Divê amûrên parastî yên (SPDs) hewce ye ku di binavên 8 / 20 MS û 10 / 350-MS-ê de bi temaşeyên xerîbên tehlîlan têne ceribandin. Lê belê, bi pêşveçûnên hilberên SPD, karanîna karanîna SPDs di binavên testê yên standard de hewceyê bêtir lêpirsînê hewce dike. Ji bo ku ji bo Qediya 8 / 20 MS û 10 / 350-MS-MS-ê-a-ê-anî-ê-ê-ê-ê-ê-ê, lêgerîna sê-cûrên varisturên (MOVs) yên ku ez ji bo dersa min SPDs têne bikaranîn. Di encam de nîşan dide ku MOV bi bi riya wesayîtiya bilindtir e ku di bin Xulmeta 8 / 20M-ê de têkoşînek çêtir dibe, lê di encamê de encamên 10 / 350M-ê niha hêjîra dijber e. Under the 10 / 350 MS, niha di MOV-ê de MOV de têkildariyek yek perçek perçeya yekîneya enerjiyê ya elektrîkê ye. Dema ku 10 / 350ms niha tête zirarê herî sereke ye, ku dikare wekî aliyek wekî encamên pîşesaziya MOV-ê vekirî tête û têleke elektrode. Ablation of material, ZnO, ji ber ku di navbera germiya elektrode û ZnO de, ji nêzîkî MOV electrode xuya bû.
Amûrên parastinê yên sermayê (SPD) yên ku bi pergalên hêza voltaja nizm, torên telekomunikasyonê û sînyalê ve girêdayî ne hewce ne ku di bin daxwazên standardên IEC û IEEE [1-5] de bêne ceribandin. Ji ber ku cîh û ronahiya gengaz a ku ew dikare cefayê bikişîne, pêdivî ye ku SPD-yên weha di bin herikên dakêşana impulsê de bi piranî bi formên pêlên 8/20 ms û 10/350 ms werin ceribandin [4-6]. Forma pêlê ya niha ya 8/20 ms bi gelemperî ji bo simulasyona pêla birûskê tê bikar anîn [6-8]. Hêza dakêşanê ya binavkirî (In) û herika dakêşanê ya herî zêde (Imax) ya SPD-an her du jî bi 8/20 ms-ya pulse ya niha têne destnîşan kirin [4-5]. Digel vê yekê, impulsa niha ya 8/20 ms bi berfirehî ji bo ceribandinên voltaja bermayî û peywira xebitandinê ya SPD tête bikar anîn [4]. 10/350ms herikîna impulsê bi gelemperî ji bo simulasyona lêdana lêdana rasterast a birûskê tê bikar anîn [7-10]. Ev şikilê pêlê pîvanên ji bo tîraja guheztina impulse ya ji bo ceribandina pola I SPD, ku bi taybetî ji bo ceribandina peywirê ya ji bo SPD-yên pola I [4] tê bikar anîn, pêk tîne. Di dema ceribandinên celebê [4-5] de, ji bo SPD-ê jimareyek diyarkirî ya tîrêjên impulse hewce ne. Mînakî, ji bo ceribandina karûbarê xebitandinê ji bo SPD-yên pola I [8], panzdeh herikên 20/10 ms û pênc herikên impulsê yên 350/4 ms hewce ne. Lêbelê, digel başkirina hilberên SPD-ê, performans û kapasîteya berxwedanê ya SPD-ê di bin herikên ceribandinê yên standard de bêtir lêpirsîn hewce dike. Vekolînên berê bi gelemperî li ser performansa MOV-ê di bin 8/20 ms-ya pulse ya pirhejmar [11-14] de balê dikişînin, dema ku performansa di binê 10/350 ms-ya paşîn a dubare de bi tevahî nehatiye lêkolîn kirin. Wekî din, SPD-yên pola I, ku li xalên ronahiya zêde ya di avahî û pergalên belavkirinê de hatine saz kirin, ji lêdanên birûskê bêtir xeternak in [15-16]. Ji ber vê yekê, performans û kapasîteya berxwedanê ya SPD-yên pola I di bin 8/20 ms û pêlên 10/350 ms de pêdivî ye ku were lêkolîn kirin. Ev kaxez bi ezmûnî kapasîteya berxwedanê ya SPD-yên pola I di bin 8/20 ms û pêlên 10/350 ms de lêkolîn dike. Sê celeb MOV-yên tîpîk ên ku ji bo SPD-yên pola I têne bikar anîn ji bo analîzê têne pejirandin. Amplitude û hejmara impulsên heyî ji bo çend ceribandinan têne sererast kirin. Berawirdkirin li ser kapasîteya berxwedanê ya MOV-an di bin du celeb herikên impulse de pêk tê. Moda têkçûna nimûneyên MOV yên ku piştî ceribandinan têk çûn jî têne analîz kirin.
Sê celeb MOV-yên tîpîk ên ku ji bo SPD-yên pola I têne bikar anîn di ceribandinan de têne pejirandin. Ji bo her cûre MOV, 12 nimûneyên ku ji hêla EPCOS ve hatî çêkirin di bin çar celeb ceribandinan de têne pejirandin. Parametreyên wan ên bingehîn di TABLE I-yê de têne destnîşan kirin, ku In di bin impulsa 8/20µs de herika dakêşana navî ya MOV-an, Imax di bin impulsa 8/20 μs de, Iimp herika dakêşanê ya herî zêde di bin impulsa 10/350 μs de, UDC1mA temsîl dike. voltaja MOV ku di bin 1 mA niha DC de tê pîvandin, Ur voltaja mayî ya MOV di binê In de temsîl dike.
Xiflteya 1 jeneratora niha ya impulsê nîşan dide ku dikare ji bo derketina 10/350 ms û 8/20 ms impulsên niha were sererast kirin. Kulîlka Pearson ji bo pîvandina tîrêjên impulsê yên li ser MOVên ceribandinê tête pejirandin. Dabeşkera voltaja bi rêjeya 14.52 ji bo pîvandina voltaja mayî tê bikar anîn. Oscilloscope dîjîtal a TEK DPO3014 ji bo tomarkirina pêlên ceribandinê tête pejirandin.
Li gorî standarda testa SPD [4], amplitudesên ku ji bo 8/20 ms niha hatine pejirandin 30kA (0.75Imax) û 40kA (Imax) hene. Amplitudes ku ji bo 10/350 ms niha hatine pejirandin 0.75Iimp û Iimp hene. Çavkaniya ceribandina peywira xebitandinê ya ji bo MOVs [4], panzdeh impulsên 8/20ms li ser nimûneyên MOV têne sepandin, û navbera di navbera impulsan de 60 s ye. Ji ber vê yekê, nexşeya pêvajoyê ya ceribandinê di Fig. 2 de tê nîşandan.
Pêvajoya ceribandinê dikare wiha were binav kirin:
(1) Pîvandinên destpêkê: Nimûneyên MOV di destpêka ceribandinan de bi UDC1mA, Ur, û wêneyan têne destnîşan kirin.
(2) Panzdeh impulsan bicîh bikin: Berhevkarê niha yê impulsê eyar bikin da ku herika impulsê ya daxwazkirî derxe. Li ser nimûneya MOV-ê li pey hev 60 pêlên bi navberê XNUMX s têne sepandin.
(3) Piştî her serîlêdana impulsê, pêlên pîvandî yên herik û voltaja MOV tomar bikin.
(4) Kontrola dîtbar û pîvandin piştî ceribandinan. Rûyê MOV-ê ji bo qutbûn an flashover kontrol bikin. Piştî ceribandinan UDC1mA û Ur bipîvin. Piştî ceribandinan wêneyên MOV-ên zirardar bigirin. Pîvanên derbasbûnê yên ji bo ceribandinan, li gorî IEC 61643-11 [4], hewce dike ku hem tomarên voltajê û hem jî yên niha, bi hev re vekolînek dîtbarî, nîşana qutbûn an şûştina nimûneyan nîşan nedin. Wekî din, IEEE Std. C62.62 [5] pêşniyar kir ku Ur-ya ku piştî ceribandinê hatî pîvandin (voltaja mayî ya MOV li In) divê ji %10-ê zêdetir ji Ur-ya ku ji pêş-testê hatî pîvandin dûr nekeve. The Std. IEC 60099-4 [17] di heman demê de hewce dike ku UDC1mA piştî ceribandinên impulsê ji% 5 zêdetir dûr nekeve.
- Kapasîteya berxwedanê di bin 8/20 de ms impulse niha
Di vê beşê de, pêlên pêlên 8/20 ms bi amplituda 0.75Imax û Imax bi rêzê ve li ser nimûneyên SPD têne sepandin. Rêjeya guheztinê ya ji bo posttestê ya ku UDC1mA hatî pîvandin û Ur wekî:
li wir, Ucr rêjeya guherîna nirxên pîvandî temsîl dike. Uat nirxa ku piştî ceribandinan tê pîvandin temsîl dike. Ubt nirxa ku berî ceribandinan hatî pîvandin temsîl dike.
3.1 Encamên di bin 8/20 ms niha de bi lûtkeya 0.75Imax
Encamên testê ji bo sê cureyên MOVs di bin panzdeh 8/20 ms herikên impulse de bi lûtkeya 0.75Imax (30 kA) di TABLE II de têne xuyang kirin. Encama ji bo her celeb MOV navînî ya sê nimûneyan e.
TABLE II
Encamên di bin 8/20 ms herikîna impulsê de bi lûtkeya 30 kA
Ji TABLEII tê dîtin ku piştî panzdeh impulsên 8/20 ms li ser MOV-an hatine sepandin, guhertinên UDC1mA û Ur hindik in. "Pass" ji bo teftîşa dîtbarî tê vê wateyê ku li ser MOVên ceribandinê zirarek xuya tune. Wekî din, meriv dikare were dîtin ku bi zêdebûna voltaja sînordar a MOV re, Ucr piçûktir dibe. Wekî ku Ucr ji bo MOV-ya V460 ya herî piçûk e. Dikare were encamdan ku sê celeb MOV dikarin hemî pazdeh impulsa 8/20 ms bi lûtkeya 30 kA derbas bikin.
3.2 Encamên di bin 8/20 ms tîrêjê de bi lûtkeya Imax
Li gorî encamên ceribandî yên li jor, mezinahiya 8/20 ms-ê heya 40 kA (Imax) zêde dibe. Digel vê yekê, ji bo MOV-ya celebê V460, jimara impulsan digihîje bîst. Encamên ceribandinê di TABLE III de têne xuyang kirin. Ji bo berhevdana enerjiyê di sê celebên MOV de were berhev kirin, Ea/V tê bikar anîn da ku enerjiya hilgirtî ya yekîneyek bi navgîniya panzdeh an bîst impulsan temsîl bike. Li vir, "navîn" tête hesibandin ji ber ku vegirtina enerjiyê di MOV-an de di bin her impulsê de hinekî cûda ye.
TABLE III
Encamên di bin 8/20 ms herikîna impulsê de bi lûtkeya 40 kA
Ji TABLE III dikare were dîtin ku dema ku amplituda heyî heya 40 kA zêde dibe, Ucr ji bo UDC1mA ji bo V5 û V230 ji% 275 zêdetir vediqete, her çend guhartina voltaja mayî ya MOV hîn jî di nav rêza bi bandor a 10% de ye. Kontrola dîtbarî di heman demê de li ser MOV-ên ceribandinî zirarek xuya tune. Ji bo V230 û V275 tîpên MOV, Ea/V tê wateya enerjiya ku di her yekîneya qebareyê de bi navgîniya panzdeh impulsan tê hilanîn. Ea/V ji bo V460 enerjiya ku di yekîneya qebareyê de bi navgîniya bîst impulsan tê hilanîn temsîl dike. TABLE III nîşan dide ku MOVên bi voltaja sînorkirî ya bilindtir (V460) ji MOVên bi voltaja sînordar kêmtir (V275 û V230) Ea/V mezintir in. Digel vê yekê, digel herikîna impulsê ku çend caran li ser V460 tê sepandin, enerjiya ku di her yekîneya qebareyê de (E/V) tê hilanîn hêdî hêdî zêde dibe, wekî ku di jimar 3 de tê xuyang kirin.
Ji ber vê yekê, meriv dikare were encamdan ku MOVên celebê V230 û V275 nekarin li ber panzdeh impulsên heyî yên 8/20ms bi lûtkeya Imax-ê re bisekinin, dema ku celebê V460-ê MOV-ê dikaribû heya 20 impulsên herî zêde li ber xwe bide. Ev tê vê wateyê ku MOV-yên bi voltaja sînorkirî ya bilindtir di bin 8/20 ms pulse de kapasîteya wan çêtir e.
4. Kapasîteya berxwedanê ya di bin 10/350 ms niha de
Di vê beşê de, pêlên pêlên 10/350 ms bi amplituda 0.75Iimp û Iimp bi rêzê ve li ser nimûneyên SPD têne sepandin.
4.1 Encamên di bin 10/350 ms niha de bi lûtkeya 0.75Iimp
Ji ber ku Iimp ya sê celebên MOV-ê cûda ne, li ser V10 û V350 herikên 4875/230 ms bi amplituda 275A têne sepandin, û li ser V4500 pêlên bi amplituda 460 A têne sepandin. Piştî sepandina panzdeh herikên impulsê, guhertinên ji bo UDC1mA û Ur li ser MOVên ceribandin di TABLE IV de têne xuyang kirin. ∑E/V tê wateya berhevkirina E/V ji bo pêlên sepandî.
Ji TABLE IV tê dîtin ku piştî sepandina panzdeh herikên 10/350 ms bi lûtkeya 0.75Iimp, V230 dikare ceribandinê derbas bike, dema ku guhertina ji bo UDC1mA ya V275 ji 5% zêdetir dûr dikeve. Werimandin û şikestinek piçûk jî li ser kapsûlasyona plastîk a V275 xuya bû. Wêneya V275 bi şikestinek piçûk di jimar 4 de tê xuyang kirin.
Ji bo MOV-a celebê V460, piştî ku pêla heştemîn 10/350 ms bi lûtkeya 4500A tê sepandin, MOV şikest û voltaja pîvandinê û pêlên niha ne normal in. Ji bo berhevdanê, voltaja pîvandî û pêlên niha yên di bin impulsa heftemîn û heştemîn 10/350 ms de li ser V460 di Fig. 5 de têne xuyang kirin.
Wêne 5. voltaja pîvandî û pêlên niha li ser V460 di bin impulsa 10/350 ms
Ji bo V230 û V275, ∑E/V berhevoka E/V ji bo panzdeh impulsan e. Ji bo V460, ∑E/V berhevoka E/V ji bo heşt pêlşan e. Dikare were dîtin ku her çend Ea/V ya V460 ji ya V230 û V275 bilindtir e, bi tevahî ∑E/Vof V460 ya herî kêm e. Lêbelê, V460 zirara herî giran dît. Ev tê wê wateyê ku ji bo yekîneya MOV-ê, têkçûna MOV di bin 10/350 ms niha de ne bi tevahî enerjiya vegirtî (∑ E/V) ve girêdayî ye, lê dibe ku bêtir têkildar be bi enerjiya ku di bin impulsek yekane de (Ea / V). ). Dikare were encamdan ku di bin 10/350 ms niha de, V230 dikaribû ji MOV-yên celebê V460 bêtir li ber xwe bide. Ev tê vê wateyê ku MOV-yên bi voltaja sînorkirî ya kêmtir xwedan kapasîteya di bin 10/350 ms niha de çêtir radiwestin, ku berevajî encamnameyê di bin 8/20 ms nihaya impulse de ye.
4.2 Encamên di bin 10/350 ms tîrêjê de bi lûtkeya Iimp
Dema ku amplitude ya 10/350 ms-ê heya Iimp zêde dibe, hemî MOV-ên ceribandin nekarin panzdeh impulsan derbas bikin. Encamên di bin 10/350 ms herikên impulsê yên bi amplituda Iimp de di TABLE V de têne xuyang kirin, ku tê de "Hejmara impulse li ber xwe bide" tê wateya mîqdara impulsê ya ku MOV dikaribû berî biqelişe li ber xwe bide.
Ji TABLE V tê dîtin ku V230 bi Ea/V ya 122.09 J/cm3 dikare li ber heşt pêlên 10/350 ms li ber xwe bide dema ku V460 bi Ea/V ya 161.09 J/cm3 tenê dikare sê impulsan derbas bike, her çend lûtkeya herî zêde ji bo pejirandî ye. V230 (6500 A) ji ya V460 (6000 A) bilindtir e. Ev encama vê yekê piştrast dike ku MOVên bi voltaja sînordar a bilind di binê 10/350 ms niha de hêsantir zirarê dibînin. Ev diyarde dikare bi vî rengî were ravekirin: enerjiya mezin a ku ji hêla 10/350 ms niha ve tê hilanîn dê di MOVs de were vehewandin. Ji bo MOVên bi voltaja sînordar a bilind a di binê 10/350 ms niha de, dê di voltaja yekîneya MOV-ê de ji ya MOV-ên bi voltaja sînordar a nizm pir zêdetir enerjî were mêtin, û vegirtina enerjiyê ya zêde dê bibe sedema têkçûna MOV. Lêbelê, mekanîzmaya têkçûnê di binê 8/20 ms niha de bêtir lêkolîn hewce dike.
Kontrola dîtbar destnîşan dike ku heman forma zirarê li ser sê celebên MOV di binê 10/350 ms niha de tê dîtin. Yek aliyek vegirtina plastîk a MOV û pelika elektrodê ya çargoşe jê vediqete. Hilweşîna maddeya ZnO li nêzî pelika elektrodê xuya bû, ku ji ber şikestina di navbera elektroda MOV û rûyê ZnO de pêk tê. Wêneya V230-a zirardar di jimar 6 de tê xuyang kirin.
5. Xelasî
Pêdivî ye ku SPD di bin herikên dakêşana impulsê de bi piranî bi formên pêlên 8/20 ms û 10/350 ms werin ceribandin. Ji bo vekolîn û berawirdkirina kapasîteya berxwedanê ya SPD di bin 8/20 ms û pêlên 10/350 ms de, çend ceribandin bi herika dakêşana herî zêde ji bo 8/20 ms (Imax) û 10/350 ms (Iimp) têne kirin. , û her weha amplitudes 0.75Imax û 0.75Iimp. Sê celeb MOV-yên tîpîk ên ku ji bo SPD-yên pola I têne bikar anîn ji bo analîzê têne pejirandin. Hin encam dikarin bêne derxistin.
(1) MOVên bi voltaja tixûbdar a bilindtir di bin 8/20 ms pulse de kapasîteya çêtir heye. MOVên tîpa V230 û V275 nikaribûn panzdeh pêlên 8/20ms bi lûtkeya Imax ragirin, dema ku MOV-ya V460 dikaribû bîst impulsan derbas bike.
(2) MOVên bi voltaja tixûbdar a nizimtir di bin 10/350 ms niha de kapasîteya wan çêtir e. Tîpa V230 MOV dikaribû heşt pêlên 10/350 ms bi lûtkeya Iimp ragirin, dema ku V460 tenê dikaribû sê impulsan derbas bike.
(3) Bi berçavgirtina qebareya yekîneya MOV-ê di bin 10/350 ms niha de, enerjiya ku di bin impulsek yekane de tê hilanîn dibe ku bi têkçûna MOV-ê re têkildar be, li şûna berhevkirina enerjiya ku di bin hemî pêlên sepandî de tê girtin.
(4) Heman forma zirarê li ser sê celebên MOV-ê di bin herikên 10/350 ms de tê dîtin. Yek aliyek vegirtina plastîk a MOV û pelika elektrodê ya çargoşe jê vediqete. Hilweşîna maddeya ZnO, ku ji ber şûştina di navbera pelê elektrodê û rûyê ZnO de, li nêzî elektroda MOV xuya bû.