Himoyalash uskunalari (SPD) larning zo'riqish oqimlari asosan 8 / 20 va 10 / 350 milodiy to'lqin shakllari bilan sinovdan o'tkazilishi kerak. Biroq, SPD mahsulotlarini takomillashtirish bilan, bunday standart sinov oqimlari ostida SPDlarning ishlashi va ishlash qobiliyatiga qarshi turish ko'proq tergovga muhtoj. 8 / 20 milodiy va 10 / 350 milodiy impuls oqimlari bo'yicha SPDlarning qobiliyatini tekshirish va solishtirish uchun sinab I SPD uchun ishlatiladigan uch xil tipdagi metall oksidi varistorlari (MOVs) bo'yicha tajribalar o'tkaziladi. Natijalar 8 / 20s impuls oqimi ostida yuqori chegaraviy kuchlanishli MOV'lerin qobiliyatga yaxshi mos ekanligini ko'rsatadi, 10 / 350s impuls oqimidagi xulosa esa qarama-qarshidir. 10 / 350 milodiy oqim ostida, MOV yetishmovchiligi bitta kuchlanish ostida birlik miqdori bo'yicha so'rilgan energiya bilan bog'liq. Crack 10 / 350ms oqimining asosiy zarar shaklidir, bu MOV ning plastik qismini va elektrod qatlamini tozalashning bir tomoni sifatida tavsiflanishi mumkin. Elektrod qatlami va ZnO yuzasi orasidagi harakatni keltirib chiqaradigan ZnO materialining ablasyonu MOV elektrodining yonida paydo bo'ldi.
Past kuchlanishli quvvat tizimlariga, telekommunikatsiya va signalizatsiya tarmoqlariga ulangan himoya asboblari (SPD) IEC va IEEE standartlari talablari bo'yicha sinovdan o'tishi kerak [1-5]. Joylashuv va mavjud yoritish oqimini hisobga olganda, bunday SPDlar 8 / 20 va 10 / 350 milodiy [4-6] to'lqin shakllari bilan impulsli oqim oqimlari ostida sinovdan o'tkazilishi kerak. 8 / 20 ms ning joriy to'lqin shakli odatda [6-8] chaqmoqning impulsini simulyatsiya qilish uchun ishlatiladi. SPD'larning nominal tushirish oqimi (In) va maksimal deşarj oqimi (Imax) 8 / 20 milodiy impuls oqimi [4-5] bilan aniqlanadi. Bundan tashqari, 8 / 20 milodiy oqim impulsi SPD qoldiq kuchlanish va operatsion vazifa sinovlari uchun keng qo'llaniladi [4]. 10 / 350s impulsli oqim odatda to'g'ridan-to'g'ri chaqmoqning qaytishi kontur oqimini [7-10] simulyatsiya qilish uchun ishlatiladi. Ushbu to'lqin shakli, sinf I SPD testlari uchun impulsli tushirish oqimining parametrlariga javob beradi va bu, ayniqsa IX SPD [4] uchun qo'shimcha ish stantsiyasida sinov uchun ishlatiladi. Tip sinovlarida [4-5], SPDlarda qo'llaniladigan impuls oqimlarining ma'lum soni talab qilinadi. Misol uchun, IX SPD [8] uchun ishlaydigan navbatdagi sinov uchun o'n besh 20 / 10 milodiy oqimlari va beshta 350 / 4 milodiy impuls oqimi talab qilinadi. Biroq, SPD mahsulotlarini takomillashtirish bilan, bunday standart sinov oqimlari ostida SPDlarning ishlashi va ishlash qobiliyatiga qarshi turish ko'proq tergovga muhtoj. Avvalgi tadqiqotlar odatda 8 / 20 miltsion impuls oqimi [11-14] ostida MOV ishlashiga qaratilgan bo'lib, takroriy 10 / 350 milodiy impuls oqimining ishlashi yaxshilab tekshirilmagan. Bundan tashqari, binolar va tarqatish tizimlarida yuqori darajada ta'sir qilish nuqtalarida o'rnatilgan sinf I SPDlar [15-16] yengil chiziqlari uchun ko'proq himoyasiz. Shuning uchun, 8 / 20 milodiy va 10 / 350 milodiy impuls oqimlari bo'yicha sinf I SPDlarning ishlashi va qarshilik qobiliyatini tekshirish kerak. Ushbu maqola 8 / 20 milodiy va 10 / 350 milodiy impuls oqimlari bo'yicha sinfi I SPDlarning qobiliyatini empirik ravishda sinab ko'rish. I sinfda SPD uchun ishlatiladigan odatiy MOVlarning uch turi tahlil uchun qabul qilingan. Joriy amplituda va impulslarning soni bir nechta eksperimentlar uchun o'rnatiladi. Taqqoslash MOVsning impuls oqimining ikki turiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati bo'yicha amalga oshiriladi. Sinovdan keyin muvaffaqiyatsiz bo'lgan MOV namunalarining qobiliyatsizligi tartibi ham tahlil qilinadi.
Sinovlarda sinf I SPD uchun ishlatiladigan odatiy MOVlarning uch turi qabul qilindi. Har bir MOVs turi uchun EPCOS tomonidan tayyorlangan 12 namunalari to'rt xil tajriba asosida qabul qilinadi. Ularning asosiy parametrlari TABLE I da ko'rsatilgan, unda 8 / 20s impuls bo'yicha MOVlarning nominal deşarj oqimi, Imax 8 / 20s impuls bo'yicha maksimal deşarj oqimini ifodalaydi, Iimp 10 / 350s impuls bo'yicha maksimal deşarj oqimini ifodalaydi, UDC1mA 1 mA shahar oqimi ostida o'lchanadigan MOV voltaji, Ur ning MOV qoldiq kuchlanishini ko'rsatadi.
Shakl 1 10 / 350 milodiy va 8 / 20 milodiy oqim impulslarini chiqarish uchun o'rnatiladigan impuls oqimi generatorini ko'rsatadi. Tajribali MOV'larda impuls oqimlarini o'lchash uchun Pearson shamasi qabul qilinadi. Qolgan kuchlanishlarni o'lchash uchun 14.52 nisbati bilan kuchlanish bo'luvchi ishlatiladi. TEK DPO3014 ning raqamli osiloskopi eksperimental to'lqin shakllarini yozish uchun qabul qilinadi.
SPD testi standartiga [4] muvofiq 8 / 20 milodiy oqim uchun qabul qilingan amplitudalar 30kA (0.75Imax) va 40kA (Imax) ni o'z ichiga oladi. 10 / 350 milodiy oqim uchun qabul qilingan amplitudalar 0.75Iimp va Iimpni o'z ichiga oladi. MOV'lar uchun [4], o'n besh 8 / 20ms impulslar uchun ishlaydigan ish stantsiyasiga ishlov berish MOV namunalariga qo'llaniladi va impulslar orasidagi interval 60 s. Shuning uchun eksperimental protseduraning oqim sxemasi shakl 2da ko'rsatilgan.
Eksperimental protsedura quyidagicha tavsiflanishi mumkin:
(1) Dastlabki o'lchovlar: MOVning namunalari UDX1mA, Ur va tajribalar boshida suratlar bilan tavsiflanadi.
(2) 15 ta impulsni qo'llang: talab qilingan impuls oqimini chiqarish uchun impuls oqimi generatorini o'rnating. 60 s oralig'ida bo'lgan o'n besh impuls ketma-ketlikda MOV namunasiga qo'llaniladi.
(3) Har bir impulsli dasturdan keyin MOV toklari va kuchlanishlarining o'lchangan to'lqin shakllarini yozib oling.
(4) Testdan so'ng vizual tekshirish va o'lchash. MOV po'qnashishi yoki chirog'i uchun sirtini tekshiring. Testdan so'ng UDX1mA va Urni o'lchash. Sinovdan keyin buzilgan MOV'larning fotosuratlarini oling. IEC 61643-11 [4] ga ko'ra, eksperimentlar uchun o'tish metodikasi, kuchlanish va oqim yozuvlari ingl. Tekshiruv bilan birga namunalarning punchalak yoki harakatchanligini ko'rsatmasligini talab qiladi. Bundan tashqari, IEEE Std. C62.62 [5] so'ralgan Ur (MVQ ning qoldiq zo'riqishida) o'lchagan Urdan oldingi sinovdan 10% dan ko'proq farq qilmasligini taklif qildi. Std. IEC 60099-4 [17] shuningdek, impuls testlaridan so'ng UDC1mA'dan ko'proq 5% dan farq qilmasliklarini talab qiladi.
- 8 / 20 ostida qarshilik qobiliyati milodiy impuls oqimi
Ushbu bo'limda SPN namunalari bo'yicha 8Imax va Imax amplitudalari bilan 20 / 0.75 milodiy impuls oqimlari qo'llaniladi. So'ngra o'lchagan UDX1mA va Urning o'zgarish nisbati quyidagicha:
Ucr, o'lchagan qiymatlarning o'zgarish nisbatlarini ifodalaydi. Uat sinovdan so'ng o'lchagan qiymati anglatadi. Ubt testlardan oldin o'lchangan qiymati anglatadi.
3.1 8 / 20 milodiy impuls oqimidagi natijalar 0.75Imax
8Imax (20 kA) tepasi bilan o'n besh 0.75 / 30 milodiy impuls oqimlari ostida uch xil MOVs uchun test natijalari TABLO IIda berilgan. Har bir MOV turi uchun natijalar uchta bir xil namunaning o'rtacha qiymatidir.
Jadval II
8 / 20 milodiy impuls oqimlari bo'yicha 30 ka tepalikli natijalar
TABLEII dan MOVsga o'n besh 8 / 20 milodiy impuls qo'llanilgandan so'ng, UDX1mA va Urning o'zgarishi kichikdir. Vizual tekshirish uchun "Pass" testlangan MOV'larda hech qanday ko'rinadigan shikastlanish degan ma'noni anglatmaydi. Bundan tashqari, MOV chegara zo'riqishida kuchayishi bilan UCR kichrayadi. Ucr kabi V460 turi MOV uchun eng kichik hisoblanadi. 8 kA tepalik bilan uchta MOVsning o'n besh 20 / 30 milodiy impulsini uzatishi mumkin.
3.2 8 / 20 milodiy impuls oqimidagi natijalar Imaxning tepasi bilan
Yuqoridagi eksperimental natijalarni hisobga olgan holda, 8 / 20 milodiy oqimining amplitudasi 40 kA (Imax) ga oshirildi. Bundan tashqari, impulslarning soni V460 tipidagi MOV uchun yigirmataga oshadi. Eksperimental natijalar TABLE III da keltirilgan. Uch tipdagi MOV'lardagi energiyani sarflashni solishtirish uchun Ea / V o'rtacha 15 yoki yigirma impulslarning o'rtacha birlik miqdori bo'yicha so'rilgan energiyani ifodalash uchun ishlatiladi. Bu erda "o'rtacha" hisobga olinadi, chunki MOV'larda energiya so'rilishi har bir impuls ostida bir oz farq qiladi.
Jadval III
8 / 20 milodiy impuls oqimlari bo'yicha 40 ka tepalikli natijalar
Jadval III dan ko'rinib turibdiki, hozirgi amplituda 40 kA ga ko'tarilganda, UDC1mA uchun UXR V5 va V230 uchun 275% dan ko'proq farq qiladi, lekin MOV qoldiq kuchlanish o'zgarishi hali ham 10% samarali oralig'ida. Vizual tekshiruv shuningdek, sinov qilingan MOV'larda sezilarli zarar ko'rsata olmaydi. ForV230 va V275 tipidagi MOV'lar Ea / V o'rtacha 15 ta impuls bilan birlik miqdori bo'yicha emdi. V460 uchun Ea / V o'rtacha o'rtacha yigirma impuls bilan birlik miqyosi uchun so'rilgan energiyani anglatadi. Jadval III qo'shimcha cheklov kuchlanishli (V460) MOV'larning past chegarali kuchlanishli (V275 va V230) MOV'larga qaraganda ko'proq Ea / Vga ega ekanligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, V460 da qayta-qayta qo'llaniladigan impuls oqimi bilan birlik xajmdagi (E / V) suyuq energiya shakl 3da ko'rsatilgandek asta-sekin o'sib boradi.
Shuning uchun, V230 va V275 tipli MOV'lerin Imax zirvesiyle o'n besh 8 / 20ms oqim impulsiga dayanamadığı, V460 turi MOV esa 20 impulslar qadar maksimal deşarj oqimiga bardoshli bo'lishi mumkin. Buning ma'nosi shuki, yuqori chegaradagi kuchlanishli MOV'lar 8 / 20s impuls akimi ostida qobiliyatga yaxshi mos keladi.
4. 10 / 350 milodiy impuls akimi ostida qarshilik qobiliyati
Ushbu bo'limda 10Iimp va Iimp amplitudalari bilan 350 / 0.75 milodiy impuls oqimlari SPD namunalarida qo'llaniladi.
4.1 10 / 350 milodiy impuls oqimidagi natijalar 0.75Iimp
Uch tipli IOV tipidagi IIMP boshqacha bo'lsa, 10 / 350 oqimlari 4875A amplitudasi bilan V230 va V275da qo'llaniladi va 4500 A amplituda bo'lgan impulslar V460da qo'llaniladi. O'n besh impuls oqimini qo'llaganidan so'ng sinovdan o'tgan MOV'larda UDX1mA va Ur uchun o'zgarishlar TABLE IVda ko'rsatilgan. S / V - qo'llaniladigan impulslar uchun E / V summasini bildiradi.
Jadval IV dan ko'rinib turibdiki, 10Iimp tepaligi bilan o'n besh 350 / 0.75 milodiy oqimlari qo'llanilgandan so'ng, V230 sinovdan o'tishi mumkin, V1ning UDC275mA o'zgarishi esa 5% dan ko'proq farq qiladi. V275 ning plastik qoplamasida shishish va kichik yoriqlar ham paydo bo'ldi. V275 ning kichik yoriqli fotosurati shakl 4da ko'rsatilgan.
V460 tipidagi MOV uchun 10A teparog'i bilan sakkizinchi 350 / 4500 milodiy impuls qo'llanilganda MOV chirqiladi va o'lchagan kuchlanish va oqim to'lqin shakllari anormaldir. Taqqoslash uchun, V10 bo'yicha ettinchi va sakkizinchi 350 / 460 milodiy impuls ostida o'lchanadigan kuchlanish va oqim to'lqin shakllari shakl 5 da ko'rsatilgan.
Shakl 5. 460 / 10 milodiy impuls bo'yicha V350da o'lchangan kuchlanish va oqim to'lqin shakllari
V230 va V275 uchun, SE / V o'n besh impuls uchun E / V to'plamidir. V460 uchun, SE / V sakkizta impuls uchun E / V to'plamidir. V460 ning Ea / V ning V230 va V275 dan yuqori bo'lishiga qaramasdan, jami SE / VX V460 eng past ko'rsatkichdir. Biroq, V460 eng jiddiy zarar ko'rdi. Buning ma'nosi, MOV ning birlik miqyosi uchun 10 / 350 milodiy oqimidagi MOV yetishmovchiligi umuman so'rilgan energiya (S / V) bilan bog'liq emas, lekin faqat bitta impuls (Ea / V) ostida so'rilgan energiya bilan bog'liq bo'lishi mumkin ). 10 / 350 milodiy impuls oqimida V230 V460 tipidagi MOV'larga qaraganda ko'proq ta'sirga duch kelishi mumkin. Bu 10 / 350 milya impuls oqimidagi xulosaga qarama-qarshi bo'lgan 8 / 20 milodiy oqim ostida pastki chegara zo'riqishida bo'lgan MOV'lerin qobiliyatini yanada yaxshiroq bo'lishini bildiradi.
4.2 natijalari 10 / 350 miliya impuls oqimining Iimp teparog'i bilan
10 / 350 milodiy oqimining amplitudasi Iimpga oshganda, barcha sinov qilingan MOV'lar o'n besh dona impulsni uzata olmaydi. IIM amplitudasi bilan 10 / 350 milodiy impuls oqimlari bo'yicha natijalar TABLO Vda ko'rsatiladi, bu erda "Dazmolning ta'sirchan raqami" MOV yorilishdan oldin qarshilik qilishi mumkin bo'lgan impuls miqdorini bildiradi.
TABLE Vdan 230 J / cm122.09 ning Ea / V ga ega bo'lgan V3 sakkizta 10 / 350 miltsion impulslariga bardosh berishi mumkin, ammo 460 J / cm161.09 ning V3 bilan Ea / V faqat uch datchikni qabul qilishi mumkin, lekin V230 (6500 A) V460 (6000 A) uchun undan yuqori. Bu 10 / 350 milodiy oqim ostida yuqori cheklash kuchlanishli MOVslarga yanada oson zarar yetkazilishi xulosasini tasdiqlaydi. Ushbu hodisa quyidagicha tushuntirilishi mumkin: 10 / 350 milodiy oqim bilan olib boriladigan katta energiya MOV'larda so'riladi. 10 / 350 milodiy oqim ostida yuqori chegara kuchlanishli MOV'lar uchun MOVning birlik miqyosida juda kam energiya sarflanadi va kam energiya sarflash MOV yetishmasligiga olib keladi. Biroq, 8 / 20 milodiy ostida ishlamayotgan mexanizm ko'proq tekshiruvga muhtoj.
Vizual tekshirish 10 / 350 milodiy oqimidagi uch xil MOVsda bir xil zarar shaklini ko'rsatib turibdi. MOV ning plastik qismini bir tomoni va to'rtburchak elektrodli qatlamini tozalash. ZnO materiali ablasyonu elektrod lavhasi yaqinida paydo bo'ldi, bu MOV elektrodlari va ZnO sirtlari orasidagi shovqinni keltirib chiqaradi. Zararlangan V230 fotosurati Fig 6da ko'rsatilgan.
5. Xulosa
SPD'lar asosan 8 / 20 va 10 / 350 milodiy to'lqin shakllari bilan impulsli oqim oqimlari ostida sinovdan o'tkazilishi kerak. 8 / 20 milodiy va 10 / 350 milodiy impuls oqimlari bo'yicha SPDlarning qarshilik qobiliyatini o'rganish va solishtirish uchun 8 / 20 milodiy (Imax) va 10 / 350 (Iimp) to'lqin shakli uchun maksimal deşarj oqimi bilan bir nechta tajribalar o'tkaziladi , shuningdek, 0.75Imax va 0.75Iimp amplitudalari. I sinfda SPD uchun ishlatiladigan odatiy MOVlarning uch turi tahlil uchun qabul qilingan. Ba'zi xulosalar tuzilishi mumkin.
(1) Yuqori chegara kuchlanishli MOV'lar 8 / 20ms impuls oqimi ostida yaxshi chidamlilik xususiyatiga ega. V230 va V275 tipli MOVs imaxning zichligi bilan o'n besh 8 / 20ms impulsga bardosh bera olmadi, V460 tipli MOV yigirma dyuymdan o'tishi mumkin edi.
(2) Pastki chegara zo'riqishida bo'lgan MOV'lar 10 / 350 milodiy oqim ostida yaxshi qobiliyatga ega. V230 turi MOV Iimp teparoqligi bilan sakkizta 10 / 350 milodiy impulslarga chidamli bo'lishi mumkin, V460 esa faqat uch dona impulsni qabul qilishi mumkin.
(3) 10 / 350 milodiy oqimi ostida MOVning birlik hajmini hisobga olsak, so'rilgan energiya bitta impuls bo'yicha ostida barcha qo'llaniladigan impulslar bo'yicha so'rilgan energiya to'plamining o'rniga MOV yetishmasligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
(4) 10 / 350 milodiy oqimlari ostida uchta MOV formatida bir xil zarar shakllari kuzatiladi. MOV ning plastik qismini bir tomoni va to'rtburchak elektrodli qatlamini tozalash. Elektrod qatlami va ZnO yuzasi orasidagi kuchlanish natijasida yuzaga kelgan ZnO materialining ablasyonu MOV elektrodining yonida paydo bo'ldi.