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摘要
氧化锌电阻片在脉冲大电流作用下可能失效,威胁着电力设备及电力系统安全稳定运行。脉冲大电流作用下,电阻片瓷体的失效形式主要源自于瓷体本身的穿孔和炸裂。显微形貌观测结果表明,穿孔通道处有显著的晶粒熔融痕迹和微裂纹,这说明穿孔通道起源于电阻片电流、焦耳热局部集中,导致瓷体熔融和炸裂。基于未破坏区域和穿孔通道区域的微观分析,首次定义了晶粒尺寸分布的不均匀系数,统计分析了气孔及晶粒尺寸分布。计算结果表明,氧化锌电阻片穿孔通道附近气孔含量较多,且晶粒分布更加不均匀。大量的气孔和不均匀的晶粒尺寸分布使氧化锌电阻片形成显著的电气弱点,大电流作用下电流和由电流产生的焦耳热在此聚集。一方面,局部温度迅速升高,导致瓷体熔融;另一方面,当由温度梯度形成的机械应力大于瓷体的机械强度时,瓷体产生微裂纹。当微裂纹发展贯通之后,瓷体发生炸裂。
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单位电力设备电气绝缘国家重点实验室; 平高集团有限公司; 西安交通大学
