEEE模型,在波形为8/20μs和峰值为10 kA的雷电电流冲击下,FD模型能更好地再现雷电电流冲击后的残压值。F-D模型中的电感参数对仿真结果影响较大,其值与残压误差值呈负相关关系。在波形为8/20μs和峰值分别为5、7、10 kA的雷电电流冲击下,优化后的F-D模型残压误差均可忽略不计,因此优化后的F-D模型能很好地反映出实际的MOV动作特性。     

两种试验类型防雷SPD之间的电流值换算

为探讨Ⅱ级试验防雷SPD(浪涌保护器)的最大放电电流I_(max)(8/20μs)值与Ⅰ级试验防雷SPD的冲击电流I_(imp)(10/350μs)值之间的等效关系,采用将I_(max)(8/20μs)电流波和I_(imp)(10/350μs)电流波分别等效为斜角波的方法,分别计算Ⅱ级试验SPD承受的I_(max)(8/20μs)电流波能量和Ⅰ级试验SPD承受的I_(imp)(10/350μs)电流波能量,令两者的能量相等,分析计算出I_(max)(8/20μs)和I_(imp)(10/350μs)应满足的比值关系。通过分析计算得出:当Ⅱ级试验SPD的电压保护水平值与Ⅰ级试验SPD的电压保护水平值相等时,Ⅱ级试验SPD的最大放电电流I_(max)(8/20μs)值为Ⅰ级试验SPD的冲击电流I_(imp)(10/350μs)值的21.56倍,两者所能承受的能量大致相等。     

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。     

MOV长波和短波通流容量的折算关系探讨

目前IEC(国际电工委员会)和我国国家标准对SPD(电涌保护器)的通流容量要求(工程中常以最大放电电流Imax表征通流容量)有两种波形:10/350和8/20μS,分别用于SPD的Ⅰ类和Ⅱ类试验中.     

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     

一种新型信号电涌保护器的设计

信号电涌保护器(信号SPD)是广泛应用于信号系统终端设备的一种雷电防护装置。为了提高其自身元器件安全性和实现故障指示功能,同时考虑到电路的复杂程度和内部结构空间的有限性,本文设计研究了一种新型的信号SPD,该产品使用了高分子正温度系数电阻(PTC)来保护其他的元器件,并增加了集成故障指示器。将该产品进行瞬态抑制二极管(TVS)、串联电阻的过热保护模拟试验以及信号SPD测试标准中的冲击电流、传输特性和过载失效模式3项试验,试验结果表明:新产品具有热保护功能,且参数指标完全满足信号SPD测试标准的要求。同时,产品具有无源的故障指示器,适用于信号可以短时中断的系统。     

探讨防雷工程中电源浪涌保护器的应用

简介电源浪涌保护器的工作原理及类型,阐述防雷工程中电源浪涌保护器的选择步骤,具体分析电源浪涌保护器通流容量、残压、响应时间、最大连续工作电压等参数的确定,提出浪涌保护器安装的技术要求和日常维护技术要点等.     

初始长连续电流引起的地电位抬升和SPD损坏

在电子电气系统接地领域,地电位抬升对电子设备的破坏效应一直是人们关注的焦点。基于触发闪电技术,开展了地网地电位抬升冲击电涌保护器(surge protective device,SPD)的观测试验,重点分析了触发闪电初始长连续电流过程对SPD的冲击和损坏效应。结果发现,触发闪电注入地网后,闪电的初始长连续电流和继后回击的共同作用下很容易造成额定通流量的SPD损坏,当流经SPD的能量累积达到一定程度时仅初始长连续电流过程也会损坏SPD;冲击SPD的效应与初始长连续电流过程的不同的波形密切相关,当长连续电流过程叠加上升沿较快幅值较大的初始连续电流脉冲(ICCP,initial continuous current pulse)时,流经SPD的能量会迅速增加,是长连续电流过程中SPD损坏的最为关键因子。个例分析发现,当初始长连续电流过程持续时间和平均电流量级达到100 ms和200 A左右,泄放电量为25 C,流经SPD的能量达1000 J左右,易造成标称放电电流20 kA甚至更高的SPD损坏。     

分布电容对信号类SPD残压影响的分析

为了提升电子设备抵御电涌能力,分别设计了整流桥结构、T VS管结构和T VS阵列结构等三种构造的电涌保护电路,并对三种构造RJ45型网络接口电涌保护器(surge protective device,SPD)进行组合波测试,对比其残压,其中整流桥结构下的冲击残压相对于只用TVS管和TVS阵列结构偏低,但信号类S PD由...