This paper presents the frequency-dependent characteristics of leakage currents flowing through ZnO surge arrester block. The leakage current-voltage (I-V) characteristic curves of the commercial ZnO surge arrester blocks were measured. The resistive leakage current was found to increase with increasing frequency in the low conduction region. The capacitance of ZnO block was independent of the magnitude and frequency of the applied voltage. The power losses of ZnO block increase as the frequency of applied voltage increases, because of the dielectric loss related to the frequency of the test voltage.
ZnO varistors have been widely used to protect power system and electronic system against overvoltages based on their excellent nonlinearity. In order to increase their protection capability, the fracture and protection technologies of arresters have to study according to their applications, namely ImA DC voltage, leakage currents, impulse residual voltages, withstanding capability to impulse surge, and energy absorption capability. ZnO varistors which have nonlinear current-voltage characteristic name a number of failure mechanism when ZnO elements absorb surge energies. Failure mode by thermal stress and Pin hole are among the most common failure mechanism at the high current surge current. In this study, the fracture mechaism of power arresters are introduced and protection technologies are researched. In particular the effect of thermal stress by surge currents to ZnO elements and methods against arc surge energy through withstand structure design of arrester are discussed.
This paper preserts the characteristics of leakage currents flowing through 18 kV zinc oxide (ZnO) surge arrester under the mixed DC and AC voltages. The I-V curves of ZnO surge arrester were measured as a function of the voltage ratio K The I-V curves under the mixed DC and AC voltages lay between the pure DC and AC characteristics, and the cross-over phenomenon in I-V curves was observed at the low current region As a result, the increase of DC component to mixed voltages causes the increase of resistive component of total leakage current th ZnO surge arrester.
This paper presents electrical properties of Zinc Oxide(ZnO) surge arrester blocks under the power frequency AC voltages and various temperatures. The leakage current, $I_{R}-V$ curios and power dissipation for the fine and aged ZnO surge arrester blocks were measured as a function of the temperatures and applied voltages. When the temperature is increased from $50\;[^{\circ}C]$ to $150\;[^{\circ}C]$, the total leakage current significantly increased at the sane applied voltage level. Also, the resistive leakage currents and power dissipation were increased with increasing temperature. The leakage current and power dissipation of the aged ZnO arrester blocks were higher than the fine ZnO arrester blocks.
한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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pp.179-182
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2004
ZnO varistor for transmission class arrester$({\Phi}65{\times}20mm)$ of 10kA(Class 3) grade was recently developed in korea and is tested for the properties by switching surge operating duty test to know the line discharge class and complex surge property in electric properties. To find out changing rate of residual voltage before and after lightning impulse residual voltage testing, the sample is cool to room temperature after finishing switching surge operating duty test, and the rate is good as 1.0~1.7%. The element had been considered as applicable ZnO varistor for electricity transmission from the test results of state conterl, switching surge operating duty, thermal stability and above test. But various test should be required for actual application because this is a part of the to be needed for application.
본 논문에서는 산화아연(이하 ZnO) 피뢰기 열화진행의 한 요인으로 예측되는 전극과 ZnO소자 사이에서 발생하는 방전광 현상에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 $8/20[{\mu}s]$, 최대 10[kA]의 뇌임펄스전류를 발생시키는 뇌임펄스전류 발생장치를 설계${\cdot} $제작하였다. 실험결과, 상${\cdot}$하부의 전극 부근에서 발생하는 방전광의 형상은 인가되는 뇌임펄스의 극성에 따라 다르게 나타났으며 상대적으로 (-)극의 전극부근에서 방전광이 더 강하고 활발하게 발생하는 것으로 관찰되었다. 또한 전극의 면적에 따른 방전광의 세기는 전극의 면적이 증가할수록 감소하는 것으로 관측되었다. 동시에 전극과 소자의 접촉상태도 방전광의 발생과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 확인되었다. 따라서 배전급 ZnO피뢰기의 기존 전극구조는 보완이 필요하며 ZnO피뢰기 제품의 성능향상 및 지속적인 성능유지를 위해서는 환형구조 대신 내부면적이 있는 원판구조로 교체하는 것이 바람직하다고 판단된다.
This paper presents the characteristics of leakage currents flowing through ZinC Oxide(ZnO) surge arrester blocks under mixed direct and 60 Hz alternating voltages. A mixed voltage, in which an alternating voltage is superimposed upon a direct voltage, appears on the HVDC system network. The mixed direct and alternating voltage generator with a peak open-circuit of 10 kV was designed and fabricated. The leakage currents and V-I curves for the fine and used ZnO surge arrester blocks were measured as a function of the voltage ratio k, where the voltage ratio k is defined as the ratio of the peak of alternating voltage to the peak of the mixed voltages. The resistive component in the leakage current in the low conduction region is significantly increased with increasing the voltage ratio k. The V-I characteristic curves for the mixed voltages lies between the direct and alternating characteristics, and the cross-over phenomenon in the high conduction region was appeared.
The main objective of this paper is to design and test a new type of polymer ZnO surge arrester for DC power system of railroad vehicles. The rated voltage is 1500V direct current. The main research works are focused on structure design by finite element method, rating voltage, temporary over voltage and studies of characteristics of polymeric surge arrester.
This paper deals with the change of the micro-structure of ZnO associated with lightning surge current and ageing test. In this work, a surge current generator which can produce 8/20 [${\mu}s$], 6 [kA] impulse current is designed and fabricated to simulate the lightning impulse current. The residual voltage and leakage current flowing to ZnO blocks are observed. Also a compensation circuit was used in resistive current measurement. The micro-structures of ZnO arrester block were significantly changed by lightning surge current and accelerated temperature ageing test.
A ZnO varistor with reference voltage 250V/mm was fabricated through the control of particle size in slurry and the variation of sintering conditions. It was found that to measure the flatness of the V-I characteristic curve in the small-current region and the flatness of the V-I characteristic curve in a large-current region was improved nonlinearity of the fabricated ZnO varistor. According to the IEC 60099-4 was measured the accelerated aging test and high current test of the distribution class surge varistor which is excellent in respect to the property of ZnO varistor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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