检索结果-南通市图书馆

不同类型冲击电流对zno压敏电阻老化的影响研究

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高压电器 2024年第2期60卷 127-132,162页

作者：赵江泽赵洪峰程宽王昊谢清云新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830046 西安西电避雷器有限公司西安710200

为了比较不同类型冲击电流对氧化锌(zno)压敏电阻直流老化的影响,将相同类型的zno压敏电阻样品分别开展2 ms方波(峰值为2 kA)耐受试验和4/10μs冲击电流(峰值为100 kA)试验。实验结果表明,在1~3轮(3~9次)的冲击耐受下,2 ms方波对zno压... 详细信息

为了比较不同类型冲击电流对氧化锌(zno)压敏电阻直流老化的影响,将相同类型的zno压敏电阻样品分别开展2 ms方波(峰值为2 kA)耐受试验和4/10μs冲击电流(峰值为100 kA)试验。实验结果表明,在1~3轮(3~9次)的冲击耐受下,2 ms方波对zno压敏电阻的老化特性能起到一定优化作用,而4/10μs大电流冲击则使得zno压敏电阻老化特性持续劣化。利用扫描电子显微镜(SEM)、光谱仪、数字源表研究其微观结构以及电气性能参数变化。结合实验结果分析原因,4/10μs冲击电流对zno压敏电阻的损伤程度大于2 ms方波冲击电流的损伤程度,更容易引起zno压敏电阻的老化,在1~3轮(3~9次)2 ms方波耐受下,可以改善压敏电阻老化特性,其原因在于冲击电流产生热效应使构成晶界势垒亚稳定成分填隙锌离子在晶界发生反应而降低其浓度,得到比冲击前更稳定的晶界结,从而提高了其老化特性。

关键词： zno压敏电阻冲击电流老化特性热处理晶界势垒

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施主掺杂提高zno压敏电阻的冲击稳定性

陶瓷学报 2024年第2期45卷 352-359页

作者：杨莉禹任鑫宁宇刘晓曼高丽游俊玮姚政上海大学理学院纳米科学与技术研究中心上海200444

研究了铝铟共掺杂对zno压敏电阻的微观结构和电学性能的影响,特别是浪涌冲击稳定行为。采用X射线衍射、扫描电子显微镜对zno压敏电阻的微观结构进行了表征,通过电流—电压测试、脉冲电流冲击测试和电容—电压测试对电性能进行了评估。... 详细信息

研究了铝铟共掺杂对zno压敏电阻的微观结构和电学性能的影响,特别是浪涌冲击稳定行为。采用X射线衍射、扫描电子显微镜对zno压敏电阻的微观结构进行了表征,通过电流—电压测试、脉冲电流冲击测试和电容—电压测试对电性能进行了评估。结果表明:当Al^(3+)和In^(3+)掺杂量分别为0.0008 mol%和0.0033 mol%时,zno压敏电阻表现出了最佳的电性能;此时的电位梯度为95.3 V·mm^(-1)、非线性系数为74、残压比为2.43。另外,zno压敏电阻在8/20μs 10 k A电流下冲击20次后,正反压敏电压变化率分别为+3.30%和-6.67%。

关键词： zno压敏电阻施主掺杂电性能浪涌冲击稳定性

zno压敏电阻微观结构调控与性能提升研究综述

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电工技术学报 2023年第20期38卷 5605-5619页

作者：何俊佳宋丽周本正付志瑶王超凡张小旋强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室(国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心) 长沙410129

金属氧化物避雷器是电力系统重要的过电压保护设备,zno压敏电阻是其核心部件。提高zno压敏电阻性能,不仅有利于优化现有系统的绝缘配合设计,在面对未来新能源广泛应用的新型电力系统时,也有利于提高对系统的保护能力,并促进设备小型化... 详细信息

金属氧化物避雷器是电力系统重要的过电压保护设备,zno压敏电阻是其核心部件。提高zno压敏电阻性能,不仅有利于优化现有系统的绝缘配合设计,在面对未来新能源广泛应用的新型电力系统时,也有利于提高对系统的保护能力,并促进设备小型化、紧凑化、轻量化。一直以来,人们主要按照机械混粉烧结的工艺路线,通过改进材料配方、改善烧结工艺、优化粉体制备等来提升zno压敏电阻的性能。这些工作对提高zno压敏电阻性能发挥了重要作用,但进一步提升的潜力有限。表面包覆形成的核壳结构能使zno压敏电阻的微观结构更加均匀,并可能在烧结过程中对zno压敏电阻的微观结构进行定制化的有效调控,在提升zno压敏电阻的性能方面有一定的潜力。因此,基于表面包覆的zno压敏电阻有望成为研究高性能zno避雷器的新途径。该文从传统机械混粉和表面包覆两种技术路线的角度对zno压敏电阻的微观结构调控与性能提升研究做了归纳整理,并对包覆路线下需要开展的研究工作进行了思考,希望能为相关领域的研究提供一定的参考。

关键词： zno压敏电阻微观结构性能提升机械混粉烧结表面包覆

采用Ga掺杂的具有低泄漏电流和高稳定性避雷器zno压敏电阻

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物理学报 2023年第6期72卷 237-245页

作者：刘冬季马圆圆何金柏王昊周远翔孙冠岳赵洪峰国网宁夏电力有限公司宁东供电公司灵武751400 山东大学电气工程学院济南250061 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 德州学院能源与机械学院德州253023 新疆大学电气工程学院电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室新疆大学风光储分室乌鲁木齐830046

为了获得性能更为稳定的zno压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的zno压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介... 详细信息

为了获得性能更为稳定的zno压敏电阻,研究了含有Ga掺杂的zno压敏电阻的稳定特性,对所获得的实验样品的微观结构和电气特性进行了电子显微镜扫描测试、电压-电流非线性特性测试、电容-电压特性测试、X-射线衍射谱测试、能谱扫描测试、介质损耗测试及交流加速老化测试.实验结果表明,随着Ga掺杂量的进一步增加,Ga离子占据了zno晶格上的空位,增加了界面态密度,提高了肖特基势垒高度,一方面降低了zno压敏电阻的泄漏电流密度,另一方面抑制了耗尽层中自由电子的迁移,提高了zno压敏电阻在高荷电率环境下的稳定特性.Al离子固溶到zno晶格当中,产生大量的自由电子,降低了zno晶粒的电阻率,从而有效降低了zno压敏电阻在通过大电流时的残压比.当Ga的掺杂摩尔分数达到0.6%时,泄漏电流密度为0.84μA/cm^(2),残压比为1.97,非线性系数为66,其肖特基势垒高度为1.81 eV.在115℃环境下,对试验样品施加87%E1 mA,89%E1 mA和91%E1 mA的交流加速老化电压,老化时间为1000 h,老化系数分别为0.394,0.437和0.550.此研究将有助于进一步提高zno避雷器的保护水平,实现深度限制电网过电压,提高电力系统的安全稳定性.

关键词： zno压敏电阻老化稳定性电气特性荷电率

Y_(2)O_(3)、Ga_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)共掺杂对zno压敏电阻微观结构和电气性能的影响

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高电压技术 2023年第11期49卷 4707-4716页

作者：程宽赵洪峰周远翔新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室乌鲁木齐830046 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

稀土元素的掺杂能显著提高zno压敏电阻的电压梯度(E1mA),但却会导致泄漏电流的增加,从而致使zno压敏电阻的老化稳定性降低。为了解决稀土元素掺杂导致泄漏电流增加的问题,研究了Y_(2)O_(3)、Ga_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)共掺杂对zno压敏电... 详细信息

稀土元素的掺杂能显著提高zno压敏电阻的电压梯度(E1mA),但却会导致泄漏电流的增加,从而致使zno压敏电阻的老化稳定性降低。为了解决稀土元素掺杂导致泄漏电流增加的问题,研究了Y_(2)O_(3)、Ga_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)共掺杂对zno压敏电阻微观结构和电气性能的影响。掺杂的Y_(2)O_(3)通过钉扎效应能够显著抑制zno晶粒的生长提高样品的E1mA。Ga_(2)O_(3)的掺杂则有助于提高晶界层的势垒高度(φb)、抑制泄漏电流密度(JL)的增加。而B_(2)O_(3)的掺杂则有助于改善样品的液相烧结,避免具有高电阻率Y尖晶石相聚集现象的发生,传输通道的阻断有利于降低样品的JL。此外,B_(2)O_(3)的掺杂能够促进zno晶粒与其他添加剂在晶界处的离子交换,使φb得到有效的提高,进一步降低其JL。通过Y_(2)O_(3)、Ga_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)的共掺杂获得了综合性能相对优异的zno压敏电阻:其E1mA=466 V/mm,JL=0.41 A/cm^(2),非线性系数为95。高梯度、低泄漏zno压敏电阻的成功研发对于解决金属氧化物避雷器整体电位分布不均的问题具有重要的意义。

关键词：金属氧化物避雷器 zno压敏电阻电压梯度泄漏电流密度非线性系数

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zno压敏电阻低温瓷极共烧及性能研究

ZnO压敏电阻低温瓷极共烧及性能研究

作者：祝飞贵州大学

学位级别：硕士

zno压敏电阻器具有非线性高、响应速度快、通流能力强等优点,在电路中可以起到过电压保护、吸收瞬间电压浪涌等作用。目前在叠层片式压敏电阻器的制备过程中,因为贱金属容易被氧化而难以与zno压敏陶瓷实现共烧,而采用价格昂贵的贵金属Pt... 详细信息

zno压敏电阻器具有非线性高、响应速度快、通流能力强等优点,在电路中可以起到过电压保护、吸收瞬间电压浪涌等作用。目前在叠层片式压敏电阻器的制备过程中,因为贱金属容易被氧化而难以与zno压敏陶瓷实现共烧,而采用价格昂贵的贵金属Pt或Ag/Pd合金内电极。因此,降低烧结温度,实现zno压敏陶瓷与电极共同烧结成为一个研究热点。本文将添加预合成粉体并采用真空烧结再氧化处理方式制备出性能较好、烧结温度较低的zno压敏电阻。本论文内容包括:(1)将ZnSbO预合成相引入zno压敏电阻的基础配方中,并替代原配方中的SbO。研究不同温度预合成的ZnSbO尖晶石相对zno压敏电阻的电学性能和显微组织结构的影响规律。结果表明ZnSbO尖晶石相替代SbO制备的zno压敏电阻晶粒得到充分生长,致密度较高。能将烧结温度从1210 C降低到1150 C,该方法清洁干净,不引入有害杂质,为降低zno压敏电阻的烧结温度提供了一种新的思路。预合成温度为1020 C时,电阻具有优异的综合电学性能:晶粒尺寸为19.41μm,致密度为97.91%,E为123 V/mm,(7)为1.23 e V,N为6.89×10(m),N为2.78×10(m),%?E(%)zno压敏陶瓷烧结温度的影响以及对zno压敏电阻的电学性能和微观结构的影响,并于传统烧结方式制备的zno压敏电阻对比。结果表明,真空烧结再氧化处理方式能够促进zno压敏陶瓷的晶粒长大,提高其致密度。再氧化气氛中氧的含量对zno压敏电阻的电学性能影响较大。氧气再氧化处理时,可以在保证zno压敏电阻电学性能的情况下将烧结温度降低60 C。当烧结温度为1020 C,并采用氧气再氧化处理时,zno压敏电阻的综合电学性能最佳:晶粒尺寸为15.59μm,致密度为98.24%,E为127V/mm,I为0.67μA·mm,(7)为1.58e V,N为3.46×10(m),N为7.16×10(m),R为2.1×10Ω,R为9.4Ω。(3)在前两部分工作的基础上,基础配方中的SbO替换成1020 C预烧的ZnSbO尖晶石粉末并采用真空烧结氧气再氧化处理方式制备叠成片式zno压敏电阻(MLCVs),其烧结温度可以降低到900 C左右。烧结温度大于900 C会导致内电极与陶瓷基体之间出现分层现象,导致MLCVs的电学性能急剧降低。在900 C得到的zno压敏电阻综合电学性能较好,晶粒尺寸较小,为3.06μm,致密度为98.99%,E为234 V/mm,I为0.18μA·mm,非线性系数α为71.3。

关键词： zno压敏电阻真空烧结再氧化电学性能

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zno压敏电阻残压比的影响因素分析

高电压技术 2011年第3期37卷 555-561页

作者：胡军龙望成何金良刘俊清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

zno压敏电阻作为避雷器的核心元件,已经被广泛地应用于电力系统雷电防护设备之中。残压比是zno压敏电阻避雷器的重要参数,它决定了电力系统的过电压保护水平和电力设备绝缘要求。为此,分析了zno压敏电阻残压比的宏观影响因素,利用维诺... 详细信息

zno压敏电阻作为避雷器的核心元件,已经被广泛地应用于电力系统雷电防护设备之中。残压比是zno压敏电阻避雷器的重要参数,它决定了电力系统的过电压保护水平和电力设备绝缘要求。为此,分析了zno压敏电阻残压比的宏观影响因素,利用维诺网格模型和晶界导电模型研究了微结构参数和晶界参数对zno压敏电阻残压比的影响规律。晶粒尺寸、晶粒不均匀度、晶粒施主数密度和晶界表面态密度主要在参考电压区域影响残压比,而晶粒电阻率主要在残压区域影响残压比。基于相关分析结论,提出了低残压比zno压敏电阻的试验研究路线,为研究低残压比zno压敏电阻提供了基本的理论依据和指导方向。

关键词： zno压敏电阻避雷器残压比维诺网格晶界模型数值仿真

YO、GaO和BO共掺杂对zno压敏电阻微观结构和电气性能的影响

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高电压技术 2023年

作者：程宽赵洪峰周远翔新疆大学电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室

应用于±1100 kV电力系统中的金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester--MOA)，因其具有较高的高度以及接地电容的存在，导致延避雷器整体电位分布不均的问题尤为突出。解决上述问题最好的办法是提高zno压敏电阻的电压梯度(E1mA)，以降低... 详细信息

应用于±1100 kV电力系统中的金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester--MOA)，因其具有较高的高度以及接地电容的存在，导致延避雷器整体电位分布不均的问题尤为突出。解决上述问题最好的办法是提高zno压敏电阻的电压梯度(E1mA)，以降低MOA的高度，其高度的降低易于其整体电位分布的校正。稀土元素的掺杂能够显著的提高zno压敏电阻的电压梯度(E1mA)，但却会导致泄漏电流的增加，从而致使zno压敏电阻的老化稳定性降低。为了解决稀土元素掺杂导致泄漏电流增加的问题，本文研究了Y2O3、Ga2O3和B2O3共掺杂对zno压敏电阻微观结构和电气性能的影响。本文通过Y2O3、Ga2O3和B2O3的共掺杂获得了综合性能相对优异的zno压敏电阻：其电压梯度(E1mA)为466 V/mm，泄漏电流密度(JL)为0.41 A/cm2，非线性系数为95。高梯度、低泄漏zno压敏电阻的成功研发对于解决MOA整体电位分布不均的问题具有重要的意义。

关键词： MOA zno压敏电阻电压梯度泄漏电流密度非线性系数

zno压敏电阻在高压变频器过电压保护中的应用

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电工技术学报 2012年第4期27卷 145-152页

作者：方晶毛承雄陆继明王丹华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

基于IGCT串联中性点钳位三电平高压变频器过电压保护进行研究,首次提出了利用氧化锌(zno)压敏电阻对高压变频器进行过电压保护的方法。通过分析zno压敏电阻的各种放置位置和接线形式,得出了合理的设计方案。以逆变系统整体作为变频器过... 详细信息

基于IGCT串联中性点钳位三电平高压变频器过电压保护进行研究,首次提出了利用氧化锌(zno)压敏电阻对高压变频器进行过电压保护的方法。通过分析zno压敏电阻的各种放置位置和接线形式,得出了合理的设计方案。以逆变系统整体作为变频器过电压保护的对象,解决了单个电力电子开关器件过电压保护困难的问题。结合实际的变频器参数,详细分析逆变系统工作状态的耐压情况,设计了zno压敏电阻。通过Matlab/Simulink对过电压情况的仿真,验证了所设计的zno压敏电阻对中性点钳位三电平高压变频器过电压保护的有效性。本文所设计的zno压敏电阻已得到实际应用。

关键词： zno压敏电阻三电平高压变频器过电压保护