氧化鋅避雷器測(cè)試儀配圖說明其構(gòu)造及原理
復(fù)合外套氧化鋅避雷器與瓷外套氧化鋅避雷器相比較,具有體積小、重量輕、防爆和密封性好、爬距大、耐污穢、制造工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn),因而頗受用戶歡迎,但也存在外套材料的老化和電蝕損的不足。目前在這一領(lǐng)域除了研究如何提高氧化鋅非線性電阻片的特性外,還研究外套絕緣材料的耐老化和電蝕損性,以及改善內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)及材料特性,以彌補(bǔ)有機(jī)復(fù)合材料的不足。氧化鋅避雷器測(cè)試儀
一、原理
氧化鋅ZnO避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器,它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成。每一塊壓敏電阻從制成時(shí)就有它的一定開關(guān)電壓(叫壓敏電阻),在正常的工作電壓下(即小于壓敏電壓)壓敏電阻值很大,相當(dāng)于絕緣狀態(tài),但在沖擊電壓作用下(大于壓敏電壓),壓敏電阻呈低值被擊穿,相當(dāng)于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài),是可以恢復(fù)的;當(dāng)高于壓敏電壓的電壓撤銷后,它又恢復(fù)了高阻狀態(tài)。因此,在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后,當(dāng)雷擊時(shí),雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過壓敏電阻流入大地,使電源線上的電壓控制在**范圍內(nèi),從而保護(hù)了電器設(shè)備的**。
氧化鋅避雷器測(cè)試儀二、復(fù)合外套氧化鋅避雷器一般以下面幾個(gè)主要部件組成:
a.串聯(lián)的氧化鋅非線性電阻片(或稱閥片)組成閥芯;
b.玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂(FRP)構(gòu)成的內(nèi)絕緣和機(jī)械強(qiáng)度材料;
c.熱硫化硅橡膠外傘套材料;
d.有機(jī)硅密封膠和粘合劑;
e.內(nèi)電極、外接線端子及金具。
但是,各個(gè)制造廠家卻根據(jù)不同的生產(chǎn)和技術(shù)條件,選擇不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。筆者按照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的電阻片與外絕緣傘套間的內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)不同,選擇我國目前有代表性的四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比性的試驗(yàn)研究,以得到各個(gè)不同結(jié)構(gòu)和工藝的復(fù)合外套氧化鋅避雷器在電氣和物理機(jī)械等性能方面的差別,這四種典型的避雷器結(jié)構(gòu):
這里分別作A型、B型、C型和D型來代表環(huán)氧玻璃絲預(yù)制管、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞、樹脂玻璃絲復(fù)合卷繞加樹脂灌封、熱縮塑料套加樹脂灌封。除了這四種外,還有SMC熱模壓、高溫固化環(huán)氧樹脂澆注等,這里暫不研究。上述四種結(jié)構(gòu)的避雷器的外傘套都可預(yù)制,這樣通過高溫二段硫化后,使外傘套材料達(dá)到*優(yōu)的電氣和物理性能,預(yù)制的傘套*后再與芯體粘合和密封。另外,上述四種結(jié)構(gòu)的A型和B型可以在芯體內(nèi)絕緣上直接模壓或注射成型外傘套,但硫化溫度和硫化時(shí)間都有一定的限度,否則容易造成內(nèi)絕緣材料和電阻片的特性發(fā)生變化。
氧化鋅避雷器測(cè)試儀為了提高對(duì)比性,四種結(jié)構(gòu)的試品都先制成電阻片芯體(棒),之后通過粘合劑與預(yù)制式硅橡膠外套緊密粘結(jié),*后兩端用屏蔽端蓋封裝成避雷器試品和比例單元,其中,A型芯體是將電阻片、電極及彈簧封裝于環(huán)氧玻璃絲管;B型芯體是將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化;C型芯體也是先將電阻片及電極用環(huán)氧浸漬的無堿玻璃絲帶卷繞并加熱固化,再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化;D型芯體是先將電阻片及電極用熱縮塑料套固定,再用環(huán)氧樹脂澆注并加熱固化。電阻片的尺寸為34×20.5mm。
另外,為了研究避雷器的內(nèi)外絕緣性能,還用絕緣棒替代電阻片制成“等形于”避雷器的絕緣體試品。
三、復(fù)合外套氧化鋅避雷器的性能試驗(yàn)和分析
對(duì)于上述四種復(fù)合外套氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu),其物理電氣性能在哪些方面有差別?差別到底有多大?這就是筆者要研究和解決的問題。
參照復(fù)合外套氧化鋅避雷器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)現(xiàn),在所有的試驗(yàn)項(xiàng)目中只有以下幾個(gè)項(xiàng)目與上述避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)聯(lián),而其余項(xiàng)目與避雷器結(jié)構(gòu)無關(guān)或關(guān)系很小。因此,這里只選擇以下幾個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。
四.14/10大電流沖擊試驗(yàn)
對(duì)于復(fù)合外套氧化鋅避雷器所用的34×20.5mm電阻片,其4/10μs大電流沖擊水平一直是我國向IEC標(biāo)準(zhǔn)(即達(dá)到65kA)以及國外先進(jìn)水平?jīng)_擊的目標(biāo),目前我國部分生產(chǎn)廠還不能完全滿足。