ZnO壓敏電阻在直流電壓作用下老化劣化的分析

李祥超，馬驍騏

（南京信息工程大學氣象災害預報預警與評估協同創新中心，南京210044）

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ZnO壓敏電阻作為電涌保護器的關鍵元件在限制電力系統過電壓方面有著不可取代的作用，能直接決定電力系統的過電壓水平和設備的絕緣程度。但在長期工作電壓作用或短時沖擊電流作用時，其電氣性能不可避免的會產生老化劣化甚至失效現象[1]。為了避免ZnO壓敏電阻因其老化劣化導致對電力系統長時間、穩定、安全運行的影響，研究其性能以及在長期直流電壓作用下的老化劣化機理極為重要[2-3]。尤其在風力發電方面，由于風力發電機的外形巨大，更容易成為雷擊的目標。除雷電的熱效應導致風機葉片爆裂外，風機的長期工作也會對內部機輪造成損害，因此電涌保護器的選擇和安裝也極為重要，ZnO壓敏電阻老化劣化的研究分析則顯得更為關鍵。在研究中進一步得到ZnO壓敏電阻分別在單一直流電壓，正、反向直流電壓下的壓敏電壓、漏電流和分布電容隨時間和電壓的變化規律，驗證ZnO壓敏電阻的極性效應。

從20世紀70年代開始，就有很多學者針對ZnO壓敏電阻的蛻變機理展開了大量的研究。目前國內外對此還沒有比較一致的結論。普遍認為ZnO壓敏電阻的老化失效是電流長時間作用的老化積累，長期的直流電壓及多次的電流沖擊都會使肖特基勢壘發生畸變，致使壓敏電阻非線性下降，從而引起其老化劣化現象的發生[4-5]。伊桂來等在《ZnO壓敏陶瓷沖擊老化的電子陷阱過程研究》一文中得出在沖擊電流作用下壓敏電阻非線性系數的變化規律；……