Кирип коргоо аппараттар (SPDs) шыктандыруучу агып агымдары текшерилди талап кылынат негизинен 8 боюнча сигналдар менен / 20 мс жана 10 / 350 магистр даражасына ээ болгон. Бирок, мисалы, стандарттуу тестирлөө агымдары боюнча SPDs жөндөмдүүлүгүн SPD азыктарын, аткарууну жакшыртуу жана каршы дагы иликтөө керек. 8 / 20 мс жана 10 / 350 мс шыктандыруучу агымдары боюнча SPDs жөндөмдүүлүгүн туруштук иликтөө жана салыштыруу үчүн, эксперименттер класс Мен SPDs үчүн колдонулат мүнөздүү темир кычкылын varistors (MOVs) үч түрлөрү боюнча жүзөгө ашырылат. натыйжалары 8 / 20ms шыктандыруучу азыркы корутундусу карама-каршы келет, ал эми жогорку чектөө кубатуулуктагы менен MOVs, жакшы 10 / 350ms шыктандыруучу азыркы мүмкүнчүлүк туруштук бар экенин көрсөтүп турат. 10 / 350 мс агымга ылайык, MOV кетириши бир зарядды астында даана көлөмү күнүнө оту менен энергия менен байланыштуу. Crack MOV пластикалык Encapsulation бир тараптан жана андан алыстап башка лидерди ээрчип электрод барак катары мүнөздөөгө болот 10 / 350ms азыркы негизги зыян түрү болуп саналат. электрод Бухгалтердик баланс жана ZnO жер ортосунда Flashover улам ZnO материалдык, Лысый, MOV токту жакын пайда болгон.
Төмөн чыңалуудагы электр тутумдарына, телекоммуникациялык жана сигналдык тармактарга туташтырылган асқын чыңалуудан коргоочу түзүлүштөр (SPDs) IEC жана IEEE стандарттарынын талаптарына ылайык сыноодон өтүшү керек [1-5]. Жайгашкан жерин жана мүмкүн болгон жарыктандыруунун агымын эске алуу менен, мындай SPD 8/20 жана 10/350 мс толкун формалары менен импульстук разряддык агымдардын астында сыноодон өтүшү керек [4-6]. 8/20 мс учурдагы толкун формасы көбүнчө чагылгандын импульсун имитациялоо үчүн колдонулат [6-8]. SPDлердин номиналдык разряддык ток (In) жана максималдуу разряддык ток (Imax) экөө тең 8/20 мс импульстук ток менен аныкталат [4-5]. Мындан тышкары, 8/20 мс учурдагы импульс SPD калдык чыңалуусу жана иштөө милдети сыноолору үчүн кеңири колдонулат [4]. 10/350 мс импульстук ток, адатта, чагылгандын түздөн-түз кайтуучу сокку агымын моделдөө үчүн колдонулат [7-10]. Бул толкун формасы I класстагы SPD сынагы үчүн импульстук разряд агымынын параметрлерине жооп берет, ал өзгөчө I класстагы SPD үчүн кошумча милдет сынагы үчүн колдонулат [4]. Типти сыноо учурунда [4-5], SPDдерге колдонуу үчүн импульстук токтун белгиленген саны талап кылынат. Мисалы, I класстагы SPD үчүн иштөө милдетин сыноо үчүн он беш 8/20 мс ток жана беш 10/350 мс импульстук ток талап кылынат [4]. Бирок, SPD өнүмдөрүн өркүндөтүү менен, мындай стандарттык сыноо агымдарында SPDлердин иштеши жана туруштук берүү жөндөмдүүлүгү көбүрөөк изилдөөнү талап кылат. Мурунку изилдөөлөр адатта бир нече 8/20 мс импульстук токтун [11-14] астында MOV көрсөткүчтөрүнө топтолгон, ал эми кайталанган 10/350 мс импульстук токтун астындагы көрсөткүчтөр кылдат изилденген эмес. Мындан тышкары, имараттардын жана бөлүштүрүүчү системалардын жогорку таасири болгон жерлерде орнотулган I класстагы SPDs чагылгандын соккусуна көбүрөөк дуушар болушат [15-16]. Ошондуктан, 8/20 мс жана 10/350 мс импульстук агымдардын астындагы I класстагы SPDлердин иштөө жөндөмдүүлүгүн жана туруктуулугун изилдөө керек. Бул документ 8/20 мс жана 10/350 мс импульстук агымдардын астында I класстагы SPDлердин туруштук берүү жөндөмдүүлүгүн эксперименталдык түрдө изилдейт. Класс I SPD үчүн колдонулган типтүү MOV үч түрү талдоо үчүн кабыл алынган. Учурдагы амплитудасы жана импульстардын саны бир нече эксперименттер үчүн жөнгө салынат. Салыштыруу эки түрдөгү импульстук токтун астында MOVтердин туруштук берүү жөндөмдүүлүгү боюнча жүргүзүлөт. Сыноолордон кийин ишке ашпай калган MOV үлгүлөрүнүн бузулуу режими да талданат.
Эксперименттерде I класстагы SPD үчүн колдонулган типтүү MOVлардын үч түрү кабыл алынган. Ар бир MOV түрү үчүн EPCOS тарабынан жасалган 12 үлгү эксперименттердин төрт түрү боюнча кабыл алынат. Алардын негизги параметрлери I ТАБЛИЦАДА көрсөтүлгөн, мында In 8/20μs импульс астындагы MOVлардын номиналдык разряддык агымын, Imax 8/20μs импульс астындагы максималдуу разряддык токту, Iimp 10/350μs импульс астындагы максималдуу разряддык токту, UDC1mAди билдирет. MOV чыңалуусу 1 мА туруктуу токтун астында өлчөнөт, Ur In астындагы MOV калдык чыңалуусун билдирет.
1-сүрөттө 10/350 мс жана 8/20 мс ток импульстарын чыгаруу үчүн жөнгө салынуучу импульстук ток генератору көрсөтүлгөн. Пирсон катушкасы сыналган MOVs боюнча импульстук агымдарды өлчөө үчүн кабыл алынган. Калган чыңалууларды өлчөө үчүн 14.52 катышы менен чыңалуу бөлгүч колдонулат. TEK DPO3014 санариптик осциллографы эксперименталдык толкун формаларын жазуу үчүн кабыл алынган.
SPD сыноо стандартына ылайык [4], 8/20 мс ток үчүн кабыл алынган амплитудаларга 30кА (0.75Imax) жана 40kA (Imax) кирет. 10/350 мс ток үчүн кабыл алынган амплитудаларга 0.75Iimp жана Iimp кирет. MOV үчүн иштөө милдети сынагына шилтеме [4], MOV үлгүлөрүндө он беш 8/20 мс импульс колдонулат жана импульстардын ортосундагы интервал 60 с. Демек, эксперименталдык процедуранын схемасы 2-сүрөттө көрсөтүлгөн.
эксперименталдык жол-жобосу төмөнкүчө чагылдырууга болот:
(1) Баштапкы өлчөөлөр: MOV үлгүлөрү эксперименттердин башында UDC1mA, Ur жана сүрөттөр менен мүнөздөлөт.
(2) Он беш импульсту колдонуңуз: Импульстук токтун генераторун талап кылынган импульстук токту чыгаруу үчүн тууралаңыз. MOV үлгүсүнө 60 секунд аралыгы менен он беш импульс катары менен колдонулат.
(3) Ар бир импульс колдонулгандан кийин MOV токтарынын жана чыңалууларынын өлчөнгөн толкун формаларын жазыңыз.
(4) Сыноолордон кийин визуалдык текшерүү жана өлчөө. MOV бетинде пункция же флэшover бар-жоктугун текшериңиз. Сыноолордон кийин UDC1mA жана Урду өлчөңүз. Сыноолордон кийин бузулган MOVлардын сүрөттөрүн тартыңыз. IEC 61643-11 [4] боюнча эксперименттердин өтүү критерийлери чыңалуунун да, токтун да жазуулары визуалдык текшерүү менен бирге үлгүлөрдүн тешилүүсүн же жаркыраганын көрсөтпөшүн талап кылат. Мындан тышкары, IEEE Std. C62.62 [5] сыноодон кийинки өлчөнгөн Ur (In боюнча MOV калдыгы чыңалуулары) алдын ала чентелген Urдан 10% дан көп четтебеши керек деп сунуштады. The Std. IEC 60099-4 [17] ошондой эле импульстук сыноолордон кийин UDC1mA 5% дан көп четтөөнү талап кылат.
- 8/20га туруштук берүү мүмкүнчүлүгү мс импульстук ток
Бул бөлүмдө SPD үлгүлөрүндө 8Imax жана Imax амплитудалары менен 20/0.75 мс импульстук токтар колдонулат. Тесттен кийинки өлчөнгөн UDC1mA жана Ur үчүн өзгөрүү катышы төмөнкүчө аныкталат:
мында, Ucr өлчөнгөн маанилердин өзгөрүү катышын билдирет. Uat сыноолордон кийин өлчөнгөн маанини билдирет. Ubt сыноолордун алдында өлчөнгөн маанини билдирет.
3.1 8Imax чокусу менен 20/0.75 мс импульстук токтун натыйжалары
8Imax (20 кА) чокусу болгон он беш 0.75/30 мс импульстук токтун алдындагы MOVлардын үч түрү үчүн сыноо натыйжалары II ТАБЛИЦАДА көрсөтүлгөн. MOV ар бир түрү үчүн натыйжа үч эле үлгүлөрдүн орточо болуп саналат.
МАЗМУНУ II
8 кА чокусу менен 20/30 мс импульстук токтун астында натыйжалар
TABLEIIден көрүүгө болот, он беш 8/20 мс импульс MOVларга колдонулгандан кийин, UDC1mA жана Ur өзгөрүүсү анча чоң эмес. Визуалдык текшерүү үчүн "Өтүрүү" сыналган MOVларда көрүнгөн зыяндын жоктугун билдирет. Мындан тышкары, бул MOV чектөө чыңалуу жогорулашы менен, Ucr кичирейип жатканын байкоого болот. Мисалы, Ucr V460 түрү MOV үчүн эң кичинеси. Бул MOV үч түрү баары 8 кА чокусу менен он беш 20/30 мс импульс өтө алат деген тыянак чыгарууга болот.
3.2 Imax чокусу менен 8/20 мс импульстук токтун төмөн натыйжалары
Жогорудагы эксперименттик натыйжаларды эске алуу менен 8/20 мс токтун амплитудасы 40 кАга (Imax) чейин көбөйөт. Мындан тышкары, V460 түрү MOV үчүн импульстардын саны жыйырмага чейин көбөйөт. Эксперименттик натыйжалар III ТАБЛИЦАДА көрсөтүлгөн. Үч типтеги MOVsдеги энергияны сиңирүүнү салыштыруу үчүн Ea/V орточо он беш же жыйырма импульс үчүн көлөм бирдигине жутулган энергияны көрсөтүү үчүн колдонулат. Бул жерде "орточо" деп эсептелет, анткени MOVларда энергияны сиңирүү ар бир импульстун астында бир аз башкача.
III МАЗМУНУ
8 кА чокусу менен 20/40 мс импульстук токтун астында натыйжалар
III ТАБЛИЦАДАН байкоого болот, токтун амплитудасы 40 кАга чейин көбөйтүлгөндө, UDC1mA үчүн Ucr V5 жана V230 үчүн 275%дан ашык четтейт, бирок MOV калдык чыңалуусунун өзгөрүүсү дагы эле 10% эффективдүү диапазонунда. Визуалдык текшерүү, ошондой эле сыналган MOVs эч кандай көрүнгөн зыян көрсөтөт. V230 жана V275 тибиндеги MOVs үчүн Ea/V орточо он беш импульс менен көлөм бирдигине жутулган энергияны билдирет. V460 үчүн Ea/V орточо жыйырма импульс менен көлөм бирдигине жутулган энергияны билдирет. III ТАБЛИЦА жогорку чектелүү чыңалуудагы (V460) MOVs төмөнкү чектөө чыңалуусу бар MOVларга (V275 жана V230) караганда чоңураак Ea/V бар экенин көрсөтүп турат. Мындан тышкары, импульстук токтун V460га кайра-кайра колдонулушу менен, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, көлөм бирдигине сиңирилген энергия (E/V) акырындык менен көбөйөт.
Демек, V230 жана V275 тибиндеги MOVs Imax чокусу болгон он беш 8/20 мс учурдагы импульстарга туруштук бере албайт, ал эми V460 тибиндеги MOV 20 импульска чейинки максималдуу разрядка туруштук бере алган деген тыянак чыгарууга болот. Бул жогорку чектелүү чыңалуудагы MOVs 8/20 мс импульстук токтун астында жакшыраак туруштук бере алат дегенди билдирет.
4. 10/350 мс импульстук токко туруштук берүү мүмкүнчүлүгү
Бул бөлүмдө SPD үлгүлөрүндө 10Iimp жана Iimp амплитудалары менен 350/0.75 мс импульстук токтар колдонулат.
4.1 10Iimp чокусу менен 350/0.75 мс импульстук токтун натыйжалары
Үч түрдөгү MOVнун Iimp ар башка болгондуктан, амплитудасы 10А болгон 350/4875 мс ток V230 жана V275те, ал эми амплитудасы 4500 А болгон импульстар V460да колдонулат. Он беш импульстук токту колдонгондон кийин, сыналган MOVs боюнча UDC1mA жана Ur үчүн өзгөрүүлөр IV ТАБЛИЦАДА көрсөтүлгөн. ∑E/V колдонулган импульстар үчүн E/V суммасын билдирет.
IV ТАБЛИЦАДАН 10Iimp чокусу менен он беш 350/0.75 мс агымын колдонгондон кийин V230 сыноодон өтө аларын, ал эми V1 UDC275mA үчүн өзгөрүү 5%дан ашык четтегенин көрүүгө болот. V275тин пластикалык капсуласында шишик жана кичине жарака пайда болгон. V275тин кичине жаракалуу сүрөтү 4-сүрөттө көрсөтүлгөн.
V460 тибиндеги MOV үчүн 10А чокусу менен сегизинчи 350/4500 мс импульс колдонулгандан кийин, MOV жарылып, өлчөнгөн чыңалуу менен токтун толкун формалары анормалдуу. Салыштыруу үчүн V10 боюнча жетинчи жана сегизинчи 350/460 мс импульстун астында өлчөнгөн чыңалуу жана токтун толкун формалары 5-сүрөттө көрсөтүлгөн.
5-сүрөт. 460/10 мс импульстагы V350 боюнча өлчөнгөн чыңалуу жана токтун толкун формалары
V230 жана V275 үчүн, ∑E/V он беш импульс үчүн E/V жыйындысы. V460 үчүн,∑E/V сегиз импульс үчүн E/V жыйындысы. V460тын Ea/V V230 жана V275ке караганда жогору болсо да, жалпы ∑E/Vof V460 эң төмөн экенин байкоого болот. Бирок, V460 эң олуттуу зыянга учурады. Бул MOV көлөмүнүн бирдиги үчүн 10/350 мс токтун астындагы MOV иштебей калышы жалпы сиңирилген энергияга (∑ E/V) байланыштуу эмес, бирок бир импульс (Ea/V) астында жутулган энергияга көбүрөөк байланыштуу болушу мүмкүн экенин билдирет. ). 10/350 мс импульстук токтун астында V230 V460 тибиндеги MOVларга караганда көбүрөөк импульстарга туруштук бере алат деген тыянак чыгарууга болот. Бул төмөнкү чектелүү чыңалуудагы MOVs 10/350 мс токтун астында жакшыраак туруштук бере алат дегенди билдирет, бул 8/20 мс импульстук токтун астындагы жыйынтыкка карама-каршы келет.
4.2 Iimp чокусу менен 10/350 мс импульстук токтун төмөн натыйжалары
10/350 мс токтун амплитудасы Iimp чейин көбөйтүлгөндө, бардык текшерилген MOVлар он беш импульсту өтө алган жок. Iimp амплитудасы бар 10/350 мс импульстук токтун натыйжалары V ТАБЛИЦАДА көрсөтүлгөн, мында “Импульстун туруктуу саны” MOV жаракага чейин туруштук бере алган импульстун көлөмүн билдирет.
V ТАБЛИЦАСЫНДА Эа/V 230 Дж/см122.09 болгон V3 сегиз 10/350 мс импульска туруштук бере аларын, ал эми Ea/V 460 Дж/см161.09 болгон V3 үч гана импульсту өткөрө аларын байкоого болот, бирок эң жогорку ток үчүн кабыл алынган. V230 (6500 A) V460 (6000 A) үчүн караганда жогору. Бул 10/350 мс токтун астында жогорку чектөөчү чыңалуудагы MOVs оңой бузулат деген корутундуну ырастайт. Бул кубулушту төмөнкүчө түшүндүрсө болот: 10/350 мс агымы алып жүргөн чоң энергия MOVларга сиңет. 10/350 мс токтун астындагы жогорку чектүү чыңалуудагы MOVлар үчүн MOV бирдигинин көлөмү аз чектөө чыңалуусу бар MOVларга караганда алда канча көп энергияны сиңирип алат жана энергиянын ашыкча жутулушу MOV иштебей калышына алып келет. Бирок, учурдагы 8/20 мс астында иштебей калуу механизми көбүрөөк иликтөөнү талап кылат.
Визуалдык текшерүү көрсөткөндөй, 10/350 мс токтун астындагы MOVтердин үч түрүндө бирдей бузулуу формасы байкалат. MOV пластмасса капсуланын бир тарабы жана тик бурчтуу электрод барагы сыйрылып кетет. ZnO материалынын абляциясы электрод барагынын жанында пайда болгон, ал MOV электрод менен ZnO бетинин ортосундагы жаркыруудан келип чыккан. Бузулган V230 сүрөтү 6-сүрөттө көрсөтүлгөн.
5. жыйынтыктоо
SPDs негизинен 8/20 жана 10/350 мс толкун формалары менен импульстук разряддык агымдардын астында сыналышы керек. 8/20 мс жана 10/350 мс импульстук агымдардын астындагы SPDлердин туруштук берүү жөндөмдүүлүгүн изилдөө жана салыштыруу үчүн 8/20 мс (Imax) жана 10/350 мс (Iimp) толкун формасы үчүн максималдуу разряд агымы менен бир нече эксперименттер жүргүзүлөт. , ошондой эле 0.75Imax жана 0.75Iimp амплитудалары. Класс I SPD үчүн колдонулган типтүү MOV үч түрү талдоо үчүн кабыл алынган. Кээ бир тыянактарды чыгарууга болот.
(1) Чектелген чыңалуу жогору болгон MOVs 8/20 мс импульстук токтун астында жакшыраак туруштук бере алат. V230 жана V275 тибиндеги MOVs Imax чокусу болгон он беш 8/20 мс импульстарына туруштук бере алган жок, ал эми V460 тибиндеги MOV жыйырма импульсту өткөрө алган.
(2) Төмөнкү чектөө чыңалуусу бар MOVs 10/350 мс токтун астында жакшыраак туруштук бере алат. V230 тибиндеги MOV Iimp чокусу менен сегиз 10/350 мс импульстарына туруштук бере алган, ал эми V460 үч гана импульсту өткөрө алган.
(3) 10/350 мс токтун астындагы MOV көлөмүнүн бирдигин эске алуу менен, бардык колдонулган импульстардагы жутулган энергиянын жыйындысынын ордуна, бир импульс учурундагы жутулган энергия MOV бузулушуна байланыштуу болушу мүмкүн.
(4) Ошол эле зыян формасы 10/350 мс агымдагы MOVтердин үч түрүндө байкалат. MOV пластмасса капсуланын бир тарабы жана тик бурчтуу электрод барагы сыйрылып кетет. MOV электродунун жанында электрод барагы менен ZnO бетинин ортосундагы жаркыраган ZnO материалынын абляциясы пайда болду.