低压配电系统电涌保护器级间能量配合的研究

发布时间：2017-10-14 07:04

  本文关键词：低压配电系统电涌保护器级间能量配合的研究

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【摘要】：电气电子设备对雷电产生的强大电磁脉冲非常敏感,很容易受其破坏。雷电通过各种途径严重危害着高压输变电设备以及建筑物内的电气电子设备。在雷击损坏设备的事故中,据统计有70%以上是从供电线路侵入的。过电压不仅可以引起电子设备系统误操作,还可能造成电子设备的永久性损坏,从而造成直接损失以及相关的间接损失,供电系统安装性能可靠的电涌保护器(SPD)是减少雷击损失的重要方法之一。针对低压供电系统的结构及特点,通过对雷电过电压形成原因,提出了利用波的传输理论和电路理论的原理进行雷电波传输的等效模型,为雷电过电压的抑制措施提供了理论依据。针对ZnO压敏电阻能量配合方法的问题,通过对雷电波在传输线中传输及ZnO压敏电阻级间串联电感的理论分析。利用理论与实验相结合的方法,通过改变实验中级间连接导线的长度,相应改变分布电感值,退耦元件采用与分布电感等值的空心电感和磁芯电感；通过实验数据分析得出：两级ZnO压敏电阻进行能量配合时,当连接导线长度为：5m、8m、10m、12m、15m时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为：5.66：1.11、5.85：0.76、6.17：0.60、5.93：0.44、6.00：0.40。分布电感同空心电感的电感值相同时,各级压敏电阻的残压、通流以及吸收能量的分配情况基本相同,两者可视为等效；磁芯电感由于存在磁饱和现象,当连接磁芯电感为：5.8μH,8.5μH,10.8μH,13.5μH时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为：4.58：3.32、4.69：2.82、4.70：3.04、4.53：3.11、4.65：2.83。为ZnO压敏电阻的能量配合提供了参考依据,在实际应用中具有一定的参考价值。针对气体放电管与压敏电阻在线路中存在能量配合的问题,运用波的传输及电路理论,分析雷电波行波通过串联电感的特性,并通过8/20μs模拟雷电流冲击试验,分别对气体放电管与压敏电阻级间串联3 m、5m、7m、10 m的导线及与导线分布电感相同的等值电感,做能量配合冲击试验,研究使气体放电管与压敏电阻达到最佳能量配合效果的级间电感值。试验得出：在冲击电压相同的情况下,连接的导线越长,压敏电阻的电流分比越小,能量配合效果越好；连接导线自身的分布电感和空心电感的电感值相等时,其对能量配合的效果相近,二者可等效。选用带磁芯的电感,考虑到磁饱和现象,在实际设计中气体放电管与压敏电阻级间安装的电感应比理论电感值稍大一些。通过对限压型及开关型电涌保护器的系统研究,提出了ZnO压敏电阻能量配合方法、气体放电管与压敏电阻能量配合使用方法等。在电涌保护器的实际应用中具有一定的实用参考价值意义。
【关键词】：电涌保护器 氧化锌压敏电阻 冲击实验 雷电波
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM862
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究目的及意义8
• 1.2 国内外发展现状8-10
• 1.3 论文的内容安排10
• 参考文献10-13
• 第二章 雷电波及其传输过程13-18
• 2.1 雷电过电压的形成13-15
• 2.1.1 雷电的静电感应13-14
• 2.1.2 雷电的电磁感应14-15
• 2.2 雷电放电的计算模型及雷电流等值波形15-17
• 2.2.1 雷电放电的计算模型15-16
• 2.2.2 雷电流等值波形16-17
• 2.3 结论17
• 参考文献17-18
• 第三章 ZnO压敏电阻能量配合方法的分析18-50
• 3.1 雷电波能量配合的理论分析18-25
• 3.1.1 波动方程及解18-22
• 3.1.1.1 前行波和反行波20-21
• 3.1.1.2 行波的折射和反射21-22
• 3.1.2 电路理论分析22-23
• 3.1.3 ZnO压敏电阻的工作原理23-25
• 3.1.3.1 全电压-电流特性23-24
• 3.1.3.2 氧化锌压敏电阻器的电性能参数24-25
• 3.2 ZnO压敏电阻能量配合的实验25-48
• 3.2.1 ZnO压敏电阻能量配合原理和基本模型25
• 3.2.2 试验结果及数据分析25-48
• 3.2.2.1 ZnO压敏电阻级间用5m的导线连接25-32
• 3.2.2.2 ZnO压敏电阻级间用8m的导线连接32-36
• 3.2.2.3 ZnO压敏电阻级间用10m的导线连接36-40
• 3.2.2.4 ZnO压敏电阻级间用12m的导线连接40-44
• 3.2.2.5 ZnO压敏电阻级间用15m的导线连接44-48
• 3.3 结论48-49
• 参考文献49-50
• 第四章 气体放电管与压敏电阻能量配合的分析50-63
• 4.1 雷电波在串联电感中的传播分析50-52
• 4.2 气体放电管与压敏电阻能量配合的模型分析52-53
• 4.3 试验方案及试验数据的分析53-61
• 4.3.1 试验方案53
• 4.3.2 试验数据分析53-61
• 4.4 结论61
• 参考文献61-63
• 第五章 结束语63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1029637