電阻器范文

導語：如何才能寫好一篇電阻器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】線繞電阻器；選用

1 引言

線繞電阻器是電子線路中常用的一種電子元器件，廣泛用于鐵路電氣、礦山機電、航空航天、工業自動化等各領域，在電路中可作“分壓，限流”，可作電流傳感器，可做負載，可組成濾波電路等等。其用途較廣，用量較大。在整機的元器件選型中，線繞電阻器因結構比較簡單，易于被忽視，但作為電子線路的組成部分，對整機的安全有效工作和其他電子元器件一樣也起著重要的作用，而且其選用也需考慮諸多因素，因此在整機設計時選用適用經濟的線繞電阻器同樣是非常重要的，對其選用需考慮的因素進行分析是十分必要的。

2 線繞電阻器結構及分類

2.1 線繞電阻器結構

線繞電阻器是用合金電阻絲繞在耐高溫的絕緣基體上，表面被覆保護層構成的電阻元件，主要由電阻絲、結構基體、引出線、封裝層四部分組成。電阻絲是形成阻值的部分，材料基本為銅鎳和鎳鉻合金。結構基體是線繞電阻器的結構主體，為電阻合金提供骨架，并散熱，為電阻器提供機械強度。引出線是線繞電阻器介入電路的連接電極，同時是某些型號線繞電阻器的安裝方式。封裝層是電阻器的外表面，為電阻體提供絕緣保護和散熱，防止氧化和機械損傷。這種結構使線繞電阻器具有過功率性能優良、阻值穩定、可靠性高等優點，但同時也使它存在較大的電感和電容，高頻性能差的缺點。

2.2 線繞電阻器分類

線繞電阻器根據分類依據的不同有多種分類方法，根據阻值可否調整分為固定電阻和可調電阻，根據被覆保護層不同分為琺瑯電阻、被漆電阻、水泥電阻和金屬外殼封裝電阻等等。各種線繞電阻器除具有線繞電阻器的共同特性外，它們各自也有著自身的特點，例如：水泥電阻阻燃性優良，金屬外殼封裝電阻器體積小，負荷功率大，環境溫度高等等。

3 線繞電阻器的選用考慮因素分析

3.1 標稱阻值

電阻器上所標示的名義阻值稱為標稱阻值。在電阻器的實際生產中，一般只會生產某些系列阻值的電阻器，以便實現標準化生產。電阻器的阻值系列通常有E12、E24等數系，只要滿足設計要求，應該優先考慮E12、E24數系的阻值。

3.2 阻值精度

阻值精度又稱為允許誤差，因為生產時電阻實際阻值和標稱阻值可能會存在一些偏差，所以允許有一定范圍內的誤差，普通線繞電阻器阻值精度一般為±5%，阻值精度小于±1%的線繞電阻器稱為精密線繞電阻器。在選擇精度等級時滿足整機設計要求即可，不用過高要求電阻精度，避免增加不必要的成本。

3.3 額定功耗

電阻器的額定功耗是指電阻器在規定的氣壓和溫度下，長期工作時所允許消耗的最大功率。這項指標的確定主要基于兩個方面（1）電阻器工作狀態下的表面溫升；（2）電阻器的工作壽命。一般情況下線繞電阻器在不超過40℃的環境溫度下可滿負荷工作，當要求線繞電阻器在高于40℃的環境溫度下工作時，應按各種不同型號線繞電阻器詳細規范中負荷曲線的規定降功耗使用。為了使線繞電阻器長期有效地工作，通常要降功耗50%以上。負荷曲線圖例見圖1。

圖1

3.4 電阻器的額定電壓和額定電流

3.4.1 額定電壓

電阻器的最高工作電壓受到兩個因素的限制（1）電阻體內的電流密度 （2）絕緣保護層的電擊穿的極限。額定電壓是為了不使電流密度過大而造成早期老化，同時對于高阻電阻器，由于絕緣能力的限制，保證安全使用的電壓最大值，額定電壓達到某一個數值后，不允許再增加，這個數值就是最高工作電壓，它是由于電阻器尺寸，結構的原因，允許加到電阻器上的最大連續工作電壓。

計算公式U額=

式中P額 ：額定功率；R：電阻阻值

3.4.2 額定電流

在額定功率和額定電壓下，流過電阻器的電流就是電阻器的額定電流。

計算公式I額=

式中P額 ：額定功率；R：電阻阻值

3.5 高頻性能

線繞電阻器的結構決定了它有較大的電感和電容，在高頻條件下，電感和電容的影響應當加以考慮。在適當降低電阻電感量即能滿足線路使用要求時，可選用無感線繞電阻器，該類型電阻在制造中采取了特殊工藝，可在一定程度上降低電感量，但不能完全消除電感。在電阻交流特性對線路的正常工作影響至關重要的電路中不宜使用線繞電阻器。

3.5.1電阻器的諧振角頻率ω0

計算公式ω0=1/

式中L：線繞電阻器分布電感的集合參數； C：線繞電阻器分布電容的集合參數

當使用頻率接近線繞電阻器諧振角頻率ω0時，線繞電阻器的性能已經改變很多而不能使用。

3.5.2 時間常數τ

時間常數τ=

式中L：線繞電阻器分布電感的集合參數； C：線繞電阻器分布電容的集合參數；R： 電阻器阻值

τ>0時；電阻器表現為電感性

τ

τ=0時；電阻器表現為純電阻性

時間常數τ在脈沖電路和高頻電路中是很重要的電路參數，在制造電阻器時希望τ很小，這樣電阻器表現為一個純電阻。

3.6 溫度系數α

溫度系數α=（1/0C）

式中：R：電阻阻值；：電阻阻值相對溫度變化的變化率

溫度系數是指溫度每變化10C所引起的電阻值的相對變化。這個數據用來評定電阻器的溫度穩定性，溫度系數越小，其穩定性越好。電阻器被應用到電路中，不可避免地把電能轉化為熱能，熱能的釋放導致電阻器的溫升，溫升導致電阻器的性能發生變化，幾乎對所有的電阻器都要求阻值隨溫度的依從性小，阻值的熱穩定性是電阻器的一個重要指標。在選用精密線繞電阻器時尤其應重視這項電阻器參數，它對精密線繞電阻器能否穩定工作會產生較大影響。

4 結束語

根據使用情況的不同，線繞電阻器在選用時考慮的因素還有很多，如在高海拔、海上，振動等惡劣環境中的選用問題等等，內容很廣，本文無法一一分析， 本文主要對線繞電阻器性能特點的六個方面進行了簡要的分析，希望能對設計人員在選用線繞電阻器時有所幫助。

參考文獻

[1]周惠潮.常用電子元件及典型應用[M].電子工業出版社，2005.

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厚膜和薄膜技術的最近發展可以在給定的芯片尺寸上實現更高的額定功率。眾所周知，與厚膜電阻元件相比，薄膜電阻元件具有眾多性能優勢，而厚膜電阻器唯一的明顯優勢就是成本。

借助最新的材料和工藝進步，這種明顯的成本差別可被顯著降低，這很可能會對片狀電阻器市場產生重大影響。目前，一種合理的預期是，容差1％、電阻溫度系數(TCR)為±100×10-6／℃的商品薄膜片狀電阻器的價位將與同等精度的厚膜電阻器的價位大致相同。

在硫含量較高的環境，例如汽車裝備、工業設備和重型農用和建筑設備中，由于硫化銀的形成，常見的厚膜片狀電阻器會出現阻值偏移問題。硫滲過電鍍層和屏蔽層，與銀接觸形成硫化銀(如圖1所示)。

硫化銀是不導電的，而持續暴露在硫環境中將意味著更多硫化銀的形成，直到所有的銀都完全轉化成硫化銀。導電層將因此被中斷，而該元件將變成開路。對任何汽車或工業設備制造商而言，這是一種特別令人沮喪的現象，因為它是一種在制造時完全無法檢測的潛在故障。有些汽車和工業設備制造商已經通過密封電子設備，成功地阻止了硫化銀的形成，但要將該方法應用于所有情況并不可行，而且這并不是一種能確保防止硫污染的可靠方法。

厚膜和薄膜

厚膜電阻器的內部端接通常都不同程度地采用了鍍銀／鈀工藝。這些相對廉價的端接材料具有更高的銀含量，但通常正是內部端接中的銀容易受到硫的污染。

盡管有可能找到銀含量更低的厚膜材料，但至今為止，這些備選材料都需要更高的成本，因此批量生產似乎不太可能。另一方面，薄膜片狀電阻器使用濺射的、以鎳鉻鐵合金為主要材質的內部端接。不含銀且通常也不包含任何其他貴金屬。這意味著鎳鉻鐵合金薄膜材料的價位比那些金、鈀或鉑含量更高的厚膜材料更為穩定。

只有內部端接不包含銀或銅質材料的片狀電阻器，或者那些內部端接由硫無法滲透的中間層加以保護的片狀電阻器，才能夠完全不受硫污染的影響。市場上存在具有競爭力的基于厚膜的解決方案，它們有一定防硫效果，但仍不能完全避免硫污染――時間一長，它們最終也會失效，變成開路。

同樣，我們知道，浸鍍的保護性鈍化層的不重合也可能會使得硫污染的影響更為嚴重。在這種情況下，降低浸渡工藝的速度可以將這種效應降至最低，但這樣做也會增加制造成本并降低制造產能。因為薄膜內部端接不受硫污染的影響，所以這一工藝的精度并不重要。

很明顯，就其內部端接而言，薄膜電阻器技術可以更好地抵抗硫污染。除此之外，采用薄膜技術的電阻器也具有整體穩定性、更低的噪聲以及更低的寄生電容和電感(取決于電阻值)。圖2展示了常見的薄膜電阻器，它比厚膜片狀電阻器有顯著的改善，特別是它的電阻值較大。

在過去，這種電噪聲更低的改進措施只有在高端音頻應用中才能體現其重要性。但是，厚膜電阻器難以滿足目前最新的高速通信設備，例如路由器、網橋和DsL調制解調器等對噪聲的要求。許多因素導致厚膜電阻器的噪聲更大，薄膜和厚膜技術最顯著的一個差異體現在激光修整特性上。一旦燒制成功，厚膜材料的性狀實際上與玻璃類似。因此，隨著材料的冷卻。激光修整會在修整區域周圍形成許多細小的微裂痕。這些微裂痕是寄生電容和錯誤電流路徑的一種來源，所有這些都會固有地導致對高速通信信號的處理性能的下降。

為了降低激光修整對厚膜元件的影響，制造商通常會增加一層絕緣玻璃來穩定激光修整。這一層包含微量的鉛，而且人們深知它對于保持厚膜電阻器長期可靠性的重要性，鑒于其重要性，這種絕緣玻璃層目前屬于RoHs標準的豁免項目。

但是，這種豁免今后是會繼續存在，抑或業界會要求使用一種不含鉛的激光修整穩定的備選方法，前景尚不明朗。薄膜技術可以提供一種“更為綠色”或更為環保的電阻器，因為它不需要使用幾乎所有厚膜芯片都會用到的含鉛玻璃。

發展

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要：基于電阻分壓器的電子式電壓互感器的原理、結構和輸出信號等與傳統的電壓互感器有很大不同，其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響。本文從等效電路的角度分析了電阻特性和雜散電容對電子式電壓互感器測量準確度的影響；利用Ansoft 軟件包建立分壓器的有限元模型對雜散電容進行了計算分析，并根據雜散電容分布對屏蔽罩進行了設計。在理論分析基礎上，研制了一臺電阻分壓式的10KV電子式電壓互感器，并進行了準確度測試。

關鍵詞：電阻分壓器；電子式電壓互感器；雜散電容

中圖分類號：TM934.16 文獻標識碼：A

1概述

為了能夠使電能正常的使用，不影響電網供電的穩定安全帶的工作，所以需要用電壓互感器來對其進行保護，無論是測量的準度還是自身使用的可靠方面都能夠成為保護電能的重要組成并且對于電力的及時供應起到了一定的作用。最多使用在電力系統的電業互感器是電磁式，它的優點是能夠測量到相對更大的范圍，測量的結果準確度可以符合電能保護的需要，對于該種電壓互感器生產技術比較成熟，自身性能很好，以及規范化的校驗。因為受到了傳感機理的約束使其也存在著諸多不便，首先體積龐大不易隨時移動，其次動態范圍小，最后容易因磁力震動導致短路現象的出現。之后出現的微電子技術雖然在一定程度上克服了電磁式裝置的缺點，卻不能夠與電力的自動化相匹配。相繼出現的集中形式都不同程度上存在著工作缺陷，最終出現了電阻式，它體積小重量輕可進行移動、但依然存在著影響因素不能使結果更精準。本文將著重分析其影響因素并對此進行解決分析。

2 原理及結構

10kV電子式電壓互感器的結構如圖1所示?；ジ衅髦饕呻娮璺謮浩?、傳輸系統和信號處理單元組成。電阻分壓器由高壓臂電阻R1、低壓臂電阻R2 和過電壓保護的氣體放電管S 構成，低壓臂電阻R2 的下端與帶螺紋的接地嵌件連接，從而通過接地嵌件實現可靠接地。電阻分壓器作為傳感器頭，主要將一次母線電壓成比例轉換為小電壓信號輸出；傳輸單元由雙層屏蔽絞線和連接端子構成，主要將分壓器輸出信號傳遞到信號處理單元，同時實現外界電磁干擾屏蔽功能；信號處理單元主要由電壓跟隨、相位補償和比例調節電路組成，實現電壓互感器的阻抗變換、相位補償和幅值調節功能，使得互感器輸出信號滿足IEC6004-7 的準確度要求。

3 傳感器誤差分析

3.1 電阻特性影響

由圖1可知，理想電阻分壓器的二次輸出電壓為

U2＝■U1（1）

式中 U1-一次母線電壓；U2-電阻分壓器低壓臂輸出電壓

電阻分壓器的分壓比為

k=1+■（2）

分壓器電阻在外加電壓增加到一定值后，電阻的阻值隨電壓的增加而減小，從而影響分壓比的穩定性。電阻隨外施電壓的變化阻值發生改變的非線性程度用電壓系數αV 表征

aV＝■（3）

式中R，R0-外施電壓為U和U0時電阻的阻值由于電阻分壓式互感器在運行時，電壓主要降落在高壓臂電阻R1上，考慮電阻電壓系數影響時分壓器的分壓比為

k=1+|■（4）

電壓互感器在受到系統運行過程中因斷路的電壓諧振電壓以及雷擊等電壓而強大沖擊，從而影響其使用的穩定性，過壓會超過高壓臂的系數的波動范圍?；谶@種情況，在使用時可以將打壓系數大的電阻器更換為電壓系數小的電阻器，并且電阻分壓器自身的穩定性能一定要符合要求。同時，分壓器的電阻還會因為外界的自然溫度的變化而隨之變化，也不利于互感器正常的工作。溫度對分壓器影響可表示為

?墜k=1+■(5)

式中 α T1，α T2-高低壓臂電阻的溫度系數從式（5）可知，傳感器的分壓在分壓器高低壓臂溫度值相同的情況下是不會變化的，而這僅僅在公式理論中成立，到現實的工作中，很難使得二者的數據完全吻合，所以為了避免此類事情發生，雖然不能保持一致，但可以為分壓器高低壓臂選擇小溫度系數的電阻器已達到相對比較穩定的效果。

通過以上分析我們可以得出以下結論，首先在使用電子是電壓互感器時，需要注意的因素有阻溫度系數、電壓系數、電阻性能穩定性和可靠性等，只有使各個因素滿足具體的實際情況才能保證測量的穩定性和準確性。

10kV 和35kV 電壓等級的電子式電壓互感器主要選用高穩定性的厚膜電阻作為分壓器的高低壓臂電阻。根據IEC 60044.7《電子式電壓互感器》的要求，對厚膜電阻進行了1min 的交流耐壓試驗和正負極性各15 次的標準雷電沖擊試驗，試驗前后阻值的相對變化小于10.5，滿足測量0.2 級準確度要求；考慮到電阻經受的電壓沖擊主要來自于中壓系統的開關操作過電壓，而且開關柜正常運行的時間為幾十年，電壓沖擊次數相當多，同時對厚膜電阻進行了沖擊次數在104～105 量級的雙極性和單極性沖擊電壓試驗，試驗結果表明選用高穩定性的厚膜電阻，沖擊試驗前后阻值相對變化為10.3，厚膜電阻適合用于電力系統中壓等級的電壓測量。

3.2 雜散電容影響

在高壓測試中，電阻對地雜散電容也對分壓器性能產生很大的影響，圖2 為考慮分壓器本體對地雜散電容和對高壓部分的雜散電容時的等效電路。

從圖中我們可以看出，經過對地雜散電容使原本應通過電阻的一部分改為經對地雜散電容而直接分到地，造成分壓器低壓臂運行的時實際值與理論估算值相差的原因是分流使更多的電壓停留在分壓器的上部，所以如果在使用過程中出現對地雜散電容那么對于電壓互感器有很大的影響力，為了保證互感器能夠更精準在實際中應該盡量減少分壓器對地雜散電容的出現率。而無法減少數量的時候可在分壓器上加入屏蔽系統，是電壓不再集中，四散分布開，同時產生更多的電流來彌補被引入地的電流。需要注意的事，對地雜散電容不僅僅只停留在表面，還有很多隱藏在運行的環境之中需要引起我們的注意，比如墻壁內、金屬板以及很多電壓設備等都可能存在，如果沒能及時注意就會對最終的測量結果有影響，如果發現了這類問題可以通過低壓屏蔽，從而降低對于互感器的影響。

結語

本文實現了一種基于電阻分壓器的電子式電壓互感器，測試結果表明其準確度滿足IEC60044-7的0.2 級要求。對于電阻特性、互感器雜散電容對電子式互感器性能的影響，采取了以下措施提高基于電阻分壓器的電子式電壓互感器的測量準確度：

采用高穩定、低電壓系數和低溫度系數的厚膜電阻器作為分壓器的高低壓臂，從而減少沖擊電壓和環境溫度對EVT 的性能影響。

在電阻分壓器的高壓部分安裝屏蔽罩，可以補償傳感器對地雜散電容的分流，減小對地雜散電容對電子式電壓互感器準確度的影響。

在電阻分壓器的低壓部分裝設屏蔽罩，可以有效控制傳感器的對地雜散電容，減少互感器運行環境不同對其性能的影響。

參考文獻

[1]方春恩，李 偉，任 曉，王 軍，張彼德.基于電阻分壓器的10kV電子式電壓互感器的研制[J]. 西華大學學報(自然科學版)，2010(02).

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關鍵詞：MOV壓敏電阻；電氣參數；劣化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.171

0 引言

MOV壓敏電阻遭受電涌電流沖擊后，其性能會逐漸劣化直至最后失效，在失效前甚至失效后其外觀可能沒有顯著變化，因而很難從外觀判斷MOV壓敏電阻的性能情況。MOV壓敏電阻電氣參數的變化與其性能劣化和失效間應有某種聯系，如果能找出這個關系，尤其找出能進行工程測量的電氣參數的變化與MOV壓敏電阻性能劣化和失效的關系，這對于SPD的日常維護管理來說具有重要意義[1-4]。

1 MOV壓敏電阻的電氣參數

壓敏電壓U1mA和泄漏電流Iie是MOV最主要的兩個靜態參數，當外部環境因素或者外施電壓的作用而出現老化劣化時，MOV本身的靜態參數也將隨之出現變化，通過變化值的大小可以判斷MOV的好壞程度[5]。

1.1 壓敏電壓U1mA

所謂壓敏電壓，即擊穿電壓或閾值電壓，指在規定電流下的電壓值，大多數情況下用1mA直流電流通入壓敏電阻器時測得的電壓值，MOV壓敏電阻的電壓值選擇是至關重要的，它關系到保護效果與使用壽命，可以通過壓敏電壓和最大持續工作電壓有對應表進行查詢，《建筑物防雷裝置檢測技術規范》GB/T21431-2015對壓敏電壓的合格判定有具體要求[6]。

1.2 泄漏電流Iie

泄漏電流Iie，即除放電間隙外，SPD在并聯接入線路后所通過的微安級電流，在測試中常用0.75倍的直流參考電壓進行，是MOV壓敏電阻劣化程度的重要參數指標，《建筑物防雷裝置檢測技術規范》GB/T21431-2015對泄漏電流的合格判定有具體要求[6]。

2 沖擊試驗

2.1 試驗方案

選擇5個品牌共9個MOV壓敏電阻模塊，其中In為20kA的MOV模塊 5個，In為40kA的MOV模塊 4個，所有MOV模塊的參數均符合相關技術標準的要求。利用實驗室的沖擊設備對9組MOV模塊進行沖擊試驗，施加1.2/50μs沖擊電壓和8/20μs沖擊電流，記錄殘壓Ures，5次沖擊為1組，冷卻后測量壓敏電壓U1mA和泄漏電流Iie。

2.2 試驗結果

2.2.1 耐沖擊情況

按照試驗方案對9個MOV模塊共進行了308次沖擊，全部MOV模塊沖擊到損壞或者脫扣。不同MOV模塊對沖擊的耐受能力差異很大，2個模塊沖擊了4次Imax才脫扣，而另2個模塊則未沖擊完In就已損壞。

2.2.2 殘壓Ures與沖擊的關系

（1）MOV模塊的殘壓大小與沖擊電流大小呈正相關，MOV模塊損壞或脫扣前殘壓沒有異常。

（2）當沖擊電流為In時，2個模塊的殘壓大于標稱的電壓保護水平，7個模塊的殘壓小于或接近標稱的電壓保護水平。

2.2.3 壓敏電壓U1mA與沖擊的關系

測量數據表明，MOV壓敏電壓與極性有關，沖擊前正負極性的壓敏電壓基本相當；正沖擊后正極性的壓敏電壓比負極性大，負沖擊后正極性的壓敏電壓比負極性小，但總體相差不是很大。為了便于比較，將正負極性的平均值作為此時的壓敏電壓值。

不同MOV模塊的壓敏電壓與沖擊的關系差異很大（圖1、圖2），但MOV模塊的壓敏電壓總體隨著沖擊次數的增加而呈先上升后下降的趨勢，其中上升的幅度較小 而下降的幅度較大。其中3個模塊的壓敏電壓穩定性較好，直至模塊失效前其壓敏電壓變化率不超過4%，2個模塊的壓敏電壓變化率未超過10%，1個模塊的壓敏電壓下降了12%，1個模塊的壓敏電壓甚至下降了25%；2個模塊在損壞前其壓敏電壓顯著增加，1個模塊從640V升到大于1400V，另1個模塊從600V左右升到1200V左右。

2.2.4 泄漏電流Iie與沖擊的關系

（1）泄漏電流隨著沖擊總體呈變大趨勢，損壞前與沖擊前的泄漏電流之比，最大的為276倍，最小的為5.58倍。但有2個模塊前面隨著沖擊泄漏電流增大，在損壞前突然變小，1個模塊從8.5μA左右降到4μA左右，下一次沖擊即損壞；另1個模塊4從30μA左右降到5μA左右，隨后經過5個In沖擊后損壞。

（2）全部模塊經過2組預沖擊后，泄漏電流就已經超過沖擊前的2倍了。

（3）MOV模塊泄漏電流與其溫度呈顯著正相關關系。經過多次沖擊后，MOV模塊的溫度上升，冷卻3分鐘測量的泄漏電流值是冷卻10分鐘測量值的1.5-2.5倍。

3 結論

通過實驗室沖擊試驗，未發現MOV模塊的殘壓、壓敏電壓和泄漏電流的變化與其性能劣化或者失效的明確關系，得出以下結論：

（1）MOV模塊的殘壓大小與沖擊電流大小呈正相關，MOV模塊性能劣化時殘壓沒有明顯變化。

（2）MOV模塊的壓敏電壓總體隨著沖擊次數的增加而呈先上升后下降的趨勢，MOV模塊損壞前壓敏電壓不一定有異?，F象，然而如果壓敏電壓異常升高，則說明MOV模塊內部結構已經發生較大變化，MOV模塊的性能已經不可靠，可能在下一次沖擊時就會損壞[7-9]。因此，若發現壓敏電壓異常升高時，應及時更換MOV模塊。

（3）MOV模塊的溫度對泄漏電流的影響很大[7-9]，呈正相關。泄漏電流過大會引起MOV模塊溫度升高，加速MOV模塊老化，為了提高可靠性，應及時更換泄漏電流較大且持續增大的MOV模塊。

（4）同一品牌MOV模塊的性能有一致性，如某一品牌耐的受沖擊能力強或者泄漏電流偏大；不同品牌MOV模塊參數穩定性相差很大。

（5）由于沖擊電流為In時，殘壓可能大于標稱電壓保護水平Up，因此選擇SPD電壓保護水平Up時應預有充足余量，并考慮接地線電壓和耦合電壓的影響，盡可能縮短接地線的長度，SPD靠近設備處安裝。

（6）《建筑物防雷裝置檢測技術規范》GB/T21431-2015關于壓敏電壓和泄漏電流合格判定的標準十分嚴苛，尤其對泄漏電流的要求，大部分MOV模塊受沖擊后不能滿足要求。

參考文獻：

[1]張棖.低壓電源系統電涌保護器老化劣化研究[J].南京：南京信息工程大學，2013.

[2]余昌松，殷春生，王華卿，裘文君.限壓型電涌保護器的性能分析及對策[J].智能建筑電氣技術，2015（04）：34-37.

[3]王功勇，牛麗英.低壓配電系統電涌保護器的選用解析[J].林業科技情報，2012（02）：96-97+102.

[4]葉蜚譽.電氣、電子設備電源側的電涌保護――電涌保護器主要參數[J].電氣應用，2004（02）：14-18.

[5]師正，譚涌波，柴健，張棖.MOV壓敏電阻靜態參數變化的特征分析[J].電瓷避雷器，2012（05）：59-63.

[6]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.中國國家標準化委員會.GBMT 21431-2015.建筑物防雷裝置檢測技術規范[S].北京：中國標準出版社，2015.

[7]李強.氧化鋅壓敏電阻熱特性研究與分析[J].南京：南京信息工程大W，2014.

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在直流電路中，電容相當于開路，電阻很??；在交流當中，由于電容的沖放電作用，這時電容就在電路中表現為開路，電阻也小。

電容器，通常簡稱其容納電荷的本領為電容，用字母C表示。

定義1：電容器，是一種容納電荷的器件。電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制等方面。

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關鍵詞：小電流；接地故障；接地信號源

中圖分類號：TM473 文獻標識碼：A

目前配電網多采用小電流接地系統，這類系統發生單相接地故障時，因故障電流較小，故障特征復雜，使得故障點的查找非常困難。目前小電流接地系統單相接地故障的定位，主要通過裝在變電站內的信號源檢測到故障信息后，對故障相施加特定信號，通過檢測此特定信號來實現故障定位，此方法得到了較廣泛應用，因此接地信號源的穩定性及對電網的影響成為十分關心的問題。

1信號源工作原理

基于小電流接地故障信號注入診斷法接地信號源結合小電流接地系統單相接地故障的特點，通過檢測注入的信號的特征來實現故障選線和故障點定位的。當線路上任何一點發生單相接地故障時，裝在變電站內的接地信號源檢測到故障信息后，首先判斷出故障相，然后對故障相施加特定信號，安裝在架空線路上的探頭檢測流過本線路的特定信號，若滿足故障特征則探頭起動，給出紅色顯示，同時發出一無線編碼信息。在電纜線路，安裝的特殊零序CT可以檢測到這個特別的信號電流，驅動面板型故障指示器顯示，同時驅動電子開關動作。

2信號源構成

接地信號源系統由兩部分組成：電阻柜和PT柜。

（1）電阻柜：主要包括電流互感器、斷路器（或負荷開關）、電阻器、熔斷器、柜體、控制單元及相關附件。

（2）PT柜：電阻柜安裝在變電站外部，無法獲得變電站內的供電電源，因此其電源需額外設置。PT柜作為電阻柜的輔助設備，為電阻柜提供工作電源及測量用電壓信號。

3信號源啟動判斷

信號源裝置啟動方式采用母線零序電壓作為主判據，各特征量選取為如下：

（1）主判據：此判據基于母線零序電壓幅值分量，設為：U0> Uk。其中U0為當前母線零序電壓幅值，UK為整定值。

（2）輔助判據：此判據基于相電壓幅值分量，設為：K= Umin/Umax。其中Umin =Min（Ua， Ub， Uc） ，為故障相電壓；Umax =Max（Ua， Ub， Uc），為非故障相最大電壓。根據《中國南方電網城市配電網技術導則》，10kV配電網母線允許電壓偏差為0～+7%，K應小于10/10.7=0.93。

PT斷線可能會導致裝置誤判為故障情況，因此增加PT斷線判斷，判斷斷線后需閉鎖啟動判據。三相斷線或失壓不會滿足啟動判據的條件，所以可以不判。

4信號源啟動流程

接地信號源裝置利用零序PT獲得變電站10kV母線零序電壓，并將其作為信號源裝置啟動主判據，戶外信號源裝置控制系統根據實時的采樣結果，檢測到零序電壓的變化，依據啟動判據判斷單相接地故障發生，經延時后投入電阻器，電阻器投入保持一段時間，保持時間計時結束后切除電阻器，經延時后第二次投入電阻器，再經過保持時間后再次切除電阻器，完成整個的電阻器投切操作。整個操作過程從判定故障發生到操作完畢歷時一個周期，如下圖4-1.

圖4-1接地信號源裝置啟動過程

通過上述操作，接地信號源裝置為故障指示器提供特征電流量進行故障判定。

5信號源裝置接地電阻的阻值選取

限制電阻器的阻值因素很多，概括起來基本有如下幾類：

（1）特征量值：電阻器阻值不能太大，以免投入后特征量值太小，容易造成系統選線定位困難；

（2）系統安全：投入電阻后不應因電流過大造成繼電保護設備動作跳閘；如果接地電阻器安裝于開閉所，應該防止開閉所周圍接地電壓和跨步電壓過高，危害人身安全（變電站設計中通常已考慮大電流工作接地安全，此處無需重復考慮）；

（3）現場條件：包括變電所是否有接地變，是否允許在接地變中性點上安裝接地信號源裝置，線路上是否裝備具有開短短路電流能力的斷路器等；

（4）成本：接地信號源的一次設備均需新裝，應充分考慮成本因素。

選取合適的接地形式和電阻器阻值必須充分考慮以上各因素，其中有些還相互制約，必須綜合評價，謹慎選擇。

在電阻器經中性點接地情況下，假設接地電阻器電阻值為0，通過仿真計算可以獲得流過接地點和電阻器的最大電流，如圖3-8所示。

圖5-1 中性點投入電阻器后流過的最大電流

由仿真計算結果可得以下結論：

（1）各種電阻器經中性點接地方式下，最大故障電流均隨著接地電阻增大減??；

（2）脫諧度增大對各種電阻器接地方式下最大接地電流的影響均不大。

接地信號源的電阻配置可根據《DL/T 621-1997交流電氣裝置的接地》標準進行分析，計算最大接地電流、確定接地電阻值以及校驗接觸電壓與跨步電壓。當電阻器接于變電站中性點時，變電站接地安全在設計時已考慮在內，此處無需再考慮接地安全，電阻器應該選擇較小阻值，以提高特征量檢驗的靈敏度，如果電阻器阻值選擇過大，將影響特征量的識別。

6、信號源投入的效果

圖6-1為單相接地故障發生時，接地信號源投入及切除后的電流波形圖。

從圖中可以看出，當單相接地故障發生時，零序電流及故障相電流變化不十分明顯，當接地信號源投入電阻器后，零序電流分量和故障相電流量發生了較為明顯的改變，通過對電阻器投入時間進行合理設定，可產生特征鮮明的故障電流特征量，智能故障指示器通過檢測該特征量，可以準確的判斷出單相接地故障。

7、信號源投入對電網的影響

由于信號源短時投入，在系統的中性點短時接入一個純阻性負荷破壞了接地時出現的諧振條件，這樣降低了發生單相接地時系統過電壓的幅值和諧振影響，減少了對信號源發出的特殊信號的干擾，增加了故障指示器在檢測單相接地故障的正確性和選擇性。同時，由于信號源是純阻性的，它的接入在發生接地后不但不會增加接地過電壓值，反而降低了接地時中性點的電壓值，具體降低值與系統的消弧線圈參數和配電網參數有關。另外由于信號源是純阻性的，此時在接地點的有功電流與電源電壓同相，當電流過零電弧熄滅后，恢復電壓與電源電壓相同，此時恢復電壓的速度較低，所以由于信號源的接入還減少了電弧重燃的機率。

結語

當單相接地故障發生時，通過利用接地信號源對電網注入信號，零序電流分量和故障相電流量發生了較為明顯的改變，通過對電阻器投入時間進行合理設定，可產生特征鮮明的故障電流特征量，智能故障指示器通過檢測該特征量，可以準確的判斷出單相接地故障。同時根據分析，接地信號源的接入沒有對電網產生不良影響，相反信號源的接入降低了接地時中性點的電壓值，減少了電弧重燃的機率。

參考文獻

[1]桑在中，張慧芬，潘貞存等.用注入法實現小電流接地系統單相接地選線保護[J].電力系統自動化，1996，20（2）：11-12.

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電阻的英文名稱為resistance縮寫res，通常用字母R表示。電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“Ω”來表示。電阻的單位歐姆是這樣的定義：導體上加上一伏特電壓時，產生一安培電流所對應的阻值。在電阻體上一般都標稱電阻的阻值有的還標識功率。在這里我們對電阻的功率不做其闡述，電阻其標稱有四種表示方法即：直標法、文字符號法、數碼法和色標法。

1）直標法

用阿拉伯數字和單位符號在電阻器表面直接標出標稱阻值和技術參數，電阻值單位歐姆用“Ω”表示，千歐用“KΩ”表示，兆歐用“MΩ”表示，允許偏差一般直接用百分數或用Ⅰ（±5%）；Ⅱ（±10%）；Ⅲ（±20%）表示。

2）文字符號法

用阿拉伯數字和文字符號兩者有規律的組合來表示標稱阻值，其允許偏差用文字符號表示：B（±0.1%）、C（±0.25%）、D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）。符號前面的數字表示整數阻值，后面的數字表示小數阻值。

3）數碼法

用三位阿拉伯數字表示，前兩位數字表示阻值的有效數，第三位數字表示有效數后面零的個數。當阻值小于10歐時，常以×R×表示，將R看作小數點單位為歐姆。偏差通常采用符號表示：B（±0.1%）、C（±0.25%）、D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）。

4)色標法

用顏色來表示電阻的大小的一種方法。對于小型電阻值常用四環色環或五環色環表示電阻的大小。

四環電阻：第一，第二色環表示阻值有效數字，第三色環表示10的冪數，第四色環為電阻的誤差等級。五環電阻：第一，第二，第三環表示三位數字，第四環表示10的冪數，第五環表示誤差等級。電阻上的每一個顏色都代表一個數字。

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【關鍵詞】入門教育興趣和動機基本功教學趣味電路

學生剛接觸電子專業時，大多數人對該專業的學習內容并不了解，也沒有目標，再加上基礎不牢，學習能力一般，學習效果自然不理想。為了提高他們的積極性和學習興趣，必須進行入門教育。經過幾年的電子專業教學實踐，筆者認為應該從以下方面對學生進行入門教育。

一、調動學生的學習興趣和動機

調動學生的興趣和動機是一個重要環節?！芭d趣是最好的老師”，學習動機是激發學生進行學習，并使學習活動指向一定學習目標的內部心理狀態。如何調動學生的學習興趣和動機呢?可把高年級電子專業學生已經在萬能板上組裝的防空警報電路、聲控閃光燈、叮咚門鈴等，印制板上組裝的磁控報警器、時鐘等給學生演示。并告訴他們，組裝這些產品就要學好電子專業實用技能的基本功，包括以下方面:正確使用萬用表測電阻、電壓、電流等;正確認讀和檢測電阻器、電位器、電容、電感器、二極管、三極管等元件;學會手工焊接技術;學會電子電路圖的識讀方法。

二、對學生進行基本功教學

基本功教學非常重要，要求學生人人過關，人人會做、能做，務必對他們嚴格要求，因為“嚴師出高徒”。還要鼓勵他們，以便激發潛能。學生在鼓勵和嚴格要求中學習肯定有收獲。這種苦樂交織的學習過程，能讓學生享受成功樂趣。那么，如何對學生進行基本功教學呢?

1.教學生正確使用萬用表，以MF47型萬用表測電阻器的電阻值為例，按如下方式教學生。

(1)準備工作。首先熟悉萬用表刻度盤和面板上每個地方的功能，如刻度盤中各刻度線的含義、機械校零、功能轉換開關、歐姆校零、表筆插孔、三極管放大倍數插孔、2500V插孔、10A插孔的位置及作用，功能轉換開關旋至每個位置時的功能。接著把萬用表擺放在水平臺上，看指針是否指在左邊零刻度線上。若指針沒有指在左邊零刻度線上，則應進行機械校零?？幢韮仁欠裼须姵?，電池是否安裝正確。若電池安裝正確，將紅黑表筆正確插在插孔里，再將功能轉換開關分別旋至電阻檔的100Ω和10K兩檔，碰一下紅黑表筆，看指針是否有偏轉。若沒有偏轉或偏轉不正常，需要檢查萬用表的故障。初學時，這項檢查暫時不要學生完成。隨著學習深入，應要求學生學會檢查萬用表的故障。若指針偏轉正常，說明萬用表可以測電阻。最后，讓學生了解歐姆刻度線特點，認讀每根刻度線的讀數。要弄懂每根刻度線的讀數，就要看歐姆刻度線上每兩個相鄰數字間有幾個刻度間隔，然后從0開始依次讀出每根刻度線讀數。

(2)選檔定檔。用萬用表電阻檔位測待測電阻時，不能任意選擇檔位，應進行歐姆調零后再測量電阻器的阻值。因此，用萬用表測電阻時要選檔。確認檔位后，進行歐姆調零，再去測電阻，這樣可少操作歐姆調零這一步驟。如何選檔并定檔呢?測量電阻時，任意選一個檔位，直接把紅、黑表筆接觸到電阻器的兩端，看指針是否在中心刻度線(中心刻度線就是刻度線中間的位置)左右50度范圍內，即讀數在5～55之間，則就選取這個檔位測量該電阻器的阻值。若指針偏向“0”刻度線，則選取小一檔再試，若指針偏向“∞”刻度，則選取大一檔再試，直至讀數在中心刻度線左右50度范圍之內，就選定該檔位作為測量該電阻器的阻值。若選取R×1檔，讀數仍然偏向“0”刻度，或選取R×10K檔，仍然偏向“∞”刻度線，就只有分別選取這兩個檔位測量該電阻器的阻值。當學生能根據電阻器的色環或其他標識讀出電阻值時，可根據電阻值來選檔，利用電阻值等于讀數乘以倍數的原則，使讀數在5～55范圍之間，以此確認倍數來進行選檔。選檔以后，還是要試測一次，看萬用表上的讀數和自己估測的是否正確。若估測正確，就選取這個檔位測量該電阻器的阻值;若估測不正確，則按上述方法繼續選檔。

(3)測量并讀數。當選定某個檔位測量該電阻器的阻值，同時進行了歐姆調零，就可以測量電阻器的阻值。如何測?將紅黑表筆分別接觸到待測電阻器的兩根引線上，示數穩定后就可數。讀數時，視線要與被讀刻度線垂直。若表盤有平面鏡，要注意三線合一，即視線、刻度線、指針在鏡中的像要三線合一，指針所指示的刻度正好在刻度線上時直接讀數。若在兩刻度線之間，則要根據刻度線特征(左密右疏)估測讀數，并記錄讀數。

(4)計算。利用公式，電阻值等于讀數乘以檔位，就可算出電阻器的阻值，并記錄下來。

(5)整理器件、打掃清潔。若測量電阻完成時，應對自己所在的工位進行整理，打掃清潔，養成好習慣。萬用表不用時，一定要將表筆拔下，將功能轉換開關撥至OFF檔或交流電壓最高檔位。長期不用還要取出萬用表的電池。

萬用表測電流、電壓，也可采用類似的方法進行教學，學生同樣能學會。

2.學習認讀和檢測元件。應學會認讀和檢測電阻器、電位器、電感器、電容、二極管、三極管這些元件。以電阻器為例，說明如何認讀和檢測元件。首先，應讓學生了解電阻器的功能、主要參數、不同種類的電阻器。其次，掌握電阻器的命名及各部分含義、電阻器阻值的直標法和色標法，掌握常用電阻器的檢測方法、電阻器的代換原則。至于其它元件應了解和掌握的內容也類似，對于二極管和三極管，還應掌握用萬用表判斷二極管的P區和N區，三極管的基極、集電極和發射極。

3.學會手工焊接技術。

(1)了解電烙鐵的內部結構。首先要學會拆卸和裝接電烙鐵。拆卸電烙鐵時，先要擰松手柄上的緊固螺釘，旋下手柄后拆下電源線和烙鐵蕊，最后拔下烙鐵頭。安裝的順序與拆卸相反，只是旋緊手柄時，勿使電源線隨手柄一起扭動，以免將電源線接頭處絞斷造成開路或絞在一起形成短路。還要特別指出的是，在安裝電源線時，接頭處的銅線一定要盡可能短，以免發生短路事故。安裝結束后，一定要檢測電烙鐵有無短路與開路，方法是用萬用表測烙鐵電阻，如35W電烙鐵的電阻在1.5K左右，則連接正常。若遠大于1.5K則會出現開路，或接觸不良。若只有幾十歐或幾歐，則會出現短路。若出現開路與短路時，又得重新拆卸和安裝，直到安裝好為止。

(2)對烙鐵頭進行處理。一把新烙鐵不能拿來就用，必須用銼刀或砂紙按自然角度將烙鐵頭表面的鍍鉻層去掉，然后將電烙鐵插上電源、加熱，待溫度適當時，給烙鐵頭鍍上一層錫，再拔下電源插頭，讓電烙鐵自然冷卻后才能焊接。

(3)初步學習焊接技術。學生初學時，要掌握焊接五步法:①準備施焊，準備好被焊器件，將烙鐵頭加熱至工作溫度。②加熱焊件，烙鐵頭接觸被焊器件，包括元器件和焊盤。③送入焊絲，當被焊部位升溫至焊接溫度時，送入焊錫絲至焊點，熔化并潤濕焊點。④移開焊絲，當焊錫絲熔化到一定程度以后，迅速移去焊錫絲。⑤移開烙鐵，移去焊料后，待助焊劑未揮發前，迅速移去電烙鐵。

(4)教師進行示范操作。在焊接板上進行焊接練習時，教師要進行示范操作，邊示范邊講解。讓學生自己在焊接板上進行焊接時，要求他們邊焊接，邊默記焊接五步法，一定要做到眼到、手到、心到，專心致志地焊接。掌握這五步后，再讓他們掌握合格焊點的技術要求及檢測方法。為了學習焊接技術，可要求他們焊接各種圖形和漢字，如“北京歡迎你”、“四川加油”、正方體等圖案。

(5)學會拆焊技術。認識拆焊工具、拆焊方法和技術動作要領，嚴格控制加熱時間與溫度，拆焊時不要用力過猛，也不要強行拆焊。

4.識讀電子電路圖。這部分對初學者來說，只能大致了解，不需要強加給學生。但務必要了解電子電路圖的四方面內容:方框圖、電路原理圖、印制電路板圖和接線圖，掌握電路圖識讀的一般步驟，能根據電路原理圖連接元器件，能根據電路原理圖找出印制板上各元件的位置并進行焊接，要求學生養成讀圖的習慣，循序漸進，逐漸會識讀復雜電路圖。

三、教學生焊接趣味電路

學生有了基本技能后，可要求他們在萬能板上焊接防空警報電路和叮咚門鈴電路。焊接前，要求他們先識別檢測元器件，即測電阻器的阻值，用萬用表判斷電容的質量，判斷二極管的正負極，三極管的基極、集電極和發射極，判斷開關的質量等。檢測完成后，按照電路原理圖把元件焊接在萬能板上，注意對元件的造型，焊接時按手工焊接方法進行焊接。焊接完成后，教師要引導學生對照電路原理圖檢測元件之間的連接是否正確，最后讓學生通電、操作，看制作的電路是否成功。若不成功，指導學生檢查，問題出在什么地方。先檢查電路連接，再檢查焊接質量，最后考慮元件的質量問題。大部分學生焊接成功后，要求他們對電路進行測試，主要測三極管三極的電壓、集成塊各引腳的電壓，教師要分析電路工作原理、各元件在電路中的作用，最后也要學生理解電路的工作原理及各元件的作用。

對有印制板的小制作，如磁控報警器、時鐘等電路也要讓學生學會組裝，這種電路制作步驟與上面電路制作基本一致，但要識讀印制板就必須仔細看印制板上元件的位置，印制板上最好空一些元件的圖標不印出來，從小制作就讓學生養成識讀電路原理圖和印制板的習慣。在印制板上安裝元件時，先安裝和焊接體積小的元件，再安裝和焊接體積大的元件。焊接完成后仍要檢查電路連接，確認無誤再通電、操作，看是否成功。教師應對做成功的學生進行表揚和鼓勵，未做成功的則應鼓勵他們查找問題，同時指導檢查。

當學生將趣味電路焊接成功時，就會對電子專業感興趣，也會找到學習目標。此時，學生已經進入電子專業大門，只要認真學習基礎課程和實作技能課程，如電工基礎、電子線路、電視機原理與維修、電子技能等課程，今后的專業水平會更高，學習成果會更突出，還能用電子專業的知識來美化世界、美化生活。

參考文獻:

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關鍵詞：標準電阻；測量；不確定度

1 概述

（1）測量依據：JJG166-1993《直流電阻器》，JJF1059.1-2012 《 測量不確定度評定與表示》。

（2）環境條件：溫度（20±1）℃，相對濕度：（60±15）%RH。

（3）測量標準和被測對象：標準一等標準電阻[1（076153）、1Ω（626）、104Ω（820563）、104Ω（820544）），被測對象西北國家計量測試中心6只電阻[10-2Ω（733679、743116）][1Ω（673、000515）][104Ω（729670、000514）]。

（4）測量方法：按照JJG166-1993《直流電阻器》的要求，用一等直流標準電阻器（一套9只）作為標準，6622A-XR型直流比較儀電橋（DCC），采用同標稱值直接測量法，從而測得（10-3～105）Ω二等直流電阻的實際值。

（5）評定結果的使用

在符合上述條件下得測量結果，一般可直接使用本不確定度得評定結果。

2 測量模型

2.1 測量模型

（1）

式中：R-被測量電阻值；

Rs-標準電阻值；

A-電橋的匝比，A=Wx/Ws，Wx 為被測電阻器線圈繞組，Ws為標準電阻器線圈繞組。

2.2 傳播律公式

針對上述乘積形式的測量模型，我們有如下的傳播律公式

考慮到實際測量時恒溫油槽的溫度不一定正好是20℃，電阻負載系數的變化會引起電阻變化，測量重復性對電阻測量的影響，最后的傳播律公式為

（2）

式中：

―負載系數引入的標準不確定度分量；

―油槽溫度差引入的標準不確定度分量；

―測量重復性引入的標準不確定度分量。

3 全部輸入量的標準不確定度評定

3.1 標準電阻引入的標準不確定度分量評定

標準電阻引入的標準不確定度分量包括兩個分量，即一等電阻標準器年穩定性引入的標準不確定度分量與一等電阻標準器示值不準引入的標準不確定度分量。

（1）一等電阻標準器年穩定性引入的標準不確定度分量

一等直流標準電阻器的年穩定性對于1Ω為±1×10-6， 104Ω為±3×10-6，其實際年穩定性不會超過上述值的一半，即區間的寬度分別為1×10-6與3×10-6，在此期間內可認為服從均勻分布，包含因子，則對應的標準不確定度分量分別為

1Ω：

104Ω：

10-2Ω由于是用1Ω的標準電阻進行測量的，所以其=0.29×10-6。

（2）一等電阻標準器示值不準引入的標準不確定度分量

根據上級單位檢定證書，1Ω電阻標準器的擴展不確定度Urel=0.5×10-6，包含因子k=2，104Ω電阻標準器的擴展不確定度 Urel=1.5×10-6，包含因子k=2，則有

1Ω：

104Ω：

10-2Ω由于是用1Ω的標準電阻進行測量的，所以其=0.25×10-6。

（3）由于以上兩個分量不相關，故有

1Ω：

104Ω：

10-2Ω：

3.2 由比較儀測量誤差引入的標準不確定度分量的評定

電橋在測量電阻時，由于匝比A不盡相同，因此電橋的準確度也不相同，考慮到，可以認為其近似服從三角分布，包含因子，廠家提供的技術指標見表1。

則比較儀測量誤差引入的標準不確定度分量的計算如下：

1Ω：

104Ω：

10-2Ω：

3.3 負載變化引入的不確定度分量的評定

當一等標準電阻作標準和作被測時，其所通電流是不同的，上級檢定測量時對不同阻值分別為0.05W和0.1W，作為標準器測量二等以下電阻時為0.3W。由于功率的變化，使電阻自身產生了溫升，因而使阻值發生了變化。按現在電阻制造水平，電阻的負載系數完全可以做到，但對0.1Ω時，電阻的溫度系數，此項誤差可按照均勻分布考慮，包含因子。

下面把三個一等標準電阻器分別作被測和標準時所通的電流、引起的溫升列于表2中?？紤]到是在油浴環境下短時間測量，大部分一等標準電阻器的超額定功率情況可以忽略，只考慮個別阻值的負載變化的情況，我們有：

10-2Ω：

1Ω與104Ω：

3.4 恒溫油槽溫場均勻性引入的標準不確定度分量的評定

根據對恒溫油槽的測量結果，其溫場最大差值為0.002。根據檢定規程，二等以上的電阻溫度系數，按照均勻分布考慮，其包含因子，則：

此標準不確定度分量對所有阻值均相同。

3.5 測量重復性引入的標準不確定度分量的評定

根據比對測量得到的數據，先計算每組的平均值，然后再按照下式計算組間平均值：

最后再按照下式計算標準偏差：

計算結果見表3的第三列。

最后的計算結果見表3的最后一列。

4 合成標準不確定度的計算

由公式2，我們有：

最后的計算結果見表4的倒數第三列。

5 擴展不確定度的計算

取包含因子k=2，得到相對擴展不確定度為

計算結果見表4的倒數第二列。

擴展不確定度為：

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關鍵詞：HXD3C型機車；高次諧波；列供柜；晶閘管被擊穿；原因分析；對策

1 概述

HXD3C型機車設有DC 600V 供電電路。該電路主要有2個 DC600V 的列供柜LG1、LG2。其輸入電路由機車變壓器TM1兩個輔助繞組供電，經過整流電路后，為旅客列車提供 DC600V 電源。冬寒酷暑期間機車列供柜故障率居高不下，旅客反響強烈，其中HXD3C型機車列供柜發生多起整流元件---晶閘管被擊穿的故障，故障一旦發生列供裝置無法維持使用，嚴重影響對旅客列車的供電，干擾機車的正常運行。例如：2014年6月間，HXD3C型162機車和HXD3C型523機車在運行中列供柜均有一組發生晶閘管被擊穿的故障，在炎炎夏日的南方，致使旅客列車部分車廂溫度過高，造成旅客不滿。針對列供柜整流元件被擊穿的故障現象，對故障原因進行分析，并提出相應的解決辦法，努力提高機車列供電裝置的可靠性和穩定性。

2 列供柜整流元件晶閘管擊穿原因分析

2.1 機車列供柜主回路簡介

圖1 主回路電路圖

如1圖所示，列供柜主電路中晶閘管采用了過壓和過流保護裝置。列供柜主電路內整流橋的交流側并聯了由電阻、電容組成的RC過電壓吸收電路；整流橋內各晶閘管兩端并聯RC電路，用于吸收晶閘管兩側的過電壓。RC吸收電路也叫RC緩沖電路，它是電阻Rs與電容Cs串聯，并聯連接在電路中，為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運行。在主電路輸入側串聯了一個快速熔斷器IFU，用于過流短路保護。

2.2 故障機車檢查情況 162故障機車返回后，檢查機車微機屏顯示列供1柜故障，打開列供柜高壓柜檢查，發現晶閘管V21旁并聯的RC電線路接頭脫焊見圖（a），晶閘管V21外觀有無過熱跡象，使用萬用表設置到電阻檔測量晶閘管兩側阻值為無窮大，確定晶閘管已開路；對機車列供柜其它部件進行檢查，發現列供柜主電路交流側RC過壓吸收電路中的電阻器下部存在大量的石英砂見圖（b），電阻器金屬外殼有過熱融化見圖（c），使用萬用表測量電阻阻值無窮大，確定電阻器燒損已開路。

2.3 晶閘管擊穿故障原因分析結果 目前大量的交-直-交大功率和諧機車上線運行，同一分相區多臺和諧機車運行，部分機車頻繁進行再生反饋電制動，機車反饋到電網的電能品質較差，諧波含量大。接觸網提供的電源品質差，對列車供電裝置的正常工作形成較大干擾破壞。機車列供柜內主電路中長期存在尖峰過電壓，在持續時間長峰值大的電壓作用下，保護電路中電阻器內的石英砂吸收大量熱能過度膨脹后外泄和外殼過熱融化，電阻器實際功率在持續下降被擊穿燒損，造成交流側RC過電壓吸收電路失效。晶閘管兩側的RC過電壓吸收電線路脫焊，保護電路失效后使主電路中過電壓持續施加在晶閘管一側，導致了晶閘管被擊穿。根據列供柜的故障情況分析，列供電裝置主電路中存在大量的峰值較高的過電壓對晶閘管產生了很大的危害，列供柜主電路保護電路失效的情況下，晶閘管被電路中的峰值較高的過電壓擊穿。

3 解決列供柜晶閘管擊穿故障的對策

通過試驗發現列供柜主電路在某些區間有時出現持續10min以上的最大功耗2000W的干擾電能，由于廠家設計原因安裝在機車列供柜RC電阻中的電阻器的標稱功率是2×800W，功率偏小，通過向廠家反映，機車列供柜更換掉功率偏小的電阻器，目前安裝使用的是功率更大的2×1500W的電阻器，以提高過載能力，延長電阻使用壽命，防止過電壓持續存在時將吸收電阻燒損，提高主電路整體安全性。2014年6月間通過重點檢查HXD3C型機車列供柜柜內電線路連接狀態及各RC保護電路外觀檢查、電阻電容性能特性測量，及時發現了很多質量隱患，具體故障如表1，經過處理保證列供柜內各保護回路狀態良好。

6月通過列供柜重點檢查發現的故障統計如下表：

4 結論

雖然外部尖峰過電壓不可避免，但通過HXD3C型機車列供柜晶閘管被擊穿的故障的分析，及時制定解決對策，經過近1年的實際使用驗證的效果很好，HXD3C型機車列供柜晶閘管故障得到了有效解決。

參考文獻：