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金属氧化物电阻片的质量对避雷器
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金属氧化物电阻片的质量对避雷器的影响

March 8, 2017 • Arresters, Arresters / 避雷器, Weekly Article, 最近文章汇总

引言 MOV电阻片 (氧化锌压敏电阻的常 用术语) 于上世纪六十年代晚期由 日本工程师发明。 MOV电阻片是 在试图使用多晶氧化锌和银电极制 造半导体金属表面势垒时无意中发 现的副产品, 可以说, 开发MOV电 阻片是偶然的。 这些电阻片后来被几家公司加以改 造用于高压避雷器, 尤其是通用电气 公司, 在了解电阻片的性能方面进行 了一些里程碑意义的研究。 “压敏电阻效应” 实际上不是一个体 积效应, 而是与多晶体, 半导体陶瓷 材料相关的晶界现象。虽然人们已 经开发了很多模型去解释它, 可能最 成功的模型要数双肖特基势垒模型 (DSB)。与避雷器主要特性相反的是, 非常小的电压变化对电流产生巨大 的影响, 这是由于一个被称为碰撞电 离的过程产生的。 成分的优化 现代的压敏电阻块中主要包含ZnO, 但也有至少10种介于百分之几到百 万分之几之间的其他元素, 通过经 验已经确定每种元素都对压敏电 阻的性能有所贡献。这些掺杂物中 的有些元素影响放电电压, 包括诸 如铋和锰, 其他元素则起着功率损 耗、老化性能、能量吸收等作用。 对这一领域的研发工程师而言, 最 关键的挑战是确定这些不同元素的 最佳数目、类型和成分。这项工作并 不容易, 因为元素与元素之间的效应 并不是彼此独立的, 必须考虑相互作 用的影响显著, 通常是非线性的。此 外, 并不只是一个、通常是几个压敏 电阻的特性需要优化, 每个特性都将 影响避雷器的性能。 用来解决这一问题的统计技术已 经开发出来, 这些技术使产品工程 师能够为特定材料体系制定最佳配 方以及相关的理想制造工艺。然而, 要注意的是, 并非所有市场上提供 的和避雷器生产中所使用的MOV 片都具有相同的最佳特性, 压敏电 阻也是如此。其中的一些原因将在 下面进行讨论。

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