In-Situ Formation of ZnO Nanobelts and Metallic Zn Nanobelts and Nanodisks
Yanfa Yan,*,?Ping Liu,?J.G.Wen,?B.To,?and M.M.Al-Jassim?
National Renewable Energy Laboratory,Golden,Colorado80401,and Frederick Seitz Materials Research
Laboratory,Uni V ersity of Illinois at Urbana-Champaign,Urbana,Illinois61801
Recei V ed:March11,2003;In Final Form:May19,2003
We report on the in-situ formation of ZnO nanobelts and metallic Zn nanobelts and nanodisks in a transmission
electron microscope by electron-beam irradiation of single-crystalline polyhedral Zn nanoparticles,which
were synthesized by evaporating ZnO powder mixed with graphite in a N2flowing carrying gas environment.
ZnO and Zn nanobelts are both single-crystalline,have a top surface of({110}.a side surface of({100},
and a([001]growth direction.The zinc nanodisks have diameters of10nm to0.3μm,and thickness of
about0.1μm.They usually have faceted hexagonal shapes with a top surface of((001).
Introduction
Because of their novel electronic properties,low-dimensional nanostructures are considered the building blocks for future nanoscale electronic and optoelectronic nanodevices.1-3In the past decade,the development of new techniques to synthesize nanomaterials has attracted great attention.Many methods were developed for synthesizing nanostructures with different mor-phologies such as nanorods,nanowires,nanoparticles,and quantum dots.To date,a wide range of materials,including metals,4-9semiconductors,10-13and metal oxides14-19have been made into nanostructures.Of these,metallic nanostructures have shown enhanced physical,optical,and electronic properties.4 In addition,metallic nanowires are potential candidates for nanoconnectors in nanoscale devices.Thus,extensive efforts have been made to synthesize metallic nanostructures.A variety of methods have been developed to synthesize various-shaped metallic nanoparticles,nanorods,nanodisks,nanoparticles,and nanowires.Successful methods include colloidal synthesis, template synthesis,step-edge decoration,and photon-induced synthesis.4-9Recently,an interesting phenomenon was reported by Pan et al.20They found that Pb nanocrystals with a spherical shape can be produced by irradiating larger polyhedral Pb particles.Their results indicate that nanocrystals of metals with low melting points could be produced in-situ in a transmission electron microscope(TEM)by electron-beam irradiation. Here,we demonstrate that ZnO nanobelts and metallic Zn nanobelts and nanodisks can be formed in-situ in a TEM by electron-beam irradiation of single-crystalline Zn nanoparticles. The Zn nanoparticles,with diameters of1to6μm,were synthesized by evaporating ZnO powder mixed with graphite in a N2flowing carrying gas environment.TEM and energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDS)analyses revealed that electron-beam irradiation-induced ZnO nanobelts and metallic Zn nanobelts and nanodisks are single-crystalline and free from structural defects.The ZnO and Zn nanobelts both have a top surface of({110},a side surface of({100},and the growth direction of([001].The Zn nanodisks have faceted shapes of hexagonal projection.The top surfaces of the Zn nanodisks are ((001).The diameters of the nanodisks range from10nm to 0.3μm.
Experimental Section
The synthesis of polyhedral Zn nanoparticles was carried out in a quartz tube,with N2used as a carrying gas.The source material,which is pure ZnO powder mixed with graphite(molar ratio of1:1),was placed in a quartz crucible that was then placed in the middle of the quartz tube.The N2flowing rate was about 50sccm(standard cubic centimeters per minute).The quartz tube was inserted into a horizontal tube furnace,which was heated at a rate of20-30°C/min to1100°C.A quartz plate was placed in the downstream end of the quartz tube.Its temperature,monitored by a thermocouple diode,was about 200-300°C during growth.After a30-min evaporation,the quartz tube was taken out of the furnace and cooled to room temperature.N2gas was kept flowing during the cooling.Fluffy dark-gray products formed on both the quartz plate and nearby areas on the inner wall of the quartz tube.The morphology of the as-deposited products was analyzed by a scanning electron microscope(SEM)(JEOL JSM6320F).Electron-beam irradia-tion of Zn polyhedrons was performed in a TEM(Philips CM30) operated at300kV.The structure and chemical compositions of the electron-beam irradiation-induced Zn nanobelts and nanodisks were analyzed by electron diffraction and EDS.
Results and Discussion
Figure1shows a SEM image of the as-deposited products synthesized by evaporating ZnO powder mixed with graphite in a N2flowing carrying gas environment.It reveals that the as-deposited products consist of a large quantity of nanoparticles with faceted geometrical shapes.The diameters of these polyhedrons are in the range of1to6μm.X-ray diffraction analyses showed that the as-deposited products are crystalline Zn metals.EDS spectra obtained from the edge of the polyhedrons in TEM confirmed that the composition is Zn. Electron diffraction taken from different positions around the edge of the polyhedrons showed consistent patterns,verifying that the polyhedral Zn nanoparticles are single crystals.
*Corresponding author.E-mail:yyan@https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html,.
?National Renewable Energy Laboratory.
?Frederick Seitz Materials Research Laboratory,University of Illinois at Urbana-Champaign.9701
J.Phys.Chem.B2003,107,9701-9704
10.1021/jp030328p CCC:$25.00?2003American Chemical Society
Published on Web07/24/2003
The presence of carrying gas is important in forming for the polyhedral Zn nanoparticles in our synthesis.At a high-temperature condition (1100°C),carbon reacts with ZnO to form Zn vapor and CO 2.Because of the presence of N 2-carrying gas,oxygen concentration should be very low in the quartz tube.Thus,only a small portion of the Zn vapor will be converted to ZnO,which will start to condense into ZnO crystals at about 800°C.Because Zn has a much lower melting temperature (about 419°C)than ZnO (about 1975°C),the majority of the vapor being carried to the low-temperature zone would be Zn.At low temperatures,such as 200-300°C,Zn vapor could condense to form Zn nanoparticles.
Figure 2a is a bright-field TEM image showing a Zn nanoparticle with a diameter of about 5μm.It is seen that the area surrounding the Zn particle is clean,without any smaller objects.We found that when a strong electron beam was focused on the Zn particle,the particle melted quickly.The Zn particle broke down and formed small Zn droplets.A fraction of the Zn particle erupted off,and metallic Zn nanobelts and nanodisks formed instantly in the nearby areas on the carbon supporting film.The Zn droplets moved around under the electron beam and then changed into ZnO nanobelts and nanosheets.The residual air in the TEM chamber was the possible oxygen source.The vacuum in the TEM chamber was about 10-7Torr.The process took place in a short period of time,usually within a second.Figure 2b shows the corresponding results after the Zn particle was irradiated by a strong convergent electron beam.It is seen that the polyhedral Zn particle transformed into two parts:a dense residual-like portion and scattered nanobelts and nanodisks (the lower part in Figure 2b).The arrows,marked by 1,2,and 3,in Figures 2a and 2b indicate the corresponding features of the supporting carbon film,revealing that Figures 2a and 2b were taken from the same area.It is thus evident that the nanostructures shown in Figure 2b were formed in-situ by electron-beam irradiation of the Zn nanoparticles shown in Figure 2a.
TEM and EDS analyses revealed that the dense residual-like portion is comprised of ZnO nanobelts and thin sheets.Figure 3a shows a bright-field TEM image of an area in this portion,clearly revealing the morphology of nanobelts.The ZnO nanobelts are found to orient randomly.Figure 3b shows an EDS spectrum taken from a nanobelt,verifying the presence of O and Zn.Electron diffraction patterns taken from the nanobelts confirmed that the nanobelts are ZnO.Consistent electron diffraction patterns obtained through the entire length of the nanobelts indicated that the ZnO nanobelts are single
crystals.Electron diffraction analysis indicated that the ZnO nanobelts have top surfaces of ({110}and side surfaces of ({100}.Their growth direction is ([001].The inset in Figure 3a is an electron diffraction pattern along a ?110?zone axis taken from a ZnO nanobelt.The thickness of the nanobelts is estimated to be less than 50nm.Because the growth occurred within a second,the ZnO nanobelts are usually very short,with lengths usually less than 200nm.
Figures 4a and 4b are bright-field TEM images showing the metallic Zn nanobelts and nanodisks,respectively,formed in-situ by electron-beam irradiation.EDS analyses revealed that both the nanobelts and nanodisks are pure Zn.Figure 4c shows a typical EDS spectrum taken from the nanobelts and nanodisks,verifying the presence of only Zn,without detectable O.Electron microdiffraction analyses indicate that the Zn nanobelts and nanodisks are single crystals and free from structural defects.The inset in Figure 4a is a convergent beam electron diffraction pattern along a ?110?zone axis taken from a Zn nanobelt.The inset in Figure 4b is a convergent beam electron diffraction patterns along a ?001?zone axis taken from a Zn
nanodisk.
Figure 1.SEM image of as-synthesized polyhedral Zn
nanoparticles.
Figure 2.Bright-field TEM image of polyhedral Zn nanoparticle (a)before strong electron-beam irradiation,(b)after irradiation by a convergent electron beam.
9702J.Phys.Chem.B,Vol.107,No.36,2003Yan et al.
Diffraction analyses reveal that the zinc nanobelts have a top surface of ({110}and a side surface of ({100}and their growth direction is ([001].The diameters of Zn nanodisks range from 10nm to 0.3μm.The thickness of the nanodisks is estimated to be less than 0.1μm.Most of the Zn nanodisks have the faceted geometrical shape of a hexagonal projection.Their top surfaces are ((001)crystal planes,and their side surfaces are ({110}and ({100}crystal planes.These planes are those with lower surface energies in a crystal with hexagonal structure,such as Zn.Some Zn nanodisks show rectangular shapes,as marked by arrows in Figure 4b.This is because they sit on the carbon support film with edge-on due to their very fine sizes.
The mechanism of the electron-beam irradiation-induced formation of ZnO nanobelts and metallic Zn nanobelts and nanodisks in TEM should be similar to that of the formation of nanostructures by thermal evaporation.19When a strong electron beam is focused on a Zn particle,the particle melts because of the low melting point of Zn.A portion of the melting Zn will react with oxygen in the TEM to form crystalline ZnO nanobelts at the area where the temperature is proper (above 600°C).Simultaneously,some of the melting Zn erupts off and produces Zn vapor.The Zn vapors condense on the low-temperature carbon support film to form Zn nanobelts and nanodisks.Because the temperature of the carbon support film is low,the Zn nandisks usually have small dimensions.Conclusions
We have synthesized metallic polyhedral Zn nanoparticles by evaporating ZnO powder mixed with graphite in a N 2flowing carrying gas environment.We found that single-crystalline ZnO
nanobelts and metallic Zn nanobelts and nanodisks can be produced in-situ in a TEM by irradiating Zn nanoparticles with a strong convergent electron beam.Both the ZnO and Zn nanobelts have a top surface of ({110}and a side surface of ({100},and the growth direction is ([001].The Zn nanodisks have the faceted shape of a hexagonal projection,with a top surface of ((001).Their diameters range from 10nm to 0.3μm.
Acknowledgment.This work was supported by the U.S.Department of Energy under Contract No.DE-AC36-99GO10337.References and Notes
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Figure 3.(a)Bright-field TEM image of ZnO nanobelts formed by irradiating the Zn particle shown in Figure 2a with a convergent electron beam,(b)typical EDS spectrum taken from ZnO nanobelts,verifying the presence of O and
Zn.
Figure 4.Bright-field TEM image of (a)Zn nanobelts and (b)Zn nanodisks formed by irradiating the Zn particle shown in Figure 2a with a convergent electron beam;(c)typical EDS spectrum taken from the Zn nanobelts and nanodisks,verifying the presence of Zn.
ZnO Nanobelts and Zn Nanobelts and Nanodisks J.Phys.Chem.B,Vol.107,No.36,20039703
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9704J.Phys.Chem.B,Vol.107,No.36,2003Yan et al.
氧化锌压敏电阻的电性能参数及添加剂的作用 压敏电阻是由在电子级ZnO 粉末基料中掺入少量的电子级Bi 2O 3、Co 2O 3、MnO 2、Sb 2O 3、TiO 2、Cr 2O 3、Ni 2O 3等多种添加剂,经混合、成型、烧结等工艺过程制成的精细电子陶瓷;它具有电阻值对外加电压敏感变化的特性,主要用于感知、限制电路中可能出现的各种瞬态过电压、吸收浪涌能量。 1 氧化锌压敏电阻电性能参数 1.1 压敏电压U 1mA 压敏电阻的电流为1mA 时所对应的电压作为I 随U 迅速上升的电压大小的标准,该电压用U 1mA 表示,称为压敏电压。压敏电压是ZnO 压敏电阻器伏安曲线中预击穿区和击穿区转折点的一个参数,一般情况下是1mA (Φ5产品为0.1mA )直流电流通过时,产品的两端的电压值,其偏差为±0.1%。 1.2 最大连续工作电压MCOV 最大连续工作电压MCOV 指的是压敏电阻在应用时能长期承受的最大直流电压U D C 或最大交流电压有效值 U RMS 。最大直流电压的值为80%~92%U 1mA ,或产品在85℃下,正常工作1000h ,施加的最大直流电压;最大交流电压的值为60%~65% U 1mA ,或产品在85℃下,正常工作1000h ,施加的最大交流电压。 1.3 漏电流 I L 漏电流(mA)也称等待电流,是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下,流过压敏电阻器电流。IEC 对漏电流 I L 较为普遍的定义是:环境温度25℃时,在压敏电阻上施加其所属规格的最大连续直流工作电压 U DC 时,流过压敏电阻的直流电流。 一般而言,在材料配方和烧结工艺固定的情况下,漏电流适中的压敏电阻具有较好的安全性和较长的寿命。 1.4 非线性指数α 非线性指数α指压敏电阻器在给定的外加电压作用下,其静态电阻值与动态电阻值之比。 它是一个元件的电阻值是否随电压或电流变化和变化是否敏感的标志。ZnO 压敏电阻器是一种非线性导电电阻。α在预击穿区和击穿区是不同的,一般所指是预击穿区的非线性系数。IEC 规定: )/l g (1 1.01mA mA U U =α(瓷片直径7mm 及以上的压敏电阻) )/lg(1 01.01.0mA mA U U =α(瓷片直径5mm 的压敏电阻) IEC 规定的非线性指数实际上只能表示压敏电阻在0.1mA~1mA 或0.01mA~0.1mA 之间的平均非线性指数。由于击穿区的特性接近于直线,而且上述电流区域处于击穿区内,因此IEC 规定的非线性指数可以近似地表示压敏电阻击穿后的整体非线性特性的好坏。 1.5 电压比 电压比指压敏电阻器的电流为1mA 时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA 时产生的电压值之比。 1.6 残压 U R 残压 U R 是指特定波形的浪涌电流流入压敏电阻器时,它两端电压的峰值。一般来说,
电网氧化锌避雷器在线监测 和带电测试技术规定 一、总则 1.电网35~110kV变电站过电压保护采用氧化锌避雷器。为了做好氧化锌避雷器的在线监测和带电测试这项工作,保证避雷器与电网设备的安全运行,特制定本规定。 2.本规定适用于35kV及以上氧化锌避雷器的在线监测;110kV氧化锌避雷器带电测试。公司所属各部门、基建安装单位均应按此规定执行。 二、在线监测 (一)在线监测装臵的技术要求 1.带有避雷器动作次数计数器的在线监测装臵应符合JB2440-91《避雷器用放电记数》标准的规定,其表面清晰、直观、密封可靠,上下端与接地线应能可靠连接。 2.在线监测装臵准确测量的量程应能满足下表要求,超过准确测量量程后应具有限幅功能,在最大量程内,限幅的电流应满足下表要求:
(二)在线监测装臵的安装 1.在线监测装臵应安装在易于观察处,在保证安全要求的前提下,高度宜低些。 2.在线监测装臵上部引线与避雷器底部的引下线宜采用软连接过渡,或带有伸缩结构的硬连接。为排除由于MOA 底座用4个小瓷瓶支撑,螺栓孔易积水分流所致在线监测仪数值明显降低,底座选用单个大瓷柱支撑。 3.避雷器的底座无论气候状况如何变化应保持绝缘良好,否则应采用防雨等措施。 4.在避雷器爬距留有裕度的条件下,在线监测装臵宜采用屏蔽安装。 (三)运行监测 1.安装在线监测装臵后,应每天抄表一次(无人值守站至少每周抄表一次),除记录泄漏电流外,还应记录时间、运行电压、环境温度、气候状况等参数。在雷电季到来之前,各站应对避雷器进行全面检查,登记避雷器放电次数,同时检修部应及时消缺,保证避雷器保持可投状态。 2.变电部在避雷器投运后,应确定所安装避雷器在晴天时运行电流正常值的变化范围(可以以两周记录的电流值变化范围来确定)。若在正常运行状态下,晴天或采用屏蔽安装的避雷器的运行电流增加到正常值上限的1.1倍;雨天或湿度大于85%时,避雷器的运行电流增加到正常值上限的
避雷器试验方案 1 试验目的 按试验周期安排,对避雷器按有关标准规定进行试验,为能否再正常投入运行提供试验依据。 2 标准依据 2.1 XX省电力有限公司电力设备交接及预防性试验规程 2.2 DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》 2.3 GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 2.4 避雷器生产厂家技术规范 3 试验项目 3.1 测量本体绝缘电阻 3.2 测量氧化锌避雷器直流1mA参考电压及测量0.75倍直流参考电压下漏电流 3.3带电测量运行电压下的持续电流(全电流及阻性电流) 3.4测量避雷器基座的绝缘电阻 3.5检查放电记录器或在线检测仪的动作情况和电流指示 4 试验条件 该试验需3~5人参加;工作负责人至少具有高压电气试验中级工以上水平,其余人员至少需具备初级工水平。 对于安装户外的试品,该试验应在晴天且湿度不大于85%的环境状况下进行;对于安装户内的试品,该试验应湿度不大于85%的环境状况下进行。 5 仪器设备
6 试验步骤 6.1 测量本体绝缘电阻 将避雷器外部擦拭干净,分单节进行;采用2500V兆欧表进行测量,与历次试验数据比较应无明显差别。 6.2测量氧化锌避雷器直流1mA参考电压及0.75倍直流参考电压下漏电流 现场试验接线如图1所示;试验步骤和注意事项为: ⑴对直流电压发生器进行空载升压约超过预加试验电压10-20%,待直流电压发生器正常后进行过电压保护值整定,其值一般按直流电压发生器额定值(电压、电流)整定; ⑵按图1接好试验接线:注意直流发生器至避雷器之间的高压引线连接应牢靠,经检查无误后,方可缓慢升压,当直流电流达到1mA时,读取直流电压即U1mA;其值与上次数值比较,变化应不大于5%时,合格; ⑶完成U1mA测量后,立即把电压降低至0.75 U1mA左右,将直流微安表的短路刀闸合上,把直流微安表量程换至小档位,然后电压调到0.75 U1mA数值时测量避雷器的漏电流;漏电流不大于50μA时为合格; ⑷完成0.75倍直流参考电压下漏电流测量后,立即调节直流发生器降低电压至零; ⑸断开交流电源,然后对直流发生器及避雷器进行充分放电,放电完毕,方可拆除高压引线。 6.3 运行电压下持续电流的测量 测量的接线图如图2所示。 试验要求:
氧化锌避雷器带电测试原理、方法和试验标准 (傅祺,成都铁路局供电处工程师 37883 张丕富,成都铁路局多元工程师) 摘要避雷器是保证牵引供电系统安全运行的重要设备之一,接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好,可以正常运行,能保证供电系统安全运行。由于电气化铁路运行的特殊性,常规避雷器预防性试验受天窗时间和现场条件限制,很难开展,氧化锌避雷器带电测试的研制使用为解决这一难题提供了新的途径。 关键词:接触网;避雷器;预防性试验; 1引言 避雷器是保证电力系统安全运行的重要设备之一,主要用于限制由线路传来的雷电过电压或操作引起的内部过电压。为保证金属氧化物避雷器的安全运行,必须定期测试避雷器的电气性能。接触网线路的雷电过电压保护基本上采用避雷器来完成,检测避雷器的主要手段仍然是周期性停电预试项目,这样既耗费了人力、物力,还常因停电原因不能完成避雷器预试项目。据统计,各线每年均有避雷器因自身原因发生击穿而造成停电的事故发生。 可见,避雷器运行状态是否良好、能否得到较好的监控,与铁路供电质量的稳定可靠有密切关系。这就需要我们尽快找到一种能解决该问题的方案。 2现状 按照《电力设备预防性试验规程》要求:变电所和接触网线路上使用的避雷器均需在雷雨季节来临前进行一次预防性试验以证明避雷器的电气性能良好,可以正常运行,能保证供电系统安全运行。由于电气化铁路运行的特殊性,避雷器预防性试验目前存在很多问题:目前牵引供电系统氧化锌避雷器预防性试验的方法是直流耐压试验:即测试直流1mA 电压(U1mA)及(U1mA)下的泄漏电流。这种测试方法需要停电进行,测试结果受空气湿度和气温的影响较大。每台避雷器测试时间需要40分钟左右的天窗时间。 受馈线天窗影响,如天窗时间短、天窗时间多数为夜间、繁忙区段天窗时间无法保证等因素(特别是高铁区段,馈线天窗几乎不可能安排在天气晴朗的白天),造成变电所馈线避雷器及接触网线路避雷器每年的预防性试验无法正常进行,给供电设备运行带来了很大的安全隐患,近年来多次发生接触网避雷器炸裂导致供电中断的事故。 为解决以上问题,我们需要采取一种新的不需要停电,在运行情况下就可以进行避雷器检测的方法,确认避雷器状态是否良好。 3.测试原理 运行状态的氧化锌避雷器,在运行电压下的总泄漏电流包括阻性电流和容性电流。在正常情况下流过金属氧化物避雷器的主要为容性电流,阻性电流只占很小的一部分,约为
探究掺杂二氧化钛对氧化锌压敏陶瓷 的影响 个人项目总结 学院材料与化学工程学院 专业无机非金属材料与工程 班级 13级无机非2班 指导教师徐海燕 提交日期 2016、1、2 在大三刚开学的时候,李燕老师对我们说我们大三的学生要做一
个CDIO项目,刚听到这个消息的时候,我的心里就在想“完了,自己的实践能力不好,以前从来没有做过这种项目,怎么办呢”,当时不知道怎么办,就按照老师的说法去找指导老师,我和室友一起找的老师是徐海燕老师,刚开始去见老师的时候,什么都没有准备,被老师教育了一顿,后来我们在去见老师的时候,都是先准备好每个人要说的东西,然后这样就不会害怕了,就这样在老师的指导下,我们一点一点把实验给做完,得到了我们想要的东西,在这次试验中,我学到了“学中做,做中学”实验原则和团队合作的实验精神,刚开始做实验的时候,我们一窍不懂,对要做什么,怎么去做一点都不了解,从最开始的实验任务布置下来,到去图书馆网上查找文献资料,再到实验方案的设计,以及后来的实验具体操作过程,我从中间的过程学到了很多知识,从对实验的一无所知,到后来知识的一点一点总结,我感觉到从书本上学到的知识得到了充分的运用。 我们一大组有十个人,后来因为实验的需要,我们学要不同条件下的实验结果,所以我们这一大组分成了三个小组,我们这组有四个人,在我们这四个人之中,每个人都有自己的任务,在每一次老师布置任务下来之后,我们都会分工好每个人需要做的东西,这样每个人都有事情可做,避免了有人偷懒的情况。 经过了差不多一个学期的实验,CDIO就快要结束了,结题汇报很快就要进行了,在整个CDIO项目期间,我感觉最重要的不是实验结果,而是实验过程让我们学到了些什么,需要掌握的知识,实验态度,
压敏电阻选用的基本知识 什么是压敏电阻器及其分类与参数? 压敏电阻器简称VSR,是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。它在电路中用文字符号“RV”或“R”表示,图1-21是其电路图形符号。 (一)压敏电阻器的种类 压敏电阻器可以按结构、制造过程、使用材料和伏安特性分类。 1.按结构分类压敏电阻器按其结构可分为结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器等。 结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触,才具有了非线性特性,而体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。 2.按使用材料分类压敏电阻器按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗(硅)压敏电阻器、钛酸钡压敏电阻器等多种。 3.按其伏安特性分类压敏电阻器按其伏安特性可分为对称型压敏电阻器(无极性)和非对称型压敏电阻器(有极性)。 (二)压敏电阻器的结构特性与作用 1.压敏电阻器的结构特性压敏电阻器与普通电阻器不同,它是根据半导体材料的非线性特性制成的。 图1-22是压敏电阻器外形,其内部结构如图1-23所示。 普通电阻器遵守欧姆定律,而压敏电阻器的电压与电流则呈特殊的非线性关系。当压敏电阻器
两端所加电压低于标称额定电压值时,压敏电阻器的电阻值接近无穷大,内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时,压敏电阻器将迅速击穿导通,并由高阻状态变为低阻状态,工作电流也急剧增大。当其两端电压低于标称额定电压时,压敏电阻器又能恢复为高阻状态。当压敏电阻器两端电压超过其最大限制电压时,压敏电阻器将完全击穿损坏,无法再自行恢复。 2.压敏电阻器的作用与应用压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其它电子产品中,起过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用。 图1-24是压敏电阻器的典型应用电路。 (三)压敏电阻器的主要参数 压敏电阻器的主要参数有标称电压、电压比、最大控制电压、残压比、通流容量、漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静态电容等。 1.压敏电压: MYG05K规定通过的电流为0.1mA,MYG07K、MYG10K、MYG14K、MYG20K 标称电压是指通过1mA直流电流时,压敏电阻器两端的电压值。 2.最大允许电压(最大限制电压):此电压分交流和直流两种情况,如为交流,则指的是该压敏电阻所允许加的交流电压的有效值,以ACrms表示,所以在该交流电压有效值作用下应该选
植物生长素的作用机理 陶喜斌 2014310218 种子科学与工程
摘要;经过多位科学家的研究,发现了与植物生长有关的重要激素——生长素。生长素在植物芽的生长,根的生长,果实的生长,种子休眠等方面有重要作用。那么,生长素是如何发挥这这些作用? 1;什么是生长素 生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素,英文简称IAA,国际通用,是吲哚乙酸(IAA;。4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究~后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质,能够控制胚芽生长。1934年, 凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为吲哚乙酸,因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。 2;植物生长素的生理作用 生长素有多方面的生理效应,这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长,高浓度时则会抑制生长,甚至使植物死亡,这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。 在细胞水平上,生长素可刺激形成层细胞分裂~刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长~促进木质部、韧皮部细胞分化,促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。 在器官和整株水平上,生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制~当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性~当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性~吲哚乙酸造成顶端 优势~延缓叶片衰老~施于叶片的生长素抑制脱落,而施于离层近轴端的生长素促进脱落~生长素促进开花,诱导单性果实的发育,延迟果实成熟。 生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长,特别是细胞的伸长。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端,但弯曲的部位是在尖端的下面一段,这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长,是对生长素最敏感的时期,所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是;生长素能够改变植物体内的营养物质分配,在生长素分布较丰富的部分,得到的营养物质就多,形成分配中心。生长素能够诱 导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后,番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心,叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中,子房就发育了。 生长素在植物体作用很多,具体有;1.顶端优势 2.细胞核分裂、细胞纵向伸长、细胞横向伸长3.叶片扩大4.插枝发根5.愈伤组织6.抑制块根7.气孔开放8.延长休眠9.抗寒 3;生长素的作用机理 3.1生长素作用机理的解释 激素作用的机理有各种解释,可以归纳为二; 一、是认为激素作用于核酸代谢,可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化,形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶;,进而影响细胞内的新陈代谢,引起生长发育的变化。 二、则认为激素作用于细胞膜,即质膜首先受激素的影响,发生一系列膜结构与功能的变化,使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应
压敏电阻原理概述 本文就氧化锌压敏电阻的原理、特性、正确选用等问题进行简介,并提供一些应用电路实例供各位参考。 ZnO压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件,在正常电压条件下,这相当于一只小电容器,而当电路出现过电压时,它的内阻急剧下降并迅速导通,其工作电流增加几个数量级,从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏,它的伏安特性是对称的,如图(1)a 所示。这种元件是利用陶瓷工艺制成的,它的内部微观结构如图(1)b 所示。微观结构中包括氧化锌晶粒以及晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低,而晶界层的电阻率却很高,相接触的两个晶粒之间形成了一个相当于齐纳二极管的势垒,这就是一压敏电阻单元,每个单元击穿电压大约为 3.5V,如果将许多的这种单元加以串联和并联就构成了压敏电阻的基体。串联的单元越多,其击穿电压就超高,基片的横截面积越大,其通流容量也越大。压敏电阻在工作时,每个压敏电阻单元都在承受浪涌电能量,而不象齐纳二极管那样只是结区承受电功率,这就是压敏电阻为什么比齐纳二极管能承受大得多的电能量的原因。 压敏电阻在电路中通常并接在被保护电器的输入端,如图(2)所示 压敏电阻的Zv与电路总阻抗(包括浪涌源阻抗Zs)构成分压器,因此压敏电阻的限制电压为V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧,甚至小于1Ω。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流,过电压大部分降落在Zs上,而用电器的输入电压比较稳定,因
而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs,曲线是压敏电阻的特性曲线,两者相交于点Q,即保护工作点,对应的限制电压为V,它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压,它已超过了用电器的耐压值VL,加上压敏电阻后,用电器的工作电压V小于耐压值VL,从而有效地保护了用电器。不同的线路阻抗具有不同的保护特性,从保护效果来看,Zs越大,其保护效果就越好,若Zs=0,即电路阻抗为零,压敏电阻就不起保护作用了。图(4)所描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系。
氧化锌避雷器在线监测原理及缺陷分析 本文介绍了氧化锌避雷器及其在线监测技术,介绍了氧化锌避雷器阀片的伏安特性曲线,并解释了避雷器泄漏电流产生的原因及监测其阻性电流能较灵敏的发现缺陷,详细阐述了避雷器在线监测的内部原理、测量方法,重点介绍了石家庄供电公司在实际应用中发现的两例典型缺陷,以及在线监测技术在今后生产中的发展趋势。 标签:避雷器在线监测阻性电流 1 概述 氧化锌避雷器(以下简称MOA)是一种新型保护器,它具有非常好的非线性伏安特性。在低电压(系统标称电压)作用下,流过避雷器的电流仅为微安级,所以MOA可以不用串联间隙,但由于取消了放电间隙,ZnO阀片将长期直接承受工频电压作用而产生劣化,引起避雷器伏安特性的变化和泄漏电流的增加。在多次释放雷电能量时会造成MOA的劣化和老化,如果不及时处理会引起避雷器爆炸。 我公司多年来一直致力于开展、探索避雷器的带电测试工作,在线监测技术是在运行电压下,采用专用仪器测试电力设备的绝缘参数,它能真实地反映电力设备在运行条件下的绝缘状况,因此有利于检测出内部绝缘缺陷。另一方面带电测试可以不受停电时间限制,随时可以进行测试,其测试结果便于相互比较,并且可以测得较多带电测试数据,从而对设备绝缘可靠地进行统计分析,有效地保证电力设备的安全运行。带电测试工作的数据为今后我公司全面开展实施状态检修工作奠定了坚实的基础。本文就重点介绍了用二次法测量MOA泄漏电流的原理、仪器使用及数据分析等工作。 2 10kV~220kV氧化锌避雷器在线监测原理及方法 MOA作为阀片(碳化硅)避雷器的更新换代产品,已广泛应用于各种电压等级电力網。 2.1 MOA泄漏电流的产生及阻性分量能发现的缺陷MOA在运行电压U作用下,通过电阻片的总电流包含容性电流及阻性电流两部分。容性电流的值取决于电阻片材料介电系数及几何尺寸,一般是不随运行时间而变化的。阻性电流的值取决于电阻片内颗粒表层非线性高阻层,是随运行时间而变化。当电阻片劣化或者受潮时,阻性分量增加。 当工频电压作用于MOA时,避雷器相当于一台有损耗的电容,其中容性电流Ic的大小仅对电压分布有意义,也不影响发热,而阻性电流Ir则是造成金属氧化物电阻片发热的原因。良好的MOA虽然在运行中长期承受工频运行电压,流过的持续电流通常远小于工频参考电流,引起的热效应极微小,不引起避雷器
氧化锌避雷器的特点 民熔 HY5WS-17/50氧化锌避雷器 10KV高压配电型 A级复合避雷器 产品型号: HY5WS- 17/50 额定电压: 17KV 产品名称:氧化锌避雷器 直流参考电压: 25KV 持续运行电压: 13.6KV 方波通流容量: 100A 防波冲击电流: 57.5KV(下残压) 大电流冲击耐受: 65KA 操作冲击电流: 38.5KV(下残压) 注:高压危险!进行任何工作都必须先切断电流,严重遵守操作规程执行各种既定的制度慎防触电与火灾事故。 使用环境:a.海拔高度不超过2000米; b.环境温度:最高不高于+40C- -40C; C.周围环境相对湿度:平均值不大于85%;d.地震强度不超过8级;e.安装场所:无火灾、 易燃、易爆、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动场所。
体积小、重量轻,耐碰撞运输无碰损失,安装灵活特别适合在开关柜内使用 ②电气试验: 1)绝缘电阻,用2500V兆欧表测量绝缘电阻,与同类避雷器试验值进行比较,绝缘电阻值应未有明显变化; 2)工频击穿电压试验,FS型避雷器工频放电电压标准:额定电压为3kV、6kV、10kV时;新装和大修后的避雷器为9~11kV、16~19kV、27~30kV;运行中的避雷器为8~12kV、15~21kV、23~33kV; 3)FZ型避雷器一般可不做工频放电试验,但要做避雷器
泄漏电流测量。民熔 HY5WZ-17/45高压氧化锌避雷器10KV电站型金属氧化锌避雷器 35KV高压避雷器HY5WZ-51/134户外电站型氧化锌避雷器复合型 七大特性:一、氧化锌避雷器的通流能力大这主要体现在避雷器具有吸收各种雷电过电压、工频暂态过电压、操作过电压的能力。川泰生产的氧化锌避雷器的通流能力完全符合甚至高于国家标
一、金属氧化物避雷器的试验项目,应包括下列内容 1 测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻; 2 测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流; 3 测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75 倍直流参考电压下的世漏电流; 4 检查放电计数器动作情况及监视电流表指示; 5 工频放电电压试验。 二、各类金属氧化物避雷器的交接试验项目,应符合下列规定 1 元间隙金属氧化物避雷器可按本标准第20.0.1 条第l~4 款规定进行试验,不带均压电容器的无间隙金属氧化物避雷器,第 2 款和第 3 款可选做一款试验,带均压电容器的元间隙金属氧化物避雷器,应做第2 款试验; 2 有间隙金属氧化物避雷器可按本标准第20.0.1 条第1 款和第5 款的规定进行试验。
三、测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻,应符合下列规定 1 35kV 以上电压等级,应采用5000V 兆欧表,绝缘电阻不应小于2500MΩ; 2 35kV 及以下电压等级,应采用2500V 兆欧表,绝缘电阻不应小于1000MΩ; 3 lkV 以下电压等级,应采用500V 兆欧表,绝缘电阻不应小于2MΩ; 4 基座绝缘电阻不应低于 5 MΩ 。 四、测量金属氧化物避雷器的工频参考电压和持续电流,应符合下列规定 1 金属氧化物避雷器对应于工频参考电流下的工频参考电压,整支或分节进行的测试值,应符合现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB 1103 2 或产品技术条件的规定; 2 测量金属氧化物避雷器在避雷器持续运行电压下的持续电流,其阻性电流和全电流值应符合产品技术条件的规定。 五、测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75 倍直流参考电压下的泄漏电流,应符合下列规定 1 金属氧化物避雷器对应于直流参考电流下的直流参考电压,整支或分节进行的测试值,不应低于现行国家标准《交流无间隙金属氧化物避雷器》GB 1103 2 规定值,并应符合产品技术条件的规定。实测值与制造厂实测值比较,其允许偏差应为±5%; 2 0.75 倍直流参考电压下的世漏电流值不应大于50μA ,或符合产品技术条件的规定。750kV 电压等级的金属氧化物避雷器应测试1mA 和3mA 下的
生长素的作用机理 生长素是发现最早的一类植物激素也是植物五大类激素中的一种.它参与着植物体内很多的生理作用如细胞的伸长生长、形成层的细胞分裂、维管组织的分化、叶片和花的脱落、顶端优势、向性、生根和同化物的运输等。所以研究生长素的作用机理对认识植物生长发育的许多生理过程有着不可估量的意义。 目前对激素作用的机理有各种解释,可以归纳为二:一是认为激素作用于核酸代谢,可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化,形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶),进而影响细胞内的新陈代谢,引起生长发育的变化。另一则认为激素作用于细胞膜,即质膜首先受激素的影响,发生一系列膜结构与功能的变化,使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化,或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。此外,还有人认为激素对核和质膜都有影响;或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质,最后传到核中。 虽然对激素作用机理有不同的解释,但是,无论哪一种解释都认为,激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合,才能产生有效的调节作用。这种物质就是激素的受体。生长素作用于细胞时,首先与受体结合。经过一系列过程,引起细胞壁介质酸化和影响蛋白质合成,最终导致细胞的变化。 1.生长素受体结合蛋白(ABP1) ABP包括位于内质网膜上的ABP-I、可能位于液泡膜上的ABP-∏、位于质膜上ABP -III 以及生长素运输抑制剂 N1-naphthylp- hthalamic acid(NPA)和2,3,5一三碘苯甲酸(TIBA)的结合蛋白4类。 内质网上的ABP1合成后运输到细胞质膜上发挥生长素受体作用。生长素与细胞质膜上的ABP1结合后,钝化的坞蛋白转变为活性状态,并进一步激活质子泵将膜内H+泵到膜外,引起质膜的超极化,胞壁松弛,于是引起细胞的生长反应。内质网上的ABP1可能只是起贮藏库的作用。由于发育或其他信号引起的质膜上ABP1量的改变是通过内质网上的ABP1输出增加或减少调节的。由此可见,ABP1的分布和数量可以调节IAA功能的行使。 研究还发现,各种植物的ABP基因结构相似,编码的前体蛋白都具有主要的功能性结构序列。在氨基末端有一疏水信号序列,利于ABP在内质网膜间的穿透和转移,起信号转导作用;在羧基末端的KDEL四肽结构则使得ABP定位于内质网中的特定区域。研究认为,ABP1是一个同型二聚体糖蛋白,其亚基由163个氨基酸残基组成。如玉米的ABP1由3个组氨酸残基和1个谷氨酸残基组成1个结合部位,内含1个金属阳离子,这个部位极其疏水。在第2和第5位的半胱氨酸残基间还有1个二硫键,当生长素结合到这个部位时,羧酸酯与金属离子结合,而芳香环则与第151位的色氨酸残基等疏水性氨基酸残基结合。对ABP1羧基末端高度保守的氨基酸残基作定点突变时,发现第177位的半胱氨酸残基、第175位的天冬氨酸残基和第176位的谷氨酸残基是ABP1折叠和在质膜上起作用的重要残基,ABP1构象变化引发质膜信号传递。 2.信号转导 生长素信号传导分为两条主要途径:(1)质膜上的生长素结合蛋白(ASP)可能起接收细胞外生长素信号的作用,并将细胞外信号向细胞内传导.从而诱导细胞伸长。2)细胞中存在的细胞液/细胞核可溶性结合蛋白(SABP)与生长素结合,在转录和翻译水平上影响基因表达。生长素要引发细胞内的生化反应和特定基因表
【集成电路(IC)】氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用 【集成电路氧化锌压敏电阻器的原理简介与使用性能参数】 “压敏电阻是中国大陆的名词,意思是"在一定电流电压范围内电阻值随电压而变",或者是说"电阻值对电压敏感"的阻器。相应的英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”。 压敏电阻器的电阻体材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻器,它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(O)所构成。所以从材料的角度来看,氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾,压敏电阻器是按其用途来命名的,称为"突波吸收器"。压敏电阻器按其用途有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”。 一、氧化锌压敏电阻器微观结构及特性 氧化锌压敏电阻器是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物、经典型的电子陶瓷工艺制成的多晶半导体陶瓷元件。它的微观结构如图1所示。氧化锌陶瓷是由氧化锌晶粒及晶界物质组成的,其中氧化锌晶粒中掺有施主杂质而呈N型半导体,晶界物质中含有大量金属氧化物形成大量界面态,这样每一微观单元是一个背靠背肖特基势垒,整个陶瓷就是由许多背靠背肖特基垫垒串并联的组合体。图2是压敏电阻器的等效电路。
氧化锌压敏电阻器的典型V-I特性曲线如图3所示: 预击穿区:在此区域内,施加于压敏电阻器两端的电压小于其压敏电压,其导电属于热激发电子电导机理。因此,压敏电阻器相当于一个10MΩ以上的绝缘电阻(Rb远大于Rg),这时通过压敏电阻器的阻性电流仅为微安级,可看作为开路。该区域是电路正常运行时压敏电阻器所处的状态。 击穿区:压敏电阻器两端施加一大于压敏电压的过电压时,其导电属于隧道击穿电子电导机理(Rb与Rg相当),其伏安特性呈优异的非线性电导特性,即: I=CVα 其中I通过压敏电阻器的电流C与配方和工艺有关的常数 V压敏电阻器两端的电压α为非线性系数,一般大于30 由上式可见,在击穿区,压敏电阻器端电压的微小变化就可引起电流的急剧变化,压敏电阻器正是用这一特性来抑制过电压幅值和吸收或对地释放过电压引起的浪涌能量。 上升区:当过电压很大,使得通过压敏电阻器的电流大于约100A/cm2时,压敏电阻器的伏安特性主要由晶粒电阻的伏安特性来决定。此时压敏电阻器的伏安特性呈线性电导特性,即: I=V/Rg 上升区电流与电压几乎呈线性关系,压敏电阻器在该区域已经劣化,失去了其抑制过电压、吸收或释放浪涌的能量等特性。 根据压敏电阻器的导电机理,其对过电压的响应速度很快,如带引线式和专用电极产品,一般响应时间小于25纳秒。因此只要选择和使用得当,压敏电阻器对线路中出现的瞬态过电压有优良的抑制作用,从而达到保护电路中其它元件免遭过电压破坏的目的。 二、特点 (1) 通流容量大 (2) 限制电压低 (3) 响应速度快 (4) 无续流 (5) 对称的伏安特性(即产品无极性) (6) 电压温度系数低 三、氧化锌压敏电阻器应用及注意事项 1、氧化锌压敏电阻器应用原理 压敏电阻器与被保护的电器设备或元器件并联使用。当电路中出现雷电过电压或瞬态操作过电压Vs时,压敏电阻器和被保护的设备及元器件同时承受Vs,由于压敏电阻器响应速度很快,它以纳秒级时间迅速呈
氧化锌避雷器在线监测技术初探 发表时间:2019-03-06T16:46:43.190Z 来源:《中国西部科技》2019年第1期作者:王莉莉张胜远范孟哲张禹 [导读] 氧化锌避雷器作为电力系统重要的过电压保护设备,不仅通流强而且非线性特性较为优异,能极大程度的保证电力系统的安全运行。本文通过对氧化锌避雷器在线监测方法及影响在线监测结果的因素等方面进行分析研究,并结合现场案例分析了氧化锌避雷器在线监测技术及应用效果,证明了设备在线监测工作的重要性和必要性。 国网辽宁丹东供电公司 1引言 氧化锌避雷器作为限制电力系统过电压的重要设备,其性能的优劣对电气设备安全运行起着重大的作用。近年由于其阀片老化、电气性能变坏而引发的爆炸事故时有发生,给电网安全运行带来了严重的威胁。因此对氧化锌避雷器性能的判断仅仅依赖停电试验是不够的,而如何监测它在运行中的性能更加重要。 2氧化锌避雷器的监测方法 2.1 全电流法 全泄漏电流法是早期氧化锌避雷器在线监测广泛使用的一种方法,该方法便携可靠,操作性很强,易于实现。当避雷器在运行中老化或受潮时,其全泄漏电流中阻性电流增加,从而引起全电流随之增加,可以根据这一特征来判断避雷器的运行状况。但是准确度较低,这对于发现氧化锌避雷器早期故障很不利。 2.2 阻性电流法 阻性电流法主要是测量流经氧化锌避雷器的总泄漏电流的有效值、阻性电流的峰值以及功率损耗的平均值,通过观察其变化来发现氧化锌避雷器的内部故障。阻性电流法在实际应用过程中具有自身独特的优势,但容易受到容性高次谐波电流的影响。 2.3 基波电流法 基波电流法也称投影法,该方法简单方便,不易受电网谐波干扰,具有较高的精确度,在一些情况下能够灵敏地反映氧化锌避雷器的状态。基波法是使全电流通过一个低通滤波器,去掉高次谐波,只保留基波部分,其总泄漏电流中只有阻性基波电流做功产生热量。因此它对阀片老化的判断不如测量出含有高次谐波成分的阻性电流峰值有效。 2.4 三次谐波法 三次谐波法也称零序电流法,通过检测氧化锌避雷器三相总泄漏电流中阻性电流三次谐波分量来判断其总阻性电流的变化。当电网电压含有谐波成份时,该测试方法无法排除容性三次谐波电流对测量结果的影响,因而测量误差较大。 2.5 温度监测法温度监测法是一种全新方法,简单实用,通过测量因避雷器功耗而产生的避雷器本体温度升高来反映避雷器的老化程度。此外它还能对避雷器表面污染影响泄漏电流的大小进行监测,然而它只能在在线监测的避雷器中应用,如果避雷器已投入运行就不能使用。 2.6 补偿法 常规补偿法是用取自于PT的电压信号来补偿基波容性电流分量而获得阻性电流,可靠性高、稳定性好,是目前普遍采用的方法。补偿法测量误差较小,所用仪器测量时需要引入补偿信号,此补偿信号经过相位、幅值处理,再和取自避雷器的泄漏电流相减后,方能得到阻性分量,其缺点是没有考虑对电网电压的谐波成分所带来容性电流谐波分量进行完全补偿这一因素。 3影响氧化锌避雷器在线监测结果的因素 3.1电压波动影响 当运行电压处于波动情况下,氧化锌避雷器运行电流也会随之出现变化,导致监测到的趋势曲线发生波动。对于这种情况可以利用各相避雷器同一时刻的监测值进行横向比较排除这种干扰,可以在做故障诊断时把这种变化作为一种系统干扰因素考虑,而不作为氧化锌避雷器故障看待。 3.2运行环境影响 氧化锌避雷器运行的环境条件每天都会有周期性的变化,这些将会导致泄漏电流也随之发生周期性的波动,即使在避雷器阀片正常条件下监测到的特征量也会发生周期性的波动。由于阀片存在负温度效应,在温度增加情况下,阻性电流也会随之小幅增长,所以在比较监测数据的过程中,一定要对环境温度和湿度的影响加以考虑。 3.3表面污秽影响 当氧化锌避雷器表面存在污秽时,无间隙氧化锌避雷器的等效电路可以看作是在非线性电阻旁并联了一个分流电阻,此时在避雷器的接地下引线上测得的泄漏电流将包含有避雷器表面因污层电阻产生的沿面泄漏电流,使得避雷器阀片的泄漏电流的测量受到影响。避雷器瓷瓶的污秽程度、检测仪器的精密度以及检测人员操作都会给检测结果造成一定的影响。 3.4谐波电压影响 当系统电压含有谐波分量时,会使其总电流的谐波电流中也会含有容性成分并且与阻性泄漏电流中的谐波成分混合,给从总电流中将阻性电流分离出来造成困难。当电网电压总谐波含量和谐波成分比例不同时,引起阻性电流的测量误差不同。因此不能由此判断氧化锌避雷器的保护特性变化。 3.5相间干扰影响 现场运行中,由于场地和布置方式的限制,每相避雷器都不可避免的受到其它两相的影响,当三相氧化锌避雷器按一字行排列同时带电运行时,相间杂散电容较大,通过相间杂散电容各项氧化锌避雷器之间就有了电气联系,各相避雷器的阀片除承受本相电压作用外还通过杂散电容受到相邻相电压的作用,他们之间的距离和电压等级决定了这种作用的大小。 4 氧化锌避雷器在线监测技术的应用 案例一底座绝缘损坏 在某变电站主变66kV侧氧化锌避雷器的带电测试中,发现C相固定底座的螺丝发生了脱落,同时计数器电流表不指示。为了确保分析的
https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html, 氧化锌避雷器试验基础知识须知避雷器是一种过电压保护设备。除了能限制雷击引起的过电压,还能限制一部分操作过电压。又能截断续流,不至于引起系统接地短路。一般并联与系统之中。 武汉汇卓电力专业生产氧化锌避雷器试验得设备有: HZYB-3H 氧化锌避雷器特性测试仪
https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html, ,HZYB-V 氧化锌避雷器带电测试仪,
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https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html, FC-2G 防雷元件测试仪 避雷器的分类 1、保护间隙 2、管式避雷器 3、阀式避雷器 4、磁吹阀式避雷器 5、金属氧化物避雷器(用的最多) 我们见到最多的一般都是金属氧化物避雷器,其余的几种现在基本很少见到,如需要详细了解请度娘。本文将重点介绍金属氧化物避雷器(MOA)
https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html, 金属氧化物避雷器(MOA)其优点 1、基本无续流,耐重复动作能力强 2、通流容量大 3、MOA阀片可以并联使用,增大了通流和降低残压都容易实现 4、性能稳定,抗老化强 5、氧化锌阀片具有良好的非线性伏安特性。 其结构为;将氧化锌阀片叠装在绝缘筒内密封,基本可以分为瓷套式,复合外套式,GIS式。 氧化锌阀片伏安特性
https://www.sodocs.net/doc/1d427356.html, 一个完好的避雷器在正常运行状态下处于小电流区域,可长时间运行;当发生过电压时,避雷器即处于工作区域,当过压被释放或者消失,避雷器会恢复到小电流运行状态;当长时间处于过载区,避雷器可能发生热奔溃,导致损坏或者爆炸。 下面来看一下金属氧化物铭牌(220kV)如下图: 铭牌说明: 额定电压:施加到避雷器端子最大工频电压有效值
生长素的生理作用教材分析 要点提炼 一、生长素的生理作用 1.两重性 生长素在植物体内起作用的方式和动物体内激素相似,它不直接参与细胞代谢,而是给 细胞传递一种调节代谢的信息,即促进细胞的伸长。研究发现,对于同一器官而言,生长素 对其作用具有两重性,即低浓度的生长素促进生长,高浓度的生长素抑制生长。浓度的高、 低是以生长素最适浓度为界划分的,低于最适浓度为“低浓度”,高于最适浓度为“高浓度”。 在低浓度范围内,浓度越高促进生长的效果越明显;高浓度范围内浓度越高,促进效果越差, 甚至抑制生长。由于不同的器官其生长素的最适浓度不同,所以同一浓度的生长素作用于不 同器官,其生长素的最适浓度不同。如10-6mol/L时,对茎有促进作用,对芽和根则起抑制 作用。所以生长素发挥作用因浓度、植物细胞的成熟情况和器官种类不同而有较大差异。一 般情况下,生长素浓度低时促进生长,浓度过高时则会抑制生长,甚至杀死植物。幼嫩的细 胞对生长素敏感,老细胞则比较迟钝。生长素的作用表现出两重 性:既能促进生长,又能抑制生长;既能促进发芽,又能抑制发芽;既能防止落花落果,又 能疏花疏果。 2.顶端优势 (1)观察猜想——顶端优势的原因 很早以前,人们注意到很多植物的顶芽生长很快,越接近顶芽的侧芽发育越慢,远离顶 芽的侧芽发育成侧枝,甚至使整个植物体呈现“塔”形,科学家就把这种顶芽优先生长,侧芽 生长受抑制的现象,称为顶端优势。是什么原因导致顶端优势呢?一位科学家做过一个小实 验:取各种情况基本相同的蚕豆苗,随机分成三组,第一组不作处理,第二组去除顶芽,在 切口处放一富含生长素的琼脂块,第三组去除顶芽,切口处放一块不含生长素的琼脂块。请 你猜想一下,各组的实验结果是什么?该实验能说明顶端优势的原因是什么?顶端优势实验结果:第一组蚕豆保持顶端优势;第二组蚕豆保持顶端优势;第三组侧芽发育,顶 端优势解除。 分析:比较第二、三组可以看出侧芽是否发育,顶端优势是否解除,关键取决于是否不 断地向侧芽运输生长素。综合分析以上三组实验可以总结出顶端优势的原因:顶芽产生的生 长素逐渐向下运输,枝条上部的侧芽附近生长素浓度较高,由于侧芽对生长素比较敏感,因 此它的发育受到抑制,植株表现出顶端优势。去掉顶芽后,侧芽附近的生长素来源受阻,浓 度降低,于是抑制就被解除,侧芽萌动加快生长。 (2)顶端优势的应用 在生产实践中,顶端优势有很多应用,如对于棉花,农民会适时摘心(去除顶芽),促进侧枝 发育,使之多开花多结果,提高产量;对于果树,可以适时剪枝,或利用顶端优势,或解除 顶端优势,可以塑造一定的树形,使之更好地进行光合作用,提高水果的产量和品质;对于 想获取木材的树木,在种植时注意保护顶芽,以获得高、直的树干。思维拓展 从分析实验中可以培养多项能力,注意比较各组实验的不同之处,再联系实验结果的不 同,可分析得出结论——顶端优势是由于顶芽合成的生长素不断在侧芽积累的结果。多做类 似训练,有助于提高分析能力、综合能力。 知识拓展: 植物的向重力性 如果我们把任何一种植物的幼苗横放,几小时以后,就可以看到它的茎向上弯曲,而根 向下弯曲生长的现象,这就是向重力性的表现,向重力性是指植物在重力的影响下,保持一
氧化锌压敏电阻的老化机理 1 前言 从氧化锌压敏电组U-I 特性、介电特性以及热激发电流(TSC),综述了压敏电阻直流电压和交流电压作用引起的老化现象。 氧化锌压敏电阻的老化,归因于晶粒边界区耗尽层中填隙锌离子的扩散,由同时施加的电压和温度引起的。当耗尽层中的填隙锌通过加热退火处理永久地扩展出来,压敏电阻的稳定性得以改善。 2 氧化锌压敏电阻的老化现象 2.1 伏安特性曲线的老化现象 图1 是对直径14mm,厚度1.8mm 的氧化锌压敏电阻的试验中得到的。图中分别列出直流和交流电压作用下伏安特性的老化现象[1-6.8]。 2.1.1 直流电压作用下的老化 在直流电压的作用下,氧化锌压敏电阻的U-I 曲线发生不对称变化,即在施加电压一段时间后,再测量压敏电阻的U-I 特性时,其非线性特性曲线发生不对称的变化,如图1(a) 所示。试验时施加的电压梯度为95V/mm,温度为70℃。加压后在测量压敏电阻的U-I 特性表明,在同样的电压下,流过压敏电阻的电流将增加。不对称变化表现在:和老化试验电压极性相反的伏安特性(图1(a) 左下角)的变化比极性一致的正方向特性(图1(a) 右上角)的变化要大。随所施加电压和加压时间的增加,U-I 特性曲线的改变程度也加大。 2.1.2 交流电压作用下的老化 当施加交流电压一定时间后,氧化锌压敏电阻的U-I 特性曲线发生对称变化,如图(1)b 所示。除了特性曲线的变化是对称的特点外,改变的趋势与施加直流电压的趋势相近。试验时所施加的交流电压梯度为65V/mm,温度为70℃。 试验还表明,不论是直流还是交流作用电压,老化试验后压敏电阻U-I 特性在预击穿区(即低电场区域)的变化程度要比击穿区即(中电场区域)大得多。 2.2 功率损耗和阻性电流的增加 在直流电压作用下对氧化锌压敏电阻进行加速老化试验,试验结果表明,与交流电压作用下压敏电阻一样,氧化锌压敏电阻的功率损耗和阻性电流在老化试验过程中明显增加[1,4,5]。 2.2.1 功率损耗增加 对压敏电阻试品在加速老化后,在室温下测量其功率损耗与电压的关系曲线。图 2 表示试品在老化试验前后测试的结果。加速老化试验时的温度为135℃,施加直流的荷电率为0.85,试验时间为100h。和老化试验前的功耗特性曲线相比,试验后的功耗有明显增加,即试验后功率损耗与电压的关系曲线发生了向左的移动。 2.2.2 阻性电流增加 老化试验后阻性电流增加,以及压敏电阻整体电阻率逐渐下降。