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雷电冲击试验中的压敏电阻性能

文章编号: 1674-7070( 2010) 04-0353-04
雷电冲击试验中的压敏电阻性能
杨仲江1,2
陈琳2 孙涌3
摘要
为研究在雷电冲击下的压敏电阻的
性能,利用冲击试验分析了压敏电阻主
动能量配合的残压变化,对于各种能量
配合方式做出了分析,发现当压敏电阻
在暂态过程中吸收的能量过大时,实际
损坏形式以雪崩击穿为主. 压敏电阻主
动能量配合的一组串并联试验结果表
明: 与单个压敏电阻相比,多个压敏电阻
并联可以给出较低的箝位电压,提高泄
放暂态过电流的能力,还可以减缓各压
敏电阻的性能退化; 压敏电阻的串联都
是不可取的.
关键词
电涌保护器; 压敏电阻; 特性; 冲击
试验; 残压; 主动能量配合
中图分类号TM644
文献标志码A
收稿日期2010-03-22
资助项目公益性行业科研专项( GYHY2008-
06014) ; 南京信息工程大学科研基金( E30JG-
0730)
作者简介
杨仲江,男,副教授,研究方向为雷电防
护、电磁兼容. mashimaro2974@126. com
陈琳( 通讯作者) ,男,硕士生,研究方向
为SPD 的研发与设计. chenlinjerry@163. com
1 南京信息工程大学气象灾害省部共建教
育部重点实验室,南京, 210044
2 南京信息工程大学大气物理学院,南京,
210044
3 北京雷电防护装置测试中心,北京,1
00176
0 引言
Introduction
电气电子设备的广泛使用需要强大稳定的电力供应,需要架设
高压输电网,与此同时,雷电也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. 早期的线路防雷击电涌保护器
主要采用空气间隙,后来,人们发现了金属氧化锌半导体变阻器( 压
敏电阻) ,其伏安特性好,并具有响应时间快、通流容量大、无后续跟
随电流等优点[1],成为目前市场防雷主流产品的核心器件.
压敏电阻在雷击电涌冲击条件下的性能将直接影响电涌保护效
果. IEC 61643-1: 1998 和GB 18802. 1—2002 规定了动态性能测试方
法[2-3]. 寇晓等[4]对不同故障状态的压敏电阻的复合波响应进行了试
验研究,结果表明: 不同故障状态的压敏电阻由于伏安特性的差异将
呈现不同的复合波响应特征,利用其响应特征可以判别压敏电阻是
否存在故障及具体故障类型. 李军浩等[5]研究发现: 氧化锌压敏电阻
在给定幅值的冲击下所吸收能量的多少与其老化程度有密切的联
系,通过对比历史记录,可以判断出其老化程度.
以上的研究结果在进行压敏电阻状态检测时确实比较有效,在
判断氧化锌压敏电阻的老化程度方面也很有意义,但由于所做冲击
实验的电涌电流幅值过小,因而结果可能还不能真正反映受到大电
流冲击后的实际情况. 而且实际的电涌保护器常常是一些器件的组
合,所以还有必要以冲击试验的形式,利用先进的高压冲击设施( 北
京雷电防护装置测试中心的Haefely 产品: 浪涌测试系统PSURGE
30. 2 等) 分析压敏电阻主动能量配合的残压变化,并对各种器件的串
并联及能量配合方式做出分析.
1 压敏电阻性能分析
Performance analysis of varistor
压敏电阻是电压敏感型元件,当加在压敏电阻两端的电压低于
压敏