Zirrindutako gailu babesleek (SPD) beharrezkoak dira korrituko isurketa korronteak probatu beharrean, 8 / 20 ms eta 10 / 350 ms uhinen uhinekin. Hala eta guztiz ere, SPD produktuen hobekuntzak, SPD korronte estandar horien errendimendua eta erresistentzia gaitasuna ikertu behar dute. 8 / 20 ms eta 10 ms / 350 ms bultzadako korronteak dituzten SPDen gaitasuna ikertzeko eta alderatzeko, esperimentuak hiru klase mota bete behar dira: metal-oxidoaren varistore tipikoak (MOVs). Emaitzen arabera, muga-tentsio altuagoak dituzten MOVek 8 / 20ms-en bultzadaren uneko funtzioarekiko erresistentzia hobeak dituzte, eta 10 / 350ms-en bultzadaren unekoaren ondorioz kontrakoa da. 10 / 350 ms korrontearen pean, MOV porrota unitate bolumenaren energia xurgatuarekin lotuta dago, bultzada bakar baten azpian. Crack 10 / 350ms korrontearen ondoriozko kaltea da, MOVen kapsulatze plastikoaren alde gisa deskribatu daitekeena eta elektrodoaren xafla itzalita. ZnO materialaren ablazioa, elektrodoaren xafla eta ZnO gainazalaren arteko distantzian eragindakoa, MOV elektrodoaren ondoan agertu zen.
Tentsio baxuko potentziako sistemen, telekomunikazioen eta seinaleen sareetara konektatutako babes gailuen (SPD) IEC eta IEEE arauen baldintzapean probatu behar dira [1-5]. Hala nola, kokapen eta argiztapen posibleak jasan ditzakeen kontuan hartuta, hala nola, SPDak bultzada-deskarga korronteak probatu behar dira, batez ere 8 / 20 ms eta 10 / 350 ms [4-6] uhinen bidez. 8 / 20 ms-ren uneko uhin normalean tximista bultzada simulatzen "6-8] simulatzen da. Deskarga korronte nominala (In) eta SPD-ak gehienezko deskarga-korrontea (8 / 20 ms bultzadaren unekoa [4-5]) definitzen dira. Gainera, 8 / 20 ms uneko bultzada oso erabilia SPD hondarreko tentsio eta funtzionamendu betebeharren probak erabiltzen dira [4]. 10 / 350ms-en bultzadaren uneko uneko tximistaren itzulera zuzeneko korrontea simulatzeko erabiltzen da [7-10]. Olatu honek, I klaseko SPD probako bultzada isurketa-korrontearen parametroak betetzen ditu, bereziki klaseko I SPD-ak [4] funtzio-proba gehigarrietarako erabiltzen dena. Mota probak zehar [4-5], bultzada korronte zehaztu behar dira SPD on aplikatzeko. Adibidez, hamabost 8 / 20 ms korronteak eta 10 / 350 ms bultzadako bost korronteak beharrezkoak dira X klaseak SPDren funtzionamenduaren funtzionamenduaren proba egiteko [4]. Hala eta guztiz ere, SPD produktuen hobekuntzak, SPD korronte estandar horien errendimendua eta erresistentzia gaitasuna ikertu behar dute. Aurreko ikerketak normalean MOVek 8 / 20 ms bultzadaren uneko [11-14] multiploaren errendimenduan oinarritzen dira, 10 / 350 ms errepikatutako uneko uneko errendimendua ez baita ondo aztertu. Gainera, eraikinetan eta banaketa-sistemetan esposizio handiko puntuetan instalatuta dauden I SPD-ak, tximisten trazuaren aurrean [15-16] zaurgarriagoa da. Beraz, 8 / 20 ms eta 10 / 350 impuls-en korronteen klaseko I SPDen gaitasunak jasateko eta jasateko beharrezkoak dira ikertzeko. Artikulu honek 8 / 20 ms eta 10 / 350 ms bultzadako korronteen klaseko SPDen jasangarritasuna aztertzen du. Klase I SPDetarako erabiltzen diren MOV moten hiru mota azterketarako hartzen dira. Uneko anplitudea eta bultzada kopurua egokituta daude hainbat esperimentuetarako. Konparazioa MOVen erresistentzia gaitasuna bultzatzen duten bi korronte moten pean egiten da. Huts egin du probak egin ondoren MOV laginen akats modua aztertzen da.
Klaseko I SPD motarako hiru MOV tipikoak hartzen dira esperimentuetan. MOV mota bakoitzerako, EPCOS-ek egindako 12 laginak lau esperimentu moten arabera hartzen dira. Haien oinarrizko parametroak I. TABERETAN erakusten dira, non MOVen karga nominala duen 8 / 20µs bultzadaren azpian dagoen isurketa nominala adierazten duena, Imax 8 / 20µs bultzadaren pean dagoen gehienezko isurpenaren arabera adierazten du. 10 mA DC korrontearen pean neurtutako MOV tentsioa, Ur-eko MOV hondar tentsioa adierazten du.
1 irudia 10 / 350 ms eta 8 / 20 ms korronteak ateratzeko egokitutako korrontearen bultzatzailea erakusten du. Pearson bobina probatutako MOV motako korronteak neurtzeko hartutakoa da. 14.52-en ratioa duen tentsio banatzailea hondar-tentsioak neurtzeko erabiltzen da. TEK DPO3014-en osziloskopio digitala hartutako uhin esperimentalak grabatzeko hartutakoa da.
SPD testaren [4] arauaren arabera, 8 / 20 ms uneko korronteen anplitudeak 30kA (0.75Imax) eta 40kA (Imax) dira. 10 / 350 ms korronteak onartutako zabalerak 0.75Iimp eta Iimp dira. MOVen funtzionamendu-betekizunari buruzko erreferentzia [4], 8 / 20ms hamabost impuls daude MOV laginetan, eta impulses arteko tartea 60 s da. Hori dela eta, prozedura esperimentalaren diagrama 2 irudian ikus daiteke.
Prozedura esperimentala honela deskribatu daiteke:
(1) Hasierako neurriak: MOV laginak UDC1mA, Ur eta argazkien esperimentuen hasieran karakterizatzen dira.
(2) Aplikatu hamabost impuls: doitu bultzadaren uneko sorgailua eskatutako bultzadaren korrontea ateratzeko. 60 s tartearekin hamabost bultzadak MOV laginari aplikatzen zaizkio.
(3) Erregistratu MOV korronteen eta tentsioen neurketak, bultzada bakoitzaren ondoren.
(4) Proben ondoren ikuskaritza eta neurketak. Begiratu MOVaren azalera zulatu edo distirak egiteko. Neurtu UDC1mA eta Ur proben ondoren. Egin probatu ondoren kaltetutako MOVen argazkiak. Esperimentuak egiteko irizpideak, IEC 61643-11en arabera [4] arabera, bi tentsio eta uneko erregistroek, ikuskapen bisualarekin batera, ez dute laginik zulatu edo eragingo duten errebotxorik izango. Gainera, IEEE Std. C62.62 [5] iradoki du postestest neurtutako Ur (In MOV hondar tentsioko tentsioak) 10% baino gehiago desbideratuko den Ur-aren neurketa pretestetik. Std. IEC 60099-4 [17] ere eskatzen du UDC1mAk ez duela desbideratu 5% baino gehiago bultzadaren probak egin ondoren.
- Erresistentzia gaitasuna 8 / 20 azpian ms bultzadaren unekoa
Atal honetan, 8 / 20 ms 0.75Imax eta Imax-en anplitudeak dituzten impulsen korronteak SPD laginetan aplikatzen dira, hurrenez hurren. Postestestaren neurri ratioa UDC1mA eta Ur definitzen dira:
non, Ucr neurtzen diren balioak aldatzeko ratioa adierazten du. Uat probak egin ondoren neurtutako balioa adierazten du. Ubt probak baino lehen neurtutako balioa adierazten du.
3.1 8 / 20 ms bultzadaren unekoa 0.75Imax gailurrarekin.
8 / 20 hamabost bost impuls 0.75 / 30 pikorako hiru motatako proba emaitzak XNUMXImax (XNUMX kA) gailurra dituzten II atalean agertzen dira. MOV mota guztietako emaitza hiru lagin berdinen batez bestekoa da.
II. TAULA
8 / 20 ms bultzadaren korronteak 30 kA gailurra dituzten emaitzak
Taulan ikus daiteke, hamabost 8 / 20 ms MOVs-en gainean eraginik egon direnean, UDC1mA eta Ur aldaketak txikiak direla. Ikuskapen bisualetarako "Pasa" ez da frogatutako MOVen kalte ikusgai dagoela. Gainera, ikus daiteke MOV tentsio mugatzailea handitzean Ucr txikia bihurtzen dela. Ucr bezalako V460 MOV motako txikiena da. Ondoriozta daiteke MOV hiru motak 8 / 20 ms bost impuls 30 kA gailurra gainditu ditzaketela.
3.2 8 / 20 ms inpaktuaren korrontearen ondorioz Imaxaren gailurra
Goiko esperimentu emaitzak kontuan hartuta, 8 / 20 ms korrontearen anplitudea 40 kA (Imax )eraino handitzen da. Gainera, V460 motako MOV hogei bolumen kopurua handitzen da. Emaitza esperimentalak III. TAULA ikusi dira. Energia-xurgapena hiru MOV motetan alderatzeko, Ea / V erabiltzen da unitateko bolumenaren energia xurgatuaren ordez hamabost edo hogei impuls bitartekoa. Hemen, "batez bestekoa" jotzen da MOVen energia-xurgapena bultzada bakoitzeko apur bat desberdina delako.
III. TAULA
8 / 20 ms bultzadaren korronteak 40 kA gailurra dituzten emaitzak
III. Taulan ikus daiteke uneko anplitudea 40 kAeraino handitzen denean, UDC1mA-rako Ucr 5% baino gehiago desbideratzen da V230 eta V275-rentzat, nahiz eta MOV hondarreko tentsioaren aldakuntza 10% -ko gama eraginkorrean egon. Ikusmen ikuskapena ere ez da frogatzen kaltetan ikusitako MOVen. V230 eta V275 motako MOV-ak, Ea / V-k unitateko bolumenarekin hartutako energia xurgatzen du, batez beste, hamabost impuls. V460-eko Ea / V-a unitateko bolumenarekin bat datorren energia xurgatuarekin adierazten da, batez beste hogei impuls. III. TABAk muga-tentsio altuagoa duten MOVak (V460) Eai / V handiagoak dituela muga txikiagoa duten MOVak (V275 eta V230) baino. Gainera, V460-en behin eta berriz aplikatutako bultzada batekin, bolumen unitateko (E / V) energia xurgatu pixkanaka handitzen da, 3 irudian erakusten den moduan.
Hori dela eta, ondoriozta daiteke V230 eta V275 motako MOVek ezin izan zituztela hamabost 8 / 20ms uneko inpaktu Imax-en gailurrean, berriz, V460 mota MOV-k 20 bultzadako gehienezko isurketa unekoa jasan dezake. Horrek esan nahi du mugimendu-tentsio altuagoak dituzten MOVek 8 / 20mseko bultzadaren uneko funtzioarekiko hobeto erantzuteko.
4. 10 / 350 ms-en bultzadaren uneko azpian dagoen gaitasuna
Atal honetan, 10 / 350 ms 0.75Iimp eta Iimp-en anplitudeak dituzten impuls-korronteak SPD laginetan aplikatzen dira, hurrenez hurren.
4.1 10 / 350 ms bultzadaren unekoa 0.75Iimp gailurrarekin.
Hiru MOV moten Iimp ezberdinak direnez, 10 / 350 ms 4875A-ren anplitudea duten korronteak V230 eta V275-en aplikatzen dira, eta 4500 A-ren anplitudea duten bideak V460-en aplikatzen dira. Hamabost bultzadako korronteak aplikatu ondoren, UDC1mAand Ur aldaketak MOV probatuetan agertzen dira IV. TAULA. E / V-k E / V-ren summation da, aplikatutako impulsen balioarengatik.
IV. Taulan ikus daiteke 10 / 350 ms hamabost korronteak 0.75Iimp-eko gailurra aplikatuz gero, V230-ek proba gainditu dezake, V1-eko UDC275mA-ren aldaketa 5% baino gehiago desbideratzen du. Hantura eta pitzadura txikiak ere V275-en kapsulatze plastikoan agertu ziren. V275en argazkiak crack txikiak erakusten ditu 4 irudian.
V460 mota MOV baterako, 10 / 350 ms zortzigarren impuls 4500A gailurra aplikatu ondoren, MOV pitzatu eta neurtu tentsio eta uneko uhin forma anormala dira. Alderatuz, 10 / 350 ms zazpigarren eta zortzigarren zortzi bitartez V460-eko bultzada neurtzen duten tentsioko eta korronteen uhinak 5 irudian agertzen dira.
Fig. 5. V460-en 10 / 350 ms bultzadaren bitarteko tentsio eta korronte neurrien neurria
V230 eta V275entzat, ∑E / V da E / V batuketa hamabost impuls. V460-i dagokionez, ∑E / V da E / V-ren summation zortzi impuls. V460eko Ea / V V230 eta V275en baino handiagoa den arren ikus daiteke, V460 ∑ E / Vof guztira txikiena dela. Hala ere, V460-k kalte handienak izan ditu. Horrek esan nahi du MOV unitateko bolumena 10 / 350 ms korrontean MOV porrota ez dagoela guztiz xurgatutako energiarekin (∑ E / V) lotuta dagoela, baina bultzada bakarrean (Ea / V) xurgatutako energiarekin erlazionatuta egon daiteke. ). 10 / 350 ms-en bultzadaren uneko azpian dagoen V230-ek V460 mota MOV-ekin baino gehiago darama bultzadak. Horrek esan nahi du muga gutxiko tentsioak MON / 10 ms korrontearen gaitasunarekiko jasangarritasun hobea dutela, hau da, 350 / 8 ms bultzadaren unekoaren ondorioz kontrakoa dela.
4.2 XIMEN / 10 ms bultzadaren unekoa Iimp-eko gailurrarekin
10 / 350 ms korrontearen anplitudea Iimperaino handitzen denean, probatutako MOV guztiak ezin izan dituzte hamabost impuls. Ximpx 10 ms-en bultzadako korronte handiko korronteak emandako emaitzak V TABILAN ageri dira, non "Iraunkortasun bultzadaren zenbakia" MOVek crack aurretik jasan ditzakeen bultzada kopurua adierazten du.
V / V230, Ea / V 122.09 J / cm3-ekin, 10 / 350 ms-ko zortzi eragin jasan ditzake, V460-ek 161.09 J / cm3-eko V230-rekin eta ezin izan ditu hiru inpaktu gainditu. V6500 (460 A) V6000-entzat (10 A) baino handiagoa da. Honek ondorioztatzen du ondoriozta dezaketen mugimendu altuko tentsioak MOVak errazago kaltetzen direla 350 / 10 ms korrontean. Fenomeno hau azaldu daiteke: 350 / 10 ms korronteak emandako energia handiak MOV-ak xurgatuko ditu. 350 / 8 ms korrontearen pean tentsio mugatu handiko MOVentzako, energia askoz ere MOV gehien murriztuko da unitatean, muga gutxiko tentsioetan, eta energia gehiegizko xurgapena MOV porrota eragingo du. Hala ere, 20 / XNUMX ms uneko pean mekanismoak ikerketa gehiago behar du.
Ikuskapen bisuala kalteak inprimaki bera ikusten da MOV hiru motatan 10 / 350 ms korrontean. MOV plastikoen kapsularen alde bat eta elektrodun laukia angeluzuzkoa kentzen da. ZnO materialaren ablazioa agertu zen elektrodoaren xafletatik gertu, MOV elektrodoaren eta ZnO gainazalaren arteko distantziak eragindakoa. V230 kaltetutako argazkia 6 irudian agertzen da.
5. Ondorioa
SPDek 8 / 20 ms eta 10 / 350 ms-eko uhinen bidez probatu behar dira. 8 / 20 ms eta 10 / 350 ms bultzadako korronteak dituzten SPDen gaitasuna ikertzeko eta alderatzeko, hainbat esperimentu egiten dira 8 / 20 ms (Imax) eta 10 / 350 ms (Iimp) uhinen isurpen maximoarekin. , baita 0.75Imax eta 0.75Iimp-en anplitudeak ere. Klase I SPDetarako erabiltzen diren MOV moten hiru mota azterketarako hartzen dira. Ondorengo batzuk ondoriozta daitezke.
(1) Korronte altuagoa duten MOVak hobeto jasateko gaitasuna dute 8 / 20ms bultzadaren uneko azpian. V230 eta V275 mota MOVek ezin izan zituzten hamabost 8 / 20ms inpaktu Imaxaren gailurra jasan, berriz, V460 mota MOV hogeita zortzi impuls izan zezaketen.
(2) Mugapen txikiko tentsioak MOVak hobeto jasaten dituzte 10 / 350 ms korrontearen arabera. V230 mota MOV zortzi 10 / 350 ms bultzadak jasan ditzake Iimp-eko gailurra, V460-ek hiru bultzadetan bakarrik gainditu dezake.
(3) XMU / 10 ms korrontearen MOV unitateko bolumena kontuan hartuta, xurgatutako energia bultzada bakarraren azpian MOV porrota lotuta egon daiteke, energia xurgatuaren summationaren ordez aplikatutako impuls guztietan.
(4) 10 / 350 ms korronteak azpian hiru MOV motatan ikusten dira kalteak. MOV plastikoen kapsularen alde bat eta elektrodun laukia angeluzuzkoa kentzen da. ZnO materialaren ablazioa, elektrodoaren xafla eta ZnO gainazalaren artean distantziak eragindakoa, MOV elektrodoaren ondoan agertu zen.