多脉冲雷电冲击下金属氧化物的破坏形式

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。

大风机雷电防护分析研究综述

风能作为一种清洁可再生能源,已成为我国能源战略发展结构重要组成部分。风机是将风能有效转化为电能的主要装置,中国风机装机总量发展迅猛,已经跃居世界第一位。由于风机的高度、装备数量以及安装位置等因素,其遭受雷击的概率极高。本文基于雷电击中风机的可能性、危害方式以及风机雷电防护主要的注意事项三个方面对风机的雷电防护进行系统研究,为风机防雷提供合理切实指导建议,减少雷电灾害对风机的损害与降低风机后续维护的人员、经济投入比例,节约成本。

基于波导理论与ATP-EMTP对雷击风机系统仿真及防护

风机雷电过电压防护是风机安全运行的重要保障。为了研究风机因遭受雷电过电压损坏的规律,通过分析雷电电磁波导理论与风机内部运行结构,建立塔筒(门)空腔试验缩比模型与风机线网结构雷电过电压分布仿真模型。基于实验室测试与ATP-EMTP软件仿真计算,采取相对偏差计算方法对部分结果进行验证,进而分析雷击风机系统的影响。研究结果表明:雷电电磁脉冲在塔筒(门)空腔导线中可产生峰值约为数百伏阻尼震荡损害波,风机塔筒门的接口部分需进行较好的密封屏蔽;风机雷电过电压系统仿真中,不同部位形成的雷电电压波峰值间具有较大的倍数差。可根据各部位RLC值的变化安装适配SPD;风机雷电过电压系统仿真中,参考点峰值电压值随着接地电阻值增大而增大,越靠近风机塔筒基础部分,电压峰值变化越明显。从1～10Ω改变接地电阻值,并不能有效改善塔筒以上部分过电压峰值。研究结果可为进一步系统研究雷击风机与雷击风机附近对风机造成的侵害特性提供依据。