ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И МИКРОСТРУКТУРЫ ВАРИСТОРОВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

А.В. Коржов; В.И. Сафонов; М.А. Дзюба; Р.М. о. Бабаев; Я.Е. Коростелев; Д.А. Жеребцов

doi:10.14529/power230204

Авторы

А.В. Коржов Южно-Уральский государственный университет
В.И. Сафонов Южно-Уральский государственный университет
М.А. Дзюба Южно-Уральский государственный университет
Р.М. о. Бабаев Южно-Уральский государственный университет https://orcid.org/0000-0003-0931-4543
Я.Е. Коростелев Южно-Уральский государственный университет, АО «Энеръгия + 21»
Д.А. Жеребцов Южно-Уральский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/power230204%20

Ключевые слова:

перенапряжение, коммутационное перенапряжение, распределительная сеть, изоляция, ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН), металлооксидные варисторы, оксид цинка, вольт-амперная характеристика, кабельная линия

Аннотация

Статья посвящена изучению зависимости между электрическими характеристиками и микроструктурой варистора. Экспериментально были определены вольт-амперные характеристики варисторов десяти производителей, представленных на территории РФ. Для сравнения параметров образцов рассмотрены зависимости «напряженность электрического поля-проводимость» (E-σ), определены коэффициенты нелинейности. Исследована микроструктура металлооксидных варисторов и их химический состав. В результате статистической обработки данных сделан вывод, что размер зерна ZnO значимо влияет на напряженность поля в начале зоны проводимости. Полученные результаты предназначены для выбора варистора по способности рассеяния мощности импульсного воздействия.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

А.В. Коржов, Южно-Уральский государственный университет

д-р техн. наук, доц., проф. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения, проректор по научной работе

В.И. Сафонов , Южно-Уральский государственный университет

канд. физ.-мат. наук, доц., доц. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения

М.А. Дзюба , Южно-Уральский государственный университет

канд. техн. наук, доц., доц. кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения

Р.М. о. Бабаев, Южно-Уральский государственный университет

аспирант, инженер кафедры электрических станций, сетей и систем электроснабжения

Я.Е. Коростелев , Южно-Уральский государственный университет, АО «Энеръгия + 21»

аспирант кафедры электрических станций, сетей и систем электрожения; начальник отдела перспектив-ных разработок

Д.А. Жеребцов, Южно-Уральский государственный университет

д-р хим. наук, старший научный сотрудник кафедры материало-ведения и физико-химии материалов

Библиографические ссылки

Дмитриев М.В. Кабельные линии высокого напряжения. СПб.: Политех-пресс, 2021. 688 с.

Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перена-пряжения в электрических системах: учеб. для вузов. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 464 с.

Перенапряжение в сетях 6–35 кВ / Ф.А. Гиндуллин, В.Г. Гольдштейн, А.А. Дульзон, Ф.Х. Халилов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 192 с.

Microstructure Engineering to Drastically Reduce the Leakage Currents of High Voltage ZnO Varistor Ceramics / M. Peiteado, Y. Reyes, A.M. Cruz et al. // Journal of the American Ceramic Society. 2012. Vol. 95, no. 10. P. 3043–3049. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2012.05318.x

He J. Metal Oxide Varistors. From Microstructure to Macro-Characteristics. Beijing: Wiley-VCH. Tsinghua University, 2019. 472 p.

The effect of aluminium additive on the electrical properties of ZnO varistors / A. Gubański, W. Mielcarek, K. Prociów et al. // Materials Science-Poland. 2009. Vol. 27, no. 4/2. P. 1207–1218.

Hingorani S., Shah D.O., Multani M.S. Effect of process variables on the grain growth and microstruc-ture of ZnO–Bi2O3 varistors and their nanosize ZnO precursors // Journal of Materials Research. 1995. Vol. 10. P. 461–467. DOI: 10.1557/JMR.1995.0461

Advances in Ceramics – Electric and Magnetic Ceramics, Bioceramics, Ceramics and Environment / C. Sikalidis (Ed.). Rijeka: InTech, 2011. 566 p. DOI: 10.5772/726

Daneu N., Bernik S., Rečnik A. Inversion boundary induced grain growth in ZnO ceramics: from atomic-scale investigations to microstructural engineering // Journal of Physics: Conference Series. 2011. Vol. 326, no. 1. P. 012003. DOI: 10.1088/1742-6596/326/1/012003

Microstructure control to reduce leakage current of medium and high voltage ceramic varistors based on doped ZnO / A. Izoulet, S. Guillemet-Fritsch, C. Estournès, J. Morel // Journal of the European Ceramic Society. 2014. Vol. 34, no. 15. P. 3707–3714. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.05.033

Peiteado M., Fernandez J.F., Caballero A.C. Varistors based in the ZnO–Bi2O3 system: Microstructure control and properties // Journal of the European Ceramic Society. 2007. Vol. 27. P. 3867–3872. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.046

Bai S.-N., Tseng T.-Y. The effect of grain boundaries on the electrical properties of zinc oxide-based var-istor // Journal of Electronic Materials. 1992. Vol. 21, no. 11. P. 1073–1079. DOI: 10.1007/BF02665886

Research of ZnO Arrester Deterioration Mechanism Based on Electrical Performance and Micro Material Test / Q. Zhang, S. Wang, X. Dong et al. // Electronics. 2021. Vol. 10. P. 2624. DOI: 10.3390/electronics10212624

Giraudet F. Line surge arresters: applications, designs, trends, monitoring and recommendations // Con-ference: Earthing Africa 2017. 2017. P. 13.

Progress on rare-earth doped ZnO-based varistor materials / J. Jiang, Z. Peng, Y. Zang, X. Fu // Journal of Advanced Ceramics. 2013. Vol. 2, no. 3. P. 201–212. DOI: 10.1007/s40145-013-0071-z

ГОСТ Р 52725–2021. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок перемен-ного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. М.: Рос. ин-т стандартизации, 2022. 48 с.

СТО 56947007-29.120.50.076-2011. Типовые технические требования к ограничителям перенапря-жения классов напряжения 6–750 кВ. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2011. 64 с.

СТО 56947007-29.130.10.197-2015. Методические указания по применению ОПН на ВЛ 6–750 кВ. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2015. 138 с.