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多脉冲雷电冲击下金属氧化物的破坏形式

发布时间:2018-09-01 06:48
【摘要】:氧化锌(ZnO)压敏电阻是金属氧化物避雷器(MOA)的核心器件,对ZnO压敏电阻老化劣化以及破坏形式的研究对于MOA性能的改进具有重要意义。为此,借助同时序多脉冲雷电冲击高电压测试平台,研究了ZnO压敏电阻在动作负载以及不同多脉冲雷电冲击下的性能变化。研究结果表明:(1)多脉冲雷电冲击下,金属氧化物均匀度不同会导致不同的破坏形式,贴片接触结构均匀度较差的金属氧化物的破坏形式主要是贴片的融化剥落,热物理性能均匀度较差的金属氧化物的破坏形式则以ZnO压敏电阻体的热燃烧和粉碎性破裂为主;(2)多次单脉冲雷电冲击会导致ZnO压敏电阻内部损伤积累,破坏形式主要是裂痕和边角损坏,而当多脉冲雷电冲击数量超出一定值时,金属氧化物ZnO压敏电阻的破坏形式则出现分散性;(3)改变雷电冲击中脉冲的数量(10个以内)比改变相邻脉冲雷电冲击的时间间隔(ms数量级)可以对ZnO压敏电阻产生更明显的破坏程度。多脉冲雷电冲击ZnO压敏电阻本身产生的热应力为其劣化损坏的主要原因。
[Abstract]:Zinc oxide (ZnO) varistor is the core device of metal oxide arrester (MOA). The study of aging deterioration and failure mode of ZnO varistor is of great significance to the improvement of MOA performance. Based on the simultaneous sequence multi-pulse lightning impulse high voltage test platform, the performance changes of ZnO varistor under action load and different multi-pulse lightning shock are studied. The results show that: (1) under the impact of multi-pulse lightning, the different uniformity of metal oxide will lead to different failure forms, and the failure form of metal oxide with poor uniformity of patch contact structure is mainly the melting and spalling of patch. Thermal combustion and comminuted rupture of ZnO varistor are the main failure modes of metal oxide with poor uniformity of thermal physical properties. (2) multiple single pulse lightning shock will cause internal damage accumulation of ZnO varistor. The main failure forms are cracks and edge damage, but when the number of multi-pulse lightning shocks exceeds a certain value, (3) changing the number of pulses (less than 10) in lightning shock can produce ZnO varistor by changing the time interval (ms order of magnitude) of adjacent pulse lightning shock. A more pronounced degree of destruction. The thermal stress produced by multi-pulse lightning shock ZnO varistor itself is the main cause of deterioration and damage.
【作者单位】: 黑龙江省雷电灾害预警防护中心;中国气象科学研究院高纬度雷电研究实验室;南京信息工程大学雷电高压研究实验室;北京市雷电防护装置检测中心;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB441405) 国家自然科学基金(41175003)~~
【分类号】:TM862

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本文编号:2216438

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