【摘 要】
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压敏型电涌保护器是电力通信领域十分重要的过电压保护设备,对系统设备的安全有效运行起着至关重要的作用。长时间工作会受到来自雷电脉冲和过电压等外界应力的影响,其核心——ZnO压敏电阻会逐渐出现劣化现象。研究压敏型电涌保护器的雷电冲击劣化性能以及检测方法具有重要的意义。具体的研究内容如下:1)多脉冲雷电冲击下的劣化实验研究。不同于目前传统的单脉冲冲击实验,连续多脉冲冲击实验更能真实地研究雷电冲击时压敏型
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压敏型电涌保护器是电力通信领域十分重要的过电压保护设备,对系统设备的安全有效运行起着至关重要的作用。长时间工作会受到来自雷电脉冲和过电压等外界应力的影响,其核心——ZnO压敏电阻会逐渐出现劣化现象。研究压敏型电涌保护器的雷电冲击劣化性能以及检测方法具有重要的意义。具体的研究内容如下:1)多脉冲雷电冲击下的劣化实验研究。不同于目前传统的单脉冲冲击实验,连续多脉冲冲击实验更能真实地研究雷电冲击时压敏型电涌保护器的参数变化。利用新型多脉冲雷电发生器进行冲击实验,通过改变脉冲数量、时间间隔和脉冲幅值等参数,从ZnO压敏电阻的电性能、热性能等方面定量研究其劣化特性。结果表明:ZnO压敏电阻在经过多脉冲冲击后,泄漏电流会产生跃变;压敏电压表现为先上升后下降,不同于多次单脉冲冲击下的下降趋势;电容值在小范围内波动起伏,不同于多次单脉冲冲击下的上升现象;表面温度分布并不均匀;脉冲间隔的长短对样片的能量吸收影响很小。实验结论为制定多脉冲雷电冲击下电涌保护器的性能指标和劣化预警提供参考。2)多脉冲雷电冲击下的漏电流和温度分布的预测模型研究。根据多脉冲模拟雷电冲击实验的结果,建立参数理论预测模型。(a)利用漏电流的不可逆性以及遗传算法的自适应性和解决非线性问题的优越性,建立了基于遗传算法的漏电流拟合模型。(b)引入瞬态热阻抗模型,通过散热的变化来研究每次冲击过程的能量净吸收状况。(c)建立基于BP神经网络的温度分布模型,可通过压敏电阻表面的温度情况来实现脱扣。3)压敏型电涌保护器的漏电流检测方法研究。根据多脉冲冲击下ZnO压敏电阻电流变化特性,设计一种低功耗的低压电涌保护器测试仪,提高了检测的便捷性;针对高压系统下传统的容性电流补偿法受电网谐波干扰、移相电流法适用范围小等问题,提出一种改进的移相电流算法,利用相位关系求解容性电流并提取阻性分量,经过仿真与FFT分析,提高了检测的精度。多脉冲冲击实验结论、参数模型和漏电流检测方法的研究为厂家研制性能更优的压敏电阻或开发电涌保护器的在线检测产品奠定了理论基础。
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