Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena jakości mikrostruktury warystora poprzez pomiar wyższych harmonicznych w prądzie

Chmielak Waldemar S., Paczkowski Robert, Papliński Piotr, Piatek Zbigniew, Ranachowski Przemysław, Ranachowski Zbigniew, Śmietanka Hubert

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

39--43

PL

Celem prezentowanej pracy było znalezienie zależności pomiędzy parametrami mikrostruktury warystorów, a prądem płynącym przez ogranicznik przepięć dla różnych poziomów napięcia. Badania zostały wykonane na losowo wybranej populacji beziskiernikowych ograniczników przepięć w osłonach polimerowych, przeznaczonych do pracy w sieci średniego napięcia. Wykonano pomiary przebiegów referencyjnych dla badanej populacji ograniczników. Przyjęto jako kryterium oceny udział wyższych harmonicznych w przebiegu prądu. Praca stanowi wstęp do szerszego zakresu badań, prowadzonych w ramach wspólnych działań laboratoriów Instytutu Energetyki i Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN.

EN

The purpose of the presented work was to find the relationship between the varistor's microstructure parameters and the current flowing through the surge arrester for different voltage levels. The tests were performed on a randomly selected population of non-spark surge arresters in polymeric shields intended for operation in medium voltage networks. The reference waveforms were measured for the tested population. Higher harmonics participation in the current wave was assumed as the evaluation criterion. The work is an introduction to a wider range of research carried out as part of joint activities of the laboratories of the Institute of Power Engineering and the Institute of Fundamental Technological Research PAN.

2

Mikrostruktura i stopień degradacji warystorów ZnO z eksploatacji w badaniach mikroskopowych

Papliński P., Ranachowski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 10

120--125

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury warystorów ZnO, wchodzących w skład beziskiernikowych ograniczników przepięć wysokiego napięcia. Badania obejmowały warystory wykonane w różnych okresach i przez różnych producentów. Inspiracją do podjęcia badań były różniące się charakterystyki prądów płynących przez ograniczniki w funkcji napięcia systemu w rozdzielni 400 kV oraz temperatury, w cyklu rocznym. Ponadto badane były efekty degradacji mikrostruktury warystorów po awarii rozszczelnionego ogranicznika przepięć. Uzyskane wyniki dały podstawę do oceny parametrów mikrostruktury warystorów ZnO z punktu widzenia ich trwałości i odporności na procesy degradacji.

EN

The article presents the results of investigation of microstructure and degradation of ZnO varistors of the high voltage surge arresters. The research included varistors made at different times and by different manufacturers. The inspiration to undertake the study were differing characteristics of currents flowing through the limiter as a function of surge voltage system of 400 kV and temperature on an annual basis. In addition, there were studied the effects of the microstructure degradation of the varistors from the surge arrester after the breakdown. The results gave the basis for the evaluation of the microstructure parameters of the ZnO varistors from the point of view of their durability and resistance to degradation processes.

3

Potentialities of modification of metal oxide varistor microstructures

Mielcarek W., Prociow K., Warycha J.

Materiały Elektroniczne

|

2009

|

T. 37, nr 1

86-98

EN

The electrical properties of varistors, similarly like posistors and other devices made of semiconducting ceramic, are controlled by grain boundaries. In varistor conductivity the main role play potential barriers which arise at grain boundaries during varistor sintering. The I-V behavior of varistor ceramic is such that during conduction the varistor voltage remains relatively constant while a current changes are of several orders of magnitude. Varistor is produced by sintering a mixture of ZnO with a small addition of Bi2O3 and other metal oxides. Varistor microstructure composes of ZnO grains. Each ZnO grain acts as it has a semiconducting junction at the grain boundary. The non-linear electrical behavior occurs at the boundary of each ZnO grain. The junctions between grains are separated by an intergranular phase. The best varistor performance is attained when the Bi-rich intergranular layer is of nanometer size. When the intergranular phase is in a shape of agglomerates embedding Bi2O3 crystal phases and spinel grains it forms areas excluded from conduction. The problem has been studied with emphasis on determining the relation between ZnO dopants and microstructure evolution. It was established that the vulnerability of varistor ceramic for formation of agglomerates depend on the composition of additive oxides. With SrO, MnO and PbO varistor ceramic is more susceptible for formation of agglomerates, while Co2O3, Sb2O3 and SnO2 facilitates the homogenous distribution of additives in varistor body. Elimination of an electrically inactive areas from varistor body would enable the decrease of the amount of additives (e.g. the amount of Bi2O3 would decrease from 1 mol % to 0.2 mol %) and bring about the diminishment of the cost of varistor processing along with improvement of varistor performance.

PL

Własności elektryczne warystorów, podobnie jak pozystorów i innych wyrobów z ceramiki półprzewodnikowej, są kontrolowane przez ukształtowanie granicy ziaren. Ceramika warystorowa ZnO swoje niewłaściwości elektryczne zawdzięcza domieszce małej ilości innych tlenków metali. Mikrostruktura warystora rozwija się podczas spiekania. Głównym elementem mikrostruktury warystora są ziarna ZnO odseparowane od siebie cienką , bogatą w bizmut, warstwą międzyziarnową. Najlepsze własności elektryczne warystor wykazuje wtedy, kiedy warstwa ta jest możliwie cienka. Jeżeli warstwa ta jest w formie aglomeratów, a w dodatku zawiera w sobie wykrystalizowany Bi2O3 lub krystality innych związków to tworzy obszar wykluczony z przewodnictwa. W warystorze o takiej strukturze w czasie przepływu prądu dochodzi do miejscowych przegrzań i zakłóceń w działaniu. W pracy udowodniono doświadczalnie, że spiekając wstępnie tlenek bizmutu z tlenkami innych metali można wpływać na kształt warstwy miedzyziarnowej, a więc i na elektryczne własności warystora. Przeprowadzone doświadczenia dowiodły, że jeżeli Bi2O3 przed dodaniem do warystora spieczemy wstępnie z tlenkami Co, Sb lub Sn to tak zmodyfikowany tlenek bizmutu sprzyja równomiernemu rozprowadzeniu domieszek w warystorze przyczyniając się do eliminacji ze struktury warystora obszarów nieaktywnych elektrycznie. Natomiast wstępne modyfikowanie tlenku bizmutu tlenkami tzw. szkłotwórczymi jak PbO, SrO i MnO nie przynosi podobnego efektu.