电阻器范文

导语：如何才能写好一篇电阻器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】线绕电阻器；选用

1 引言

线绕电阻器是电子线路中常用的一种电子元器件，广泛用于铁路电气、矿山机电、航空航天、工业自动化等各领域，在电路中可作“分压，限流”，可作电流传感器，可做负载，可组成滤波电路等等。其用途较广，用量较大。在整机的元器件选型中，线绕电阻器因结构比较简单，易于被忽视，但作为电子线路的组成部分，对整机的安全有效工作和其他电子元器件一样也起着重要的作用，而且其选用也需考虑诸多因素，因此在整机设计时选用适用经济的线绕电阻器同样是非常重要的，对其选用需考虑的因素进行分析是十分必要的。

2 线绕电阻器结构及分类

2.1 线绕电阻器结构

线绕电阻器是用合金电阻丝绕在耐高温的绝缘基体上，表面被覆保护层构成的电阻元件，主要由电阻丝、结构基体、引出线、封装层四部分组成。电阻丝是形成阻值的部分，材料基本为铜镍和镍铬合金。结构基体是线绕电阻器的结构主体，为电阻合金提供骨架，并散热，为电阻器提供机械强度。引出线是线绕电阻器介入电路的连接电极，同时是某些型号线绕电阻器的安装方式。封装层是电阻器的外表面，为电阻体提供绝缘保护和散热，防止氧化和机械损伤。这种结构使线绕电阻器具有过功率性能优良、阻值稳定、可靠性高等优点，但同时也使它存在较大的电感和电容，高频性能差的缺点。

2.2 线绕电阻器分类

线绕电阻器根据分类依据的不同有多种分类方法，根据阻值可否调整分为固定电阻和可调电阻，根据被覆保护层不同分为珐琅电阻、被漆电阻、水泥电阻和金属外壳封装电阻等等。各种线绕电阻器除具有线绕电阻器的共同特性外，它们各自也有着自身的特点，例如：水泥电阻阻燃性优良，金属外壳封装电阻器体积小，负荷功率大，环境温度高等等。

3 线绕电阻器的选用考虑因素分析

3.1 标称阻值

电阻器上所标示的名义阻值称为标称阻值。在电阻器的实际生产中，一般只会生产某些系列阻值的电阻器，以便实现标准化生产。电阻器的阻值系列通常有E12、E24等数系，只要满足设计要求，应该优先考虑E12、E24数系的阻值。

3.2 阻值精度

阻值精度又称为允许误差，因为生产时电阻实际阻值和标称阻值可能会存在一些偏差，所以允许有一定范围内的误差，普通线绕电阻器阻值精度一般为±5%，阻值精度小于±1%的线绕电阻器称为精密线绕电阻器。在选择精度等级时满足整机设计要求即可，不用过高要求电阻精度，避免增加不必要的成本。

3.3 额定功耗

电阻器的额定功耗是指电阻器在规定的气压和温度下，长期工作时所允许消耗的最大功率。这项指标的确定主要基于两个方面（1）电阻器工作状态下的表面温升；（2）电阻器的工作寿命。一般情况下线绕电阻器在不超过40℃的环境温度下可满负荷工作，当要求线绕电阻器在高于40℃的环境温度下工作时，应按各种不同型号线绕电阻器详细规范中负荷曲线的规定降功耗使用。为了使线绕电阻器长期有效地工作，通常要降功耗50%以上。负荷曲线图例见图1。

图1

3.4 电阻器的额定电压和额定电流

3.4.1 额定电压

电阻器的最高工作电压受到两个因素的限制（1）电阻体内的电流密度 （2）绝缘保护层的电击穿的极限。额定电压是为了不使电流密度过大而造成早期老化，同时对于高阻电阻器，由于绝缘能力的限制，保证安全使用的电压最大值，额定电压达到某一个数值后，不允许再增加，这个数值就是最高工作电压，它是由于电阻器尺寸，结构的原因，允许加到电阻器上的最大连续工作电压。

计算公式U额=

式中P额 ：额定功率；R：电阻阻值

3.4.2 额定电流

在额定功率和额定电压下，流过电阻器的电流就是电阻器的额定电流。

计算公式I额=

式中P额 ：额定功率；R：电阻阻值

3.5 高频性能

线绕电阻器的结构决定了它有较大的电感和电容，在高频条件下，电感和电容的影响应当加以考虑。在适当降低电阻电感量即能满足线路使用要求时，可选用无感线绕电阻器，该类型电阻在制造中采取了特殊工艺，可在一定程度上降低电感量，但不能完全消除电感。在电阻交流特性对线路的正常工作影响至关重要的电路中不宜使用线绕电阻器。

3.5.1电阻器的谐振角频率ω0

计算公式ω0=1/

式中L：线绕电阻器分布电感的集合参数； C：线绕电阻器分布电容的集合参数

当使用频率接近线绕电阻器谐振角频率ω0时，线绕电阻器的性能已经改变很多而不能使用。

3.5.2 时间常数τ

时间常数τ=

式中L：线绕电阻器分布电感的集合参数； C：线绕电阻器分布电容的集合参数；R： 电阻器阻值

τ>0时；电阻器表现为电感性

τ

τ=0时；电阻器表现为纯电阻性

时间常数τ在脉冲电路和高频电路中是很重要的电路参数，在制造电阻器时希望τ很小，这样电阻器表现为一个纯电阻。

3.6 温度系数α

温度系数α=（1/0C）

式中：R：电阻阻值；：电阻阻值相对温度变化的变化率

温度系数是指温度每变化10C所引起的电阻值的相对变化。这个数据用来评定电阻器的温度稳定性，温度系数越小，其稳定性越好。电阻器被应用到电路中，不可避免地把电能转化为热能，热能的释放导致电阻器的温升，温升导致电阻器的性能发生变化，几乎对所有的电阻器都要求阻值随温度的依从性小，阻值的热稳定性是电阻器的一个重要指标。在选用精密线绕电阻器时尤其应重视这项电阻器参数，它对精密线绕电阻器能否稳定工作会产生较大影响。

4 结束语

根据使用情况的不同，线绕电阻器在选用时考虑的因素还有很多，如在高海拔、海上，振动等恶劣环境中的选用问题等等，内容很广，本文无法一一分析， 本文主要对线绕电阻器性能特点的六个方面进行了简要的分析，希望能对设计人员在选用线绕电阻器时有所帮助。

参考文献

[1]周惠潮.常用电子元件及典型应用[M].电子工业出版社，2005.

篇2

厚膜和薄膜技术的最近发展可以在给定的芯片尺寸上实现更高的额定功率。众所周知，与厚膜电阻元件相比，薄膜电阻元件具有众多性能优势，而厚膜电阻器唯一的明显优势就是成本。

借助最新的材料和工艺进步，这种明显的成本差别可被显著降低，这很可能会对片状电阻器市场产生重大影响。目前，一种合理的预期是，容差1％、电阻温度系数(TCR)为±100×10-6／℃的商品薄膜片状电阻器的价位将与同等精度的厚膜电阻器的价位大致相同。

在硫含量较高的环境，例如汽车装备、工业设备和重型农用和建筑设备中，由于硫化银的形成，常见的厚膜片状电阻器会出现阻值偏移问题。硫渗过电镀层和屏蔽层，与银接触形成硫化银(如图1所示)。

硫化银是不导电的，而持续暴露在硫环境中将意味着更多硫化银的形成，直到所有的银都完全转化成硫化银。导电层将因此被中断，而该元件将变成开路。对任何汽车或工业设备制造商而言，这是一种特别令人沮丧的现象，因为它是一种在制造时完全无法检测的潜在故障。有些汽车和工业设备制造商已经通过密封电子设备，成功地阻止了硫化银的形成，但要将该方法应用于所有情况并不可行，而且这并不是一种能确保防止硫污染的可靠方法。

厚膜和薄膜

厚膜电阻器的内部端接通常都不同程度地采用了镀银／钯工艺。这些相对廉价的端接材料具有更高的银含量，但通常正是内部端接中的银容易受到硫的污染。

尽管有可能找到银含量更低的厚膜材料，但至今为止，这些备选材料都需要更高的成本，因此批量生产似乎不太可能。另一方面，薄膜片状电阻器使用溅射的、以镍铬铁合金为主要材质的内部端接。不含银且通常也不包含任何其他贵金属。这意味着镍铬铁合金薄膜材料的价位比那些金、钯或铂含量更高的厚膜材料更为稳定。

只有内部端接不包含银或铜质材料的片状电阻器，或者那些内部端接由硫无法渗透的中间层加以保护的片状电阻器，才能够完全不受硫污染的影响。市场上存在具有竞争力的基于厚膜的解决方案，它们有一定防硫效果，但仍不能完全避免硫污染――时间一长，它们最终也会失效，变成开路。

同样，我们知道，浸镀的保护性钝化层的不重合也可能会使得硫污染的影响更为严重。在这种情况下，降低浸渡工艺的速度可以将这种效应降至最低，但这样做也会增加制造成本并降低制造产能。因为薄膜内部端接不受硫污染的影响，所以这一工艺的精度并不重要。

很明显，就其内部端接而言，薄膜电阻器技术可以更好地抵抗硫污染。除此之外，采用薄膜技术的电阻器也具有整体稳定性、更低的噪声以及更低的寄生电容和电感(取决于电阻值)。图2展示了常见的薄膜电阻器，它比厚膜片状电阻器有显著的改善，特别是它的电阻值较大。

在过去，这种电噪声更低的改进措施只有在高端音频应用中才能体现其重要性。但是，厚膜电阻器难以满足目前最新的高速通信设备，例如路由器、网桥和DsL调制解调器等对噪声的要求。许多因素导致厚膜电阻器的噪声更大，薄膜和厚膜技术最显著的一个差异体现在激光修整特性上。一旦烧制成功，厚膜材料的性状实际上与玻璃类似。因此，随着材料的冷却。激光修整会在修整区域周围形成许多细小的微裂痕。这些微裂痕是寄生电容和错误电流路径的一种来源，所有这些都会固有地导致对高速通信信号的处理性能的下降。

为了降低激光修整对厚膜元件的影响，制造商通常会增加一层绝缘玻璃来稳定激光修整。这一层包含微量的铅，而且人们深知它对于保持厚膜电阻器长期可靠性的重要性，鉴于其重要性，这种绝缘玻璃层目前属于RoHs标准的豁免项目。

但是，这种豁免今后是会继续存在，抑或业界会要求使用一种不含铅的激光修整稳定的备选方法，前景尚不明朗。薄膜技术可以提供一种“更为绿色”或更为环保的电阻器，因为它不需要使用几乎所有厚膜芯片都会用到的含铅玻璃。

发展

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要：基于电阻分压器的电子式电压互感器的原理、结构和输出信号等与传统的电压互感器有很大不同，其性能主要受电阻特性和杂散电容的影响。本文从等效电路的角度分析了电阻特性和杂散电容对电子式电压互感器测量准确度的影响；利用Ansoft 软件包建立分压器的有限元模型对杂散电容进行了计算分析，并根据杂散电容分布对屏蔽罩进行了设计。在理论分析基础上，研制了一台电阻分压式的10KV电子式电压互感器，并进行了准确度测试。

关键词：电阻分压器；电子式电压互感器；杂散电容

中图分类号：TM934.16 文献标识码：A

1概述

为了能够使电能正常的使用，不影响电网供电的稳定安全带的工作，所以需要用电压互感器来对其进行保护，无论是测量的准度还是自身使用的可靠方面都能够成为保护电能的重要组成并且对于电力的及时供应起到了一定的作用。最多使用在电力系统的电业互感器是电磁式，它的优点是能够测量到相对更大的范围，测量的结果准确度可以符合电能保护的需要，对于该种电压互感器生产技术比较成熟，自身性能很好，以及规范化的校验。因为受到了传感机理的约束使其也存在着诸多不便，首先体积庞大不易随时移动，其次动态范围小，最后容易因磁力震动导致短路现象的出现。之后出现的微电子技术虽然在一定程度上克服了电磁式装置的缺点，却不能够与电力的自动化相匹配。相继出现的集中形式都不同程度上存在着工作缺陷，最终出现了电阻式，它体积小重量轻可进行移动、但依然存在着影响因素不能使结果更精准。本文将着重分析其影响因素并对此进行解决分析。

2 原理及结构

10kV电子式电压互感器的结构如图1所示。互感器主要由电阻分压器、传输系统和信号处理单元组成。电阻分压器由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2 和过电压保护的气体放电管S 构成，低压臂电阻R2 的下端与带螺纹的接地嵌件连接，从而通过接地嵌件实现可靠接地。电阻分压器作为传感器头，主要将一次母线电压成比例转换为小电压信号输出；传输单元由双层屏蔽绞线和连接端子构成，主要将分压器输出信号传递到信号处理单元，同时实现外界电磁干扰屏蔽功能；信号处理单元主要由电压跟随、相位补偿和比例调节电路组成，实现电压互感器的阻抗变换、相位补偿和幅值调节功能，使得互感器输出信号满足IEC6004-7 的准确度要求。

3 传感器误差分析

3.1 电阻特性影响

由图1可知，理想电阻分压器的二次输出电压为

U2＝■U1（1）

式中 U1-一次母线电压；U2-电阻分压器低压臂输出电压

电阻分压器的分压比为

k=1+■（2）

分压器电阻在外加电压增加到一定值后，电阻的阻值随电压的增加而减小，从而影响分压比的稳定性。电阻随外施电压的变化阻值发生改变的非线性程度用电压系数αV 表征

aV＝■（3）

式中R，R0-外施电压为U和U0时电阻的阻值由于电阻分压式互感器在运行时，电压主要降落在高压臂电阻R1上，考虑电阻电压系数影响时分压器的分压比为

k=1+|■（4）

电压互感器在受到系统运行过程中因断路的电压谐振电压以及雷击等电压而强大冲击，从而影响其使用的稳定性，过压会超过高压臂的系数的波动范围。基于这种情况，在使用时可以将打压系数大的电阻器更换为电压系数小的电阻器，并且电阻分压器自身的稳定性能一定要符合要求。同时，分压器的电阻还会因为外界的自然温度的变化而随之变化，也不利于互感器正常的工作。温度对分压器影响可表示为

?坠k=1+■(5)

式中 α T1，α T2-高低压臂电阻的温度系数从式（5）可知，传感器的分压在分压器高低压臂温度值相同的情况下是不会变化的，而这仅仅在公式理论中成立，到现实的工作中，很难使得二者的数据完全吻合，所以为了避免此类事情发生，虽然不能保持一致，但可以为分压器高低压臂选择小温度系数的电阻器已达到相对比较稳定的效果。

通过以上分析我们可以得出以下结论，首先在使用电子是电压互感器时，需要注意的因素有阻温度系数、电压系数、电阻性能稳定性和可靠性等，只有使各个因素满足具体的实际情况才能保证测量的稳定性和准确性。

10kV 和35kV 电压等级的电子式电压互感器主要选用高稳定性的厚膜电阻作为分压器的高低压臂电阻。根据IEC 60044.7《电子式电压互感器》的要求，对厚膜电阻进行了1min 的交流耐压试验和正负极性各15 次的标准雷电冲击试验，试验前后阻值的相对变化小于10.5，满足测量0.2 级准确度要求；考虑到电阻经受的电压冲击主要来自于中压系统的开关操作过电压，而且开关柜正常运行的时间为几十年，电压冲击次数相当多，同时对厚膜电阻进行了冲击次数在104～105 量级的双极性和单极性冲击电压试验，试验结果表明选用高稳定性的厚膜电阻，冲击试验前后阻值相对变化为10.3，厚膜电阻适合用于电力系统中压等级的电压测量。

3.2 杂散电容影响

在高压测试中，电阻对地杂散电容也对分压器性能产生很大的影响，图2 为考虑分压器本体对地杂散电容和对高压部分的杂散电容时的等效电路。

从图中我们可以看出，经过对地杂散电容使原本应通过电阻的一部分改为经对地杂散电容而直接分到地，造成分压器低压臂运行的时实际值与理论估算值相差的原因是分流使更多的电压停留在分压器的上部，所以如果在使用过程中出现对地杂散电容那么对于电压互感器有很大的影响力，为了保证互感器能够更精准在实际中应该尽量减少分压器对地杂散电容的出现率。而无法减少数量的时候可在分压器上加入屏蔽系统，是电压不再集中，四散分布开，同时产生更多的电流来弥补被引入地的电流。需要注意的事，对地杂散电容不仅仅只停留在表面，还有很多隐藏在运行的环境之中需要引起我们的注意，比如墙壁内、金属板以及很多电压设备等都可能存在，如果没能及时注意就会对最终的测量结果有影响，如果发现了这类问题可以通过低压屏蔽，从而降低对于互感器的影响。

结语

本文实现了一种基于电阻分压器的电子式电压互感器，测试结果表明其准确度满足IEC60044-7的0.2 级要求。对于电阻特性、互感器杂散电容对电子式互感器性能的影响，采取了以下措施提高基于电阻分压器的电子式电压互感器的测量准确度：

采用高稳定、低电压系数和低温度系数的厚膜电阻器作为分压器的高低压臂，从而减少冲击电压和环境温度对EVT 的性能影响。

在电阻分压器的高压部分安装屏蔽罩，可以补偿传感器对地杂散电容的分流，减小对地杂散电容对电子式电压互感器准确度的影响。

在电阻分压器的低压部分装设屏蔽罩，可以有效控制传感器的对地杂散电容，减少互感器运行环境不同对其性能的影响。

参考文献

[1]方春恩，李 伟，任 晓，王 军，张彼德.基于电阻分压器的10kV电子式电压互感器的研制[J]. 西华大学学报(自然科学版)，2010(02).

篇4

关键词：MOV压敏电阻；电气参数；劣化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.171

0 引言

MOV压敏电阻遭受电涌电流冲击后，其性能会逐渐劣化直至最后失效，在失效前甚至失效后其外观可能没有显著变化，因而很难从外观判断MOV压敏电阻的性能情况。MOV压敏电阻电气参数的变化与其性能劣化和失效间应有某种联系，如果能找出这个关系，尤其找出能进行工程测量的电气参数的变化与MOV压敏电阻性能劣化和失效的关系，这对于SPD的日常维护管理来说具有重要意义[1-4]。

1 MOV压敏电阻的电气参数

压敏电压U1mA和泄漏电流Iie是MOV最主要的两个静态参数，当外部环境因素或者外施电压的作用而出现老化劣化时，MOV本身的静态参数也将随之出现变化，通过变化值的大小可以判断MOV的好坏程度[5]。

1.1 压敏电压U1mA

所谓压敏电压，即击穿电压或阈值电压，指在规定电流下的电压值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，MOV压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿命，可以通过压敏电压和最大持续工作电压有对应表进行查询，《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015对压敏电压的合格判定有具体要求[6]。

1.2 泄漏电流Iie

泄漏电流Iie，即除放电间隙外，SPD在并联接入线路后所通过的微安级电流，在测试中常用0.75倍的直流参考电压进行，是MOV压敏电阻劣化程度的重要参数指标，《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015对泄漏电流的合格判定有具体要求[6]。

2 冲击试验

2.1 试验方案

选择5个品牌共9个MOV压敏电阻模块，其中In为20kA的MOV模块 5个，In为40kA的MOV模块 4个，所有MOV模块的参数均符合相关技术标准的要求。利用实验室的冲击设备对9组MOV模块进行冲击试验，施加1.2/50μs冲击电压和8/20μs冲击电流，记录残压Ures，5次冲击为1组，冷却后测量压敏电压U1mA和泄漏电流Iie。

2.2 试验结果

2.2.1 耐冲击情况

按照试验方案对9个MOV模块共进行了308次冲击，全部MOV模块冲击到损坏或者脱扣。不同MOV模块对冲击的耐受能力差异很大，2个模块冲击了4次Imax才脱扣，而另2个模块则未冲击完In就已损坏。

2.2.2 残压Ures与冲击的关系

（1）MOV模块的残压大小与冲击电流大小呈正相关，MOV模块损坏或脱扣前残压没有异常。

（2）当冲击电流为In时，2个模块的残压大于标称的电压保护水平，7个模块的残压小于或接近标称的电压保护水平。

2.2.3 压敏电压U1mA与冲击的关系

测量数据表明，MOV压敏电压与极性有关，冲击前正负极性的压敏电压基本相当；正冲击后正极性的压敏电压比负极性大，负冲击后正极性的压敏电压比负极性小，但总体相差不是很大。为了便于比较，将正负极性的平均值作为此时的压敏电压值。

不同MOV模块的压敏电压与冲击的关系差异很大（图1、图2），但MOV模块的压敏电压总体随着冲击次数的增加而呈先上升后下降的趋势，其中上升的幅度较小 而下降的幅度较大。其中3个模块的压敏电压稳定性较好，直至模块失效前其压敏电压变化率不超过4%，2个模块的压敏电压变化率未超过10%，1个模块的压敏电压下降了12%，1个模块的压敏电压甚至下降了25%；2个模块在损坏前其压敏电压显著增加，1个模块从640V升到大于1400V，另1个模块从600V左右升到1200V左右。

2.2.4 泄漏电流Iie与冲击的关系

（1）泄漏电流随着冲击总体呈变大趋势，损坏前与冲击前的泄漏电流之比，最大的为276倍，最小的为5.58倍。但有2个模块前面随着冲击泄漏电流增大，在损坏前突然变小，1个模块从8.5μA左右降到4μA左右，下一次冲击即损坏；另1个模块4从30μA左右降到5μA左右，随后经过5个In冲击后损坏。

（2）全部模块经过2组预冲击后，泄漏电流就已经超过冲击前的2倍了。

（3）MOV模块泄漏电流与其温度呈显著正相关关系。经过多次冲击后，MOV模块的温度上升，冷却3分钟测量的泄漏电流值是冷却10分钟测量值的1.5-2.5倍。

3 结论

通过实验室冲击试验，未发现MOV模块的残压、压敏电压和泄漏电流的变化与其性能劣化或者失效的明确关系，得出以下结论：

（1）MOV模块的残压大小与冲击电流大小呈正相关，MOV模块性能劣化时残压没有明显变化。

（2）MOV模块的压敏电压总体随着冲击次数的增加而呈先上升后下降的趋势，MOV模块损坏前压敏电压不一定有异常现象，然而如果压敏电压异常升高，则说明MOV模块内部结构已经发生较大变化，MOV模块的性能已经不可靠，可能在下一次冲击时就会损坏[7-9]。因此，若发现压敏电压异常升高时，应及时更换MOV模块。

（3）MOV模块的温度对泄漏电流的影响很大[7-9]，呈正相关。泄漏电流过大会引起MOV模块温度升高，加速MOV模块老化，为了提高可靠性，应及时更换泄漏电流较大且持续增大的MOV模块。

（4）同一品牌MOV模块的性能有一致性，如某一品牌耐的受冲击能力强或者泄漏电流偏大；不同品牌MOV模块参数稳定性相差很大。

（5）由于冲击电流为In时，残压可能大于标称电压保护水平Up，因此选择SPD电压保护水平Up时应预有充足余量，并考虑接地线电压和耦合电压的影响，尽可能缩短接地线的长度，SPD靠近设备处安装。

（6）《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015关于压敏电压和泄漏电流合格判定的标准十分严苛，尤其对泄漏电流的要求，大部分MOV模块受冲击后不能满足要求。

参考文献：

[1]张枨.低压电源系统电涌保护器老化劣化研究[J].南京：南京信息工程大学，2013.

[2]余昌松，殷春生，王华卿，裘文君.限压型电涌保护器的性能分析及对策[J].智能建筑电气技术，2015（04）：34-37.

[3]王功勇，牛丽英.低压配电系统电涌保护器的选用解析[J].林业科技情报，2012（02）：96-97+102.

[4]叶蜚誉.电气、电子设备电源侧的电涌保护――电涌保护器主要参数[J].电气应用，2004（02）：14-18.

[5]师正，谭涌波，柴健，张枨.MOV压敏电阻静态参数变化的特征分析[J].电瓷避雷器，2012（05）：59-63.

[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.中国国家标准化委员会.GBMT 21431-2015.建筑物防雷装置检测技术规范[S].北京：中国标准出版社，2015.

[7]李强.氧化锌压敏电阻热特性研究与分析[J].南京：南京信息工程大W，2014.

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在直流电路中，电容相当于开路，电阻很小；在交流当中，由于电容的冲放电作用，这时电容就在电路中表现为开路，电阻也小。

电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。

定义1：电容器，是一种容纳电荷的器件。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。

篇6

关键词：小电流；接地故障；接地信号源

中图分类号：TM473 文献标识码：A

目前配电网多采用小电流接地系统，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，使得故障点的查找非常困难。目前小电流接地系统单相接地故障的定位，主要通过装在变电站内的信号源检测到故障信息后，对故障相施加特定信号，通过检测此特定信号来实现故障定位，此方法得到了较广泛应用，因此接地信号源的稳定性及对电网的影响成为十分关心的问题。

1信号源工作原理

基于小电流接地故障信号注入诊断法接地信号源结合小电流接地系统单相接地故障的特点，通过检测注入的信号的特征来实现故障选线和故障点定位的。当线路上任何一点发生单相接地故障时，装在变电站内的接地信号源检测到故障信息后，首先判断出故障相，然后对故障相施加特定信号，安装在架空线路上的探头检测流过本线路的特定信号，若满足故障特征则探头起动，给出红色显示，同时发出一无线编码信息。在电缆线路，安装的特殊零序CT可以检测到这个特别的信号电流，驱动面板型故障指示器显示，同时驱动电子开关动作。

2信号源构成

接地信号源系统由两部分组成：电阻柜和PT柜。

（1）电阻柜：主要包括电流互感器、断路器（或负荷开关）、电阻器、熔断器、柜体、控制单元及相关附件。

（2）PT柜：电阻柜安装在变电站外部，无法获得变电站内的供电电源，因此其电源需额外设置。PT柜作为电阻柜的辅助设备，为电阻柜提供工作电源及测量用电压信号。

3信号源启动判断

信号源装置启动方式采用母线零序电压作为主判据，各特征量选取为如下：

（1）主判据：此判据基于母线零序电压幅值分量，设为：U0> Uk。其中U0为当前母线零序电压幅值，UK为整定值。

（2）辅助判据：此判据基于相电压幅值分量，设为：K= Umin/Umax。其中Umin =Min（Ua， Ub， Uc） ，为故障相电压；Umax =Max（Ua， Ub， Uc），为非故障相最大电压。根据《中国南方电网城市配电网技术导则》，10kV配电网母线允许电压偏差为0～+7%，K应小于10/10.7=0.93。

PT断线可能会导致装置误判为故障情况，因此增加PT断线判断，判断断线后需闭锁启动判据。三相断线或失压不会满足启动判据的条件，所以可以不判。

4信号源启动流程

接地信号源装置利用零序PT获得变电站10kV母线零序电压，并将其作为信号源装置启动主判据，户外信号源装置控制系统根据实时的采样结果，检测到零序电压的变化，依据启动判据判断单相接地故障发生，经延时后投入电阻器，电阻器投入保持一段时间，保持时间计时结束后切除电阻器，经延时后第二次投入电阻器，再经过保持时间后再次切除电阻器，完成整个的电阻器投切操作。整个操作过程从判定故障发生到操作完毕历时一个周期，如下图4-1.

图4-1接地信号源装置启动过程

通过上述操作，接地信号源装置为故障指示器提供特征电流量进行故障判定。

5信号源装置接地电阻的阻值选取

限制电阻器的阻值因素很多，概括起来基本有如下几类：

（1）特征量值：电阻器阻值不能太大，以免投入后特征量值太小，容易造成系统选线定位困难；

（2）系统安全：投入电阻后不应因电流过大造成继电保护设备动作跳闸；如果接地电阻器安装于开闭所，应该防止开闭所周围接地电压和跨步电压过高，危害人身安全（变电站设计中通常已考虑大电流工作接地安全，此处无需重复考虑）；

（3）现场条件：包括变电所是否有接地变，是否允许在接地变中性点上安装接地信号源装置，线路上是否装备具有开短短路电流能力的断路器等；

（4）成本：接地信号源的一次设备均需新装，应充分考虑成本因素。

选取合适的接地形式和电阻器阻值必须充分考虑以上各因素，其中有些还相互制约，必须综合评价，谨慎选择。

在电阻器经中性点接地情况下，假设接地电阻器电阻值为0，通过仿真计算可以获得流过接地点和电阻器的最大电流，如图3-8所示。

图5-1 中性点投入电阻器后流过的最大电流

由仿真计算结果可得以下结论：

（1）各种电阻器经中性点接地方式下，最大故障电流均随着接地电阻增大减小；

（2）脱谐度增大对各种电阻器接地方式下最大接地电流的影响均不大。

接地信号源的电阻配置可根据《DL/T 621-1997交流电气装置的接地》标准进行分析，计算最大接地电流、确定接地电阻值以及校验接触电压与跨步电压。当电阻器接于变电站中性点时，变电站接地安全在设计时已考虑在内，此处无需再考虑接地安全，电阻器应该选择较小阻值，以提高特征量检验的灵敏度，如果电阻器阻值选择过大，将影响特征量的识别。

6、信号源投入的效果

图6-1为单相接地故障发生时，接地信号源投入及切除后的电流波形图。

从图中可以看出，当单相接地故障发生时，零序电流及故障相电流变化不十分明显，当接地信号源投入电阻器后，零序电流分量和故障相电流量发生了较为明显的改变，通过对电阻器投入时间进行合理设定，可产生特征鲜明的故障电流特征量，智能故障指示器通过检测该特征量，可以准确的判断出单相接地故障。

7、信号源投入对电网的影响

由于信号源短时投入，在系统的中性点短时接入一个纯阻性负荷破坏了接地时出现的谐振条件，这样降低了发生单相接地时系统过电压的幅值和谐振影响，减少了对信号源发出的特殊信号的干扰，增加了故障指示器在检测单相接地故障的正确性和选择性。同时，由于信号源是纯阻性的，它的接入在发生接地后不但不会增加接地过电压值，反而降低了接地时中性点的电压值，具体降低值与系统的消弧线圈参数和配电网参数有关。另外由于信号源是纯阻性的，此时在接地点的有功电流与电源电压同相，当电流过零电弧熄灭后，恢复电压与电源电压相同，此时恢复电压的速度较低，所以由于信号源的接入还减少了电弧重燃的机率。

结语

当单相接地故障发生时，通过利用接地信号源对电网注入信号，零序电流分量和故障相电流量发生了较为明显的改变，通过对电阻器投入时间进行合理设定，可产生特征鲜明的故障电流特征量，智能故障指示器通过检测该特征量，可以准确的判断出单相接地故障。同时根据分析，接地信号源的接入没有对电网产生不良影响，相反信号源的接入降低了接地时中性点的电压值，减少了电弧重燃的机率。

参考文献

[1]桑在中，张慧芬，潘贞存等.用注入法实现小电流接地系统单相接地选线保护[J].电力系统自动化，1996，20（2）：11-12.

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电阻的英文名称为resistance缩写res，通常用字母R表示。电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”来表示。电阻的单位欧姆是这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。在电阻体上一般都标称电阻的阻值有的还标识功率。在这里我们对电阻的功率不做其阐述，电阻其标称有四种表示方法即：直标法、文字符号法、数码法和色标法。

1）直标法

用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值和技术参数，电阻值单位欧姆用“Ω”表示，千欧用“KΩ”表示，兆欧用“MΩ”表示，允许偏差一般直接用百分数或用Ⅰ（±5%）；Ⅱ（±10%）；Ⅲ（±20%）表示。

2）文字符号法

用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差用文字符号表示：B（±0.1%）、C（±0.25%）、D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字表示小数阻值。

3）数码法

用三位阿拉伯数字表示，前两位数字表示阻值的有效数，第三位数字表示有效数后面零的个数。当阻值小于10欧时，常以×R×表示，将R看作小数点单位为欧姆。偏差通常采用符号表示：B（±0.1%）、C（±0.25%）、D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）。

4)色标法

用颜色来表示电阻的大小的一种方法。对于小型电阻值常用四环色环或五环色环表示电阻的大小。

四环电阻：第一，第二色环表示阻值有效数字，第三色环表示10的幂数，第四色环为电阻的误差等级。五环电阻：第一，第二，第三环表示三位数字，第四环表示10的幂数，第五环表示误差等级。电阻上的每一个颜色都代表一个数字。

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【关键词】入门教育兴趣和动机基本功教学趣味电路

学生刚接触电子专业时，大多数人对该专业的学习内容并不了解，也没有目标，再加上基础不牢，学习能力一般，学习效果自然不理想。为了提高他们的积极性和学习兴趣，必须进行入门教育。经过几年的电子专业教学实践，笔者认为应该从以下方面对学生进行入门教育。

一、调动学生的学习兴趣和动机

调动学生的兴趣和动机是一个重要环节。“兴趣是最好的老师”，学习动机是激发学生进行学习，并使学习活动指向一定学习目标的内部心理状态。如何调动学生的学习兴趣和动机呢?可把高年级电子专业学生已经在万能板上组装的防空警报电路、声控闪光灯、叮咚门铃等，印制板上组装的磁控报警器、时钟等给学生演示。并告诉他们，组装这些产品就要学好电子专业实用技能的基本功，包括以下方面:正确使用万用表测电阻、电压、电流等;正确认读和检测电阻器、电位器、电容、电感器、二极管、三极管等元件;学会手工焊接技术;学会电子电路图的识读方法。

二、对学生进行基本功教学

基本功教学非常重要，要求学生人人过关，人人会做、能做，务必对他们严格要求，因为“严师出高徒”。还要鼓励他们，以便激发潜能。学生在鼓励和严格要求中学习肯定有收获。这种苦乐交织的学习过程，能让学生享受成功乐趣。那么，如何对学生进行基本功教学呢?

1.教学生正确使用万用表，以MF47型万用表测电阻器的电阻值为例，按如下方式教学生。

(1)准备工作。首先熟悉万用表刻度盘和面板上每个地方的功能，如刻度盘中各刻度线的含义、机械校零、功能转换开关、欧姆校零、表笔插孔、三极管放大倍数插孔、2500V插孔、10A插孔的位置及作用，功能转换开关旋至每个位置时的功能。接着把万用表摆放在水平台上，看指针是否指在左边零刻度线上。若指针没有指在左边零刻度线上，则应进行机械校零。看表内是否有电池，电池是否安装正确。若电池安装正确，将红黑表笔正确插在插孔里，再将功能转换开关分别旋至电阻档的100Ω和10K两档，碰一下红黑表笔，看指针是否有偏转。若没有偏转或偏转不正常，需要检查万用表的故障。初学时，这项检查暂时不要学生完成。随着学习深入，应要求学生学会检查万用表的故障。若指针偏转正常，说明万用表可以测电阻。最后，让学生了解欧姆刻度线特点，认读每根刻度线的读数。要弄懂每根刻度线的读数，就要看欧姆刻度线上每两个相邻数字间有几个刻度间隔，然后从0开始依次读出每根刻度线读数。

(2)选档定档。用万用表电阻档位测待测电阻时，不能任意选择档位，应进行欧姆调零后再测量电阻器的阻值。因此，用万用表测电阻时要选档。确认档位后，进行欧姆调零，再去测电阻，这样可少操作欧姆调零这一步骤。如何选档并定档呢?测量电阻时，任意选一个档位，直接把红、黑表笔接触到电阻器的两端，看指针是否在中心刻度线(中心刻度线就是刻度线中间的位置)左右50度范围内，即读数在5～55之间，则就选取这个档位测量该电阻器的阻值。若指针偏向“0”刻度线，则选取小一档再试，若指针偏向“∞”刻度，则选取大一档再试，直至读数在中心刻度线左右50度范围之内，就选定该档位作为测量该电阻器的阻值。若选取R×1档，读数仍然偏向“0”刻度，或选取R×10K档，仍然偏向“∞”刻度线，就只有分别选取这两个档位测量该电阻器的阻值。当学生能根据电阻器的色环或其他标识读出电阻值时，可根据电阻值来选档，利用电阻值等于读数乘以倍数的原则，使读数在5～55范围之间，以此确认倍数来进行选档。选档以后，还是要试测一次，看万用表上的读数和自己估测的是否正确。若估测正确，就选取这个档位测量该电阻器的阻值;若估测不正确，则按上述方法继续选档。

(3)测量并读数。当选定某个档位测量该电阻器的阻值，同时进行了欧姆调零，就可以测量电阻器的阻值。如何测?将红黑表笔分别接触到待测电阻器的两根引线上，示数稳定后就可数。读数时，视线要与被读刻度线垂直。若表盘有平面镜，要注意三线合一，即视线、刻度线、指针在镜中的像要三线合一，指针所指示的刻度正好在刻度线上时直接读数。若在两刻度线之间，则要根据刻度线特征(左密右疏)估测读数，并记录读数。

(4)计算。利用公式，电阻值等于读数乘以档位，就可算出电阻器的阻值，并记录下来。

(5)整理器件、打扫清洁。若测量电阻完成时，应对自己所在的工位进行整理，打扫清洁，养成好习惯。万用表不用时，一定要将表笔拔下，将功能转换开关拨至OFF档或交流电压最高档位。长期不用还要取出万用表的电池。

万用表测电流、电压，也可采用类似的方法进行教学，学生同样能学会。

2.学习认读和检测元件。应学会认读和检测电阻器、电位器、电感器、电容、二极管、三极管这些元件。以电阻器为例，说明如何认读和检测元件。首先，应让学生了解电阻器的功能、主要参数、不同种类的电阻器。其次，掌握电阻器的命名及各部分含义、电阻器阻值的直标法和色标法，掌握常用电阻器的检测方法、电阻器的代换原则。至于其它元件应了解和掌握的内容也类似，对于二极管和三极管，还应掌握用万用表判断二极管的P区和N区，三极管的基极、集电极和发射极。

3.学会手工焊接技术。

(1)了解电烙铁的内部结构。首先要学会拆卸和装接电烙铁。拆卸电烙铁时，先要拧松手柄上的紧固螺钉，旋下手柄后拆下电源线和烙铁蕊，最后拔下烙铁头。安装的顺序与拆卸相反，只是旋紧手柄时，勿使电源线随手柄一起扭动，以免将电源线接头处绞断造成开路或绞在一起形成短路。还要特别指出的是，在安装电源线时，接头处的铜线一定要尽可能短，以免发生短路事故。安装结束后，一定要检测电烙铁有无短路与开路，方法是用万用表测烙铁电阻，如35W电烙铁的电阻在1.5K左右，则连接正常。若远大于1.5K则会出现开路，或接触不良。若只有几十欧或几欧，则会出现短路。若出现开路与短路时，又得重新拆卸和安装，直到安装好为止。

(2)对烙铁头进行处理。一把新烙铁不能拿来就用，必须用锉刀或砂纸按自然角度将烙铁头表面的镀铬层去掉，然后将电烙铁插上电源、加热，待温度适当时，给烙铁头镀上一层锡，再拔下电源插头，让电烙铁自然冷却后才能焊接。

(3)初步学习焊接技术。学生初学时，要掌握焊接五步法:①准备施焊，准备好被焊器件，将烙铁头加热至工作温度。②加热焊件，烙铁头接触被焊器件，包括元器件和焊盘。③送入焊丝，当被焊部位升温至焊接温度时，送入焊锡丝至焊点，熔化并润湿焊点。④移开焊丝，当焊锡丝熔化到一定程度以后，迅速移去焊锡丝。⑤移开烙铁，移去焊料后，待助焊剂未挥发前，迅速移去电烙铁。

(4)教师进行示范操作。在焊接板上进行焊接练习时，教师要进行示范操作，边示范边讲解。让学生自己在焊接板上进行焊接时，要求他们边焊接，边默记焊接五步法，一定要做到眼到、手到、心到，专心致志地焊接。掌握这五步后，再让他们掌握合格焊点的技术要求及检测方法。为了学习焊接技术，可要求他们焊接各种图形和汉字，如“北京欢迎你”、“四川加油”、正方体等图案。

(5)学会拆焊技术。认识拆焊工具、拆焊方法和技术动作要领，严格控制加热时间与温度，拆焊时不要用力过猛，也不要强行拆焊。

4.识读电子电路图。这部分对初学者来说，只能大致了解，不需要强加给学生。但务必要了解电子电路图的四方面内容:方框图、电路原理图、印制电路板图和接线图，掌握电路图识读的一般步骤，能根据电路原理图连接元器件，能根据电路原理图找出印制板上各元件的位置并进行焊接，要求学生养成读图的习惯，循序渐进，逐渐会识读复杂电路图。

三、教学生焊接趣味电路

学生有了基本技能后，可要求他们在万能板上焊接防空警报电路和叮咚门铃电路。焊接前，要求他们先识别检测元器件，即测电阻器的阻值，用万用表判断电容的质量，判断二极管的正负极，三极管的基极、集电极和发射极，判断开关的质量等。检测完成后，按照电路原理图把元件焊接在万能板上，注意对元件的造型，焊接时按手工焊接方法进行焊接。焊接完成后，教师要引导学生对照电路原理图检测元件之间的连接是否正确，最后让学生通电、操作，看制作的电路是否成功。若不成功，指导学生检查，问题出在什么地方。先检查电路连接，再检查焊接质量，最后考虑元件的质量问题。大部分学生焊接成功后，要求他们对电路进行测试，主要测三极管三极的电压、集成块各引脚的电压，教师要分析电路工作原理、各元件在电路中的作用，最后也要学生理解电路的工作原理及各元件的作用。

对有印制板的小制作，如磁控报警器、时钟等电路也要让学生学会组装，这种电路制作步骤与上面电路制作基本一致，但要识读印制板就必须仔细看印制板上元件的位置，印制板上最好空一些元件的图标不印出来，从小制作就让学生养成识读电路原理图和印制板的习惯。在印制板上安装元件时，先安装和焊接体积小的元件，再安装和焊接体积大的元件。焊接完成后仍要检查电路连接，确认无误再通电、操作，看是否成功。教师应对做成功的学生进行表扬和鼓励，未做成功的则应鼓励他们查找问题，同时指导检查。

当学生将趣味电路焊接成功时，就会对电子专业感兴趣，也会找到学习目标。此时，学生已经进入电子专业大门，只要认真学习基础课程和实作技能课程，如电工基础、电子线路、电视机原理与维修、电子技能等课程，今后的专业水平会更高，学习成果会更突出，还能用电子专业的知识来美化世界、美化生活。

参考文献:

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关键词：标准电阻；测量；不确定度

1 概述

（1）测量依据：JJG166-1993《直流电阻器》，JJF1059.1-2012 《 测量不确定度评定与表示》。

（2）环境条件：温度（20±1）℃，相对湿度：（60±15）%RH。

（3）测量标准和被测对象：标准一等标准电阻[1（076153）、1Ω（626）、104Ω（820563）、104Ω（820544）），被测对象西北国家计量测试中心6只电阻[10-2Ω（733679、743116）][1Ω（673、000515）][104Ω（729670、000514）]。

（4）测量方法：按照JJG166-1993《直流电阻器》的要求，用一等直流标准电阻器（一套9只）作为标准，6622A-XR型直流比较仪电桥（DCC），采用同标称值直接测量法，从而测得（10-3～105）Ω二等直流电阻的实际值。

（5）评定结果的使用

在符合上述条件下得测量结果，一般可直接使用本不确定度得评定结果。

2 测量模型

2.1 测量模型

（1）

式中：R-被测量电阻值；

Rs-标准电阻值；

A-电桥的匝比，A=Wx/Ws，Wx 为被测电阻器线圈绕组，Ws为标准电阻器线圈绕组。

2.2 传播律公式

针对上述乘积形式的测量模型，我们有如下的传播律公式

考虑到实际测量时恒温油槽的温度不一定正好是20℃，电阻负载系数的变化会引起电阻变化，测量重复性对电阻测量的影响，最后的传播律公式为

（2）

式中：

―负载系数引入的标准不确定度分量；

―油槽温度差引入的标准不确定度分量；

―测量重复性引入的标准不确定度分量。

3 全部输入量的标准不确定度评定

3.1 标准电阻引入的标准不确定度分量评定

标准电阻引入的标准不确定度分量包括两个分量，即一等电阻标准器年稳定性引入的标准不确定度分量与一等电阻标准器示值不准引入的标准不确定度分量。

（1）一等电阻标准器年稳定性引入的标准不确定度分量

一等直流标准电阻器的年稳定性对于1Ω为±1×10-6， 104Ω为±3×10-6，其实际年稳定性不会超过上述值的一半，即区间的宽度分别为1×10-6与3×10-6，在此期间内可认为服从均匀分布，包含因子，则对应的标准不确定度分量分别为

1Ω：

104Ω：

10-2Ω由于是用1Ω的标准电阻进行测量的，所以其=0.29×10-6。

（2）一等电阻标准器示值不准引入的标准不确定度分量

根据上级单位检定证书，1Ω电阻标准器的扩展不确定度Urel=0.5×10-6，包含因子k=2，104Ω电阻标准器的扩展不确定度 Urel=1.5×10-6，包含因子k=2，则有

1Ω：

104Ω：

10-2Ω由于是用1Ω的标准电阻进行测量的，所以其=0.25×10-6。

（3）由于以上两个分量不相关，故有

1Ω：

104Ω：

10-2Ω：

3.2 由比较仪测量误差引入的标准不确定度分量的评定

电桥在测量电阻时，由于匝比A不尽相同，因此电桥的准确度也不相同，考虑到，可以认为其近似服从三角分布，包含因子，厂家提供的技术指标见表1。

则比较仪测量误差引入的标准不确定度分量的计算如下：

1Ω：

104Ω：

10-2Ω：

3.3 负载变化引入的不确定度分量的评定

当一等标准电阻作标准和作被测时，其所通电流是不同的，上级检定测量时对不同阻值分别为0.05W和0.1W，作为标准器测量二等以下电阻时为0.3W。由于功率的变化，使电阻自身产生了温升，因而使阻值发生了变化。按现在电阻制造水平，电阻的负载系数完全可以做到，但对0.1Ω时，电阻的温度系数，此项误差可按照均匀分布考虑，包含因子。

下面把三个一等标准电阻器分别作被测和标准时所通的电流、引起的温升列于表2中。考虑到是在油浴环境下短时间测量，大部分一等标准电阻器的超额定功率情况可以忽略，只考虑个别阻值的负载变化的情况，我们有：

10-2Ω：

1Ω与104Ω：

3.4 恒温油槽温场均匀性引入的标准不确定度分量的评定

根据对恒温油槽的测量结果，其温场最大差值为0.002。根据检定规程，二等以上的电阻温度系数，按照均匀分布考虑，其包含因子，则：

此标准不确定度分量对所有阻值均相同。

3.5 测量重复性引入的标准不确定度分量的评定

根据比对测量得到的数据，先计算每组的平均值，然后再按照下式计算组间平均值：

最后再按照下式计算标准偏差：

计算结果见表3的第三列。

最后的计算结果见表3的最后一列。

4 合成标准不确定度的计算

由公式2，我们有：

最后的计算结果见表4的倒数第三列。

5 扩展不确定度的计算

取包含因子k=2，得到相对扩展不确定度为

计算结果见表4的倒数第二列。

扩展不确定度为：

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关键词：HXD3C型机车；高次谐波；列供柜；晶闸管被击穿；原因分析；对策

1 概述

HXD3C型机车设有DC 600V 供电电路。该电路主要有2个 DC600V 的列供柜LG1、LG2。其输入电路由机车变压器TM1两个辅助绕组供电，经过整流电路后，为旅客列车提供 DC600V 电源。冬寒酷暑期间机车列供柜故障率居高不下，旅客反响强烈，其中HXD3C型机车列供柜发生多起整流元件---晶闸管被击穿的故障，故障一旦发生列供装置无法维持使用，严重影响对旅客列车的供电，干扰机车的正常运行。例如：2014年6月间，HXD3C型162机车和HXD3C型523机车在运行中列供柜均有一组发生晶闸管被击穿的故障，在炎炎夏日的南方，致使旅客列车部分车厢温度过高，造成旅客不满。针对列供柜整流元件被击穿的故障现象，对故障原因进行分析，并提出相应的解决办法，努力提高机车列供电装置的可靠性和稳定性。

2 列供柜整流元件晶闸管击穿原因分析

2.1 机车列供柜主回路简介

图1 主回路电路图

如1图所示，列供柜主电路中晶闸管采用了过压和过流保护装置。列供柜主电路内整流桥的交流侧并联了由电阻、电容组成的RC过电压吸收电路；整流桥内各晶闸管两端并联RC电路，用于吸收晶闸管两侧的过电压。RC吸收电路也叫RC缓冲电路，它是电阻Rs与电容Cs串联，并联连接在电路中，为了限制电路电压上升率过大，确保晶闸管安全运行。在主电路输入侧串联了一个快速熔断器IFU，用于过流短路保护。

2.2 故障机车检查情况 162故障机车返回后，检查机车微机屏显示列供1柜故障，打开列供柜高压柜检查，发现晶闸管V21旁并联的RC电线路接头脱焊见图（a），晶闸管V21外观有无过热迹象，使用万用表设置到电阻档测量晶闸管两侧阻值为无穷大，确定晶闸管已开路；对机车列供柜其它部件进行检查，发现列供柜主电路交流侧RC过压吸收电路中的电阻器下部存在大量的石英砂见图（b），电阻器金属外壳有过热融化见图（c），使用万用表测量电阻阻值无穷大，确定电阻器烧损已开路。

2.3 晶闸管击穿故障原因分析结果 目前大量的交-直-交大功率和谐机车上线运行，同一分相区多台和谐机车运行，部分机车频繁进行再生反馈电制动，机车反馈到电网的电能品质较差，谐波含量大。接触网提供的电源品质差，对列车供电装置的正常工作形成较大干扰破坏。机车列供柜内主电路中长期存在尖峰过电压，在持续时间长峰值大的电压作用下，保护电路中电阻器内的石英砂吸收大量热能过度膨胀后外泄和外壳过热融化，电阻器实际功率在持续下降被击穿烧损，造成交流侧RC过电压吸收电路失效。晶闸管两侧的RC过电压吸收电线路脱焊，保护电路失效后使主电路中过电压持续施加在晶闸管一侧，导致了晶闸管被击穿。根据列供柜的故障情况分析，列供电装置主电路中存在大量的峰值较高的过电压对晶闸管产生了很大的危害，列供柜主电路保护电路失效的情况下，晶闸管被电路中的峰值较高的过电压击穿。

3 解决列供柜晶闸管击穿故障的对策

通过试验发现列供柜主电路在某些区间有时出现持续10min以上的最大功耗2000W的干扰电能，由于厂家设计原因安装在机车列供柜RC电阻中的电阻器的标称功率是2×800W，功率偏小，通过向厂家反映，机车列供柜更换掉功率偏小的电阻器，目前安装使用的是功率更大的2×1500W的电阻器，以提高过载能力，延长电阻使用寿命，防止过电压持续存在时将吸收电阻烧损，提高主电路整体安全性。2014年6月间通过重点检查HXD3C型机车列供柜柜内电线路连接状态及各RC保护电路外观检查、电阻电容性能特性测量，及时发现了很多质量隐患，具体故障如表1，经过处理保证列供柜内各保护回路状态良好。

6月通过列供柜重点检查发现的故障统计如下表：

4 结论

虽然外部尖峰过电压不可避免，但通过HXD3C型机车列供柜晶闸管被击穿的故障的分析，及时制定解决对策，经过近1年的实际使用验证的效果很好，HXD3C型机车列供柜晶闸管故障得到了有效解决。

参考文献：