基于10/350μs波形下不同压敏电压的限压型浪涌保护器间能量配合研究

浪涌保护器(Surge protective device,SPD)对于保障电气、电子设备免于雷击风险有着至关重要的作用。为实现电气、电子系统过电压保护,必须安装两级或多级合理能量配合SPD。针对SPD间能量配合问题,利用10/350μs波形对I类、II类SPD并联能量配合问题进行研究,得出以下结论:当SPD间无专门退耦装置时,限压型SPD间的线路特性阻抗对于其间能量配合起到关键作用。当第一级SPD压敏电压高于第二级,且SPD间距离短、冲击浪涌电流较小时,SPD间能量配合失效。当冲击浪涌电流增大或SPD间间距增大时,能够显著提升两者间能量配合效果。     

电涌保护器级间导线长度及电感对能量配合的影响

采用8/20μs模拟雷电流冲击试验,在限压型电压保护器两级间分别串联3 m、5 m、7 m、的线缆以及与线缆自身分布电感等值加磁环导线,进行级间能量配合试验,研究分析开关型与限压型电涌保护器级间能量配合效果最佳电感值。得出结论:冲击电压相同,串联线缆越长,第二级保护器压敏电阻电流分流比越小;当串联导线与其电感值相等的空心电感时,各级压敏电阻的级间通流、残压以及吸收能量的分配效果相似,两者可视为等效。     

风机发电机机组SPD参数选择的分析

针对风机发电机机组遭受雷电过电压损坏和雷击损坏导致终端设备损坏的问题,基于电涌保护器(Surge Protection Device,SPD)多级保护设计理论,设计了风机发电机机组SPD.本研究使用8/20μs雷电流发生器对SPD进行冲击试验,同时分析不同SPD的压敏电压和不同长度的线缆SPD的冲击特性.得出结论:两级SPD的残压与冲击电压、SPD的压敏电压、线缆的长度呈现正相关;第一级SPD的残压比第二级的残压大,当入侵雷电过电压时,多级SPD的对过电压进行多级钳位,从而可以将电压限制在风机发电机组能够承受的电压范围;第一级的SPD泄放的通流和能量远大于第二级SPD泄放的通流和能量;多级SPD配合时,第一级SPD会泄放掉入侵的大量能量,剩余前进的能量将由第二级SPD进行再次泄放,从而可以更好保护后端的设备;增大线缆的长度虽然可以让更多能量在第一级SPD泄放,对后端的设备进行很好的保护,但是第一级SPD泄放过多的能量,会缩短第一级SPD的使用寿命,所以在设计时线缆长度的选择需要折中考虑.笔者对风机发电机机组SPD通过试验进行充分性的研究,对风机发电机机组SPDs在防雷应用中有一定参考价值意义.     

线路电感对两级SPD配合影响的研究

针对实际工作中多级SPD(MOV型浪涌保护器)配合失效的问题,通过建立两级SPD模型,利用雷电波的波长远大于SPD与被保护设备之间的线路阻抗的特点,提出用π型等值电路来代替线路的阻抗,用电路法代替行波法来分析被保护设备两端电压震荡的情况。运用ATP-EMPT软件对两级SPD模型进行仿真,进而说明线路电感对SPD配合的影响。仿真实验表明:当线路电感很小时,两级SPD残压出现了明显的震荡,当线路电感很大时,次级SPD分配的电流过小。对于外加冲击电流不大于10kA的两级SPD电路,线路电感为6~10uH能很好的实现能量配合,从而有效的保护电子设备。     

限压型SPD能量配合中退耦电感参数选择的研究

针对实际工作中限压型SPD(电涌保护器)能量配合失效导致被保护设备经常损坏的问题.根据铁氧磁体材料μr(相对磁导率)的变化特点,通过大量的实验数据分析得出,线绕磁环的电感量为8μH时,当冲击电流大于5 kA即出现磁饱和现象,使能量配合失效；线绕磁环的电感量为40 μH时与5m导线退耦效果基本相同,继续增大电感值对两级分...     

ZnO压敏电阻能量配合方法的分析

针对ZnO压敏电阻能量配合方法的问题,对雷电波在传输线中传输及ZnO压敏电阻级间串联电感进行了理论分析。结合实验中改变级间连接导线的长度和退耦元件,改变相应的分布电感值,通过实验数据分析得出:两级ZnO压敏电阻进行能量配合中,当连接导线长度为:5m、10m、15m时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:5.66:1.11、6.17:0.60、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,10.8μH,16.3μH时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:4.58:3.32、4.70:3.04、4.65:2.83。实验结果为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。     

风电机组变流器雷电浪涌防护实验研究

为了对风电机组变流器进行雷电浪涌防护,设计两组实验对变流器两侧防雷装置浪涌保护器(SPD)接地方式及参数要求进行研究。实验结果表明SPD经变流器框架与电缆共同接地对雷电浪涌过电压防护效果最好;SPD接入点的电压与其电压保护水平呈正相关,当浪涌电流幅值为25k A时,电压保护水平取2.5k V的SPD能满足变流器绝缘配合的要求;实验中发现,变流器正常工作时,近发电机转子侧会产生高频谐波电压。为了防止SPD频繁导通而导致热保护误动作,应选取最大持续工作电压幅值大于谐波电压的SPD型号。实际情况中,SPD接入点与变流器之间连接线路的寄生电感会抬升变流器入口侧电压而严重削弱保护效果,应尽可能减小连接线路长度。     

电源SPD配合器件的应用分析

在同一电路上级联安装两个以上的SPD对电气系统进行保护时,应需对SPD配合问题进行研究,SPD级间距离(线路电感L)是其能量配合的关键因素,若SPD级间距离达不到要求,必须考虑选择适当的配合器件。通过理论计算与分析,指导工程人员选取和制作配合器件,并通过实验验证表明:线路的自然分布阻抗、专用配合器件或自制螺旋线圈均可实现SPD系统的能量配合,能取得较好的配合效果。     

气体放电管与压敏电阻级间能量配合的分析

针对气体放电管与压敏电阻在雷电波冲击下级间配合的问题,运用雷电波传输理论与雷电冲击电流发生器进行冲击试验相结合的方法.得出:在相同冲击电压下,气体放电管可以增大整体通流效果;气体放电管的残压随总通流呈线性增长,压敏电阻的残压值变化不大,并且与气体放电管的放电电压大小无关;气体放电管的放电电压越大,压敏电阻吸收的能量越多,SPD级间的能量配合效果也更佳。该结论在多级电涌保护器的使用中有一定参考价值。     

多脉冲下退耦电感对前后两级压敏电阻并联分流比的影响

为了更好地保护设备免受雷电浪涌侵袭,电路实际安装中,一般采用采用退耦电感将两片压敏电阻并联起来,第一级作能量释放,第二级作线间箝压限位。按照IEC对雷电多脉冲的定义波形,采用了更接近真实自然闪电的高压多脉冲冲击线路,通过改变退耦电感值及冲击电压值,结果表明:退耦电感值随着冲击电压的增大而增大,求出了对应电压下的最适退耦电感值,对浪涌保护器在线路的实际安装中起到一定实际参考作用;当磁芯电感存在磁饱和时,退耦电感失效,导致第二级浪涌保护器上的通流量急剧上升。     

欧美中压开关的绝缘水平不适合我国同级电压

阐述选择１２ｋＶ、４０．５ｋＶ开发设备的绝缘水平时，不仅要考虑所处电力系统最高运行电压，而且还要考虑工频耐压和雷电冲击耐压，其水平还与当地电力系统接地形式有关。强调选择外国中压设备时要与中国当地实际情况相结合。     

关于高压绝缘子交流人工和自然污秽闪络电压的分散性

调研了1980—1995年间在西安电瓷研究所污秽实验室进行的35～500 kV交流线路悬式和电站支柱绝缘子的人工和自然污秽闪络电压的分散性。该人工污秽试验按IEC 60507固体层法进行,自然污秽试验也按类似方法进行。经过对闪络电压变异系数的处理计算表明,按IEC60507的人工污秽闪络电压的变异系数均值约为5%,其双侧95%概率置信上限约为7.3%,自然污秽闪络电压的变异系数均值约为7.7%,其双侧95%概率置信上限约为11.3%。变异系数的计算结果均与国际上的结果能很好地吻合。     

非线性负荷条件下的电压不平衡度探讨

阐述低压配电系统中谐波电压不平衡带来的危害,分析对称分量法在谐波条件下的应用原理;针对国家标准对电压不平衡度的规定,探讨负序电压综合不平衡度与零序电压综合不平衡度的定义;用实验证明理论分析的正确性;通过分析指出非线性负荷条件下考虑谐波电压不平衡的必要性。     

电动机全压及带电抗器起动计算

电动机起动时母线电压及端电压的验算是保证电动机、照明、电气设备正常运行的必要设计步骤,也是电气设计计算的难点。相关设计手册给出的电动机起动时母线电压及端电压的计算公式,笔者经过推演发现有的公式表达不完整或有错误,故重新推导了电动机全压起动及带电抗器起动时,母线电压相对值及电动机端电压相对值计算公式。     

第1讲供电电压偏差标准

介绍电压偏差的定义:供电电压偏差超标的危害;GB/T 12325-2008<电能质量供电电压偏差>标准的基本条文及编制时考虑的因素;发电厂和变电所的母线电压允许偏差及调压措施:电压偏差的测量及合格率统计.     

0．1Hz超低频交流耐压试验方法

从0．1Hz超低频交流耐压试验方法在交联电缆（XPLE）预防性试验中的应用与日常使用的几种试验方法进行分析对比，从中减轻试验对电缆绝缘的破坏作用。     

氧化锌压敏电阻片电位梯度参数优化的实验研究

研究了制造过程中的升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度对氧化锌压敏电阻片电位梯度的影响,对氧化锌压敏电阻片的烧结工艺进行了优化,并从理论上探讨了升温速度、烧结温度、保温时间及冷却速度影响氧化锌压敏电阻片电位梯度的机理。试验结果表明,连续缓慢升温至1200℃保温3h,随炉冷至室温的烧成制度有利于获得优异的电性能。     

变压器低压侧电压互感器铁磁谐振现象分析

阐述了电压互感器产生铁磁谐振的现象、原理及条件、对天生桥二级电站500kV变压器低压侧电压互感器产生铁磁谐振现象进行了详细分析,并提出了在电压互感器中性点接电阻的方法来抑制铁磁谐振。     

SPD电压保护水平选择方法探讨

根据现行防雷技术规范,分析与选择SPD电压保护水平值有关的设备耐压水平、被保护设备与SPD之间的线路长度、线路屏蔽、接地情况、空间屏蔽情况等因素,总结出各种情况下选择SPD电压保护水平值的公式。     

高压电塔基础防护设计

采用基坑支护理论和桩锚支护结构解决广园东快速路二期工程A24 标高压电塔基础防护的设计和施工问题。工程实践表明,该法获得成功,有应用前景。