特高压避雷器用ZnO压敏电阻电压梯度限值的探讨[1]
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一起220kV变电站氧化锌避雷器泄露电流超标分析近日,某地220kV变电站的氧化锌避雷器泄露电流超标,引起了大家的关注。
针对这一情况,本文进行了细致的分析和探讨。
首先,我们需要了解氧化锌避雷器的作用和结构。
氧化锌避雷器是一种用于保护输电线路、变压器和电容器等电力设备的防雷装置,其主要组成部分包括大体结构、内电气分界组件和压敏电阻。
当系统发生过电压时,氧化锌避雷器能快速地吸收大量能量,防止由于过电压而造成的设备毁损。
其中,压敏电阻在氧化锌避雷器中发挥着重要的作用。
压敏电阻的导电性能与电流、电压呈非线性关系,在氧化锌避雷器电压达到一定值时,其内部的压敏电阻便发生断裂,从而起到保护设备的作用。
那么,为什么会出现氧化锌避雷器泄露电流超标的情况呢?我们可以从以下几个方面进行分析。
1.氧化锌避雷器老化或损坏氧化锌避雷器在使用过程中,可能会出现老化或损坏的情况。
例如,由于长时间的使用,氧化锌颗粒可能会变得不规则或紧密聚集,从而导致氧化锌避雷器失去应有的抗雷击能力。
此外,由于外界环境的影响,氧化锌避雷器可能会受到潮湿、高温、低温等因素的影响,从而影响其电气性能,进而引起泄露电流超标。
2.过电压氧化锌避雷器一般安装在电气系统中,其工作原理是在系统发生过电压时将电流快速导向地面,从而保护设备。
但是,如果系统过电压过大,甚至超过了氧化锌避雷器的额定电压,就会导致氧化锌避雷器的压敏电阻发生急剧的变化,从而造成泄露电流超标。
3.不合理的维护和检修氧化锌避雷器是一种电力设备,需要进行定期的维护和检修。
如果维护和检修不当,可能会导致氧化锌避雷器的性能下降,从而引起泄露电流超标。
例如,如果在维护和检修过程中没有对氧化锌避雷器进行全面、详细的检查,没有正确处理避雷器破损或老化等问题,就容易引起泄露电流超标。
针对上述问题,我们可以采取以下措施:1.加强氧化锌避雷器的维护和检修工作,确保其性能良好。
2.定期检查氧化锌避雷器的电气性能和机械性能,对老化、损坏的避雷器及时更换。
对采用线路型氧化锌避雷器提高330kV输电线路的耐雷水平探讨发表时间:2018-07-23T09:47:04.340Z 来源:《基层建设》2018年第14期作者:邹贵富[导读] 摘要:雷电对高压输电线路具有很强的破坏性,每年都会给电力电网造成大量损失,因此采取合理措施提高高压输电线路耐雷水平意义重大。
中铁一局集团电务工程有限公司陕西西安 710000 摘要:雷电对高压输电线路具有很强的破坏性,每年都会给电力电网造成大量损失,因此采取合理措施提高高压输电线路耐雷水平意义重大。
本文基于上述背景,对线路性氧化锌避雷器在330kV输电线路中的应用进行了分析,以期能为电网建设提供借鉴。
关键词:线路型氧化锌避雷器;330kV输电线路;耐雷水平电网系统运行过程中最大的威胁来自雷电,尤其是针对高压输电线路,由于线路架空高度较高,在线路导电的影响下,通电时高压电会与线路周围空气产生电离现象,此时周围空气电阻率急剧降低,空气成为导体,当带电云层经过输电线路时,线路很容易形成引雷结构,引发对地放电现象,即使是在输电线路未连通的状态下,架空电线也是良好的导体,在空气湿度较大的雷雨天气容易使空气电阻值降低,因此雷击现象在高压输电线路中极为频繁。
为了减少雷电对高压输电线路的不良影响,施工人员通常会采取多种综合防雷措施,例如假装阵列式消雷针、加装避雷器等,以下从线路型氧化锌避雷器在高压输电线路中的应用效果入手进行分析。
1、330kV输电线路雷击原因分析和防雷措施概述某省近年来330kV主网架设有很大发展,总范围覆盖到全省,由于省内大部分地区为丘陵地带,线路假设需要穿越雷电活动频繁的山区,因此输电线路雷击跳闸率居高不下。
其主要原因与线路走向有关,由于线路一般沿山脊走向,少部分线路要跨越河流和道路,发生雷击现象时,雷电绕击导线,造成瓷瓶串闪络,线路由此跳闸,故要该地区330kV输电线路耐雷水平,需以防绕击雷为主。
雷电一次闪击的电压高达数千伏,当输电线路遭受雷击时,系统电压激增,线路中的电流也会上升,虽然目前输电线路中均装有跌落式熔断器,当电流超过峰值时可自动短路,但会导致大范围停电。
多脉冲雷击下ZnO压敏电阻失效特性研究吕东波; 张春龙【期刊名称】《《黑龙江气象》》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】2页(P35-36)【作者】吕东波; 张春龙【作者单位】黑龙江省气象灾害防御技术中心黑龙江哈尔滨 150030【正文语种】中文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 μs、10/350 μs 等单脉冲波形测试[2-3]。
杨仲江等人研究发现压敏电阻的老化过程伴随着宏观电容量的改变,提出了ZnO压敏电阻劣化时宏观电容量的变化与劣化程度具有线性相关性[4-5]。
陈青恒,何金良等运用仿真网络模型对氧化锌压敏电阻中的电流、温度和热应力进行了分析,结果表明,减小ZnO晶粒的平均尺寸可以显著减小ZnO压敏电阻内部的温差和热应力,提高氧化锌敏电阻的冲击能量吸收能力[6]。
然而,现代雷电观测数据表明:在自然界中,80%的自然雷电为多脉冲。
在多脉冲自然雷电观测成果方面的研究,F.Heidler指出观测到一次闪击中包含有11个脉冲[7]。
2011年8月杨少杰等在巴西国际大气电学大会上给出了人工引雷多脉冲模型[8]。
张其林、郄秀书根据雷电观测数据通过人工引发闪电和自然闪电回击电流波形的对比分析,给出了不同的多脉冲雷电模型[9]。
近年来,许多国内外学者对于ZnO压敏电阻的研究做了大量工作,包括关于ZnO压敏电阻各种损坏特性的研究。
Darveniza指出多脉冲雷电冲击对配电系统中用于防护设备的防雷器件造成严重的损害,其研究结果表明6脉冲的雷电流冲击对防雷元器件损害很大,在防雷测试标准中值得归纳总结[10-11]。
ZnO压敏电阻片的应用研究进展王玉平1,2李盛涛2孙西昌1(1. 西安电瓷研究所 西安 7100772. 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室 西安 710049)摘要本文针对1000kV交流系统和±800kV直流系统中各种避雷器对安全可靠性、重量轻、体积小型化的要求,总结了国内外竞相开展的提高ZnO压敏电阻片电位梯度和能量吸收能力的研究开发工作。
综述分析了国内外用于交直流系统避雷器的高电位梯度、大能量吸收能力的新型ZnO 压敏电阻片的研究开发和应用进展,总结了提高ZnO压敏电阻片电位梯度(达4.0kV/cm)和能量吸收能力(达300J/cm3)的主要途径。
关键词:ZnO压敏电阻片 高梯度 大容量 直流 研究进展Progress in Development and Application of ZnO VaristorsYuping Wang,1,2Shengtao Li,2Xichang Sun(1. Xi’an Electroceramic Research Institute Xi’an 7100772. State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power EquipmentXi’an Jiaotong University, Xi’an 710049Abstrct The reliability and protection level in conjunction with the reduced mass of the surge arresters are required for the surge arrestors developed for 1000kV AC transmission systems and ±800kV DC transmission systems. In this paper, research works on the improvement of the voltage gradient and energy-handling capability of the ZnO varistors are reviewed. The main methods to improve varistor voltage gradient (4.0kV/cm) and energy-handling capability (300J/cm3) of the ZnO varistors are presented.KeyWord: ZnO varistor, High varistor voltage gradient, High energy-handling capability, Direct Current, Research Progress1引言20世纪70年代末80年代初,日本、美国等国迅速获得了批量制备氧化锌阀片的技术,使氧化锌阀片的电气性能得以突破,从而广泛应用于高压电力系统,降低了金属氧化物避雷器(MOA)的保护水平[1-3]。
一起220kV变电站氧化锌避雷器泄露电流超标分析本文研究了氧化锌避雷器常见的泄漏电流产生原因以及测量方法,针对某220kV变电站氧化锌避雷器泄漏电流超标案例展开了分析,找出了故障原因。
标签:氧化锌避雷器;泄漏电流;超标0 引言避雷器是电力系统重要的保护电器,它能有效地限制电网过电压幅值,从而保护电气设备免遭过电压危害。
避雷器性能的优劣不仅对电气设备的安全运行有重大影响,而且对电力系统的经济效益有显著的影响。
电力系统使用的避雷器主要有传统的带间隙碳化硅避雷器和无间隙氧化锌避雷器两种。
自20世纪70年代以来,各国对氧化锌避雷器进行了深入的研究,促进了氧化锌避雷器在电力系统的快速发展。
氧化锌避雷器由一个或并联的两个非线性电阻片叠合圆柱构成。
在并联的两个圆柱中,非线性电阻片被仔细地加以匹配以保证放电电流的均匀分配。
1 泄漏电流产生原因(1)阀片老化长时间承受工频过电压和高电压雷击冲击氧化锌内部阀片会发生老化现象,非线性电阻特性下降,其在小电流区的伏安特性曲线会发生右移,正常情况下流过避雷器的泄漏电流会逐渐增加,阀片温度也会随之上升,温度上升又会使得阀片的非线性特性下降,从而进入一个老化死循环,温度升高到一定值时避雷器性能会大幅下降,失去过电压保护作用,严重时更会发生热击穿事故,对电网带来严重影响。
(2)内部受潮当氧化锌避雷器绝缘外套密封不良受潮时,泄漏电流流过氧化锌电阻阀片造成阀片温度升高,使得受潮水分变成水蒸气存在于避雷器内腔中,当周围温度下降,内腔中的水蒸气会受冷液化凝聚在避雷器内部的电阻阀片和瓷套内部上,造成电阻阀片泄漏电流增大以及瓷套闪络电压降低。
当潮气增多到一定数量时,泄漏电流快速增大,增大后的电流一部分在阀片外侧放电,一部分在受潮阀片内部放电,当放电达到一定强度时会导致阀片发生热崩溃而破裂,甚至引起避雷器爆炸造成严重事故。
(3)瓷套表面污秽暴露在室外的氧化锌避雷器瓷套外表面容易发生污秽,尤其是雨雪等湿度大的天气,污秽情况更加严重。
高电位梯度氧化锌压敏电阻片的研究的开题报告一、选题背景及意义随着现代电子技术的迅速发展,压敏电阻作为一种常用的电子元件,在电子设备中扮演着越来越重要的角色。
高电位梯度氧化锌压敏电阻片是一种新型的压敏电阻材料,具有响应速度快、抗干扰能力强、稳定性好等优点,因而越来越受到研究者的重视。
目前氧化锌压敏电阻片的研究主要集中在其电学性能方面,而缺乏对其在高电位梯度下的响应性能的研究。
因此,本研究将探究高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应特性,并且对其响应机理进行深入分析,为进一步研究此类材料提供理论依据。
二、研究内容和方法1.研究内容本研究将对高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应特性进行深入研究,主要包括以下内容:(1)分析电场强度对氧化锌压敏电阻片的响应特性的影响;(2)研究高温和湿度对氧化锌压敏电阻片的响应特性的影响;(3)探究氧化锌压敏电阻片的响应机理。
2.研究方法本研究将采用热变形测试法和电学测试法来测试高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应特性。
通过对热变形测试数据和电学测试数据的分析,深入研究氧化锌压敏电阻片的响应机理。
三、论文结构本研究的论文结构如下:1.引言介绍研究背景和研究意义,提出研究问题和研究方法。
2.文献综述综述国内外高电位梯度氧化锌压敏电阻片的相关研究成果,分析其研究热点和趋势,为本研究提供理论基础和参考资料。
3.材料与方法详细介绍实验所用的高电位梯度氧化锌压敏电阻片的制备方法和测试方法,以及数据处理方法。
4.实验结果与分析以实验数据为基础,深入分析高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应特性,并探究其响应机理。
5.结论总结本研究的主要成果和发现,对高电位梯度氧化锌压敏电阻片的应用前景做出评价,并提出未来进一步研究的方向和建议。
四、预期成果本研究的预期成果包括:1.深入探究高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应特性,为其应用提供理论基础和技术支持。
2.揭示高电位梯度氧化锌压敏电阻片的响应机理,为其性能的改善和优化提供指导性意见。
纳米复合技术改善工业ZnO压敏电阻避雷器微观结构及电性能的研究摘要:运用纳米复合技术对工业ZnO压敏电阻避雷器的制备工艺的改进,研制出压敏电压340 V/mm,漏电流小于1 μA,非线性系数大于56的压敏电阻器。
根据ZnO晶粒生长动力学方程,研究了纳米复合ZnO粉体的烧结过程以及烧结过程中的晶粒生长规律,用扫描电镜和能谱对瓷体显微结构及面扫成分进行了分析,讨论了添加纳米复合粉的ZnO压敏电阻避雷器微观组织与综合性能的关系。
实验表明,添加纳米复合粉体是降低大规模生产成本,提高经济效益,并得到综合性能优良产品的有效方法。
关键词:避雷器;氧化锌压敏电阻;晶粒生长;纳米复合1前言ZnO压敏电阻器以氧化锌为主剂,其性能取决于压敏陶瓷晶粒大小、晶界结构。
因此,可靠的掺杂配方和先进的加工技术是得到高性能、工业化ZnO避雷器的决定性因素。
但在亚微米级前驱粉体基础上进行的各种传统改性研究,均无法解决高压高能问题。
纳米材料替代微米材料制作压敏器件,将实现原来微米材料器件不能实现的功能。
纳米材料器件比微米材料器件有较高的电位梯度,可以达350 V/mm。
因此,用纳米复合技术可得到高性能低成本压敏电阻。
[1~2]2实验2.1纳米复合粉的制备采用化学共沉淀法制备ZnO压敏陶瓷纳米复合粉体,其主要制备过程为先将纯氧化锌在CO2存在下溶解于NH4HCO3和NH4OH中,得到锌氨络合液,再将一定量的Bi、Co、Mn、Cr和Sb金属盐和络合液混合后加热,并稳定溶液pH7~8值,逐渐产生共沉淀物,经过洗涤、过滤、干燥、煅烧分解,生成粒径为35~70 nm的氧化锌压敏复合粉体。
由于复合物体系在分子水平上发生相互作用,从而获得粒径小、匀、散的纳米复合粉体。
[3]2.2压敏电阻的制备将一定量纳米复合粉与ZnO微米粉均匀混合,采用传统电子陶瓷工艺,经混合球磨、人工造粒、液压成型、排胶预烧、烧结、磨片清洗、喷涂电极等工艺,得到待测压敏电阻片。