[摘  要]：本文通過(guò)對(duì)SiC非線性電阻和ZnO非線性電阻兩種吸能元件的性能比較，指出了SiC電阻存在的問(wèn)題，介紹了大能容ZnO電阻的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及適用于大型機(jī)組的情況。

　　[關(guān)鍵詞]  大能容；碳化硅；氧化鋅；大型機(jī)組
　　1、 前言
　　隨著我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電站單機(jī)容量越來(lái)越大。特別是大型水輪發(fā)電機(jī)組的快速發(fā)展，這些大型機(jī)組能否專業(yè)快速地滅磁，保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的絕緣越發(fā)顯得重要。滅磁的快速性是滅磁保護(hù)的一個(gè)重要指標(biāo)，尤其對(duì)水電機(jī)組。在快速滅磁的同時(shí)，轉(zhuǎn)子電流迅速下降，會(huì)產(chǎn)生危及轉(zhuǎn)子安全的過(guò)電壓，因此，限制過(guò)電壓值，保護(hù)轉(zhuǎn)子絕緣安全是滅磁保護(hù)的又一項(xiàng)重要指標(biāo)。能否安全、專業(yè)地快速滅磁并有效地限制轉(zhuǎn)子兩端的過(guò)電壓，保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全，耗能元件選擇至關(guān)重要。

　　當(dāng)今，大型機(jī)組的滅磁電阻基本都是采用碳化硅和氧化鋅壓敏電阻，而目前國(guó)內(nèi)使用的氧化鋅壓敏電阻主要是小規(guī)格的φ88電阻片?？凭酃咀鳛殚L(zhǎng)期開(kāi)發(fā)生產(chǎn)氧化鋅滅磁電阻的廠家，一直致力于開(kāi)發(fā)研究氧化鋅壓敏電阻的應(yīng)用技術(shù)，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)出直徑φ156的大能容壓敏電阻，下面對(duì)這2種規(guī)格的壓敏電阻和碳化硅電阻的主要性能做一簡(jiǎn)單的比較。

　　2．SiC在滅磁應(yīng)用中存在的問(wèn)題
　　無(wú)論對(duì)引進(jìn)滅磁系統(tǒng)的改造還是對(duì)現(xiàn)有運(yùn)行中滅磁系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，SiC作為發(fā)電機(jī)滅磁與過(guò)電壓保護(hù)吸能元件時(shí)，都存在以下問(wèn)題：
　　(1)SiC自身不具備限壓特性，但SiC又易產(chǎn)生過(guò)電壓灼弧以致?lián)舸?，所以必須限制使用SiC的電壓范圍。
　　(2)通過(guò)每一SiC閥片的電流不能過(guò)大，應(yīng)有相應(yīng)的電流限制，包括閥片的能容量也有能量灌入時(shí)間限制。例如Power Dvelopment LTD.產(chǎn)品說(shuō)明中就明確規(guī)定，閥片必須在5s區(qū)間內(nèi)吸收規(guī)定的標(biāo)稱能容量，如閥片的能容量是20kJ，它必須用5s吸收20kJ能量，如果縮短吸能時(shí)間，閥片會(huì)損壞，原因在于SiC不能承受高的di/dt沖擊。
　　(3)單片SiC滅磁電阻的較大電流確認(rèn)為500A，設(shè)計(jì)允許值選用250A；單片SiC滅磁電阻的較大允許電壓為6000V。
　　(4) 單片SiC滅磁電阻的允許溫度，確認(rèn)105℃為長(zhǎng)期運(yùn)行溫度，160℃為允許較大溫度，250℃為破壞溫度。
　　3.大能容ZnO壓敏電阻的技術(shù)特點(diǎn)
　　3.1大能容壓敏電阻的外形尺寸
　　安徽時(shí)代科聚電氣公司利用自身多年研究氧化鋅壓敏電阻技術(shù)及其應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)制造平臺(tái)，成功地開(kāi)發(fā)出了大能容高規(guī)格的氧化鋅壓敏電阻，該壓敏電阻的規(guī)格尺寸為：Φ156（32）×12.5mm的環(huán)形電阻片。
　　該壓敏電阻安裝使用方便，可以根據(jù)機(jī)組大小進(jìn)行相應(yīng)的配置結(jié)構(gòu)尺寸。
　　3.2 大能容氧化鋅壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)
　　大能容氧化鋅壓敏電阻片具有良好伏安特性、通流容量和低殘壓等優(yōu)點(diǎn)，具體技術(shù)參數(shù)如下：
　?。?）U-I特性公式
　　大能容氧化鋅壓敏電阻的U-I特性      U=(420-486)*I0.027
　　（注：碳化硅壓敏電阻的U-I特性            U=(29-40)*I0.4）
　　(2)單片ZnO壓敏電阻片的通流容量
　　標(biāo)稱能容量：130kJ     額定能容量：100kJ    較大能容量：160kJ
　　(3)殘壓比
　　200A下殘壓比 k=U200A/U10mA≤1.35
　　500A下殘壓比 k=U500A/U10mA≤1.42
　　4.大能容壓敏電阻的能量考核試驗(yàn)
　　隨意抽取大能容氧化鋅壓敏電阻3片，進(jìn)行90次的能量連續(xù)沖擊考核試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合要求。
　　4.1試驗(yàn)要求
　　沖擊試驗(yàn)?zāi)芰俊?00kJ，試驗(yàn)間隔為電阻片冷卻至室溫；
　　測(cè)試每次試驗(yàn)前后的壓敏電壓和泄漏電流；
　　測(cè)試每次試驗(yàn)后壓敏電阻的表面溫度（3分鐘以內(nèi)）；
　　錄取每次試驗(yàn)的波形和伏安特性曲線。
　　4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)
　　（4）在每次試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用紅外測(cè)溫對(duì)電阻片進(jìn)行表面溫度的測(cè)試，在每次90次的100KJ能量沖擊中，較高表面溫度為89.9度，溫升僅為71.5K。
　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證考核這種大能容氧化鋅壓敏電阻的能量壽命，我們?cè)赬S01號(hào)進(jìn)行了90次100KJ的能量沖擊后，我們又對(duì)該電阻片進(jìn)行了130KJ的沖擊能量試驗(yàn)。
　　5.結(jié)論
　　大能容的氧化鋅壓敏電阻具有專業(yè)的伏安特性，殘壓比小。沒(méi)有電流的限制而SIC則較大通流500A,實(shí)際應(yīng)用基本都在100A左右。在吸能100KJ情況下溫升才80K左右，溫升低，同時(shí)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，減少了安裝空間。單片能容量高達(dá)130KJ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等規(guī)格的碳化硅能量（75KJ）。串并聯(lián)難的問(wèn)題早已解決，國(guó)產(chǎn)ZnO價(jià)格遠(yuǎn)低于進(jìn)口SiC；從單位能量密度看,ZnO體積小于SiC，只是從安全考慮加串保險(xiǎn)熔絲，才使布置空間稍大，正因?yàn)槿绱?，滅磁保護(hù)的安全專業(yè)性得到了進(jìn)一步的提升。因此，我們認(rèn)為無(wú)論中小型機(jī)組，特別是大型機(jī)組選用大能容的ZnO非線性電阻是非常適宜的。
　　[參 考 文 獻(xiàn)]
　　[1]馮士芬等 《SiC與高能型ZnO非線性電阻在滅磁與過(guò)電壓保護(hù)方面的應(yīng)用 》大電機(jī)2005NO5
　　[2] 彭 輝    《滅磁吸能元件的分析比較》
　　[3]  NON LINEAR VOLTAGE DEPENDENT DISCHARGE RESISTORS By Power Development Co.Ltd[S].
　　[4]安徽時(shí)代科聚《大規(guī)格高能量氧化鋅壓敏電阻器》安徽省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)所 皖電檢所字206號(hào)
　　[5]李自淳等 《百萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)滅磁兼過(guò)電壓保護(hù)研究》大電機(jī)2006 NO 4
　　[6]彭輝等《氧化鋅壓敏電阻均能配片》上海大中型電機(jī) 2006 NO 1