Qalabka ilaaliya dareenka (SPDs) ayaa looga baahan yahay in lagu tijaabiyo iyadoo loo eegayo hoos u dhigista dareeraha ee badanaa leh qaababka dalxiiska ee 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms. Si kastaba ha noqotee, iyadoo la hagaajinayo waxsoosaarka SPD, waxqabadka iyo adkeynta awoodda SPD-yada ayadoo la adeegsanayo jaangooyooyinka tijaabada ah waxay u baahan yihiin baaritaan dheeri ah. Si loo baaro loona barbardhigo awoodda ujirta SPD ee ka hooseysa 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms dusha sare ee dareemayaasha, tijaabooyinka waxaa lagu sameeyaa saddex nooc oo kala duwan oo ah noocyada birta-oksida kala duwan (MOVs) kuwaas oo loo isticmaalo fasalada I SPDs. Natiijooyinka waxay muujinayaan in MOVs leh qalabka xaddidan ee xaddidan ay si fiican uga hor istaageen awoodda 8 / 20ms hadda, halka gabagabada 10 / 350ms saameyn ku yeesheen hadda. Marka la eego 10 / 350 ms, guul-darida MOV waxay ku xiran tahay tamarta la nuugo ee mitirka halbeeg ee hal-dareemo. Crack waa foomka ugu weyn ee dhaawaca ee 10 / 350ms hadda, kaas oo lagu tilmaami karo hal dhinac oo ah xirka caagga ah ee MOV iyo xaashida elektarooniga ah. Sicirada alaabta ZnO, oo ay sababtay faraca u dhexeeya xaashida elektarooniga iyo dusha sare ee ZnO, ayaa u muuqda meel u dhow mowjadda MOV.

1. Hordhac

Qalabka ilaalinta daba dheeraadka ah (SPDs) ee ku xiran nidaamka tamarta korontada, isgaadhsiinta iyo shabakadaha signalka waxaa looga baahan yahay in lagu baaro shuruudaha IEC iyo IEEE standards [1-5]. Iyada oo la tixgelinayo meesha iyo wakhtiga iftiinka ee suuragal ah, waxaa dhici karta in SPD-du ay u baahanyihiin in lagu tijaabiyo iyada oo loo eegayo dheecaannada dheellitir la'aanta ah ee badanaa leh qaababka dalxiiska ee 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms [4-6]. Xogta wareegga xiga ee 8 / 20 ms waxaa badanaa loo isticmaalaa si loogu fududeeyo iftiiminta iftiinka [6-8]. Xilliga ugu dambeyn ee soo saarista rasmiga ah (In) iyo kan ugu sareeya (Imax) ee SPDs ayaa labadaba lagu qeexay 8 / 20 ms impulsse hadda [4-5]. Waxaa intaa dheer, 8 / 20 ms dusha joogtada ah waxaa loo adeegsadaa qiyaasta joogtada ah ee SPD iyo tijaabooyinka shaqada ee [4]. 10 / 350ms impulse hadda waxaa sida caadiga ah loo isticmaalaa si ay u jiliciso khaladaadka tooska ah ee iftiiminta hadda [7-10]. Muujintaani waxay ku qancineysaa xuduudaha loo yaqaan 'impulse discharge current' ee imtixaanka fasalka I SPD, oo si gaar ah loogu isticmaalo imtixaanka dheeraadka ah ee fasalka I SPDs [4]. Inta lagu jiro tijaabooyinka nooca [4-5], tirada cad ee dariiqooyinka dareemayaasha ah ayaa looga baahan yahay inay codsadaan SPDs. Tusaale ahaan, shan iyo toban 8 / 20 MAC iyo shan 10 / 350 MS currents ayaa loo baahan yahay in tijaabooyinka shaqo ee fasalka I SPDs [4]. Si kastaba ha noqotee, iyadoo la hagaajinayo waxsoosaarka SPD, waxqabadka iyo adkeynta awoodda SPD-yada ayadoo la adeegsanayo jaangooyooyinka tijaabada ah waxay u baahan yihiin baaritaan dheeri ah. Cilmi-baaristii hore waxay badanaa ku foognaayeen waxqabadka MOV ee hoos imaado 8 / 20 ms impulsse hadda [11-14], halka waxqabadka 10 / 350 ms ee soo noqnoqonaya aan si fiican loo baarin. Intaa waxaa dheer, fasalada I SPDs, oo lagu rakibay dhibcaha sare ee dhismayaasha iyo nidaamka qaybinta, waxay aad ugu nugul yihiin istaroogyada iftiinka [15-16]. Sidaa daraadeed, waxqabadka iyo hor istaagida awooda fasalka I SPD ee hoos yimaada 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms jaangooyooyinka dareenka ayaa lagama maarmaan u ah in la baaro. Warqadani waxay tijaabineysaa awoodda ujeeda awoodda ay leedahay fasalka I SPD ee hoos timaada 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms dusha sare ee impulsse. Sadex nooc oo MOVs ah oo loo isticmaalo fasalka I Ikhtiyaari ee SPD ayaa loo hirgeliyaa si loo falanqeeyo. Ilodanimadda iyo xayiraadaha xadidan ee hadda jira ayaa lagu hagaajiyaa dhowr tijaabo. Isbarbardhigga waxaa lagu sameeyaa awoodda udub-dhexaadka ee MOV-yada iyada oo la eegayo labada nooc ee dariiqooyinka dareemaya. Nidaamka fashilka ee shaybaarka MOV ee ku fashilmay ka dib imtixaanada ayaa sidoo kale la falanqeeyay.

2. Jaangoynta tijaabada

Sadex nooc oo ah noocyada MOV ee caadiga ah ee loogu talagalay fasalada I SPDs ayaa lagu qaataa tijaabooyinka. Nooc kasta ee MOVs, shaybaarka 12 ee ay sameeyeen EPCOS waxaa lagu dhaqmaa afar nooc oo tijaabo ah. Xaqiiqooyinka aasaasiga ah waxaa lagu muujiyey TABLE I, halkaasoo Matalan matalaya dheecaanka magaca MOVs ee 8 / 20μs impulsse, Imax waxay u taagan tahay xaddiga ugu dheereeya ee 8 / 20μs impulsse, Iimp u taagan xayiraadda ugu sareeysa ee 10 / 350μs impulse, UDC1mA qalabka MOV ee lagu qiyaaso 1 mA DC, Ur wuxuu u taagan yahay Voltka MOV ee hoos ku xusan.

Sawirka 1 wuxuu muujinayaa koronto-dhaliyaha hadda socda ee lagu hagaajin karo soo saarista 10 / 350 ms iyo 8 / 20 ms tamarta hadda jirta. Xiriirka Pearson waxaa la hirgeliyaa si loo qiyaaso socodka dareemayaasha ee MOVs test. Qaybta xoogga leh ee saamiga 14.52 waxaa loo isticmaalaa in lagu cabbiro kororka joogtada ah. Oscilloscope-ga dijital ah ee TEK DPO3014 waxaa loo hirgeliyaa si loo diiwaangeliyo qaababka loo yaqaan 'waveforms'.

Marka la eego heerka imtixaanka SPD [4], qiyaasaha xajmiga ee 8 / 20 ms hadda waxaa ka mid ah 30kA (0.75Imax) iyo 40kA (Imax). Xajmiga xajmiga ee 10 / 350 ms waxaa ka mid ah 0.75Iimp iyo Iimp. Tixraacidda tijaabada shaqada ee MOVs [4], shan iyo toban 8 / 20ms dushiisa ayaa lagu dabaqayaa shaybaarka MOV, isla markaasna u dhaxeynaya dareenka waa 60 s. Sidaa daraadeed, socodka tijaabada ee tijaabada waxaa lagu muujiyey Sawirka 2.

Nidaamka tijaabada ah waxaa lagu tilmaami karaa:

(1) Qiyaasaha bilowga ah: Shayada MOV waxaa lagu gartaa UDC1mA, Ur, iyo sawirada bilowga tijaabooyinka.

(2) Codso shan iyo toban curyaamin: Ku hagaaji koronto-dhaliyaha tamarta si uu u soo saaro tamarta loo baahan yahay. Kow iyo toban dareen oo leh isdhexgalka 60 s waxaa lagu dabaqayaa mowjada MOV.

(3) Diiwaangeli qaababka wareegsan ee mawjadaha MOV iyo qalabka ka dib codsi kasta oo caqli gal ah.

(4) Kormeerka sawirada iyo cabbiraadda ka dib baaritaannada. Hubi dusha sare ee MOV for puncture or flashover. Cabbir UDC1mA iyo Ur ka dib baaritaanka. Ka qaad sawirrada MOVs ee dhaawacmay kadib baaritaanno. Shuruudaha baasaboorka ee tijaabooyinka, sida ku xusan IEC 61643-11 [4], waxay u baahan tahay in labadaba diiwaangelinta tamarta iyo hadda, oo ay la socdaan kormeer muuqaal ah, ayan muujinayn tilmaam ku saabsan boogta ama shaybaarka. Intaa waxaa dheer, IEEE Std. C62.62 [5] ayaa soo jeediyay in la dhejiyo qiyaasta dambe ee Ur (MOV oo aan ku jirin gudaha) oo aan ka fogeyn 10 boqolkiiba qiyaasta ugu qiyaasan Ur. Std. IEC 60099-4 [17] waxay sidoo kale u baahan tahay in UDC1mA aysan ka dhaafin wax ka badan 5% ka dib imtixaannada imtixaanka.

  1. Awoodda taageerada ee 8 / 20 ms iminka socda

Qeybtaan, 8 / 20 ms dusha sare ee daroogada oo leh qiyaasta 0.75Imax iyo Imax ayaa lagu dabaqay shaybaarka SPD. Qiyaasta isbeddelka ee ku-xigta UDC1mA iyo Ur waxaa lagu qeexay:

halkaasoo, Ucr ka dhigan tahay saamiga isbeddelka qiimaha cabbirka. Uat waxay u taagan tahay qiimaha la qiyaasay ka dib imtixaanada. Ubt wuxuu u taagan yahay qiimaha la qiyaasay ka hor imtixaannada.

3.1 Natiijooyinka hoos ku xusan 8 / 20 ms impuls today oo leh xaddiga 0.75Imax

Natiijada baaritaanka ee saddex nooc oo ah MOV ka yar shan iyo toban (8 / 20 ms) oo ah dusha sare ee xoogga saartey 0.75Imax (30 kA) ayaa lagu muujiyey TABLE II. Natiijada nooc kasta oo MOV ah waa celceliska saddexda shaybaarka la mid ah.

TABABAR II

Natiijooyinka hoos yimaada 8 / 20 ms jaangooyooyinka dareenka leh ee leh 30 KA

Waxaa laga arki karaa TABLE II in ka dib shan iyo toban 8 / 20 ms dijitalka ah lagu soo rogay MOVs, isbedelada UDC1mA iyo Ur waa kuwo yar. "Pass" oo loogu talagalay kormeerka muuqaalku macnaheedu maahan wax dhaawac ah oo loo geystay MOVs. Waxaa intaa dheer, waxaa la ogaan karaa in kororka awoodda MOV ee xaddidan, Ucr wuxuu noqonayaa mid yar. Sida Ucr waa kan ugu yar ee nooca V460 MOV. Waxaa lagu soo gabagabeyn karaa in saddexda nooc ee MOVs ay dhammaantood ka gudbaan shan iyo toban 8 / 20 ms imparish leh 30.

3.2 Natiijooyinka hoos ku xusan 8 / 20 ms impuls today oo leh faqiir Imax

Iyadoo la tixgelinayo natiijooyinka tijaabada ah, korodhka xajmiga 8 / 20 ms ayaa kor u kacay ilaa 40 KA (Imax). Intaa waxaa dheer, tirada dareen-qabadka waxaa loo kordhiyay ilaa labaatan nooca V460 MOV. Natiijooyinka tijaabada waxa lagu muujiyay TABLE III. Si loo barbardhigo nuugista tamarta ee saddexda nooc ee MOVs, Ea / V waxaa loo isticmaalaa in lagu metelo tamarta la nuugo ee mugga halbeegga celcelis ahaan shan iyo toban ama labaatan dareen. Halkan, "dhexdhexaad" waxaa loo tixgeliyaa maxaa yeelay tamarta nuujinta ee MOVs way ka yara duwan tahay hoosta kasta.

TABLE III

Natiijooyinka hoos yimaada 8 / 20 ms jaangooyooyinka dareenka leh ee leh 40 KA

Waxaa laga fiirin karaa TABLE III in marka xajmigu uu kordhay 40 KA, Ucr ee UDC1mA wuxuu ka dhignaa in ka badan 5% V230 iyo V275, inkasta oo isbeddelka awoodda ku hartay ee MOV ay wali tahay mid ka mid ah 10%. Kormeerka muuqaalka ayaa sidoo kale muujinaya wax dhaawac ah oo aan la arki karin ee MOVs test. ForV230 iyo V275 nooca MOVs, Ea / V waxay ka dhigan tahay tamarta la qabadsiiyay mugga halbeegga celcelis ahaan shan iyo toban dareen. Ea / V ee V460 waxay u taagan tahay tamarta la qabadsiiyay mugga halbeegeed celcelis ahaan labaatan dareen. TABA 3 ayaa muujinaya in MOVs ay ku badan tahay (V460) ay leeyihiin Ea / V ka badan kuwa MOVs leh qalabka hooseeya ee hooseeya (V275 iyo V230). Waxaa intaa dheer, iyadoo iminka socdaalku ku celceliyay V460, tamarta la qabadsiiyay mugga halbeegga (E / V) ayaa si tartiib ah u kordha, sida lagu muujiyay Sawirka 3.

Sidaa daraadeed, waxaa lagu soo gabagabeyn karaa in nooca V230 iyo V275 MOVs aysan hor istaagi karin shan iyo toban 8 / 20ms oo ah tamar xadidan oo imika leh Imax, halka nooca V460 nooca MOV uu adkeyn karo dheecaanka ugu sareeya ee 20. Tani waxay ka dhigan tahay in MOVs leh qalabka xaddidan ee xaddidan inay si fiican u adkeeyaan awoodda hoosta 8 / 20ms iminka taagan.

4. Awoodda taakuleynta hoos timaada 10 / 350 ms impulsse hadda

Qeybtan, 10 / 350 ms dusha sare ee impulse leh qiyaasta 0.75Iimp iyo Iimp ayaa lagu dabaqay shaybaarka SPD.

4.1 Natiijooyinka hoos yimaada 10 / 350 ms impuls today oo leh xaddiga 0.75IIM

Maadaama ay saddexda nooc ee MOVs kala duwanyihiin, 10 / 350 macaamiishyada macaamiisha 4875A waxaa lagu dabaqaa V230 iyo V275, iyo waxqabadka xajmiga 4500 A waxaa lagu dabaqayaa V460. Ka dib marka la isticmaalo shan iyo toban dariiqo, isbeddelada UDC1mAgaarka iyo Urka MOVs lagu baaray waxaa lagu muujiyay TABABBO IV. ΣE / V waxaa loola jeedaa soo-jeedinta E / V ee dareen-celinta codsiyada.

Waxaa laga arki karaa TABABTA IV kadib marka la dalbado shan iyo toban 10 / 350 macaamiisha 0.75Iimp, V230 way dhaafi kartaa imtixaanka, halka isbeddelka UDC1mA ee V275 ka badan tahay 5%. Barar iyo crack yar-yar ayaa sidoo kale ka muuqda xargaha bacda ee V275. Sawirada V275 oo leh cirif yar yar ayaa lagu muujiyay Sawirka 4.

Marka loo eego nooca V460 MOV, ka dib marka loo eego siddeedaad 10 / 350 MS impulse leh xaddiga 4500A ayaa lagu dabaqayaa, MOV ayaa dillaacday iyo cabirka qiyaasta iyo qaababka loo yaqaan 'waveforms' ayaa ah mid aan caadi ahayn. Marka la barbardhigo, cabirka la qiyaasay iyo qaababka loo yaqaan 'waveforms' ee ka hooseeya toddobaad iyo siddeedaad 10 / 350 ms impulsse on V460 ayaa lagu muujiyey Sawirka 5.

Sawirka 5. Qalabka la cabiray iyo qaababka wareegga ee V460 ee 10 / 350 ms impuls

Wixii V230 iyo V275, ΣE / V waa soo koobitaanka E / V ilaa shan iyo toban dareen. V460, ΣE / V waa soo koobitaanka E / V ee siddeed dareen. Waxaa la ogaan karaa in kastoo Ea / V ee V460 uu ka sarreeyo kan V230 iyo V275, guud ahaan ΣE / Vof V460 waa kan ugu hooseeya. Si kastaba ha ahaatee, V460 waxay la kulmeen dhibaatada ugu daran. Tani waxay ka dhigan tahay in mugga qiyaasta MOV-ga, guul-la'aanta MOV ee 10 / 350 ms hadda kuma xirna tamarta guud ee la nuugay (Σ E / V), laakiin waxaa laga yaabaa inay la xiriirto tamarta la nuugay ee halbeeg (Ea / V ). Waxaa lagu soo gabagabeyn karaa in 10 / 350 ms impuls today, V230 ay u adkeysan karto waxyeellada ka badan nooca VOVNUMX MOVs. Tani waxay ka dhigan tahay in MOVs leh qalab yar oo xaddidan oo hooseeya inay si fiican u adkeeyaan awoodda 460 / 10 ms, oo ka soo horjeeda gabagabada 350 / 8 ms impuls today.

4.2 Natiijooyinka hoos yimaada 10 / 350 ms impuls today oo leh fara badan oo ah Iimp

Marka xajmiga 10 / 350 ms oo kordhay Iimp, dhammaan MOVs ee imtixaanku ma gudbin karaan shan iyo toban dareen. Natiijooyinka hoostooda ee 10 / 350 MS currents oo leh qiyaasta meeldhexaadka waxaa lagu muujiyey TABLE V, halkaasoo "Nambarka kicinta" ay micnaheedu tahay qiyaasta qiimaha leh ee MOV uu hor istaagi karo kahor.

Waxaa laga arki karaa TABLE V in V230 oo leh Ea / V of 122.09 J / cm3 ay adkeysan karaan siddeed 10 / 350 ms impedes halka V460with Ea / V of 161.09 J / cm3 ay kaliya u gudbin karto sadax dareen, V230 (6500 A) wuxuu ka sarreeyaa kan V460 (6000 A). Tani waxay ansixinaysaa gabagabada ah in MOVs leh ciriiri xadidan oo aad u sarreeya ay si fudud u waxyeelleeyaan 10 / 350 ms hadda. Xaaladahan waxaa lagu sharxi karaa sida: tamarta weyn ee ay qaadeen 10 / 350 ms hadda waxaa lagu soo gari doonaa MOVs. MOVs leh qalab aad u xaddidan oo ka hooseeya 10 / 350 ms, tamar badan ayaa lagu naqshadeeynayaa mugga unit ee MOV marka loo eego in MOVs leh awood hooseeya, iyo tamarta nukliyeenta ee xad-dhaaf ah waxay horseedi doontaa fashilka MOV. Si kastaba ha noqotee, nidaamka guuldarada ee hoos yimaada 8 / 20 ms wuxuu u baahan yahay baaritaan dheeraad ah.

Kormeerka sawirku wuxuu muujinayaa in isla foomka waxyeellada lagu arkay saddexda nooc ee MOV ee hoos yimaada 10 / 350 ms hadda. Hal dhinac oo ka mid ah xirmooyinka caagga ah ee MOV iyo xaashida elektarooniga loo yaqaan 'electrode sheet'. Abniijada alaabta ZnO waxay u muuqatay meel u dhow xaashida electrode, taas oo keentay dusha sare ee udhexeeya MOV elektrode iyo ZnO. Sawirada V230 waxyeello ayaa lagu muujiyay Sawirka 6.

5. Gunaanad

SPDs waxaa looga baahan yahay in lagu baaro iyada oo loo eegayo dheecaannada dheellitir la'aanta badanaa leh qaababka dalxiiska ee 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms. Si loo baadho loona barbardhigo awoodda ujirta SPD ee ka hooseysa 8 / 20 ms iyo 10 / 350 ms dusha kicinta impulse, dhowr tijaabooyin ayaa lagu sameeyaa ugu dambeyn dheecaan dheeri ah oo loogu talagalay 8 / 20 ms (Imax) iyo 10 / 350 ms (Iimp) , iyo sidoo kale amplitudes of 0.75Imax iyo 0.75Iimp. Sadex nooc oo MOVs ah oo loo isticmaalo fasalka I Ikhtiyaari ee SPD ayaa loo hirgeliyaa si loo falanqeeyo. Natiijooyinka qaarkood waa la qaadi karaa.

(1) MOVs leh qalab xadidan oo ka sarreeya ayaa si fiican u adkeysan kara awoodda hoosta 8 / 20ms hadda. Noocyada V230 iyo V275 MOVs ma aysan hor istaagi karin shan iyo toban 8 / 20ms oo leh tallaalka Imax, halka nooca V460 nooca MOV uu dhaafi karo labaatan dareen.

(2) MOVs leh qalab yar oo xaddidan oo hooseeya ayaa si fiican u adkeysan kara awoodda hoosta 10 / 350 ms. Nooca V230 MOV wuxuu hor istaagi karaa siddeed 10 / 350 ms impulses leh fare "Iimp", halka V460 ay ku dhici karto oo keliya sadex dareen.

(3) Iyadoo la tixgelinayo mugga qaybta MOV ee 10 / 350 ms, tamarta la nuugay ee hoosta ka ah hal daruuri waxay la xiriiri kartaa fashilka MOV, halkii laga soo koobi lahaa tamarta la nuugay ee hoos imaatay oo dhan.

(4) Foomka waxyeellada isku midka ah ayaa lagu arkay saddex nooc oo MOVs ah oo ka hooseeya 10 / 350 maadooyinka. Hal dhinac oo ka mid ah xirmooyinka caagga ah ee MOV iyo xaashida elektarooniga loo yaqaan 'electrode sheet'. Sicirada alaabta ZnO, oo ay sababtay balaastiko u dhexeeya xaashida elektarooniga iyo dusha sare ee ZnO, waxay u muuqatay meel u dhow mowjadda MOV.