低压电源系统电涌保护器老化劣化研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:jacky1313
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低压电源系统电涌保护器(SPD)在系统中长期运行会出现老化劣化现象,轻则造成供电中断,重则出现火灾,故必须对其进行定期检测。目前国家规范和标准中给出的检测方法仍存在一定缺陷,可能会使已经老化到一定程度的产品不能被及时更换,产生极大的安全隐患。针对低压电源系统SPD老化累坏现象,对老化成因进行分析,基于双肖特基势垒理论和离子迁移机制,通过交直流热稳定仪器和雷电电流发生器平台,分别模拟交流、直流和冲击老化环境,利用统计软件对实验数据分析得出:在直流作用后氧化锌压敏电阻存在极性效应,并且在负向测量时伏安特性曲线蜕变较严重,在正负直流交替作用下,极性效应逐渐消失,但伏安特性曲线同样存在蜕变;在同等电流幅值的作用下,直流的老化作用明显强于交流;在标称电流In的冲击下,SPD的压敏电压U1mA随冲击次数的增加经历了增大—稳定—急剧减小三个过程,漏电流开始变化极为缓慢,在某次冲击后会急剧增大,这两个参数在判断老化过程中都存在明显的拐点效应。而非线性系数a随冲击次数的增加基本上呈线性下降,克服了采用压敏电压和漏电流来判断老化程度的不足,三者结合使用提出一种更为合理的判断压敏电阻(MOV)老化程度的方法。抗老化实验分析得出:MOV合理并联使用能够增加通流容量、减小残压、提高电压保护水平,达到延缓老化的效果。统计分析发现利用压敏电压来筛选阀片是最为简单有效的方法,即压敏电压在(±2V)范围内的MOV并联,电流偏差能保证在10%之内。Sn02压敏电阻的内部相态和晶粒结构比ZnO压敏电阻简单、均匀,这使它在宏观电气特性方面表现出更好的抗老化能力,但目前Sn02压敏电阻尚未达到成熟阶段,在冲击电流作用下残压较高,这对其在低压浪涌防护方面的应用受到很大限制。
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