MOA在多脉冲冲击下老化性能研究

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.01.069.06

中国电力 ›› 2016, Vol. 49 ›› Issue (1): 69-74.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2016.01.069.06

MOA在多脉冲冲击下老化性能研究

李鹏飞¹，杨仲江¹，曹洪亮¹，赵军²，王祥²

1. 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室，江苏南京 210044；
2. 北京市雷电防护装置检测中心，北京 100176

收稿日期:2015-09-01 出版日期:2016-01-18 发布日期:2016-02-04
作者简介:李鹏飞（1989—），男，江苏东海人，硕士研究生，从事智能SPD监测模块，雷电过电压防护技术研究。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划“973计划”资助项目（2014CB441405）；国家自然科学基金资助项目（41075025）

Research on Aging Properties of Metal Oxide Arrestor under the Multi-pulse Shots

LI Pengfei¹, YANG Zhongjiang¹, CAO Hongliang¹, ZHAO Jun², WANG Xiang²

1. Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education, Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044, China;
2. Beijing Testing Center for Surge Protective Devices, Beijing 100176, China

Received:2015-09-01 Online:2016-01-18 Published:2016-02-04
Supported by:
This work is supported by National Basic Research Program of China (No. 2014CB441405), and by National Natural Science Foundation of China (No. 41075025).

摘要/Abstract

摘要： ZnO压敏电阻是电力系统金属氧化物避雷器（MOA）的核心器件。ZnO压敏电阻受潮是影响其性能蜕变的重要因素。借助湿热箱和多脉冲平台，研究ZnO压敏电阻在受潮条件下的性能变化。结果显示：受潮时压敏电压（U1mA）超出±10%标准范围的速度是干燥时的3倍，30%的合格样品在一次多脉冲冲击后失效。干燥时多脉冲冲击下U1mA与泄漏电流（IL）均呈现平稳期减短，末期变化速度增快的趋势。通过ZnO压敏电阻的理化特性分析发现，压敏电阻受潮后水分子进入晶界层发生化学反应，使具有双肖恩特基势垒结构的晶界层发生畸变。多脉冲冲击下，其内部晶粒热导率急剧下降，部分热导性能较差的晶界首先发生热平衡状态转变，晶界区电荷量产生变化，最终伏安特性发生蜕变。

关键词: 避雷器, ZnO压敏电阻, 多脉冲, 潮湿, 静态参数, 理化特性

Abstract: ZnO varistor is the key element in Medal Oxide Arrestors(MOA) of power systems. The moisture level is an important factor for the property of ZnO varistor. The properties of ZnO varistor under moisture condition are studied by use of damp heat box and multi-pulse platform. The results show that the speed of the varistor voltage（U1mA） exceeding ±10% in the damping scenario is three times faster than that in dry condition. 30% of the samples become failed after one multi-pulse shot. In dry scenario，the plateau of the U1mA and the IL becomes short and the aging speed accelerates. Through analysis of the physicochemical properties, it is found that after the varistor damped, the water molecules come into the inter-granular layer and set off a chemical reaction, which makes a deformed double Schottky barrier structure. Under multi-pulse shots, the thermal conductivity of ZnO varistor’s internal grains drops sharply, and some inter-granular layers with the poor thermal conductivity firstly change from thermal equilibrium into imbalance, resulting in the change of the quantity of electric charge in grain-boundary area and the metamorphosis of the voltage characteristics.

Key words: lightening arrester, ZnO varistor, mutiple pulses, damp, static parameter, physicochemical properties

中图分类号:

TM862+.1

李鹏飞，杨仲江，曹洪亮，赵军，王祥. MOA在多脉冲冲击下老化性能研究[J]. 中国电力, 2016, 49(1): 69-74.

LI Pengfei, YANG Zhongjiang, CAO Hongliang, ZHAO Jun, WANG Xiang. Research on Aging Properties of Metal Oxide Arrestor under the Multi-pulse Shots[J]. Electric Power, 2016, 49(1): 69-74.

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