Surge alat pelindung (SPDs) diwajibkeun diuji dina arus ngurangan dorongan utamana kalawan gelombang tina 8 / 20 mdet na 10 / 350 mdet. Sanajan kitu, ku pamutahiran produk SPD, kinerja jeung tahan kamampuan SPDs handapeun arus test baku misalna butuh leuwih panalungtikan. Dina raraga nalungtik tur ngabandingkeun tahan kamampuan SPDs handapeun 8 / 20 mdet na 10 / 350 mdet arus dorongan, percobaan anu dilumangsungkeun dina tilu rupa varistors logam-oksida has (MOVs) nu dipaké pikeun kuring SPDs kelas. Hasilna nunjukkeun yén MOVs kalawan tegangan ngawatesan luhur mibanda hadé tahan kamampuhan dina 8 / 20ms ayeuna dorongan, bari kacindekan kaayaan 10 / 350ms ayeuna dorongan anu tibalik. Dina 10 / 350 mdet ayeuna, anu gagalna MOV pakait jeung energi diserep per satuan eusi dina impuls tunggal. Retakan teh formulir ruksakna utama dina 10 / 350ms ayeuna, anu bisa digambarkeun saperti hiji sisi tina encapsulation MOV palastik na lambaran éléktroda peeling pareum. Ablation tina bahan ZnO, disababkeun ku flashover antara lambaran éléktroda na beungeut ZnO, mucunghul deukeut éléktroda MOV.
Surge alat pelindung (SPDs) nyambung kana lowvoltage sistem kakuatan, telekomunikasi sarta sinyal jaringan nu diperlukeun diuji dina syarat standar IEC jeung IEEE [1-5]. Tempo lokasi sarta mungkin ayeuna cahaya éta bisa sangsara, SPDs sapertos diwajibkeun diuji dina arus ngurangan dorongan utamana kalawan gelombang tina mdet 8 / 20 na 10 / 350 mdet [4-6]. The wangun gelombang arusna of 8 / 20 mdet ilahar dipaké pikeun simulate nu kilat dorongan [6-8]. The nominal ngurangan ayeuna (Dina) sarta ngurangan ayeuna maksimum (Imax) tina SPDs duanana dihartikeun ku 8 / 20 mdet dorongan ayeuna [4-5]. Leuwih ti éta, 8 / 20 mdet dorongan ayeuna geus loba dipaké pikeun tegangan residual SPD jeung tés tugas operasi [4]. 10 / 350ms ayeuna dorongan ieu biasana dipaké pikeun simulate nu langsung kilat balik stroke ayeuna [7-10]. gelombang ieu meets parameter pikeun ngurangan ayeuna dorongan pikeun uji SPD kelas I, nu utamana dipaké pikeun uji tugas tambahan pikeun kelas I SPDs [4]. Salila tés tipe [4-5], angka dieusian tina arus dorongan anu diperlukeun panawaran on SPDs. Contona, arus lima belas 8 / 20 mdet arus jeung lima 10 / 350 mdet dorongan anu diperlukeun pikeun uji tugas operasi pikeun kelas I SPDs [4]. Sanajan kitu, ku pamutahiran produk SPD, kinerja jeung tahan kamampuan SPDs handapeun arus test baku misalna butuh leuwih panalungtikan. researches saméméhna biasana ngumpul dina pagelaran MOV handapeun sababaraha 8 / 20 mdet dorongan ayeuna [11-14], bari kinerja handapeun ngulang 10 / 350 mdet ayeuna dorongan teu acan ditalungtik tuntas. Leuwih ti éta, kelas I SPDs, dipasang di titik tina paparan tinggi di gedong sarta Sistem distribution, nu leuwih rentan ka stroke kilat [15-16]. Ku alatan éta, kinerja sarta tahan kamampuan kelas I SPDs handapeun 8 / 20 mdet na 10 / 350 mdet arus dorongan anu perlu ditalungtik. makalah sacara ékspériméntal nalungtik tahan kamampuan kuring SPDs kelas sahandapeun 8 / 20 mdet na 10 / 350 mdet arus dorongan. Tilu rupa MOVs has dipaké pikeun kelas I SPDs anu diadopsi pikeun analisis. Amplitudo arus jeung Jumlah impulses anu disaluyukeun pikeun sababaraha percobaan. Ngabandingkeun dilumangsungkeun dina tahan kamampuan MOVs kaayaan dua rupa arus dorongan. Mode gagalna sampel MOV yén gagal sanggeus tés anu ogé dianalisis.
Tilu rupa MOVs has dipaké pikeun kelas I SPDs anu diadopsi dina percobaan. Pikeun unggal jenis ti MOVs, sampel 12 dijieun ku EPCOS anu diadopsi dina opat rupa percobaan. parameter dasar maranéhanana anu ditémbongkeun dina tabél I, dimana Dina ngagambarkeun ngurangan ayeuna nominal of MOVs handapeun 8 / 20μs dorongan, Imax ngawakilan ngurangan ayeuna maksimum dina 8 / 20μs dorongan, Iimp ngawakilan ngurangan ayeuna maksimum dina 10 / 350μs dorongan, UDC1mA ngagambarkeun tegangan MOV diukur dina 1 ma DC ayeuna, ur ngawakilan MOV residual tegangan dina Dina.
Gbr. 1 mintonkeun generator ayeuna dorongan nu bisa disaluyukeun kaluaran 10 / 350 mdet na 8 / 20 mdet impulses ayeuna. Pearson coil ieu diadopsi pikeun ngukur arus dorongan dina MOVs diuji. Tegangan divider kalawan babandingan 14.52 ieu dipaké pikeun ngukur tegangan residual. The oscilloscope digital tina Situraja DPO3014 ieu diadopsi pikeun ngarékam gelombang eksperimen.
Nurutkeun kana SPD test baku [4], anu amplitudo diadopsi keur 8 / 20 mdet ayeuna kaasup 30kA (0.75Imax) jeung 40kA (Imax). The amplitudo diadopsi keur 10 / 350 mdet ayeuna kaasup 0.75Iimp na Iimp. Rujukan ka uji tugas operasi pikeun MOVs [4], lima belas 8 / 20ms impulses nu dilarapkeun kana sampel MOV, sarta interval antara impulses nyaeta 60 s. Ku alatan éta, flowchart sahiji prosedur eksperimen anu dipidangkeun dina Gbr. 2.
Prosedur eksperimen bisa digambarkeun salaku:
(1) ukuran mimiti: The sampel MOV dicirikeun kalayan UDC1mA, ur, sarta foto dina awal percobaan.
(2) Larapkeun lima belas impulses: Saluyukeun generator ayeuna dorongan pikeun kaluaran ayeuna dorongan nungtut. Lima belas impulses kalayan interval 60 s anu dilarapkeun dina sampel MOV successively.
(3) Rékam nu diukur gelombang tina arus MOV sarta tegangan sanggeus unggal aplikasi dorongan.
(4) Visual inspeksi sarta ukuran sanggeus tés. Pariksa beungeut MOV pikeun kabocoran atanapi flashover. Ngukur UDC1mA jeung ur sanggeus tés. Candak foto tina MOVs ruksak sanggeus tés. Kriteria lolos pikeun percobaan, nurutkeun IEC 61643-11 [4], merlukeun yen duanana tegangan jeung rékaman ayeuna bareng jeung a inspeksi visual, wajib némbongkeun euweuh indikasi kabocoran atanapi flashover tina sampel. Sajaba ti éta, IEEE STD. C62.62 [5] ngusulkeun ka posttest diukur ur (MOV tegangan residual di Dina) teu kudu nyimpang leuwih ti 10% tina pretest diukur ur. The STD. IEC 60099-4 [17] ogé merlukeun yén UDC1mA teu kudu nyimpang leuwih ti 5% sanggeus tés dorongan.
- The tahan kamampuhan dina 8 / 20 mdet dorongan ayeuna
Dina bagian ieu, nu 8 / 20 mdet arus dorongan jeung amplitudo sahiji 0.75Imax na Imax anu dilarapkeun dina sampel SPD mungguh. Babandingan robah pikeun posttest nu diukur UDC1mA jeung ur diartikeun:
dimana, Ucr ngagambarkeun rasio robah tina nilai diukur. Uat ngagambarkeun nilai diukur sanggeus tés. Ubt ngagambarkeun nilai diukur saméméh tés.
3.1 Hasilna handapeun 8 / 20 mdet dorongan ayeuna kalayan Puncak 0.75Imax
Hasil uji pikeun tilu tipe MOVs handapeun lima belas 8 / 20 mdet arus dorongan jeung Puncak 0.75Imax (30 Ka) nu ditémbongkeun dina tabél II. Hasil pikeun unggal jenis ti MOV teh rata-rata tilu sampel sarua.
méja II
Hasilna dina 8 / 20 arus mdet dorongan jeung puncak 30 Ka
Ieu bisa ditempo ti TABLEII yén sanggeus lima belas 8 / 20 mdet impulses geus dilarapkeun dina MOVs, robah tina UDC1mA jeung ur anu minor. The "Pass" kanggo inspeksi visual hartina euweuh karuksakan ditingali dina MOVs diuji. Leuwih ti éta, éta bisa dititénan yén jeung kanaékan nu MOV ngawatesan tegangan, anu Ucr janten leutik. Saperti Ucr nyaéta nu pangleutikna pikeun V460 tipe MOV. Bisa disimpulkan yén tilu tipe MOVs kabeh bisa lulus lima belas 8 / 20 mdet dorongan jeung puncak 30 Ka.
3.2 Hasilna handapeun 8 / 20 mdet dorongan ayeuna kalayan Puncak Imax
Tempo hasil eksperimen luhur, amplitudo 8 / 20 mdet ayeuna ngaronjat nepi 40 Ka (Imax). Sajaba ti éta, jumlah impulses ngaronjat kana dua puluh pikeun V460 tipe MOV. Hasil eksperimen nu ditémbongkeun dina tabél III. Dina urutan pikeun ngabandingkeun nyerep énérgi dina tilu tipe MOVs, EA / V dipaké pikeun melambangkan énergi diserep per satuan eusi pikeun rata-rata lima belas atawa dua puluh impulses. Di dieu, dina "rata" dianggap kusabab nyerep énérgi dina MOVs nu rada beda di handapeun tiap dorongan.
méja III
Hasilna dina 8 / 20 arus mdet dorongan jeung puncak 40 Ka
Ieu bisa ditempo tina méja III yén nalika amplitudo ayeuna ngaronjat nepi 40 Ka, di Ucr pikeun UDC1mA nyimpang leuwih ti 5% keur V230 na V275, sanajan change of MOV tegangan residual téh masih dina rentang efektip 10%. The inspeksi visual oge nembongkeun euweuh karuksakan ditingali dina MOVs diuji. ForV230 sarta tipe V275 MOVs, anu EA / V hartina énergi diserep per Unit volume kalayan rata-rata lima belas impulses. The EA / V pikeun V460 ngagambarkeun énergi diserep per satuan eusi kalawan rata-rata dua puluh impulses. Méja III nunjukeun yen MOVs kalawan tegangan ngawatesan luhur (V460) mibanda gedé EA / V batan MOVs kalawan tegangan ngawatesan handap (V275 na V230). Sumawona jeung ayeuna dorongan sababaraha kali dilarapkeun dina V460, énergi diserep per satuan eusi (E / V) naek laun, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3.
Kituna, bisa disimpulkan yén V230 na V275 tipe MOVs teu bisa tahan lima belas 8 / 20ms impulses ayeuna kalayan Puncak Imax, sedengkeun V460 tipe MOV bisa tahan dina ngurangan ayeuna maksimum nepi ka impulses 20. Ieu ngandung harti yén MOVs kalawan tegangan ngawatesan luhur geus hadé tahan kamampuhan dina 8 / 20ms ayeuna dorongan.
4. The tahan kamampuhan dina 10 / 350 mdet dorongan ayeuna
Dina bagian ieu, nu 10 / 350 mdet arus dorongan jeung amplitudo sahiji 0.75Iimp na Iimp anu dilarapkeun dina sampel SPD mungguh.
4.1 Hasilna handapeun 10 / 350 mdet dorongan ayeuna kalayan Puncak 0.75Iimp
Ti Iimp tina tilu rupa MOVs anu béda, 10 / 350 mdet arus jeung amplitudo 4875A anu dilarapkeun dina V230 na V275, sarta impulses kalayan amplitudo 4500 A anu dilarapkeun dina V460. Saatos nerapkeun lima belas arus dorongan, kana parobahan pikeun UDC1mAand ur dina MOVs dites ditembrakkeun dina tabél IV. The ΣE / V hartina jumlahna tina E / V keur impulses dilarapkeun.
Ieu bisa ditempo ti méja IV nu sanggeus nerapkeun lima belas 10 / 350 mdet arus jeung Puncak 0.75Iimp, anu V230 bisa lulus ujian, sedengkeun robah pikeun UDC1mA of V275 nyimpang leuwih ti 5%. Bareuh sarta retakan minor oge mecenghul di encapsulation palastik of V275. The photograph of V275 kalawan retakan minor anu dipidangkeun dina Gbr. 4.
Pikeun V460 tipe MOV, sanggeus kadalapan 10 / 350 mdet dorongan jeung Puncak 4500A diterapkeun, nu MOV retak jeung tegangan diukur sarta gelombang ayeuna anu abnormal. Pikeun babandingan, tegangan diukur sarta gelombang ayeuna handapeun 10 katujuh tur kadalapan / 350 mdet dorongan dina V460 ditembrakkeun dina Gbr. 5.
Gbr. 5. tegangan jeung arus gelombang nu diukur dina V460 handapeun 10 / 350 mdet dorongan
Pikeun V230 na V275, ΣE / V teh jumlahna tina E / V pikeun lima belas impulses. Pikeun V460, ΣE / V teh jumlahna tina E / V pikeun dalapan impulses. Ieu bisa dititénan yén sanajan EA / V of V460 leuwih luhur batan nu ti V230 na V275, anu total ΣE / Vof V460 teh panghandapna. Sanajan kitu, éta V460 ngalaman karuksakan paling serius. Ieu ngandung harti yén pikeun satuan eusi tina MOV, kagagalan MOV handapeun 10 / 350 mdet ayeuna henteu patali jeung total diserep énergi (Σ E / V), tapi bisa jadi leuwih patali ka energi diserep dina impuls tunggal (EA / V ). Ieu bisa disimpulkan yén di handapeun 10 / 350 mdet dorongan ayeuna, anu V230 bisa tahan leuwih impulses batan tipe MOVs V460. Ieu ngandung harti yén MOVs kalawan tegangan ngawatesan handap geus hadé tahan kamampuhan dina 10 / 350 mdet kiwari, nu tibalik tina kacindekan kaayaan 8 / 20 mdet ayeuna dorongan.
4.2 Hasilna handapeun 10 / 350 mdet dorongan ayeuna kalayan Puncak Iimp
Nalika amplitudo 10 / 350 mdet ayeuna ngaronjat nepi Iimp, sadaya MOVs nu diuji teu bisa lulus lima belas impulses. Hasilna dina 10 / 350 mdet arus dorongan jeung amplitudo Iimp ditembrakkeun dina tabél V, di mana "tahan nomer dorongan" hartina jumlah dorongan yén MOV nu bisa tahan saméméh retakan.
Ieu bisa ditempo tina méja V yén V230 kalawan EA / V of 122.09 J / cm3 bisa tahan dalapan 10 / 350 mdet impulses sedengkeun V460with EA / V of 161.09 J / cm3 ukur bisa lulus tilu impulses, sanajan Puncak ayeuna diadopsi keur V230 (6500 A) leuwih luhur batan nu keur V460 (6000 A). Ieu sangkan méré konfirmasi kacindekan yén MOVs kalawan tegangan ngawatesan tinggi anu leuwih gampang ruksak dina 10 / 350 mdet ayeuna. fenomena kieu bisa dipedar salaku: énergi badag dibawa ku 10 / 350 mdet ayeuna bakal diserep dina MOVs. Pikeun MOVs kalawan tegangan ngawatesan tinggi dina 10 / 350 mdet ayeuna, leuwih énergi bakal diserep dina satuan eusi tina MOV ti éta dina MOVs kalawan tegangan ngawatesan low, sarta nyerep énérgi kaleuleuwihan baris ngabalukarkeun gagalna MOV. Sanajan kitu, mékanisme gagalna handapeun 8 / 20 mdet ayeuna kudu leuwih panalungtikan.
inspeksi Visual nunjukeun yen formulir ngaruksak sarua watekna dina tilu rupa MOVs handapeun 10 / 350 mdet ayeuna. Hiji sisi encapsulation MOV palastik jeung éléktroda lambar rectangular ngamolotokeun. The ablation tina bahan ZnO mucunghul deukeut lambaran éléktroda nu disababkeun ku flashover antara éléktroda MOV na beungeut ZnO. The photograph of ruksak V230 anu dipidangkeun dina Gbr. 6.
5. kacindekan
SPDs diwajibkeun diuji dina arus ngurangan dorongan utamana kalawan gelombang tina mdet 8 / 20 na 10 / 350 mdet. Dina raraga nalungtik tur ngabandingkeun tahan kamampuan SPDs handapeun 8 / 20 mdet na 10 / 350 mdet arus dorongan, sababaraha percobaan anu dilumangsungkeun kalawan ngurangan maksimum ayeuna keur 8 / 20 mdet (Imax) jeung 10 / 350 mdet (Iimp) gelombang , kitu ogé amplitudo sahiji 0.75Imax na 0.75Iimp. Tilu rupa MOVs has dipaké pikeun kelas I SPDs anu diadopsi pikeun analisis. Sababaraha conclusions bisa digambar.
(1) The MOVs kalawan tegangan ngawatesan luhur geus hadé tahan kamampuhan dina 8 / 20ms ayeuna dorongan. The V230 na V275 tipe MOVs teu bisa tahan lima belas 8 / 20ms impulses kalawan Puncak Imax, sedengkeun V460 tipe MOV bisa lulus dua puluh impulses.
(2) The MOVs kalawan tegangan ngawatesan handap geus hadé tahan kamampuhan dina 10 / 350 mdet ayeuna. The V230 tipe MOV bisa tahan dalapan 10 / 350 mdet impulses kalawan Puncak Iimp, sedengkeun V460 ukur bisa lulus tilu impulses.
(3) Tempo volume unit MOV handapeun 10 / 350 mdet ayeuna, énergi diserep dina dorongan hiji bisa jadi patali jeung gagalna MOV, tinimbang tina jumlahna énergi diserep dina sagala impulses dilarapkeun.
(4) formulir ruksakna Sarua watekna kana tilu jenis MOVs handapeun 10 / 350 mdet arus. Hiji sisi encapsulation MOV palastik jeung éléktroda lambar rectangular ngamolotokeun. Ablation tina bahan ZnO, disababkeun ku flashover antara lambaran éléktroda na beungeut ZnO, mucunghul deukeut éléktroda MOV.