1.時間間隔

根據(jù) 《雷電參數(shù)的工程應(yīng)用》CIGRE Final Report 2013《LIGHTNI NG PARAMETERS FOR ENGINEERING APPLICATIONS 》 ----CIGRE WG C4.407

擊間間隔通常是在峰值電流和電磁場脈沖之間測算的。一些擊間間隔包含了相當(dāng)可觀的持續(xù)時間的連續(xù)電流。然而，在下一次回?fù)舻絹碇斑@些電流總是會消失（McCann 1944； Berger 1967；Fisher et al. 1993）。在連續(xù)電流的末尾和下一次回?fù)舻拈_始之間的時間間隔叫無電流擊間間隔。通過高速攝像機(jī)（幀間隔為1毫秒或更低）的觀測只能獲得不太精確的擊間間隔測算。根據(jù)佛羅里達(dá)和新墨西哥州對負(fù)閃回?fù)粲嫈?shù)（accurate-stroke-count）的研究發(fā)現(xiàn)，擊間間隔的幾何平均數(shù)大約為60毫秒（Rakov and Uman 2003 Fig. 4.4）。若將長連續(xù)電流計算在內(nèi)（詳見第4章），擊間間隔可以大到幾百個毫秒。偶爾地，兩個先導(dǎo)/回?fù)魰a(chǎn)生在同一個閃電通道中，它們之間的時間間隔短到只有 1毫秒或者更少（Rakov and Uman 1994； Ballarotti et al 2005）。在回?fù)粜纬砷L連續(xù)電流之前的擊間間隔顯示出比普通擊間間隔更短的傾向（Shindo and Uman 1989；Rakov and Uman 1990a；Saba et al 2006a）。表2.2小結(jié)了不同地域探測到的負(fù)閃擊間間隔的幾何平均數(shù)。另外，該表還給出了多回?fù)糸W電的持續(xù)時間。
表2.2：擊間間隔和閃電持續(xù)時間（括號內(nèi)的數(shù)值為樣品數(shù)）

*僅僅是多回?fù)糸W電。Qie 等人(2002)記錄了中國甘肅省的50個負(fù)閃電的擊間間隔的幾何平均數(shù)為47毫秒（樣品數(shù)=238）

Saraiva等（2010）運(yùn)用精確的雷擊計數(shù)技術(shù)給出了不同地區(qū)負(fù)地閃的回?fù)糸g隔。利用高速攝影機(jī)對1210次閃擊的回?fù)糸g隔進(jìn)行了研究，回?fù)糸g隔時間介于幾毫秒到782毫秒之間。而兩地區(qū)的平均回?fù)糸g隔的幾何平均基本上都在60ms左右。許多其它學(xué)者公布的平均回?fù)糸g隔時間也都在 60ms左右(Shindo and Uman， 1989；Cooray and Jayaratne， 1994；Rakov et al. 1994；Sabaet al. 2006；amongo TH ers)。這個數(shù)值也和奧地利學(xué)者Schulz在10年間利用閃電定位系統(tǒng)探測的數(shù)據(jù)做的研究結(jié)論是一致的。圖.9.3.亞利桑那州和圣保羅地區(qū)閃電回?fù)糸g隔分布(引自Saraiva et al. 2010)

圖. 9.3. 在亞利桑那州和圣保羅錄得的回?fù)糸g隔分布 引自 Saraiva etal. (2010).

 

大約超過 80%的負(fù)地閃是由兩個或兩個以上的回?fù)艚M成。這個百分比明顯高于早先Andersonand Eriksson (1980)基于不準(zhǔn)確的記錄而估計的55%。每個地閃平均回?fù)舸螖?shù)為3– 5個，回?fù)糸g隔時間幾何平均約60ms。

根據(jù)肖穩(wěn)安等人的文獻(xiàn)《十脈沖下的ZnO壓敏電阻老化分析》闡述了最有一個脈沖間隔400ms出自IEC62305-1。

2.脈沖個數(shù)

一個典型的負(fù)地閃由3 到5 個回?fù)艚M成，擊間間隔通常為數(shù)十毫秒。新墨西哥州發(fā)現(xiàn)閃電的最多回?fù)魯?shù)有26 個（Kitagawa et al 1962）。需要注意，回?fù)魯?shù)包括預(yù)先通道（由一次回?fù)羲⒌耐ǖ溃┲挟a(chǎn)生的回?fù)艉驮诘孛嫘纬尚陆拥攸c(diǎn)的回?fù)簟５孛嫘陆拥攸c(diǎn)的回?fù)魠?shù)在預(yù)先通道中發(fā)展形成的第一次回?fù)艉屠^后回?fù)糁g。表2.1通過回?fù)粲嫈?shù)方法總結(jié)了不同地方每次閃電的平均回?fù)魯?shù)以及閃電單回?fù)舭俜直取Ｍㄟ^表2.1可以發(fā)現(xiàn)在以前CIGRE建議的閃電單回?fù)舭俜直葹?5%（Andersonand Eriksson 1980），是一個過高估計了兩倍甚至更多的數(shù)值。在熱帶地區(qū)（SriLanka and Malaysia）閃電單回?fù)舭俜直然九c溫帶地區(qū)的數(shù)值一致。

含有連續(xù)電流的地閃回?fù)粽亻W遠(yuǎn)高于負(fù)地閃。正地閃回?fù)艉筮B續(xù)電流的持續(xù)時間和強(qiáng)度也要大于負(fù)地閃。正地閃能夠產(chǎn)生高的峰值電流和長連續(xù)電流，這個特征在任何一個負(fù)地閃中都沒有發(fā)現(xiàn)。在自然地閃中出現(xiàn)的連續(xù)電流表現(xiàn)出多種波形，大致可以分為六類。由于極性的不同，每個連續(xù)電流的M分量存在較大差異。負(fù)地閃的連續(xù)電流平均含有5.5個M分量，而正地閃的連續(xù)電流則平均含有9個。對于負(fù)地閃，長連續(xù)電流峰值通常較小，而連續(xù)電流之前的回?fù)艟哂休^大的峰值電流且回?fù)魰r間間隔也相對較小。幅值相對較低的長連續(xù)電流轉(zhuǎn)移的電荷量比高幅值的回?fù)裘}沖大。

3.脈沖強(qiáng)度

約有1/3到1/2的地閃，在相隔幾公里出現(xiàn)兩個或兩個以上的接地點(diǎn)。但每個地閃只有一個位置記錄 ，地閃密度測量值的校正因子大約是1.5- 1.7，明顯高于安德森和埃里克森(1980)先前估計的1.1。首次回?fù)綦娏鞣逯低ǔ１入S后的繼后回?fù)綦娏鞣逯荡?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; color: red;">2到3倍。然而，大約三分之一的地閃包含至少一個具有大電場峰值的繼后回?fù)簟＠碚撋希潆娏鞣逯狄矐?yīng)大于首次回?fù)簟４笥谑状位負(fù)舻睦^后回?fù)艨赡軐╇娋€路和其它系統(tǒng)構(gòu)成了額外的威脅。

更多文獻(xiàn)尚未摘錄。

實(shí)驗(yàn)簡介：

  我們研究的目標(biāo)是線纜上傳輸?shù)睦纂姼袘?yīng)部分分量，按T2試驗(yàn)的8/20us這種標(biāo)準(zhǔn)化波形，同時施加Uc=255V，短路電流100A作為每個脈沖間的持續(xù)電流。

實(shí)驗(yàn)樣品為MOV芯片、GDT放電管以及SPD模塊。

實(shí)驗(yàn)形式：

非典型多脈沖多樣化測試:

即可以改變脈沖間隔、峰值、脈沖個數(shù)來研究試品的耐受能力。

典型多脈沖波形測試:

即采用開篇的標(biāo)準(zhǔn)波形，固定間隔時間、個數(shù)與峰值比來測試試品通過實(shí)驗(yàn)的能力
文獻(xiàn)來源：楊少杰組織編譯《雷電參數(shù)的工程應(yīng)用》
 

（二）——同時序不同脈沖數(shù)對MOV芯片的影響

1 不同脈沖數(shù)實(shí)驗(yàn)

圖1 多脈沖沖擊平臺上的預(yù)置的5脈沖波形

通過對雷電多脈沖的觀測，發(fā)現(xiàn)雷電多脈沖的時間間隔多為40ms左右，單片氧化鋅壓敏電阻的In為20kA，所以本文首先設(shè)定多脈沖時間間隔為40ms，沖擊電流為20kA，工頻電壓為250V進(jìn)行試驗(yàn)，改變脈沖的個數(shù)，觀察在此設(shè)定下單片氧化鋅壓敏電阻能夠承受的脈沖個數(shù)，并得出數(shù)據(jù)，見表2。

表2 不同脈沖個數(shù)情況下氧化鋅壓敏電阻的狀態(tài)

從表1中可以看出，當(dāng)脈沖數(shù)為5時，氧化鋅壓敏電阻發(fā)生起火現(xiàn)象，由此得出單片氧化鋅壓敏電阻不能承受時間間隔為40ms，脈沖數(shù)為5及以上的雷電多脈沖。

單片壓敏電阻表面溫度最高值隨脈沖個數(shù)增加的變化，如圖2所示

圖2 單片氧化鋅壓敏電阻表面最高溫度隨脈沖個數(shù)變化規(guī)律(200度以上為擊穿燒毀)

 由圖2中我們可以看出：（1）單片氧化鋅壓敏電阻在5脈沖之前表面溫度隨脈沖個數(shù)呈現(xiàn)線性的變化趨勢，脈沖個數(shù)越多，壓敏電阻越無法恢快速復(fù)至高阻狀態(tài)，施加的工頻Uc使其泄漏電流攀升，直至其瞬間短路起火，由此得出多脈沖破壞了壓敏電阻通流后保持熱穩(wěn)定的能力，這是引起起火的原因之一。

針對壓敏電阻熱穩(wěn)定的破壞性，首要研究其經(jīng)過多脈沖后的劣化程度。
圖4只研究小于5個脈沖數(shù)的漏電流變化。由上兩圖可以看出，隨著脈沖數(shù)的變化，在5脈沖前單片氧化鋅壓敏電阻的壓敏電壓呈現(xiàn)線性遞減，漏電流呈現(xiàn)線性遞增的趨勢，并且氧化鋅壓敏電阻在2脈沖時就呈現(xiàn)老化現(xiàn)象，而在5脈沖后，由于溫度升高導(dǎo)致通過電流增大，電流增大又導(dǎo)致溫度升高，使壓敏電阻片陷入一種惡性循環(huán)中，最終導(dǎo)致壓敏電阻快速損壞。
本文轉(zhuǎn)載自： 孫涌的優(yōu)測實(shí)驗(yàn)室
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