Ní mór feistí cosanta borrtha (SPDanna) a thástáil faoi shruthanna sceite ríogacha go príomha le tonnfhoirmeacha 8/20 ms agus 10/350 ms. Mar sin féin, le feabhsú táirgí SPD, tá gá le himscrúdú níos mó ar fheidhmíocht agus ar chumas sheasamh SPDanna faoi na sruthanna caighdeánacha tástála sin. Chun cumas frithsheasaimh SPDanna faoi shruthanna ríge 8/20 ms agus 10/350 ms a fhiosrú agus a chur i gcomparáid, déantar turgnaimh ar thrí chineál de ghnáthathróirí ocsaíde miotail (MOVanna) a úsáidtear le haghaidh SPDanna aicme I. Léiríonn na torthaí go bhfuil cumas níos fearr ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannaithe níos airde acu faoi 8/20ms sruth ríogach, agus tá an chonclúid faoi 10/350ms sruth ríogach os coinne. Faoi 10/350 ms reatha, tá baint ag an teip MOV leis an bhfuinneamh ionsúite in aghaidh an aonaid toirte faoi impulse aonair. Is é crack an phríomhfhoirm damáiste faoi 10/350ms reatha, ar féidir cur síos a dhéanamh air mar thaobh amháin den chuimsiú plaisteach MOV agus an leathán leictreoid ag feannadh amach. Bhí an chuma ar ablation an ábhair ZnO, de bharr an flashover idir an leathán leictreoid agus dromchla ZnO, in aice leis an leictreoid MOV.
Ní mór feistí cosanta borrtha (SPDanna) atá nasctha le córais chumhachta ísealvoltais, líonraí teileachumarsáide agus comharthaí a thástáil faoi cheanglais chaighdeáin IEC agus IEEE [1-5]. Ag cur san áireamh an suíomh agus an sruth soilsithe a d’fhéadfadh a bheith ag fulaingt, tá sé riachtanach SPDs den sórt sin a thástáil faoi shruthanna sceite ríogacha go príomha le tonnfhoirmeacha 8/20 ms agus 10/350 ms [4-6]. Úsáidtear an tonnform reatha de 8/20 ms go coitianta chun an impulse tintreach a insamhladh [6-8]. Sainmhínítear an sruth urscaoilte ainmniúil (In) agus an sruth urscaoilte uasta (Imax) de SPDanna leis an sruth impulse 8/20 ms [4-5]. Thairis sin, úsáidtear an impulse reatha 8/20 ms go forleathan le haghaidh tástálacha voltas iarmharach agus dleachta oibriúcháin SPD [4]. Úsáidtear sruth ríogach 10/350ms de ghnáth chun an sruth stróc aisfhillte díreach tintreach a insamhail [7-10]. Comhlíonann an tonnchruth seo na paraiméadair don sruth urscaoilte ríogach le haghaidh tástála SPD aicme I, a úsáidtear go háirithe don tástáil dleachta breise le haghaidh SPDanna aicme I [4]. Le linn na dtástálacha cineáil [4-5], is gá líon sonraithe sruthanna ríge a chur i bhfeidhm ar SPDanna. Mar shampla, tá cúig shruth déag 8/20 ms agus cúig shruth ríge 10/350 ms ag teastáil le haghaidh tástála dleachta oibriúcháin le haghaidh SPDanna aicme I [4]. Mar sin féin, le feabhsú táirgí SPD, tá gá le himscrúdú níos mó ar fheidhmíocht agus ar chumas sheasamh SPDanna faoi na sruthanna caighdeánacha tástála sin. Dhírigh taighde roimhe seo go hiondúil ar fheidhmíocht MOV faoi sreafaí ríogachta iolracha 8/20 ms [11-14], agus níor imscrúdaíodh go críochnúil an fheidhmíocht faoi shruth ríoga 10/350 ms arís agus arís eile. Thairis sin, tá na SPDanna Aicme I, atá suiteáilte ag pointí ard-nochta i bhfoirgnimh agus córais dáileacháin, níos leochailí do strócanna tintreach [15-16]. Dá bhrí sin, tá gá le himscrúdú a dhéanamh ar fheidhmíocht agus ar chumas sheasamh SPDanna aicme I faoi 8/20 ms agus 10/350 ms sruthanna ríge. Fiosraíonn an páipéar seo go turgnamhach cumas frithsheasmhacha SPDanna aicme I faoi 8/20 ms agus 10/350 ms sruthanna ríge. Glactar trí chineál MOVanna tipiciúla a úsáidtear le haghaidh SPDanna Aicme I le haghaidh anailíse. Coigeartaítear an aimplitiúid reatha agus líon na ríog le haghaidh roinnt turgnamh. Déantar comparáid ar chumas sheasamh MOVanna faoin dá chineál sruthanna ríge. Déantar anailís freisin ar mhodh teip na samplaí MOV a theip tar éis tástálacha.
Glactar le trí chineál MOVanna tipiciúla a úsáidtear le haghaidh SPDanna Aicme I sna turgnaimh. Maidir le gach cineál MOVanna, glactar le 12 shampla arna ndéanamh ag EPCOS faoi cheithre chineál turgnaimh. Taispeántar a mbunpharaiméadair i TÁBLA I, áit a seasann Imax don sruth urscaoilte ainmniúil MOVanna faoi ríog 8/20µs, seasann Imax don sruth urscaoilte uasta faoi ríog 8/20µs, seasann Iimp don sruth urscaoilte uasta faoi ríog 10/350µs, is ionann UDC1mA. an voltas MOV arna thomhas faoi 1 mA DC reatha, is ionann Ur agus an voltas iarmharach MOV faoi In.
I bhFíor 1 taispeántar an gineadóir srutha ríge is féidir a choigeartú d'aschur ríoga 10/350 ms agus 8/20 ms. Glactar leis an gcorna Pearson chun na sruthanna ríge ar na MOVanna a tástáladh a thomhas. Úsáidtear an roinnteoir voltais le cóimheas de 14.52 chun na voltais iarmharacha a thomhas. Glactar leis an ascalascóp digiteach TEK DPO3014 chun na tonnta turgnamhacha a thaifeadadh.
De réir an chaighdeáin tástála SPD [4], tá 8kA (20Imax) agus 30kA (Imax) san áireamh sna aimplitiúid a ghlactar le haghaidh reatha 0.75/40 ms. Áirítear 10Iimp agus Iimp ar na haimplitiúidí a ghlactar le haghaidh sruth 350/0.75 ms. Tagairt don tástáil dleachta oibriúcháin do MOVanna [4], cuirtear cúig ríogán déag 8/20ms i bhfeidhm ar shamplaí MOV, agus is é 60 s an t-eatramh idir ríoga. Dá bhrí sin, taispeántar sreabhchairt an nós imeachta turgnamhach i bhFíor 2.
Is féidir cur síos a dhéanamh ar an nós imeachta turgnamhach mar:
(1) Tomhais tosaigh: Tá na samplaí MOV tréithrithe le UDC1mA,Ur, agus grianghraif ag tús turgnaimh.
(2) Cuir cúig ríog déag i bhfeidhm: Coigeartaigh an gineadóir srutha ríge chun an sruth ríge éilithe a aschur. Cuirtear cúig ríog dhéag le eatramh de 60 s i bhfeidhm ar an sampla MOV as a chéile.
(3) Déan taifead ar thonnfhoirmeacha tomhaiste na sruthanna agus na voltais MOV tar éis gach feidhm ríogachta.
(4) Amharciniúchadh agus tomhais tar éis na dtástálacha. Seiceáil dromchla an MOV le haghaidh puncture nó flashover. Tomhais an UDC1mA agus an Ur tar éis na dtástálacha. Glac grianghraif de na MOVanna damáistithe tar éis tástálacha. Éilíonn na critéir pas do na turgnaimh, de réir IEC 61643-11 [4], nach dtaispeánfar sna taifid voltais agus sreafa araon, mar aon le hiniúchadh amhairc, aon léiriú ar polladh nó spléachadh ar na samplaí. Ina theannta sin, tá an IEEE Std. Mhol C62.62 [5] nach n-imeoidh an iar-tástála Ur tomhaiste (voltais iarmharacha MOV ag In) níos mó ná 10 % ón réamh-mheastachán Ur. An Std. Éilíonn IEC 60099-4 [17] freisin nár cheart don UDC1mA imeacht níos mó ná 5 % tar éis na dtástálacha ríogachta.
- An cumas withstand faoi 8/20 ms sruth impulse
Sa chuid seo, cuirtear na sruthanna impulse 8/20 ms le aimplitiúid 0.75Imax agus Imax i bhfeidhm ar na samplaí SPD faoi seach. Sainmhínítear an cóimheas athraithe don UDC1mA posttest tomhaiste agus an t-Ur mar:
nuair is ionann Ucr agus cóimheas athraithe na luachanna tomhaiste. Seasann Uat don luach a thomhaistear tar éis na dtástálacha. Léiríonn Ubt an luach a thomhaistear roimh thástálacha.
3.1 Na torthaí faoi 8/20 ms sruth ríogach le buaic de 0.75Imax
Taispeántar i TÁBLA II na torthaí tástála do thrí chineál MOVanna faoi bhun 8 sruthanna ríge 20/0.75 ms le buaicphointe 30Imax (XNUMX kA). Is é an toradh do gach cineál MOV ná an meán de thrí shampla chéanna.
TÁBLA II
Torthaí faoi 8/20 ms sruthanna ríge le buaic 30 kA
Is féidir a fheiceáil ó TABLEII, tar éis cúig ríog déag 8/20 ms a bheith curtha i bhfeidhm ar na MOVanna, gur mionathruithe iad UDC1mA agus Ur. Ní chiallaíonn an “Pas” le haghaidh iniúchadh amhairc aon damáiste infheicthe ar na MOVanna a tástáladh. Ina theannta sin, is féidir a thabhairt faoi deara go n-éiríonn an Ucr níos lú mar gheall ar an méadú ar an voltas teorannú MOV. Sórt sin mar an Ucr is lú le haghaidh cineál V460 MOV. Is féidir a chonclúid go bhféadfadh na trí chineál MOV go léir an cúig ríog déag 8/20 ms a rith le buaic 30 kA.
3.2 Na torthaí faoi 8/20 ms sruth ríogach le buaic Imax
Agus na torthaí turgnamhacha thuas á gcur san áireamh, méadaítear aimplitiúid an tsrutha 8/20 ms go 40 kA (Imax). Ina theannta sin, méadaítear líon na n-impulses go fiche do V460 cineál MOV. Taispeántar na torthaí turgnamhacha i TÁBLA III. Chun an t-ionsú fuinnimh sna trí chineál MOVanna a chur i gcomparáid, úsáidtear Ea/V chun an fuinneamh ionsúite in aghaidh an aonaid toirte a léiriú ar an meán de chúig ríog déag nó fiche. Anseo, breathnaítear ar an “meán” toisc go bhfuil an t-ionsú fuinnimh i MOVanna beagán difriúil faoi gach ríog.
TÁBLA III
Torthaí faoi 8/20 ms sruthanna ríge le buaic 40 kA
Is féidir a thabhairt faoi deara ó TÁBLA III, nuair a mhéadaítear an aimplitiúid reatha go 40 kA, go ndéanann an Ucr do UDC1mA níos mó ná 5% do V230 agus V275, cé go bhfuil an t-athrú ar voltas iarmharach MOV fós laistigh den raon éifeachtach 10%. Ní léiríonn an t-amharciniúchadh aon damáiste infheicthe ar na MOVanna a tástáladh. Maidir le MOVanna de chineál V230 agus V275, ciallaíonn an Ea/V an fuinneamh ionsúite in aghaidh an aonaid toirte le cúig ríog déag ar an meán. Léiríonn an Ea/V do V460 an fuinneamh ionsúite in aghaidh an aonaid toirte le meán fiche ríog. Léiríonn TÁBLA III go bhfuil níos mó Ea/V ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannaithe níos airde acu (V460) ná na MOVanna a bhfuil voltas teorann níos ísle acu (V275 agus V230). Ina theannta sin, agus an sruth ríogach á chur i bhfeidhm arís agus arís eile ar an V460, méadaíonn an fuinneamh ionsúite in aghaidh an aonaid toirte (E/V) de réir a chéile, mar a thaispeántar i bhFíor 3.
Mar sin, is féidir a thabhairt i gcrích nach bhféadfadh na MOVanna V230 agus V275 cúig ríog reatha 8/20ms a sheasamh le buaicphointe Imax, agus d'fhéadfadh an cineál MOV V460 an t-uasmhéid urscaoilte reatha suas le 20 ríog a sheasamh. Ciallaíonn sé seo go bhfuil cumas níos fearr ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannaithe níos airde acu faoi shruth ríogachta 8/20ms.
4. Tá an cumas withstand faoi 10/350 ms sruth ríogach
Sa chuid seo, cuirtear na sruthanna ríge 10/350 ms le haimplitiúid 0.75Iimp agus Iimp i bhfeidhm ar na samplaí SPD faoi seach.
4.1 Tá na torthaí faoi 10/350 ms sruth ríogach le buaic de 0.75Iimp
Ós rud é go bhfuil Iimp na dtrí chineál MOV difriúil, cuirtear sruthanna 10/350 ms le aimplitiúid 4875A i bhfeidhm ar V230 agus V275, agus cuirtear ríoga le aimplitiúid 4500 A i bhfeidhm ar V460. Tar éis cúig shruth déag impulse a chur i bhfeidhm, taispeántar na hathruithe do UDC1mA agus Ur ar na MOVanna a tástáladh i TÁBLA IV. Ciallaíonn an ∑E/V suim E/V do na ríoga fheidhmeacha.
Is féidir a fheiceáil ó TÁBLA IV, tar éis cúig shruth déag 10/350 ms a chur i bhfeidhm le buaic 0.75Iimp, go bhféadfadh an V230 pas a fháil sa tástáil, agus imíonn an t-athrú ar UDC1mA de V275 níos mó ná 5%. Bhí at agus crack beag le feiceáil freisin ar an imchochlú plaisteach de V275. Tá an grianghraf de V275 le mionscoilteadh le feiceáil i bhFíor 4.
Maidir le cineál MOV V460, tar éis an t-ochtú impulse 10/350 ms le buaic de 4500A a chur i bhfeidhm, tá an MOV scáinte agus tá an voltas tomhaiste agus na tonnta reatha neamhghnácha. Chun comparáid a dhéanamh, taispeántar i bhFíor 10 an voltas tomhaiste agus na tonnta srutha faoin seachtú agus faoin ochtú ríog 350/460 ms ar V5.
Fíor 5. An voltas tomhaiste agus na tonnfhoirmeacha srutha ar V460 faoi ríog 10/350 ms
I gcás V230 agus V275, is é ∑E/V suim E/V do chúig ríog déag. I gcás V460, is é ∑E/V suim E/V ar feadh ocht ríog. Is féidir a thabhairt faoi deara, cé go bhfuil an Ea/V de V460 níos airde ná é sin V230 agus V275, is é iomlán ∑E/Vof V460 an ceann is ísle. Mar sin féin, bhí an damáiste is tromchúisí ag an V460. Ciallaíonn sé seo maidir le toirt aonaid MOV, nach bhfuil baint ag an teip MOV faoi 10/350 ms reatha leis an bhfuinneamh iomlán ionsúite (∑ E/V), ach go bhféadfadh baint níos mó a bheith aici leis an bhfuinneamh ionsúite faoi aon ríog (Ea/V). ). Is féidir a thabhairt i gcrích go bhféadfadh an V10 níos mó ríogaí a sheasamh ná na MOVanna den chineál V350 faoi 230/460 ms sruth ríogach. Ciallaíonn sé seo go bhfuil cumas níos fearr ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannú níos ísle acu faoi shruth 10/350 ms, atá urchomhaireach ón gconclúid faoi shruth ríogachta 8/20 ms.
4.2 Na torthaí faoi 10/350 ms sruth ríogach le buaicphointe Iimp
Nuair a mhéadaítear aimplitiúid an tsrutha 10/350 ms go Iimp, ní fhéadfadh na MOVanna go léir a tástáladh cúig ríog déag a rith. Taispeántar na torthaí faoi shruthanna ríge 10/350 ms a bhfuil aimplitiúid Iimp acu i TÁBLA V, áit a gciallaíonn an “Féach uimhir ríge” an méid ríge a d’fhéadfadh an MOV a sheasamh roimh crack.
Is féidir a thabhairt faoi deara ó TÁBLA V go bhféadfadh an V230 le Ea/V de 122.09 J/cm3 ocht ríog 10/350 ms a sheasamh agus níorbh fhéidir leis an V460 le Ea/V de 161.09 J/cm3 ach trí ríog a rith, cé go bhféadfadh an buaicsruth a glacadh le haghaidh Tá V230 (6500 A) níos airde ná sin do V460 (6000 A). Déanann sé seo an tátal a bhailíochtú go bhfuil sé níos éasca damáiste a dhéanamh do MOVanna a bhfuil ardvoltas teorannaithe acu faoi shruth 10/350 ms. Is féidir an feiniméan seo a mhíniú mar seo a leanas: déanfar an fuinneamh mór a iompraíonn sruth 10/350 ms a ionsú i MOVanna. Maidir le MOVanna a bhfuil ardvoltas teorannaithe acu faoi 10/350 ms reatha, déanfar i bhfad níos mó fuinnimh a ionsú i dtoirt an aonaid MOV ná mar atá sna MOVanna le voltas teorannú íseal, agus beidh teip MOV mar thoradh ar an ionsú iomarcach fuinnimh. Mar sin féin, tá gá le tuilleadh imscrúdaithe ar an meicníocht teipe faoi 8/20 ms reatha.
Léirítear le hamharciniúchadh go dtugtar an fhoirm chéanna damáiste faoi deara ar na trí chineál MOVanna faoi shruth 10/350 ms. Taobh amháin den imchochlú plaisteach MOV agus an leathán leictreoid dronuilleogach craiceann as. Bhí ablation ábhar ZnO le feiceáil in aice leis an mbileog leictreoid, rud is cúis leis an flashover idir an leictreoid MOV agus dromchla ZnO. Taispeántar an grianghraf de V230 damáistithe i bhFíor 6.
5. Mar fhocal scoir
Ní mór tástáil a dhéanamh ar SPDanna faoi shruthanna sceite ríogacha go príomha le tonnfhoirmeacha 8/20 ms agus 10/350 ms. Chun cumas frithsheasmhach SPDs faoi shruthanna ríge 8/20 ms agus 10/350 ms a fhiosrú agus a chur i gcomparáid, déantar roinnt turgnamh le sruth uasta sceite do thonnfhoirm 8/20 ms (Imax) agus 10/350 ms (Iimp). , chomh maith le aimplitiúid de 0.75Imax agus 0.75Iimp. Glactar trí chineál MOVanna tipiciúla a úsáidtear le haghaidh SPDanna Aicme I le haghaidh anailíse. Is féidir roinnt conclúidí a tharraingt.
(1) Tá cumas níos fearr ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannaithe níos airde acu faoi 8/20ms sruth ríogach. Níorbh fhéidir leis na MOVanna V230 agus V275 cúig ríog déag 8/20ms a sheasamh le buaicphointe Imax, agus d'fhéadfadh an cineál MOV V460 fiche ríog a rith.
(2) Tá cumas níos fearr ag na MOVanna a bhfuil voltas teorannú níos ísle acu faoi 10/350 ms reatha. D'fhéadfadh an MOV den chineál V230 ocht ríog 10/350 ms a sheasamh le buaicphointe Iimp, agus níorbh fhéidir leis an V460 ach trí ríog a rith.
(3) Ag cur san áireamh toirt aonaid MOV faoi 10/350 ms reatha, d’fhéadfadh baint a bheith ag an bhfuinneamh absorbtha faoi ríog aonair le teip MOV, in ionad an fhuinnimh shúite a shuimiú faoi gach ríog fheidhmeach.
(4) Breathnaítear an fhoirm chéanna damáiste ar thrí chineál MOVanna faoi shruthanna 10/350 ms. Taobh amháin den imchochlú plaisteach MOV agus an leathán leictreoid dronuilleogach craiceann as. Bhí an chuma ar ablation an ábhair ZnO, de bharr flashover idir an leathán leictreoid agus dromchla ZnO, in aice leis an leictreoid MOV.