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壓敏電阻范文第1篇

壓敏電阻器在電路的過電壓防護(hù)中，如果正常工作在預(yù)擊穿區(qū)和擊穿區(qū)，理論上是不會損壞的。但由于壓敏電阻器要長期承受電源電壓，電路中暫態(tài)過電壓、超能量過電壓隨機(jī)的不斷沖擊及吸收電路儲能元件釋放能量，因此，壓敏電阻器也是會損壞的，它的壽命根據(jù)所在電路經(jīng)受的過電壓幅值和能量的不同而不同。

本文將通過幾種常用的UPS產(chǎn)品，結(jié)合我國電網(wǎng)的具體特點(diǎn)，分析不同型號的壓敏電阻的特性以及對UPS的影響，并給出了UPS中選擇合適的壓敏電阻的一些考慮，對UPS設(shè)計(jì)工程師有一定的借鑒意義。

我國電網(wǎng)特點(diǎn)

1.電網(wǎng)中可能出現(xiàn)瞬態(tài)高電壓

針對中國大陸電網(wǎng)中存在的異常電壓問題，IBM、APC和EXIDE公司均進(jìn)行過相關(guān)的調(diào)查分析，調(diào)查結(jié)果顯示，電網(wǎng)中存在異常的電壓――6000V以上的瞬間高電壓尖峰，持續(xù)的時(shí)間為100～10ms?？紤]尖峰電壓出現(xiàn)的周期及實(shí)際中出現(xiàn)的可能性，參考各種使用不同MOV的機(jī)種的MOV受損狀況，實(shí)驗(yàn)中可將高壓尖峰的驗(yàn)證方式制定如圖1所示。

2.供電系統(tǒng)可能出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高壓

在三相供電系統(tǒng)中，電源端與負(fù)載端的連接方式大致只有四種。

Y－Y型供電系統(tǒng)可提供380V/220V的輸出電壓，使用非常廣泛。這種方式又可細(xì)分為三相三線制(即電源端與負(fù)載端無連接中性線)與三相四線制。目前絕大多數(shù)的工業(yè)用電均采用三相四線方式。在這種系統(tǒng)中，采取中性線且接地的方式，即稱作零線。

Y－型接線方式中，負(fù)載需要承受380V的線電壓，因此不適用于要求電源為220V的負(fù)載。

－y型接線方式中供電系統(tǒng)只有380V的電壓輸出，使用范圍不廣。

－型接線方式中供電系統(tǒng)只有380V的電壓輸出，主要應(yīng)用于三相電動機(jī)負(fù)載。

UPS廣泛使用Y－Y連接方式，以下的論述也是針對此種接線方式而言。

由圖2可以看出，用戶端電力變壓器低壓側(cè)及負(fù)載端的N相線與高壓側(cè)的N相線是通過變壓器的外殼接地而連接在一起的，當(dāng)接地線接觸不良或高/低壓側(cè)的中性線開路，即三相四線制的N相線斷(三相三線制系統(tǒng)與此類似，不在贅述)時(shí)，考慮以下幾種情況。

①如果A相同時(shí)短路即ZA=O；YA=∝，(可模擬A相負(fù)載特別大的情形)，見圖3。

則此時(shí)O’與O之間的電壓為

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×Yc)/(YA+YB+YC)

=VAO

VBO’=VBO－VOO’

=VBO－VAO

=－VAB

即負(fù)載相電壓由220V升至線電壓380V。

VCO’=VCO－VOO’

=VCO－VAO

=－VAC

即負(fù)載相電壓由220V升至線電壓380V：

②如果A相同時(shí)開路即ZA=∝；YA=0，(可模擬A相負(fù)載特別小的情形)。

則此時(shí)O’與O之間的電壓為：

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×YC)/(YA+YB+YC)

=(VBO×YB+VCO×Yc)/(YB+YC)

如果三相負(fù)載對稱，則YB=YC，則

VO’O=(VBO×YB+VCO×YC)/(YB+YC)=－VAO/2，則

VAO’ =VAO－VOO’

=(VAO×YB+VAO×YC－VBO×YB－VCO×YC)/(YB+YC)

=3VAO/2

同理，VBO’=VBC×YC/(YB+YC)=VBC/2

VCO’=VCB×YB/(YB+YC)=－VBC/2

即此種方式下，發(fā)生開路相的相電壓升至330V，而其他兩相的相電壓降至110V。

③如果線路未發(fā)生異常，而單純只是負(fù)載不平衡的情形即ZA≠zB≠ZC。

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×YC)／(YA+YB+YC)，則

VAO’=VAO－VOO’

VBO’=VBO－VOO’

VCO’=VCO－VOO’

由上式可知，當(dāng)三相負(fù)載不對稱時(shí)，VO’O≠0，此時(shí)電源端的相電壓VAO、VBO、VCO雖然對稱，但各相負(fù)載的相電壓已不能再保持對稱關(guān)系，有的負(fù)載相電壓比額定電壓高，有的負(fù)載相電壓比額定電壓低，負(fù)載的正常工作就會收到影響。

可見，三相四線制系統(tǒng)中當(dāng)中性線斷開，并且在負(fù)載不對稱或某相發(fā)生短路時(shí)相電壓都可能升高，甚至可能升高至相電壓380V，從而形成持續(xù)的穩(wěn)態(tài)高壓環(huán)境，導(dǎo)致MOV毀壞。下面介紹幾種使用不同MOV的USP在尖峰電壓與穩(wěn)態(tài)高壓下的表現(xiàn)。

同類產(chǎn)品中MOV實(shí)驗(yàn)性能差異分析

針對UPS中MOV的驗(yàn)證，主要采用高壓尖峰與穩(wěn)態(tài)高壓兩種不同的實(shí)驗(yàn)方式。表1為幾種類型MOV的規(guī)格對比。

表2是分別進(jìn)行高壓尖峰與穩(wěn)態(tài)高壓測試的MOV性能對比。

上表中均是在未開機(jī)直接接入市電下測得，且APC在其O/P端另有一型號為S+M S20 K300的MOV D20此時(shí)未起作用；在進(jìn)行開機(jī)狀態(tài)下的高壓尖峰測試時(shí)，TB400超過2小時(shí)仍正常；而BACK AVR比未開機(jī)時(shí)的持續(xù)時(shí)間更長。

機(jī)器不開機(jī)時(shí)，對APC公司一臺使用2個(gè)471KD20并聯(lián)的TB400直接輸入380V電壓，約12min左右MOV炸毀。此期間MOV兩端的電壓始終為380V不變。若將MOV的數(shù)目增至3個(gè)，依此方式運(yùn)行25rain時(shí)即炸毀。

同樣對CPC公司一臺使用1個(gè)471KD20的SMART 1000(670W)進(jìn)行測試會發(fā)現(xiàn)結(jié)果與TB400相似：15rain左右單個(gè)MOV炸毀；將MOV的數(shù)目增至3個(gè)時(shí)，依此方式運(yùn)行35min左右炸毀。

可見，MOV在高壓380V下炸毀與否，與MOV的個(gè)數(shù)，即MOV所能吸收的能量關(guān)系不大。

對CPC公司一臺使用1個(gè)Z361160UL D20的BACK AVR 500，進(jìn)

行同樣的測試會發(fā)現(xiàn)工作2小時(shí)后，電流始終在某一范圍循環(huán)變化，而未進(jìn)一步上升。期間MOV兩端的電壓始終為380V不變，且MOV能正常工作。

對APC公司一臺使用2個(gè)320L40D20的SMART 1000，進(jìn)行同樣的測試會發(fā)現(xiàn)工作12小時(shí)后，電流始終是在某一范圍循環(huán)變化，而未進(jìn)一步上升。MOV能正常工作，期間MOV兩端的電壓始也終為380V不變。

另外，每次循環(huán)所吸收的能量

W=V×I×T

=380V×(1mA×180S+5mA

×60S+3mA×30S)

=216.6J

Varistor Voltage動作點(diǎn)為：462～540V；

AC額定電壓為：320VAC；

額定能量為：150J/只；

兩個(gè)MOV并聯(lián)，則可以吸收的能量為150J/只×2=300J。

最后對CPC公司一臺使用2個(gè)320L20 D14的NG 1000機(jī)器輸入穩(wěn)態(tài)高壓380V的測試，其結(jié)果與320L40相似，運(yùn)行3小時(shí)以上未發(fā)現(xiàn)異常。輸入高壓尖峰時(shí)運(yùn)行10min即炸。將MOV的數(shù)目增至3個(gè)，依此式運(yùn)行30min未見異常。

同種條件下，APC公司機(jī)器內(nèi)部的MOV比CPC公司機(jī)器所承受高壓的時(shí)間要長得多。原因是兩者選擇的MOV可承受的AC電壓參數(shù)存在差異?？梢?，所選用的MOV可承受的Aerms值會直接影響其承受穩(wěn)態(tài)高壓的時(shí)間。

由表三可以看出，在高壓尖峰實(shí)驗(yàn)中，增加MOV的數(shù)目能延長MOV持續(xù)的時(shí)間。

結(jié)束語

從實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，MOV可承受的AC電壓規(guī)格值對其承受穩(wěn)態(tài)高壓的時(shí)間影響較大。MOV的個(gè)數(shù)(也代表MOV吸收的能量大小)對其承受高壓尖峰的時(shí)間影響較大。

壓敏電阻范文第2篇

[關(guān)鍵詞]變電站 通信電源 過電壓保護(hù)

中圖分類號：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）46-0010-02

引言

變電站通信電源系統(tǒng)的過電壓表現(xiàn)為雷擊放電過程、開關(guān)操作過程和靜電放電過程產(chǎn)生的過電壓。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，郊區(qū)變電站的建設(shè)也更加普遍，雷擊放電過程、開關(guān)操作過程等產(chǎn)生的過電壓對變電站的影響愈加突出，通信電源過電壓損壞的情況不斷增加[1]。因此，采取合理的過電壓保護(hù)措施，減少變電站通信電源系統(tǒng)因過電壓造成的損壞，成為了亟待解決的問題。

本文基于雷電過電壓和非雷電過電壓綜合保護(hù)的思想，設(shè)計(jì)了一種采用兩級壓敏電阻保護(hù)的方式，并進(jìn)行了相關(guān)的理論研究。

1.原理

1.1系統(tǒng)原理

變電站的電源進(jìn)線一般有兩路市電輸入，兩路輸入經(jīng)ATS開關(guān)后進(jìn)交流配電箱。交流配電箱的一路輸出進(jìn)通信電源，經(jīng)AC/DC整流后，通信電源的直流輸出通過直流配電開關(guān)給通信設(shè)備供電，其原理如圖1所示。

1.2雷電過電壓保護(hù)

文獻(xiàn)[2]規(guī)定通信設(shè)備必須配置防雷裝置，并能承受相應(yīng)的電壓和電流沖擊；文獻(xiàn)[3]規(guī)定了通信電源設(shè)備應(yīng)能承受的模擬電壓和電流沖擊，與戶外低壓電力線相連接的電源設(shè)備入口處應(yīng)符合3級（沖擊電流幅值≥20kA）要求。

因此，變電站電源設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)要求為：①沖擊電壓峰值5kV，通信電源設(shè)備應(yīng)能承受模擬沖擊電壓波形為10/700us；②沖擊電流幅值≥20kA，模擬沖擊電流波形為8/20us。

1.3非雷電過電壓保護(hù)

通信電源系統(tǒng)的非雷電過電壓，是指因電氣設(shè)備的開關(guān)操作過程和靜電放電過程而產(chǎn)生的過電壓。過高的電壓可通過直接耦合、電感耦合及電容耦合進(jìn)入通信電源，這類過電壓在常規(guī)的通信機(jī)房內(nèi)產(chǎn)生概率較低，而設(shè)在偏僻郊區(qū)的變電站內(nèi)發(fā)生概率較高[4]。其特點(diǎn)是：①過電壓的幅值不高，一般在額定電壓的1.3～3倍之間；②過電壓持續(xù)時(shí)間不定，但持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，可能使電氣設(shè)備損壞。

設(shè)計(jì)通信電源的非雷電過電壓保護(hù)，基本要求是當(dāng)電源進(jìn)線出現(xiàn)以上過電壓時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動作，使電源設(shè)備免遭損壞。

1.4主要問題

變電站通信電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)存在的主要問題是：

（1）防雷保護(hù)的各級設(shè)計(jì)一般由多個(gè)廠家完成，各級保護(hù)之間的配合較少。如各級保護(hù)一般不加解耦電感，使用電纜的長度不滿足要求等；

（2）在防雷保護(hù)的壓敏電阻上沒有溫度保護(hù)，當(dāng)壓敏電阻因老化而絕緣降低時(shí)，可能會出現(xiàn)壓敏電阻燒損、線路燒損，嚴(yán)重時(shí)可能會引起火災(zāi)；

（3）在防雷保護(hù)壓敏電阻的輸入端沒有設(shè)置合適的保護(hù)開關(guān)，當(dāng)線路出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長，過電壓數(shù)值較低，壓敏電阻泄漏電流無法使保護(hù)開關(guān)動作時(shí)，同樣會出現(xiàn)壓敏電阻燒損、線路燒損，嚴(yán)重時(shí)可能會引起火災(zāi)等現(xiàn)象；

（4）對于非雷電過電壓保護(hù)，許多廠家采用電源模塊內(nèi)部保護(hù)的方式，即在PCB板上安裝小容量壓敏電阻。其危害是在過電壓發(fā)生時(shí)，會使壓敏電阻和PCB板一起燒毀，達(dá)不到預(yù)期的保護(hù)效果；

（5）沒有交流穩(wěn)壓器，電網(wǎng)電壓不穩(wěn)。因操作過電壓嚴(yán)重，燒損保護(hù)電路中壓敏電阻的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。

2.設(shè)計(jì)

變電站通信電源系統(tǒng)過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)的目的，是保證電源系統(tǒng)在發(fā)生雷電過電壓及非雷電過電壓時(shí)，保護(hù)電源系統(tǒng)免遭損壞。

2.1過電壓保護(hù)元件

過電壓保護(hù)經(jīng)常使用的保護(hù)元件有放電間隙、壓敏電阻、抑制二極管等，典型的三級過電壓保護(hù)電路如圖2所示。

充氣放電器及空氣火花間隙放電器是一種放電能力極強(qiáng)的過電壓保護(hù)器，其缺點(diǎn)是剩余電壓較高，一般用于變電站通信電源進(jìn)線的過壓保護(hù)。

壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，其可以把過電壓箝位在一個(gè)相對固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)[5]。壓敏電阻可輸導(dǎo)40kA、8/20脈沖電流，響應(yīng)時(shí)間在毫微秒級，特別適用于電源系統(tǒng)的輸入過電壓保護(hù)，其缺點(diǎn)是易老化、電容較高。

抑制二極管在電源電壓正常時(shí)不工作，在有瞬間高壓脈沖時(shí)，可吸收瞬間大電流而箝位在比工作電源略高的電壓上以保護(hù)后級電路，響應(yīng)時(shí)間在微微秒級，其缺點(diǎn)是吸收能量小，額定電壓較低，一般用于PCB板控制電路的過電壓保護(hù)。

2.2過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)

變電站通信電源綜合過電壓保護(hù)的設(shè)計(jì)思想，是將變電站通信電源的雷電過電壓保護(hù)、非雷電過電壓保護(hù)一體化，保證在出現(xiàn)雷電過電壓、非雷電過電壓時(shí)，通信電源可以得到有效的保護(hù)。變電站通信電源系統(tǒng)綜合過電壓保護(hù)的電路原理如圖3所示。

當(dāng)變電站內(nèi)出現(xiàn)非雷電過電壓時(shí)，圖3中的兩極過電壓保護(hù)可以使過電壓得到有效的限制。當(dāng)過電壓持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，電路中的兩級壓敏電阻串聯(lián)的熔斷器可以熔斷，避免一般避雷器可能燒毀的危險(xiǎn)。

圖3綜合過電壓保護(hù)原理電路

在變電站通信電源綜合過電壓保護(hù)器中增加了溫度告警接點(diǎn)和保護(hù)熔斷器熔斷指示及告警輸出。溫度告警接點(diǎn)用以提示壓敏電阻已經(jīng)老化，熔斷器熔斷接點(diǎn)可以提示壓敏電阻動作。

如果二級壓敏電阻動作，保護(hù)熔斷器熔斷。這時(shí)解耦電感上較高的感應(yīng)電壓會燒毀電源模塊內(nèi)的電子元件，因此將熔斷器串于供電回路中，可以起到隔離保護(hù)的作用。

3.結(jié)論

針對現(xiàn)行變電站的特點(diǎn)，提出了變電站通信電源系統(tǒng)的綜合過電壓保護(hù)思想，并設(shè)計(jì)了合理的電路拓?fù)洌撛O(shè)計(jì)的目的是解決當(dāng)前變電站過電壓保護(hù)存在的諸多問題，如壓敏電阻燒毀問題及壓敏電阻與保護(hù)開關(guān)的配合問題，故障隔離問題等。變電站過電壓保護(hù)一體化，可以提高過電壓保護(hù)范圍、降低過電壓保護(hù)成本，且便于過電壓保護(hù)動作元件更換。對于電網(wǎng)電壓波動范圍較大的情況，可以考慮安裝寬輸入范圍的穩(wěn)壓器，從根本上保護(hù)電源設(shè)備，減輕變電站通信電源系統(tǒng)過電壓保護(hù)故障的維護(hù)工作量。

參考文獻(xiàn)

[1]杜林，李欣，司馬文霞，席世友，楊慶，袁濤. 110kV變電站過電壓在線監(jiān)測系統(tǒng)及其波形分析[J]. 高電壓技術(shù)，2012，03：535-543.

[2]YD/T944-1998《通信電源設(shè)備的防雷技術(shù)要求和測試方法》，1998年5月.

[3]GB/T 13722-92《移動通信電源技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》，1993年6月.

壓敏電阻范文第3篇

關(guān)鍵詞：晶閘管;基本結(jié)構(gòu);伏安特性;過電壓情況;電感性負(fù)載;保護(hù)措施;壓敏電阻 RC電路

晶體閘流管（簡稱晶閘管，又稱可控硅即SCR），發(fā)明于1957年。它可以將交流電源變成直流電源，且電壓可調(diào)。電動鉆機(jī)中的可控硅系統(tǒng)就是利用這一原理，將柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電源整流成可控的直流電源，用以驅(qū)動絞車、轉(zhuǎn)盤及泥漿泵等鉆機(jī)主驅(qū)動設(shè)備，使得這些設(shè)備獲得了一個(gè)連續(xù)可調(diào)的速度范圍。這一特點(diǎn)大大地改善了鉆井工況。晶閘管具有體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維護(hù)簡單、操作方便、壽命長等，但是，可控硅有兩個(gè)致命弱點(diǎn)，就是耐過電壓能力差，耐過電流能力差。在實(shí)際使用中可控硅的損壞基本都是緣于這兩點(diǎn)。下面根據(jù)常使用過的陸上鉆機(jī)用ROSS HILL可控硅系統(tǒng)來作一下分析。

一、在ROSS HILL系統(tǒng)中造成晶閘管擊穿的情況分析

（一）過電壓原因。（1）電感性負(fù)載突然加載或卸荷產(chǎn)生過電壓。我們知道電機(jī)的起動電流很大，在起動的瞬間，電路中的電流會產(chǎn)生突變。現(xiàn)取一相分析，設(shè)在這一相中電流為i ，等效電感為L，則在起動瞬間，在這一相中會產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的峰值電壓為u=L?di/dt。由此等式可知電感性負(fù)載越大，則L越大;帶載越大，起動電流越大則電流變化率越大即di/dt越大，所以u越大。（2）諧振過電壓。晶閘管在整流過程中會產(chǎn)生匝散電流，而這些電流通常是多次諧波或高次諧波，當(dāng)某次諧波恰好和電路的當(dāng)時(shí)的自振頻率相同而產(chǎn)生諧振，就可能出現(xiàn)最高電壓，如果兩者的頻率不相等，也可能產(chǎn)生過電壓，但通常較小，不會夠成危害。

（二）過電流原因。如系統(tǒng)在長期的過載情況下運(yùn)行，電流一直很大，導(dǎo)致晶閘管發(fā)出大量的熱，長時(shí)間積累，會最終燒毀晶閘管。另外，晶閘管在整流過程中，也有可能某個(gè)管子在工作中出現(xiàn)誤觸發(fā)，根據(jù)上圖可知這是一個(gè)三相全波全控硅整流系統(tǒng)，在工作中任何一個(gè)整流回路均有兩個(gè)閘管在同時(shí)工作，正常情況下，這一對管子開啟和關(guān)斷是同時(shí)的，兩者導(dǎo)通角的變化也是一致的。如果出現(xiàn)一個(gè)管子誤觸發(fā)，將會有可能使兩相直接短路，產(chǎn)生很大的電流燒毀晶閘管。

二、ROSS HILL系統(tǒng)保護(hù)晶閘管的措施

（一）采用壓敏電阻吸收過電壓。在ROSS HILL系統(tǒng)中為了防止交流母線中的峰值電壓擊穿晶閘管，它采用在母線之間加上壓敏電阻的方法。因?yàn)閴好綦娮瑁∕OV）在臨界電壓之內(nèi)表現(xiàn)出很高電阻，在正常情況下，它相當(dāng)于斷路，所以對系統(tǒng)沒有影響，但是如果加在壓敏電阻上的電壓超過了臨界電壓，它將表現(xiàn)出很低的電阻，這樣當(dāng)在交流母線上出現(xiàn)過高的峰值電壓時(shí)，壓敏電阻突然電阻變小，從而將此峰值電壓產(chǎn)生的能量消耗掉，保護(hù)晶閘管。

（二）采用RC回路吸收高頻過電壓。采用RC吸收回路，是該系統(tǒng)保護(hù)晶閘管元件的另一措施。如圖形所示，在每個(gè)晶閘管上都并聯(lián)一個(gè)RC電路，該電容就是用來吸收回路中的高頻過電壓。壓敏電阻吸收回路作為主保護(hù)，RC吸收回路作為輔助保護(hù)。

（三）與晶閘管串聯(lián)快速熔斷器進(jìn)行過電流保護(hù)。在ROSS HILL系統(tǒng)中每個(gè)晶閘管串聯(lián)了快速熔斷器，所以它能有效地防止由于過電流而燒毀。

三、ROSS HILL系統(tǒng)的不足

盡管系統(tǒng)有壓敏電阻來保護(hù)晶閘管，但是有時(shí)這種電壓過高因而產(chǎn)生的瞬時(shí)電流極大，這樣，如果交流母線上短時(shí)間內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)這個(gè)峰值電壓且較高，它將會使三個(gè)與壓敏電阻相連的熔斷器（圖中的FU7、FU8、FU9）中的幾個(gè)或全部熔斷。這樣，在下一個(gè)峰值電壓到來之時(shí)，該電路就不再起作用，因此整流電路中的晶閘管將得不到保護(hù)。而RC吸收回路只能對于那些周期短、信號小的吸收作用才明顯，而對于那些周期長、信號強(qiáng)的峰值電壓基本不起作用，但是在實(shí)際工作中往往也會出現(xiàn)這種情況。某井隊(duì)在TK622井施工期間，ROSS HILL系統(tǒng)就曾出現(xiàn)過這樣的一個(gè)故障。當(dāng)時(shí)，由于電網(wǎng)中的負(fù)載不穩(wěn)定，在交流母線B相和C相之間中出現(xiàn)了較高的峰值電壓，導(dǎo)致了FU8、FU9這個(gè)熔斷器熔斷，緊接著當(dāng)在T2和T4（或T6）導(dǎo)通時(shí)，這個(gè)峰值電壓將會直接加在T3上，導(dǎo)致了T3的反向擊穿，擊穿瞬間就相當(dāng)于B相和C相短路，此時(shí)電流很大，致使FU2和FU3熔斷，斷路器跳閘。

壓敏電阻范文第4篇

一、二極管的單向?qū)щ娦灶惲?xí)題

例1（2006?海淀）閱讀下面短文，回答問題。

二極管的導(dǎo)電特性

二極管是一種電學(xué)元件，它最重要的特性就是單向?qū)щ娦?。圖1甲所示是二極管的實(shí)物圖和它的電路圖符號，在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實(shí)臉說明二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

方法是：將二極管與一個(gè)小燈泡、一個(gè)開關(guān)串聯(lián)在干電池兩端。閉合開關(guān)后，若燈泡亮，表明二極管的連接方式是圖1乙所示，這種連接方式相當(dāng)于電路中的通路狀態(tài)；若燈泡不亮，表明二極管的連接方式是圖1丙所示，這種連接方式相當(dāng)于電路中的斷路狀態(tài)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)很直觀地說明了二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

（1）把二極管、小燈泡、電池、開關(guān)分別連接成圖2所示電路，請分別說明閉合開關(guān)后甲、乙電路中的小燈泡是否發(fā)光？

（2）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用二極管判斷蓄電池的正負(fù)極（沒有電壓表、電流表，其他器材自選）。請?jiān)谔摼€解析：（1）由二極管的單向?qū)щ娦钥芍弘娏饔啥O管的正極流入，二極管相當(dāng)于一根導(dǎo)線，電路形成通路；電流由二極管的負(fù)極流入，二極管相當(dāng)于開關(guān)斷開，電路形成斷路。所以，圖2甲中小燈泡發(fā)光，圖2乙中小燈泡不發(fā)光。

（2）電路圖如圖3所示。判斷方法：閉合開關(guān)后，若小燈泡亮，則二極管正極一端是蓄電池的正極；若小燈泡不亮，則二極管正極一端是蓄電池的負(fù)極。

二、光敏電阻的性質(zhì)類習(xí)題

例2（2007?連云港）圖4甲所示是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計(jì)數(shù)裝置示意圖。其中S為一激光源，R1為光敏電阻（有光照射時(shí)，阻值較小；無光照射時(shí)，阻值較大），R2為定值保護(hù)電阻，a、b間接一“示波器”（示波器的接入不影響電路）。光敏電阻兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖象，可由示波器顯示出來。水平傳送帶勻速前進(jìn)，每當(dāng)產(chǎn)品從傳送帶上通過S與R1之間時(shí)，射向光敏電阻的光線會被產(chǎn)品擋住。若運(yùn)送邊長為0.1 m，質(zhì)量為0.6 kg的均勻正方體產(chǎn)品時(shí)，示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖4乙所示。請回答下列問題：

（1）此產(chǎn)品的密度為多大？

（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強(qiáng)為多大？（g取10 N/kg）

（3）已知計(jì)數(shù)器電路的電源電壓恒為6 V，保護(hù)電阻R2的阻值為40 Ω，求光敏電阻在兩種狀態(tài)下的阻值分別為多大？光敏電阻1 h消耗的電能為多少？

（3）有光照射時(shí)

U1=2 V

U2=U－U1=4 V

光被擋住時(shí)

U1′=4 V

U2′=U－U1′=2 V

光敏電阻1 h消耗的電能

W總＝W1＋W2＝（480＋240） J＝720 J

三、壓敏電阻的性質(zhì)類習(xí)題

例3（2007?鎮(zhèn)江）有一種測量壓力的測力計(jì)，其原理圖如圖5所示，電源電壓為6 V，并保持不變。R是一個(gè)壓敏電阻，R0是一個(gè)阻值為400 Ω的定值電阻，它能對壓敏電阻R起保護(hù)作用，G是由量程很小的電流表改裝成的指針式測力顯示器。R的阻值可隨壓力F的大小變化而改變，其關(guān)系如下表所示且保持不變。

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖6所示坐標(biāo)系中畫出壓敏電阻R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象。

（2）利用表中的數(shù)據(jù)或R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，歸納出R的阻值隨壓力F的大小變化的關(guān)系式。

（3）若電阻R0的耐壓值（即能承受的最大電壓）為5 V，則該測力計(jì)的最大測量值為多少牛頓？

解析：（1）用描點(diǎn)法作出圖象，圖象見圖7。

式為R=kF+b，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得R=300－0.4F。

（3）從上式可知：當(dāng)壓力增大時(shí)，壓敏電阻值減小；當(dāng)電阻R0兩端電壓U0=5 V時(shí)，壓敏電阻兩端的電壓次函數(shù)關(guān)系所以測力計(jì)顯示器的刻度是不均勻的。

四、熱敏電阻的性質(zhì)類習(xí)題

例4（2008?蘇州）小明在科技活動中，了解到有一種用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，其電阻R隨溫度T變化的圖象如圖8甲所示。

（1）熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而_____________（選填“增大”或“減小”）。

（2）小明想利用熱敏電阻制成溫度報(bào)警器。實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有兩只外形完全相同的電阻R1和R2，其中一只為熱敏電阻，另一只為定值電阻（阻值不隨溫度的變化而變化）。為了辨別它們，小明設(shè)計(jì)了如圖8乙所示的電路。

①接下來小明應(yīng)如何操作？

答：__________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

②根據(jù)觀察到的什么現(xiàn)象辨別出熱敏電阻？

答：__________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

解析：（1）由圖象可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。

壓敏電阻范文第5篇

關(guān)鍵詞：變電站；自動化裝置；抗雷擊

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）31-0136-02

1 原因分析

1.1 內(nèi)部干擾

自動化設(shè)備本身的原因，內(nèi)部布局不合理，如電路板地線設(shè)計(jì)??；高壓側(cè)電源靠近重要電路，電源電路與重要電路距離不足。電解電容器太靠近發(fā)熱元件。使用年限久，電子元器件質(zhì)量下降，如電容容量下降造成濾波性能下降。電子元器件選擇不當(dāng)，如耐熱、耐壓、過流能力。設(shè)計(jì)不合理，沒有很好隔離措施。設(shè)計(jì)不夠完善，如負(fù)載能力弱、余量小?？垢蓴_措施不完善。

1.2 外部原因

1.2.1 感應(yīng)雷電壓、雷電干擾。變電站附近的雷擊地面、建筑物、架空線路和雷雨放電時(shí)直接形成或雷電感應(yīng)形成的過電壓或干擾。

1.2.2 設(shè)備操作干擾。變電站內(nèi)斷路器等一次設(shè)備在投切操作或開斷故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，如接通或斷開跳、合閘線圈時(shí)產(chǎn)生瞬變干擾。

1.2.3 接地不當(dāng)引起干擾。

1.2.4 電纜選用及敷設(shè)方式不合理。如果未選用帶屏蔽層的電纜，并且未采取任何防護(hù)措施，信號電纜受到干擾的可能性將大大增加。

1.2.5 一次設(shè)備接點(diǎn)不良引起的干擾。一次設(shè)備接點(diǎn)打火、抖動或接觸不良，二次信號繼電器性能不良都會引起信號的誤動。

2 制定對策

解決抗雷擊抗干擾問題，我們就從解決來自自動化裝置內(nèi)部和外部兩方面來考慮。

（1）硬件采取接地、屏蔽、光電隔離、數(shù)字濾波、軟件陷阱、自檢等措施抑制或消除干擾。

（2）采用共接地方式，各個(gè)功能不同的設(shè)備屏柜接地要求相互連接，達(dá)到等電位的目的。裝置外殼采用導(dǎo)電箱體，改善設(shè)備接地性能和防磁能力。

（3）要對元件老化篩選嚴(yán)格把關(guān)，保證其性能的穩(wěn)定。對于自動化設(shè)備超期服役，故障高，給予更換升級。

（4）采用不停電源時(shí)宜采用在線式UPS或不停電逆變電源。盡可能利用雙電源切換裝置，充分利用直流220V作備用供電，以提高電源可靠性。

（5）對于保護(hù)和外回路直接相連的部分，應(yīng)采用光耦回路隔離，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電的分離。這點(diǎn)對于廠家尤其重要，廠家在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)必須考慮采取這些措施，使自己內(nèi)部大規(guī)模芯片與外界隔離。

（6）在硬件設(shè)計(jì)布局上熟練掌握各種防雷器件應(yīng)用。如氧化鋅壓敏電阻（MOV）、氣體放電管（GDT）、瞬變抑制二極管（TVS）各功能、特點(diǎn)。目前我公司系統(tǒng)遙信回路采取的是“常開”接點(diǎn)，接點(diǎn)的接入處有壓敏電阻保護(hù)，輸入端采用光耦回路隔離，通過光耦合的輸入端施加電壓減少電磁場的干擾。

（7）遙信對象狀態(tài)的采集方面也有采用雙觸點(diǎn)遙信的處理方法，就是一個(gè)遙信量由兩個(gè)狀態(tài)信號表示，一個(gè)來自開關(guān)合閘接點(diǎn)，另一個(gè)來自開關(guān)的跳閘接點(diǎn)，“10”、“01”為有效代碼，這樣就可以增強(qiáng)容錯(cuò)能力，目前我公司采用雙觸點(diǎn)遙信接點(diǎn)方式。

（8）在軟件上對遙信的防抖和消噪進(jìn)行處理。

在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理上：

（1）二次回路選用屏蔽電纜，將控制電纜的備用芯接地，增強(qiáng)屏蔽作用。對于重要電纜溝建議采用閉合型鋼板或鐵板，以減少通過空間電磁場輻射雷電強(qiáng)電感應(yīng)雷擊干擾。電纜盡可能采用鍍鋅鐵管，而不用塑料類材料。

（2）對于來自電源回路的感應(yīng)電壓及干擾，采用電源濾波器，以消除傳導(dǎo)和磁場兩種形式的電磁干擾。

（3）對模擬量受到的感應(yīng)電壓及干擾，可以采用靜電屏蔽的方法消除干擾。將屏蔽體與大地良好地接觸，這樣就將強(qiáng)電干擾信號導(dǎo)入大地。

（4）對于接點(diǎn)抖動產(chǎn)生的干擾，必要時(shí)采取雙接點(diǎn)采集的方式。

（5）保證接地網(wǎng)的良好性，降低感應(yīng)電壓及故障電流引起的地電位升高而引起對設(shè)備反擊。

（6）對于信號弱電線路防雷設(shè)計(jì)應(yīng)用原則：通訊信號傳輸對防雷器的要求較高，總的要求是不影響數(shù)據(jù)傳輸，不斷線、不掉包。

（7）主控室應(yīng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一接地母排，接地母排兩端應(yīng)分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的接地線，連接到電力主地網(wǎng)上。主控室內(nèi)各設(shè)備屏內(nèi)也必須設(shè)置單獨(dú)的接地母排，并設(shè)置屏保持良好的電氣連接。在接地線引入（出）設(shè)備的端點(diǎn)處，應(yīng)設(shè)標(biāo)志牌。

（8）電源線路防雷的設(shè)計(jì)，對每一種可能存在的雷電感應(yīng)源，均應(yīng)考慮保護(hù)設(shè)計(jì)。對于短路原理型防雷，防雷器選擇應(yīng)考慮：在正常狀態(tài)下，防雷器對地絕緣；當(dāng)雷電流出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)立即對地短路，內(nèi)阻要小，當(dāng)雷電流消失后，防雷器要立即恢復(fù)為開路狀態(tài)，避免對正常工作電壓造成影響。我對機(jī)房電源防雷采用空開加壓敏電阻，空開的負(fù)載為360伏壓敏電阻，壓敏電阻接地組成。有空開的好處：一是壓敏電阻完全擊穿，空開可以跳閘，不影響電源運(yùn)行；二是要檢查壓敏電阻方便。

（9）對雷電重災(zāi)區(qū)，電源線路防雷的設(shè)計(jì)，可用過壓保護(hù)器（斷開型防雷），在雷電前沿波（峰值360V）來時(shí)，切斷UPS交流供電，由蓄電池逆變供電，雷電過后，由人工或自動投入交流供電。過壓保護(hù)器（由本人設(shè)計(jì)、并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)家庭可用）：采用漏電保護(hù)器和360V壓敏電阻組成。壓敏電阻，一端接地，另一端接火線，且必須在漏電保護(hù)器的輸出端處，當(dāng)雷電前沿波來時(shí)電壓超過260V，壓敏電阻對地放電（漏電），引起漏電保護(hù)器跳閘，從而保護(hù)UPS及UPS所供負(fù)載。如果地線沒條件拉，也可以一端接零線（在漏電保護(hù)器）輸入端前面，另一端接火線，在漏電保護(hù)器的輸出端。只要電壓超過260V，漏電保護(hù)器立即跳閘。

2 效果檢查

通過努力，對各變電站進(jìn)行了35kV無油化改造，微機(jī)保護(hù)裝置的接入，接地網(wǎng)的加強(qiáng)（如一次設(shè)備采用雙引下線接地，中控室采用銅排接地等），實(shí)施這些措施后，變電站的抗雷擊抗干擾能力明顯增強(qiáng)，設(shè)備可靠性提高。

對比發(fā)現(xiàn)，接地網(wǎng)的良好性是變電站抗雷擊抗干擾的一個(gè)很重要方面，降低接地電阻，信號和電源的接地采用不共地，引線采用屏蔽線，接地方式采用并聯(lián)接地，適當(dāng)增大接地線線徑，接地線材料采用銅線，直流地、安全保護(hù)地、防雷保護(hù)地與交流工作地等分開單獨(dú)形成一個(gè)接地系統(tǒng)，并分別接入不同的地樁等。防止電磁干擾，一方面抑制干擾源，在重要生產(chǎn)場所禁止使用無線電設(shè)備等，另一方面切斷電磁干擾的傳輸途徑，一般采用屏蔽、隔離、接地、濾波等。另外就是更新設(shè)備，這樣就在硬件和軟件上同時(shí)實(shí)現(xiàn)提高了抗干擾能力。

例如，我公司六甲電站，穿越高山峻嶺，變電站處于石山區(qū)，接地電阻高。屬于雷害重災(zāi)區(qū)，我看到30米兩根線銅芯花線（原來用于接電話機(jī)的、后因雷擊，電話被打壞而閑置、線跨架于兩棟房子之間）一端未接任何東西。而另一端也未接任何東西，只是接于氣體避雷器（避雷器損壞未接任何東西）座上，座上接線點(diǎn)距離接地線一厘米左右。某一天雷電過后銅芯花線對地有放電燃燒痕跡。這充分說明閑空線路感應(yīng)較高雷電壓，線路具有天線樣的接收能力。而六甲電站的RTU和載波機(jī)及UPS更是經(jīng)常發(fā)生雷電損壞，尤其是RTU，每年都有RTU板雷擊損壞。多時(shí)一年雷電損壞3次，且發(fā)生多次一次性損壞4塊板，基本上就是通信板、鍵盤顯示板、CPU板、MODEN板。曾經(jīng)在UPS交流輸入前，用小形環(huán)形隔離變壓器進(jìn)行隔離，對抗雷擊損壞有一定作用，但所串保險(xiǎn)絲易燒毀，所以并壓敏電阻易燒毀，后來隔離變壓器依就被燒毀。RTU有時(shí)還會被打壞。2005年6月進(jìn)行了接地電阻改造措施，接地電阻，由16歐姆降到4.1歐姆。并增加過壓保護(hù)電路措施（保護(hù)電路如上第8條）。在這兩種措施作用下，盡管六甲電站遭遇強(qiáng)雷擊：一次發(fā)生刀閘傷害；一次發(fā)生變壓器接線頭傷害；RTU一改以往狀況，安然無恙。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚洪平.自動化裝置抗干擾措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008，（14）

[2] 何小勉.電力自動化裝置的抗干擾措施[J].中小企業(yè)管理與科技，2009，（10）.