Хамгаалах төхөөрөмжүүд (SPDs) нь 8 / 20 ms болон 10 / 350 ms-ийн долгион хэлбэрээр голчлон импульсийн цэнэгийн гүйдлээр туршина. Гэсэн хэдий ч SPD-ийн бүтээгдэхүүнийг сайжруулснаар ийм стандарт туршилтын урсгал дээр SPD-ийн гүйцэтгэл, тэсвэрлэх чадварын талаар илүү их судалгаа хийх шаардлагатай байдаг. 8 / 20 ms болон 10 / 350 ms импульс гүйдлийн дагуу SPD-ийн тэсвэрлэх чадварыг шалгах, харьцуулахын тулд туршилтыг I төрлийн SPD-д хэрэглэдэг ердийн металлын оксид varistors (MOVs) дээр гурван төрлийн туршилтыг явуулдаг. 8 / 20ms импульс гүйдэлтэй үед 10 / 350ms импульс гүйдэлтэй ажиллах чадварыг илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Үр дүн нь 10 / 350ms импульсийн гүйдлийн дүгнэлтийн эсрэг байна. 10 / 350 ms-ийн гүйдлийн үед MOV-ийн дутагдал нь нэг импульсээр нэгж эзэлхүүний шингэрүүлсэн энергитэй холбоотой юм. Crack бол XNUMX / XNUMXms гүйдлийн гол гэмтлийн хэлбэр бөгөөд MOV хуванцар encapsulation болон электродын хавтангийн нэг талыг дүрсэлж болно. Электродын хавтан болон ZnO гадаргуу хооронд флуорос үүссэний улмаас ZnO материалын гадаргуу нь MOV электродын ойролцоо харагдаж байна.
Дуу намсгагчтай цахилгаан систем, холбооны болон дохионы сүлжээнд холбогдсон хамгаалах хэрэгсэл (SPD) нь ОУЦТК болон IEEE стандартын шаардлагын дагуу шалгагдах шаардлагатай [1-5]. Байршил, боломжит гэрэлтүүлгийн урсгалыг харгалзан үзвэл, ийм SPD нь 8 / 20 ms болон 10 / 350 ms [4-6] -ийн долгионы хэлбэрийг ашиглан импульсийн урсгал урсгалд туршина. 8 / 20 ms-ийн өнөөгийн долгион нь аянгын импульс [6-8] -ийг дүрслэн хэрэглэхэд ихэвчлэн ашиглагддаг. SPD-ийн нэрлэсэн хаягдал гүйдэл (In) болон хамгийн их хаягдал гүйдэл (Imax) нь 8 / 20 ms импульс гүйдэлтэй [4-5] -ээр тодорхойлогддог. Үүнээс гадна 8 / 20 ms-ийн одоогийн импульс нь SPD үлдэгдэл хүчдэл ба үйл ажиллагааны туршилтын [4] өргөн хэрэглэгддэг. 10 / 350ms импульсийн гүйдэл нь ихэвчлэн шууд аянгын буцах харвалт одоогийн [7-10] -ийг дүрсэлдэг. Энэ долгион нь I ангилалын SPD тестийн импульс ялалтын гүйдлийн параметрийг хангаж байгаа бөгөөд энэ нь I ангилалын I SPD [4] нэмэлт туршилтын хувьд ашиглагддаг. Туршилтын үеэр [4-5] SPD-д хэрэглэх импульсийн урсгалыг заасан тоо. Жишээлбэл, I ангилалын I SPD [8] -ны хувьд ажиллах 20 / 10 ms 5 ба 350 / 4 ms импульс гүйдлийг таван туршилтаар явуулахад шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч SPD-ийн бүтээгдэхүүнийг сайжруулснаар ийм стандарт туршилтын урсгал дээр SPD-ийн гүйцэтгэл, тэсвэрлэх чадварын талаар илүү их судалгаа хийх шаардлагатай байдаг. Өмнөх судалгаанууд нь 8 / 20 ms импульс current 11 current [14-10] дагуу MOV гүйцэтгэлд төвлөрч байхад давталттай 350 / 15 ms түлхэлтийн гүйдлийн гүйцэтгэлийг сайтар шалгаж үзээгүй байна. Үүнээс гадна барилга, түгээлтийн системийн өндөр өртөгтэй цэгүүдэд суурилуулсан I зэрэглэлийн SPD нь аянгын цохилтонд илүү өртөмтгий [16-8] юм. Тиймээс 20 / 10 ms болон 350 / 8 ms импульс гүйлтийн дагуу I ангилалын SPD-үүдийн гүйцэтгэл болон тэсвэрлэх чадварыг шалгаж үзэх шаардлагатай. 20 / 10 ms болон 350 / XNUMX ms импульс гүйдлийн дагуу I ангиллын SPD-ийн тэсвэрлэлтийн чадамжийг туршилтаар туршина. Анхан шатны I SPD-д ашигладаг ердийн MOV-ийн гурван төрлийн шинжилгээг хийдэг. Одоогийн далайц ба импульсийн тоог олон туршилтаар тохируулна. Харьцуулалтыг импульсийн гүйдлийн хоёр төрлөөс хамааран MOV-ийн тэсвэрлэх чадамж дээр хийгддэг. Туршилтын дараа алдагдсан MOV дээжийн алдааны горимыг мөн шинжилдэг.
I ангилалын I SPD-д ашигладаг ердийн MOV-г гурван төрлийн туршилтанд хэрэглэдэг. MOVs төрөл бүрт EPCOS-ийн хийсэн 12 дээжийг дөрвөн төрлийн туршилтаар баталсан. 8 / 20μs импульсийн хүрээнд MOV-ийн нэрлэсэн урсацын урсгалыг дүрслэхэд, IMax нь 8 / 20μs импульс дэх хамгийн их урсацын урсгалыг илэрхийлж байгаа бөгөөд Iimp нь 10 / 350μs импульс, UDC1mA 1 мА DC-ийн дагуу хэмжсэн MOV хүчдэл, Ур нь IN-ийн дагуу MOV үлдэгдэл хүчдэлийг төлөөлдөг.
Зураг 1 нь 10 / 350 ms болон 8 / 20 ms-ийн одоогийн импульсуудэд гаралтад тохируулж болох импульсийн генераторыг харуулж байна. Pearson ороомог нь шалгагдсан MOV-ийн импульсийн гүйдлийг хэмжихэд ашигладаг. 14.52-ийн харьцаатай хүчдэл хуваагч нь үлдэгдэл хүчдэлийг хэмжихэд хэрэглэгддэг. TEK DPO3014 тоон оксиллоскопыг туршилтын долгионы хэлбэрийг бүртгэх зорилгоор хэрэглэдэг.
SPD тестийн стандарт [4] -аас үзэхэд 8 / 20 ms моодонд ашиглагдсан далайцууд нь 30kA (0.75Imax) болон 40kA (Imax) багтана. 10 / 350 ms-ийн одоогийн давтамжийг 0.75Iimp болон Iimp. MOVs [4], 15NNXX / 8ms импульст үйл ажиллагааны шалгалтыг MOV дээжид хэрэглэсэн бөгөөд импульсийн хоорондын зай 20 s юм. Тиймээс туршилтын процессын бүдүүвчийг 60 зурагт үзүүлэв.
Туршилтын журмыг дараах байдлаар тодорхойлж болно:
(1) Анхны хэмжилтүүд: MOV дээжийг UDC1mA, Ur, болон туршилтын эхэн үед авсан зургуудаар тодорхойлно.
(2) 15 хүчин төгөлдөр импульс хэрэглэнэ: Хүчинтэй импульсийн урсгалыг гарган импульсын гүйдлийн үүсгүүрийг тохируулна. 60-ийн интервалаар 15-н импульс MOV дээж дээр дараалсан.
(3) MOV гүйдлийн хэмжсэн долгионы хэлбэрийг импульс хэрэглэсний дараа хэмжиж тэмдэглэнэ.
(4) Туршилтын дараа үзлэг, хэмжилт. MOV-ийн гадаргууг цоорох, цочроохын тулд шалгана. Туршилтын дараа UDC1mA болон Ur-ийг хэмжинэ. Туршилтын дараах гэмтсэн MOV-ийн зургийг авах. Туршилтын нэвтрүүлэх шалгуур, IEC 61643-11 [4] -ын дагуу хүчдэл ба гүйдлийн бүртгэл хоёулаа харааны шалгалттай хамт дээжийг цоолох, эсвэл унтрах шинж тэмдэг илрүүлэхгүй байхыг шаарддаг. Үүнээс гадна, IEEE Std. C62.62 [5] Ur-д хэмжсэн дараахь (Ur MOV үлдэгдэл хүчдэл) хэмжилтийг Ur урсацтай туршилтаас 10% -иас илүү зөрөөгүй байхыг санал болгосон. The Std. IEC 60099-4 [17] нь UDC1mA импульс тестийн дараа 5% -с илүү хазайлт хийхийг шаарддаг.
- 8 / 20-ийн тэсвэрлэх чадвар ms импульс гүйдэл
Энэ хэсэгт 8Imax болон Imax-ийн далайцтай 20 / 0.75 импульсийн урсгалыг SPD дээжинд хэрэглэнэ. UDC1mA болон Ur гэсэн хэмжигдэхүүний өөрчлөлтийн харьцаа нь дараах байдлаар тодорхойлогдоно:
Энд Ucr хэмжсэн утгуудын өөрчлөлтийн харьцааг илэрхийлнэ. Uat нь туршилтын дараа хэмжсэн утгыг илэрхийлнэ. Ubt нь тестийн өмнө хэмжсэн утгыг илэрхийлнэ.
3.1 8 / 20 ms импульс гүйдэлийн үр дүн 0.75Imax оргил
8Imax (20 kA) оргил цэгийн оргил 0.75 / 30 ms импульс гүйдлийн доод гурван төрлийг 3-р хүснэгтэнд үзүүлэв. MOV төрөл бүрийн үр дүн нь ижил гурван дээжийн дундаж юм.
ХҮСНЭГТ II
8 kN оргил бүхий 20 / 30 ms импульс гүйдлийн үр дүн
TABLEII-аас харахад MOV-ууд дээр 15 8 / 20 хурдны импульс хэрэглэсний дараа UDC1mA болон Ur өөрчлөлтүүд нь бага байдаг. "Хүлээгдэж буй" үзлэг нь шинжилж буй MOV-үүдэд харагдахуйц гэмтэлгүй гэсэн үг юм. Үүнээс гадна хүчдэл хязгаарлах MOV-ийн өсөлттэй харьцуулахад Ucr нь бага байна. UCR нь V460 төрлийн MOV-ийн хувьд хамгийн жижиг юм. Үүнийг 8 kA оргил бүхий 20 / 30 ms импульс гэсэн гурван төрлийг дамжуулж болох юм.
3.2 8 / 20 ms импульс гүйдэлийн үр дүн Imax оргил бүхий үр дүн
Дээрх туршилтын үр дүнг харгалзан 8 / 20 ms гүйдлийн далайц 40 kA (Imax) хүртэл нэмэгдэх болно. Үүнээс гадна V460 төрлийн MOV-ийн хувьд импульсийн тоог 20 хүртэл нэмэгдүүлдэг. Туршилтын үр дүнг III-р хүснэгтэнд үзүүлэв. Гурван төрлийн MOV-ийн эрчим хүчний шингээлтийг харьцуулахын тулд Ea / V нь нэгжийн эзэлхүүн дэх шингээгдсэн энергийг төлөөлөхөд 15 эсвэл 20 импульсийн дунджийг ашигладаг. Энд MOVs дахь эрчим хүчний шингээлт нь импульс тус бүрээр ялгаатай байдаг тул "дундаж" гэж үздэг.
ХҮСНЭГТ III
8 kN оргил бүхий 20 / 40 ms импульс гүйдлийн үр дүн
ТАЙЛБАР 3-ээс одоогийн далайц нэмэгдэж 40 kA хүртэл нэмэгдсэн бол UDC1mA Ucr нь 5% болон V230-ийн хувьд 275% -аас илүү хазайх болно. Гэхдээ MOV үлдэгдэл хүчдэл нь 10% -ийн үр дүнтэй хүрээнд байна. Туршилтын MOV-уудад харагдахуйц гэмтэл харагдахгүй байна. ForV230 болон V275 төрлийн MOVs, Ea / V гэдэг нь нэгжийн эзэлхүүн дэх шингээгдсэн энергийг дундаж арван таван импульс гэж ойлгоно. V460-ийн хувьд Ea / V нь нэгжийн эзэлхүүн дэх энерги шингээнэ. 3-р хүснэгтээс үзэхэд өндөр хүчдэлтэй MOVs (V460) нь илүү хүчдэлтэй VVNUMX ба V275 бүхий MOV-ээс илүү Ea / V агуулж байгааг харуулж байна. Үүнээс гадна импульсийн гүйдэл нь V230 дээр давтамжтайгаар хийгддэг тул нэгжийн эзлэхүүн (E / V) шингээгдсэн эрчим хүч нь 460 зурагт үзүүлсний дагуу аажмаар нэмэгддэг.
Тиймээс V230 болон V275 төрлийн MOVs нь 8 / 20ms одоогийн импульсийг Imax оргилтой тэсвэрлэж чаддаггүй, харин V460 төрлийн MOV нь 20-ийн түлхэц хүртэлх хамгийн их урсацыг тэсвэрлэж чадна гэж дүгнэж болно. Энэ нь өндөр хүчдэлтэй MOVs нь 8 / 20ms импульс гүйдэлтэй ажиллах чадварыг илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай гэсэн үг юм.
4. 10 / 350 ms импульс гүйдэлтэй дөхөж байгаа чадвар
Энэ хэсэгт 10Iimp болон Iimp -ийн далайцтай 350 / 0.75 ms импульс гүйдлийг SPD дээж дээр хэрэглэв.
4.1 10 / 350 ms импульс гүйдэлийн үр дүн 0.75Iimp оргил
MOIM-ийн гурван төрлийн Iimp нь өөр өөр учраас 10A-ийн далайцтай 350 / 4875 ms урсгал нь V230 болон V275 дээр ашиглагддаг бөгөөд 4500 A-ийн далайцтай V460 дээр хэрэглэдэг. Арван таван импульсийн урсгалыг хэрэглэсний дараа UDC1mAand Ur -д гарсан өөрчлөлтүүд нь ТАЙЛБАР IV-т үзүүлсэн болно. ΣE / V гэдэг нь хэрэглэсэн импульсын утгыг E / V нийлбэрийг хэлнэ.
Үр дүн IV-аас 10 / 350 ms гүйдлийг 0.75Iimp оргилд орсны дараа V230 туршилтыг дамжуулж болох бөгөөд V1-ийн UDC275mA-ийн өөрчлөлт 5% -с илүү хазайсан болохыг харж болно. V275-ийн plastic encapsulation дээр хавдар болон жижиг ан цав үүссэн. V275-ийн зургийн жижиг хагарлын зургийг 4 зурагт үзүүлэв.
V460 төрлийн MOV-ийн хувьд найм дахь 10 / 350-ийн товчлуур 4500A оргилыг хэрэглэсний дараа MOV эвдэрсэн ба хэмжсэн хүчдэл ба одоогийн долгионы хэлбэр хэвийн бус байна. Харьцуулахын тулд V10 дээр долдугаар болон найм дахь 350 / 460 ms импульсийн хэмжлийн хүчдэл ба одоогийн долгионыг 5 зурагт үзүүлэв.
5 зураг. 460 / 10 ms импульс доор V350 дээр хэмжсэн хүчдэл ба одоогийн долгион хэлбэрүүд
V230 болон V275-ийн хувьд ΣE / V нь арван таван импульст E / V-ийн нийлбэр юм. V460-ийн хувьд ΣE / V нь 8 импульсийн E / V-ийн нийлбэр юм. V460-ийн Ea / V нь V230 болон V275-ээс их боловч V460 нийт ΣE / VofN хамгийн бага байна. Гэсэн хэдий ч V460 хамгийн ноцтой хохирол амссан. Энэ нь MOV-ийн нэгж эзлэхүүний хувьд 10 / 350 ms-ийн MOV-ийн алдагдал нь нийт шингээх энергитэй (Σ E / V) хамааралгүй боловч ганц импульс (Ea / V ). 10 / 350 ms импульс гүйдэлтэй үед V230 нь V460 төрлийн MOVs-ээс илүү импульсийг тэсвэрлэж чадна гэж дүгнэж болно. Энэ нь 10 / 350 ms импульсийн гүйдлийн дүгнэлтээс эсрэг байгаа 8 / 20 ms гүйдлийн доод түвшний хүчдэлтэй MOVs нь илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай гэсэн үг юм.
4.2 10 / 350 ms импульс гүйдэлийн үр дүн Iimp-ийн оргил
10 / 350 ms одоогийн далайц нь Iimp-д нэмэгдэхэд бүх шалгагдсан MOVs нь арван таван импульс дамжиж чадахгүй. Iimpream-ийн далайцтай 10 / 350 ms импульс гүйдлийн үр дүн ТАЙЛБАР V-д харуулав. Энд "Тэвчих импульсийн тоо" гэдэг нь MOV-ээс урагшлах чадвартай импульсийн хэмжээг хэлнэ.
230 J / cm122.09 нь Ea / V нь V3 нь Ea / V нь 10 / 350 ms хурдыг тэсвэрлэх чадвартай байхад VNNUMXwith Ea / V нь 460 J / cm161.09 нь Ea / V нь зөвхөн гурван импульсийг дамжуулж чадсан байхад V3 (230 A) нь V6500 (460 A) хувьд үүнээс өндөр байна. Энэ нь 6000 / 10 ms-ийн дагуу хүчдэлийн өндөр хүчдэлийн MOV-ууд илүү амархан гэмтдэг гэсэн дүгнэлтийг хүчингүй болгодог. Энэ үзэгдлийг дараах байдлаар тайлбарлаж болно: 350 / 10 ms одоогийн их эрчим хүч MOVs-д шингэсэн болно. 350 / 10 ms-ийн гүйдлийн өндөр хүчдэлийн MOV-ийн хувьд MOV-ийн нэгж эзэлхүүнээс илүү их хүчдэл MOV-ээс бага хүчдэлтэй байдаг бөгөөд хэт их энерги шингээлт нь MOV-ийн дутагдалд хүргэнэ. Гэсэн хэдий ч, 350 / 8 ms current-ийн бүтэлгүйтлийн механизм нь илүү их судалгаа шаарддаг.
10 / 350 ms-ийн гүйдлийн дагуу MOV-ийн гурван төрлөөр ижил гэмтлийн хэлбэр ажиглагдаж байна. MOV-ийн хуванцар бүрхэвч ба тэгш өнцөгт электродын хальс нь нэг талдаа байна. ZnO материалын чийглэг электродын хавтангийн ойролцоо үүссэн бөгөөд энэ нь MOV электрод болон ZnO гадаргуугийн хооронд флуорос үүсдэг. Гэмтсэн V230-ийн зургийг 6 зурагт үзүүлэв.
5. дүгнэлт
SPD-ууд нь ихэвчлэн 8 / 20 ms болон 10 / 350 ms-ийн долгионы хэлбэрт импульс ялгах урсгалаар шалгагдах шаардлагатай байдаг. 8 / 20 ms болон 10 / 350 ms импульс гүйдлийн дагуу SPD-ийн тэсвэрлэх чадварыг шалгах, харьцуулахын тулд хэд хэдэн туршилтыг 8 / 20 ms (Imax) болон 10 / 350 ms (Iimp) , түүнчлэн 0.75Imax болон 0.75Iimp-ийн далайцын хэмжээ. Анхан шатны I SPD-д ашигладаг ердийн MOV-ийн гурван төрлийн шинжилгээг хийдэг. Зарим дүгнэлтийг гаргаж болно.
(1) Өндөр хүчдэлтэй MOVs нь 8 / 20ms импульсийн гүйдэлтэй харьцуулахад чадварыг илүү сайн тэсвэрлэх чадвартай байдаг. V230 болон V275 төрлийн MOVs нь Imax-ийн оргил бүхий 15 8 / 20ms импульсийг тэсвэрлэж чадсангүй, харин V460 төрлийн MOV нь хорин импульсийг дамжуулж чадсан.
(2) Хязгаарлагдмал хүчдэлтэй MOV-үүд нь 10 / 350 ms-ийн гүйдэлийн дагуу чаддаг. V230 төрлийн MOV нь Iimple оргилтой 8 10 / 350 хурдтай импульсийг тэсвэрлэж чаддаг бол V460 нь зөвхөн гурван импульс давах чадвартай.
(3) 10 / 350 ms-ийн гүйдлийн MOV-ийн нэгжийн эзэлхүүнийг харгалзан нэг импульсээр шингээгдсэн энерги нь MOV-ийн алдаатай холбоотой байж болно.
(4) 10 / 350 ms гүйдлийн дагуу гурван төрлийн MOV-тэй ижил эвдрэлийн хэлбэрийг ажигладаг. MOV-ийн хуванцар бүрхэвч ба тэгш өнцөгт электродын хальс нь нэг талдаа байна. Электродын хавтан болон ZnO гадаргуугийн хооронд фосфороос үүссэн ZnO материалын гадаргуу нь MOV электродын ойролцоо байрладаг.