10 / 350μs এবং 8 / 20μs অনুভূমিক স্রোতগুলির অধীনে ক্লাস I SPD এর প্রতিরোধ ক্ষমতাগুলির পরীক্ষামূলক তদন্ত

সার্জ রক্ষাকারী ডিভাইস (এসপিডি) এক্সপ্লাস স্রাব স্রোতগুলির অধীনে প্রধানত 8 / 20 এমএস এবং 10 / 350 এমএস এর তরঙ্গাকৃতিগুলির মাধ্যমে পরীক্ষা করা প্রয়োজন। যাইহোক, এসপিডি পণ্যগুলির উন্নতির সাথে, যেমন স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষার স্রোতগুলির অধীনে এসপিডিগুলির দক্ষতা ও দক্ষতার সামর্থ্য আরও তদন্তের প্রয়োজন। 8 / 20 এমএস এবং 10 / 350 এমএস এবং 8 / 20 এমএস আবেগ স্রোতগুলির অধীনে SPDs এর প্রতিরোধ ক্ষমতা পরীক্ষা এবং তুলনা করার জন্য, ক্লাসগুলি আমি SPDs জন্য ব্যবহার করা হয় এমন তিন ধরনের সাধারণ ধাতব-অক্সাইড Varistors (MOV) ব্যবহার করা হয়। ফলাফলগুলি দেখায় যে উচ্চতর সীমাবদ্ধতা ভোল্টেজের সাথে MOVগুলি 10 / 350ms এর সামঞ্জস্য বর্তমানের সামর্থ্যকে আরও ভাল করে তুলতে পারে, যখন 10 / 350ms বর্তমানের প্রবণতা বর্তমানের বিপরীত। 10 / 350 মিঃ বর্তমানের অধীনে, এমওভি ব্যর্থতা একক আবেগের অধীনে প্রতি ইউনিট ভলিউমের শোষিত শক্তির সাথে সম্পর্কিত। ক্র্যাকটি হল XNUMX / XNUMXms বর্তমানের প্রধান ক্ষতির ফর্ম, যা MOV প্লাস্টিকের এনক্যাপুলেশন এবং ইলেকট্রোড শীট বন্ধ করে দেওয়ার এক দিক হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। ইলেকট্রোড শীট এবং ZnO পৃষ্ঠের মধ্যে ফ্ল্যাশওভার দ্বারা সৃষ্ট, ZnO উপাদান বর্ধিতকরণ, MOV ইলেক্ট্রোডের কাছাকাছি হাজির।

SPD পরীক্ষার মান [4] অনুসারে, 8/20 ms কারেন্টের জন্য গৃহীত প্রশস্ততাগুলির মধ্যে রয়েছে 30kA (0.75Imax) এবং 40kA (Imax)। 10/350 ms কারেন্টের জন্য গৃহীত প্রশস্ততাগুলির মধ্যে 0.75Iimp এবং Iimp অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। MOV-এর জন্য অপারেটিং ডিউটি ​​পরীক্ষার রেফারেন্স [4], MOV নমুনাগুলিতে পনেরটি 8/20ms impulses প্রয়োগ করা হয়, এবং impulses মধ্যে ব্যবধান 60 s. অতএব, পরীক্ষামূলক পদ্ধতির ফ্লোচার্ট চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে।

পরীক্ষামূলক পদ্ধতি বর্ণনা করা যেতে পারে:

(1) প্রাথমিক পরিমাপ: পরীক্ষার শুরুতে MOV নমুনাগুলি UDC1mA, Ur, এবং ফটোগ্রাফ দিয়ে চিহ্নিত করা হয়।

(2) পনেরো ইম্পালস প্রয়োগ করুন: চাহিদার ইম্পালস কারেন্ট আউটপুট করার জন্য ইমপালস কারেন্ট জেনারেটর সামঞ্জস্য করুন। MOV নমুনায় 60 সেকেন্ডের ব্যবধানের সাথে পনেরটি আবেগ ধারাবাহিকভাবে প্রয়োগ করা হয়।

(3) প্রতিটি আবেগ প্রয়োগের পরে MOV স্রোত এবং ভোল্টেজের পরিমাপকৃত তরঙ্গরূপ রেকর্ড করুন।

(4) পরীক্ষার পরে ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন এবং পরিমাপ। পাংচার বা ফ্ল্যাশওভারের জন্য MOV এর পৃষ্ঠ পরীক্ষা করুন। পরীক্ষার পরে UDC1mA এবং Ur পরিমাপ করুন। পরীক্ষার পর ক্ষতিগ্রস্ত MOV-এর ছবি তুলুন। IEC 61643-11 [4] অনুসারে পরীক্ষার জন্য পাসের মানদণ্ডের জন্য প্রয়োজন যে ভোল্টেজ এবং বর্তমান রেকর্ড উভয়ই, একটি ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন সহ, নমুনাগুলির খোঁচা বা ফ্ল্যাশওভারের কোনও ইঙ্গিত দেখাবে না। এছাড়াও, IEEE Std. C62.62 [5] পরামর্শ দিয়েছে পোস্টটেস্ট মাপা Ur (In-এ MOV অবশিষ্ট ভোল্টেজ) pretest পরিমাপিত Ur থেকে 10% এর বেশি বিচ্যুত হবে না। মাধ্যমিক IEC 60099-4 [17] এছাড়াও প্রয়োজন যে UDC1mA ইম্পালস পরীক্ষার পরে 5% এর বেশি বিচ্যুত না হওয়া উচিত।

3. 8/20 অধীনে সহ্য ক্ষমতা ms impulse বর্তমান

এই বিভাগে, 8Imax এবং Imax এর প্রশস্ততা সহ 20/0.75 ms impulse স্রোত যথাক্রমে SPD নমুনাগুলিতে প্রয়োগ করা হয়। পোস্টটেস্ট পরিমাপকৃত UDC1mA এবং Ur-এর পরিবর্তন অনুপাত এইভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে:

যেখানে, Ucr পরিমাপ করা মানের পরিবর্তনের অনুপাতকে উপস্থাপন করে। Uat পরীক্ষার পরে পরিমাপ করা মান প্রতিনিধিত্ব করে। Ubt পরীক্ষার আগে পরিমাপ করা মান উপস্থাপন করে।

3.1 8Imax এর সর্বোচ্চ সহ 20/0.75 ms ইমপালস কারেন্টের অধীনে ফলাফল

8Imax (20 kA) সর্বোচ্চ সহ পনেরটি 0.75/30 ms ইমপালস কারেন্টের নিচে তিন ধরনের MOV-এর পরীক্ষার ফলাফল টেবিল II-এ দেখানো হয়েছে। প্রতিটি ধরনের MOV-এর ফলাফল হল তিনটি একই নমুনার গড়।

টেবিল II

8 kA পিক সহ 20/30 ms impulse স্রোতের অধীনে ফলাফল

TABLEII থেকে দেখা যায় যে MOV-তে 8 20/1 ms impulses প্রয়োগ করার পরে, UDC460mA এবং Ur-এর পরিবর্তনগুলি গৌণ। চাক্ষুষ পরিদর্শনের জন্য "পাস" এর অর্থ হল পরীক্ষিত MOV-তে কোনও দৃশ্যমান ক্ষতি নেই৷ অধিকন্তু, এটি লক্ষ্য করা যায় যে MOV সীমিত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে সাথে Ucr ছোট হয়ে যায়। যেমন Ucr V8 টাইপ MOV এর জন্য সবচেয়ে ছোট। এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে তিন ধরনের MOV সকলেই 20 kA শিখর সহ 30 XNUMX/XNUMX ms impulse অতিক্রম করতে পারে।

3.2 Imax এর সর্বোচ্চ সহ 8/20 ms impulse current এর অধীনে ফলাফল

উপরের পরীক্ষামূলক ফলাফল বিবেচনা করে, 8/20 ms কারেন্টের প্রশস্ততা 40 kA (Imax) এ বৃদ্ধি করা হয়েছে। উপরন্তু, V460 টাইপ MOV-এর জন্য আবেগের সংখ্যা বিশ-তে বাড়ানো হয়েছে। পরীক্ষামূলক ফলাফল টেবিল III এ দেখানো হয়েছে। তিন ধরনের MOV-এ শক্তি শোষণের তুলনা করার জন্য, Ea/V ব্যবহার করা হয় শোষিত শক্তি প্রতি ইউনিট আয়তনের গড় পনের বা বিশটি আবেগের জন্য উপস্থাপন করতে। এখানে, "গড়" বিবেচনা করা হয় কারণ প্রতিটি আবেগের অধীনে MOV-এর শক্তি শোষণ কিছুটা আলাদা।

টেবিল III

8 kA পিক সহ 20/40 ms impulse স্রোতের অধীনে ফলাফল

টেবিল III থেকে এটি লক্ষ্য করা যায় যে যখন বর্তমান প্রশস্ততা 40 kA-তে বৃদ্ধি করা হয়, তখন UDC1mA-এর Ucr V5 এবং V230-এর জন্য 275% এর বেশি বিচ্যুত হয়, যদিও MOV অবশিষ্ট ভোল্টেজের পরিবর্তন এখনও 10% কার্যকর সীমার মধ্যে রয়েছে। চাক্ষুষ পরিদর্শন পরীক্ষা করা MOVs-এ কোন দৃশ্যমান ক্ষতি দেখায় না। V230 এবং V275 টাইপের MOV-এর জন্য, Ea/V এর অর্থ হল শোষিত শক্তি প্রতি ইউনিট আয়তনের গড় পনেরটি আবেগ। V460 এর জন্য Ea/V প্রতি ইউনিট আয়তনে গড়ে বিশটি আবেগের সাথে শোষিত শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে। সারণি III দেখায় যে উচ্চ সীমিত ভোল্টেজ (V460) সহ MOVগুলিতে নিম্ন সীমিত ভোল্টেজ (V275 এবং V230) সহ MOVগুলির তুলনায় বড় Ea/V রয়েছে। অধিকন্তু, V460 এ বারবার ইম্পুল কারেন্ট প্রয়োগ করার সাথে সাথে, প্রতি ইউনিট আয়তনে শোষিত শক্তি (E/V) ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, যেমনটি চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে।

অতএব, এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে V230 এবং V275 টাইপ MOVগুলি Imax-এর সর্বোচ্চ সহ পনেরটি 8/20ms কারেন্ট ইম্পালস সহ্য করতে পারে না, যখন V460 টাইপ MOV 20 টি ইম্পালস পর্যন্ত সর্বাধিক স্রাব কারেন্ট সহ্য করতে পারে। এর মানে হল যে উচ্চতর সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির 8/20ms ইমপালস কারেন্টের অধীনে আরও ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

4. 10/350 এমএস ইম্পুল কারেন্টের অধীনে সহ্য করার ক্ষমতা

এই বিভাগে, 10Iimp এবং Iimp এর প্রশস্ততা সহ 350/0.75 ms impulse স্রোত যথাক্রমে SPD নমুনাগুলিতে প্রয়োগ করা হয়।

4.1 10Iimp এর সর্বোচ্চ সহ 350/0.75 ms ইম্পালস কারেন্টের অধীনে ফলাফল

যেহেতু তিন ধরনের MOV-এর Iimp ভিন্ন, তাই 10A-এর প্রশস্ততা সহ 350/4875 ms কারেন্ট V230 এবং V275-এ প্রয়োগ করা হয় এবং V4500-এ 460 A-এর প্রশস্ততা সহ আবেগ প্রয়োগ করা হয়। পনেরটি আবেগ প্রবাহ প্রয়োগ করার পর, পরীক্ষিত MOV-তে UDC1mAand Ur-এর পরিবর্তনগুলি টেবিল IV-তে দেখানো হয়েছে। ∑E/V এর অর্থ হল প্রয়োগকৃত আবেগের জন্য E/V এর সমষ্টি।

টেবিল IV থেকে দেখা যায় যে 10Iimp এর সর্বোচ্চ সহ পনেরটি 350/0.75 ms কারেন্ট প্রয়োগ করার পরে, V230 পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হতে পারে, যখন V1-এর UDC275mA-এর পরিবর্তন 5%-এর বেশি বিচ্যুত হয়। V275 এর প্লাস্টিকের এনক্যাপসুলেশনেও ফোলা এবং ছোট ফাটল দেখা দিয়েছে। ছোট ফাটল সহ V275 এর ছবি চিত্র 4 এ দেখানো হয়েছে।

V460 টাইপ MOV-এর জন্য, 10A-এর সর্বোচ্চ সহ অষ্টম 350/4500 ms impulse প্রয়োগ করার পরে, MOV ফাটল এবং পরিমাপ করা ভোল্টেজ এবং বর্তমান তরঙ্গরূপ অস্বাভাবিক। তুলনা করার জন্য, V10-এ সপ্তম এবং অষ্টম 350/460 ms impulse-এর অধীনে পরিমাপিত ভোল্টেজ এবং বর্তমান তরঙ্গরূপ চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র।

V230 এবং V275 এর জন্য, ∑E/V হল পনেরটি আবেগের জন্য E/V এর সমষ্টি। V460 এর জন্য, ∑E/V হল আটটি আবেগের জন্য E/V এর সমষ্টি। এটি লক্ষ্য করা যায় যে যদিও V460 এর Ea/V V230 এবং V275 এর চেয়ে বেশি, মোট ∑E/Vof V460 সর্বনিম্ন। যাইহোক, V460 সবচেয়ে গুরুতর ক্ষতির সম্মুখীন হয়েছে। এর মানে হল যে MOV-এর একক আয়তনের জন্য, 10/350 ms কারেন্টের অধীনে MOV ব্যর্থতা মোট শোষিত শক্তির (∑ E/V) সাথে সম্পর্কিত নয়, তবে একক আবেগের (Ea/V) অধীনে শোষিত শক্তির সাথে আরও বেশি সম্পর্কিত হতে পারে ) এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে 10/350 ms ইম্পালস কারেন্টের অধীনে, V230 V460 টাইপ MOV-এর চেয়ে বেশি আবেগ সহ্য করতে পারে। এর মানে হল যে কম সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির 10/350 ms কারেন্টের অধীনে আরও ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা 8/20 ms ইমপালস কারেন্টের অধীনে উপসংহারের বিপরীত।

4.2 Iimp এর সর্বোচ্চ সহ 10/350 ms impulse current এর অধীনে ফলাফল

যখন 10/350 ms কারেন্টের প্রশস্ততা Iimp-এ বাড়ানো হয়, তখন সমস্ত পরীক্ষিত MOV পনেরটি আবেগ অতিক্রম করতে পারেনি। Iimp এর প্রশস্ততা সহ 10/350 ms ইম্পালস কারেন্টের অধীনে ফলাফলগুলি TABLE V-এ দেখানো হয়েছে, যেখানে "Withstand impulse number" এর অর্থ হল আবেগের পরিমাণ যা MOV ক্র্যাক হওয়ার আগে সহ্য করতে পারে।

টেবিল V থেকে এটি লক্ষ্য করা যায় যে 230 J/cm122.09 এর Ea/V সহ V3 আটটি 10/350 ms impulses সহ্য করতে পারে যখন V460 এর Ea/V 161.09 J/cm3 এর সাথে শুধুমাত্র তিনটি আবেগ অতিক্রম করতে পারে, যদিও সর্বোচ্চ কারেন্ট গৃহীত হয়েছে V230 (6500 A) V460 (6000 A) এর চেয়ে বেশি। এটি এই উপসংহারটি যাচাই করে যে উচ্চ সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলি 10/350 ms কারেন্টের অধীনে আরও সহজে ক্ষতিগ্রস্ত হয়। এই ঘটনাটিকে এভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে: 10/350 ms কারেন্ট দ্বারা বাহিত বৃহৎ শক্তি MOV-তে শোষিত হবে। 10/350 ms কারেন্টের নিচে উচ্চ সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির জন্য, কম সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির তুলনায় MOV-এর একক আয়তনে অনেক বেশি শক্তি শোষিত হবে এবং অতিরিক্ত শক্তি শোষণ MOV ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে। যাইহোক, 8/20 ms কারেন্টের অধীনে ব্যর্থতার প্রক্রিয়া আরও তদন্তের প্রয়োজন।

ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন দেখায় যে 10/350 ms কারেন্টের অধীনে তিন ধরনের MOV-তে একই ক্ষতির ফর্ম পরিলক্ষিত হয়। MOV প্লাস্টিক এনক্যাপসুলেশনের একপাশে এবং আয়তক্ষেত্রাকার ইলেক্ট্রোড শীটের খোসা ছাড়িয়ে নিন। ZnO উপাদানের বিলুপ্তি ইলেক্ট্রোড শীটের কাছে উপস্থিত হয়েছিল, যা MOV ইলেক্ট্রোড এবং ZnO পৃষ্ঠের মধ্যে ফ্ল্যাশওভারের কারণে ঘটে। ক্ষতিগ্রস্ত V230 এর ছবি চিত্র 6-এ দেখানো হয়েছে।

5. উপসংহার

SPD গুলিকে ইম্পালস ডিসচার্জ স্রোতের অধীনে পরীক্ষা করা প্রয়োজন প্রধানত 8/20 ms এবং 10/350 ms এর তরঙ্গরূপের সাথে। 8/20 ms এবং 10/350 ms impulse কারেন্টের অধীনে SPD-এর প্রতিরোধ ক্ষমতা তদন্ত এবং তুলনা করার জন্য, 8/20 ms (Imax) এবং 10/350 ms (Iimp) তরঙ্গরূপের জন্য সর্বাধিক ডিসচার্জ কারেন্ট সহ বেশ কয়েকটি পরীক্ষা করা হয়। , সেইসাথে 0.75Imax এবং 0.75Iimp এর প্রশস্ততা। ক্লাস I SPD-এর জন্য ব্যবহৃত তিন ধরনের সাধারণ MOV বিশ্লেষণের জন্য গৃহীত হয়। কিছু উপসংহার টানা যেতে পারে।

(1) উচ্চতর সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির 8/20ms ইমপালস কারেন্টের অধীনে আরও ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। V230 এবং V275 টাইপের MOVগুলি Imax এর সর্বোচ্চ সহ পনেরটি 8/20ms ইম্পালস সহ্য করতে পারে না, যখন V460 টাইপ MOV বিশটি আবেগ অতিক্রম করতে পারে।

(2) কম সীমিত ভোল্টেজ সহ MOVগুলির 10/350 ms কারেন্টের নীচে ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। V230 টাইপ MOV Iimp এর সর্বোচ্চ সহ আটটি 10/350 ms impulses সহ্য করতে পারে, যখন V460 শুধুমাত্র তিনটি আবেগ অতিক্রম করতে পারে।

(3) 10/350 ms কারেন্টের অধীনে MOV-এর একক ভলিউম বিবেচনা করে, সমস্ত প্রয়োগকৃত আবেগের অধীনে শোষিত শক্তির সমষ্টির পরিবর্তে, একক আবেগের অধীনে শোষিত শক্তি MOV ব্যর্থতার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে।

(4) 10/350 ms কারেন্টের অধীনে তিন ধরনের MOV-তে একই ক্ষতির রূপ পরিলক্ষিত হয়। MOV প্লাস্টিক এনক্যাপসুলেশনের একপাশে এবং আয়তক্ষেত্রাকার ইলেক্ট্রোড শীটের খোসা ছাড়িয়ে নিন। ইলেক্ট্রোড শীট এবং ZnO পৃষ্ঠের মধ্যে ফ্ল্যাশওভার দ্বারা সৃষ্ট ZnO উপাদানের বিলুপ্তি, MOV ইলেক্ট্রোডের কাছে উপস্থিত হয়েছিল।