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两级ZnO压敏电阻间串联电感应用的分析
发布者:深圳市踏歌科技辽宁福彩网  发布时间:2017-02-17
  雷电(也称为“闪电”)是雷暴天气中发生的一种长距离瞬时放电现象,据统计自然界中1/3的闪电会击中地球,被称为地闪。地闪放电过程中产生的大峰值电流、高峰值功率、炙热的高温、强电磁辐射和冲击波等物理效应,会地面的建筑物、电力和电子设备、航空、航天、通信等产生破坏作用,甚至威胁到人的生命[1-2]。在输电线路中由于雷电的静电感应和电磁感应产生的雷电过电压严重地影响了设备的正常运行,严重的甚至造成设备的损坏。ZnO压敏电阻作为常用的防雷器件,具有通流容量大、残压低、响应时间短的特点被广泛地应用[3-6]。(推荐阅读:压敏电阻的特点和压敏电阻的应用领域

两级ZnO压敏电阻间串联电感应用的分析
 
  国内外许多学者已经对ZnO压敏电阻在电涌保护的应用中做过大量的实验及理论研究:李祥超、唐宏科、王金虎等人研究了雷电流通过退耦电感时,可以将电涌保护器的残压降低15%~30%,有效地提高了电涌保护器的保护效果[7];李祥超等在集散控制系统电涌保护器的设计专利中,提出了利用电感作为退耦元件,能够有效地降低电涌保护器的残压 [8]。王慧颖在电涌保护器的能量配合应用中,利用传输线理论分析了能量配合的关系,并且与等同的电感值进行了对比。以上学者均对多级电涌保护器如何提高保护效果做了研究,然而对两级ZnO压敏电阻串联退耦电感各级残压及通流的影响没有做进一步的研究。退耦电感的取值在两级相同电涌保护器的应用中,其残压、通流及吸收能量的研究在实际防雷应用中具有一定参考价值[9-12]。(推荐阅读:压敏电阻型号及参数大全详解!

  笔者针对退耦电感在多级电涌保护系统中应用,采用雷电冲击平台模拟8/20μs的雷电流,对两级ZnO压敏电阻组成的电涌保护系统串联不同的退耦电感进行冲击试验,得出两级相同参考电压的ZnO压敏电阻配合应用中,第一级ZnO压敏电阻与第二级ZnO压敏电阻的通流、残压及吸收能量的对应关系。为退耦电感在多级SPD系统中的应用提供依据。
  1两级ZnO压敏电阻间串联电感的理论分析
  2试验方案及试验数据分析
  2.1 试验方案
  2.2 试验数据分析

  本文总结:
  通过波的传输及试验结合,详细地对两级ZnO压敏电阻的能量配合进行了分析研究,通过冲击试验得出用不同电感值时两级ZnO压敏电阻的通流值、残压值及能量的关系,并对以上试验数据对比分析,得出如下结论:
  ①.实验表明,在由两个ZnO压敏电阻构成的两级SPD能量配合系统中,第一级SPD的通流均远大于第二级SPD,第一级SPD起到泄流的作用。
  ②在相同的冲击电压下,电感值L越大,第一级SPD对总电流的分流越多,其泄流效果越好。
  ③在5~14kV冲击电压范围内,电感L越大,第二级SPD的通流及残压陡度越小,对电力系统的防雷保护具有很重要的意义。
  ④第一级SPD能量吸收百分比在30%~40%以内,第二级SPD的能量吸收百分比在5.5%~12.5%左右,第一级SPD吸收了大量的能量,同时,随着电感值L的增大,第二级吸收能量的百分比逐渐减小。更有效的实现了两级SPD之间的配合与保护。
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