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储能系统技术 储能系统 ★ 4.0

伽马辐射对浪涌保护元件残压的影响

Impact of Gamma Radiation on the Residual Voltage of Surge Protective Components

作者 Thomas Tsovilis · Konstantinos M. Gektidis · Niki I. Gkonou · Ioannis Kaissas · Argiro Boziari · Georgios D. Peppas
期刊 IEEE Transactions on Power Delivery
出版日期 2025年1月
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 伽马辐射 浪涌保护组件 瞬态性能 抗辐射能力 测试方法
语言:

中文摘要

本文研究了伽马辐射对浪涌保护元件在0.3–2.0 kA高脉冲电流下瞬态性能的影响,采用6 kV/3 kA组合波发生器产生测试波形。首次通过分析火花间隙、金属氧化物压敏电阻和瞬态电压抑制二极管在暴露于钴-60源前后及过程中的残压变化,验证其对伽马辐射的免疫能力;辐射时间超过4分钟,剂量率达450 mGy/min。研究结果为制定国际浪涌保护测试标准提供了方法依据,并推动了在航空、航天、核能及国防等领域高辐射环境中浪涌保护方案的应用。

English Abstract

This letter investigates the impact of gamma radiation on the transient performance of surge protective components under high impulse currents in the range of 0.3–2.0 kA generated by a 6 kV/3 kA combination wave generator. For the first time, the immunity of spark gaps, metal-oxide varistors, and transient voltage suppression diodes to gamma radiation is demonstrated by analyzing their residual voltage before, during, and after their exposure to a Cobalt-60 source for more than 4 minutes; samples were receiving a dose rate of 450 mGy/min. These findings (i) provide insights on test methodologies for international standards on surge protection and (ii) pave the way for implementation of surge protection schemes in highly irradiated environments, such as those encountered in the emerging power and data grids in aviation, space, nuclear, and defense industries.
S

SunView 深度解读

该伽马辐射抗性研究对阳光电源储能及光伏系统的浪涌保护设计具有重要参考价值。研究中的MOV压敏电阻和TVS二极管是ST储能变流器、SG光伏逆变器直流侧防雷电路的核心器件,其辐射免疫特性验证可指导阳光电源在核电配套储能、高海拔强辐射光伏电站等特殊场景的SPD选型。特别是PowerTitan大型储能系统部署在核电调频、军工设施等高辐射环境时,需确保浪涌保护元件残压特性长期稳定。研究提出的450 mGy/min剂量率测试方法可纳入阳光电源内部器件可靠性验证体系,提升1500V高压系统在极端环境下的防护等级,为拓展航天地面站、国防储能等高可靠应用场景提供技术支撑。