Awọn ẹrọ aabo idabobo (SPDs) ni a nilo lati ni idanwo labẹ awọn iṣan ti nṣan titẹ pẹlu pẹlu awọn ifarahan ti 8 / 20 ms ati 10 / 350 ms. Sibẹsibẹ, pẹlu ilọsiwaju awọn ọja SPD, išẹ ati agbara iyara ti SPDs labẹ awọn iṣan ti o ṣe ayẹwo deede nilo ilọsiwaju diẹ sii. Lati le ṣe iwadi ati fi ṣe afiwe agbara ti aṣeyọmọ ti SPDs labẹ 8 / 20 ms ati 10 / 350 ms awọn okun ti nfa, awọn igbiyanju ni a ṣe lori awọn oriṣiriṣi mẹta ti awọn varistors ti alawọ-oxide orisirisi (MOVs) ti a lo fun kilasi I SPDs. Awọn esi ti o fihan pe awọn MOV ti o ni agbara ti o pọju ti o ga julọ ni agbara ti o lagbara julọ labẹ 8 / 20ms imuposi lọwọlọwọ, lakoko ti o wa ni idakeji labẹ ipari 10 / 350ms. Labẹ 10 / 350 ms lọwọlọwọ, ikuna MOV jẹ o ni ibatan si agbara ti o gba agbara nipasẹ iwọn didun kan labẹ idojukọ nikan. Crack ni akọkọ bibajẹ labẹ awọn 10 / 350ms lọwọlọwọ, eyi ti o le wa ni apejuwe bi ọkan ninu awọn ti MOV filasi encapsulation ati awọn iwe elerọ eleyi pa. Ablation ti awọn ohun elo ZnO, ti o ti ṣe nipasẹ flashover laarin apo-iṣẹ elemọlu ati aaye ZnO, farahan nitosi eroja MOV.

1. Ifihan

Awọn ẹrọ aabo abojuto (SPDs) ti a ti sopọ si awọn ọna agbara agbara kekere, awọn ibaraẹnisọrọ ati awọn nẹtiwọki ifihan agbara ni a nilo lati ni idanwo labẹ awọn ibeere ti IECI ati IEEE [1-5]. Ti o ba ṣe akiyesi ipo ati ina ti o le ṣee ṣe lọwọlọwọ, o nilo awọn SPDs lati ni idanwo labẹ awọn iṣan ti iṣan ti o nwaye pẹlu awọn ifarahan ti 8 / 20 ms ati 10 / 350 ms [4-6]. Iwọn igbesoke ti 8 / 20 ms bayi ti wa ni lilo lati ṣe simulate awọn imudani ti imole [6-8]. Iwọn igbasilẹ ipinnu ti a yan (Ni) ati awọn ti o pọju idasilẹ ti isiyi (Imax) ti SPDs ti wa ni asọye pẹlu asọlu 8 / 20 ms lọwọlọwọ [4-5]. Pẹlupẹlu, imudani 8 / 20 ms ti nṣiṣe lọwọlọwọ ni a lo fun SPD pipin agbara ati awọn iṣẹ ṣiṣe iṣẹ [4]. 10 / 350ms imuposi lọwọlọwọ ni a maa n lo lati ṣe simulate itọnisọna atẹgun ti o taara gangan [7-10]. Ipele yii ṣe ipade awọn iṣiro fun iṣeduro iṣeduro ti isiyi fun idanimọ I SPD, eyi ti o ṣe pataki fun idaduro ojuse afikun fun Ipele I SPDs [4]. Nigba awọn idanwo iru [4-5], nọmba ti a ṣafihan ti awọn ṣiṣan ti nṣiṣe jẹ nilo lati lo lori SPDs. Fún àpẹrẹ, àwọn ohun ìrísí 8 / 20 ms ti o fẹrẹẹ jẹ mẹẹdogun marun-un ni a nilo fun iṣiro iṣẹ iṣẹ fun kilasi I SPDs [10]. Sibẹsibẹ, pẹlu ilọsiwaju awọn ọja SPD, išẹ ati agbara iyara ti SPDs labẹ awọn iṣan ti o ṣe ayẹwo deede nilo ilọsiwaju diẹ sii. Awọn iṣawari ti iṣawari nigbagbogbo n dojukọ lori iṣẹ MOV labẹ awọn 350 / 4 ms ti nṣiṣe lọwọlọwọ [8-20], lakoko ti a ko ti ṣawari iwadi ni iṣiro labẹ 11 / 14 ms tunṣe lọwọlọwọ. Pẹlupẹlu, kilasi I SPDs, ti a fi sori ẹrọ ni awọn ojuami ti ifihan giga ni awọn ile ati awọn ipinfunni pinpin, jẹ diẹ jẹ ipalara si awọn ọgbẹ mimu [10-350]. Nitorina, išẹ ati agbara agbara ti kilasi I SPDs labẹ awọn 15 / 16 ms ati awọn 8 / 20 ms ti n ṣaakiri awọn okun jẹ pataki lati wa ni ayewo. Iwe-ẹri yii ṣe iwadii idari agbara ti kilasi I SPD labẹ labẹ 10 / 350 ms ati 8 / 20 ms awọn iṣan ti nwaye. Orisi mẹta ti awọn MOV ti o lo fun kilasi ti mo SPDs ni a gba fun imọran. Agbara titobi ti o wa ati nọmba ti awọn imukuro ni a tunṣe fun ọpọlọpọ awọn adanwo. Ifiwewe wa ni a ṣe lori agbara agbara ti awọn MOVs labẹ awọn iru okun meji. Ipo aiyipada ti awọn ayẹwo MOV ti o kuna lẹhin awọn igbeyewo tun ṣe atupalẹ.

2. Ìfilélẹ ti adanwo

Orisi mẹta ti awọn MOV ti o lo fun kilasi I Awọn SPDs ni a gba ni awọn idanwo. Fun iru oriṣiriṣi MOVs, awọn ohun elo 12 ti EPCOS ṣe nipasẹ awọn igbeyewo mẹrin ni. Awọn ipilẹ wọn ni ipilẹṣẹ ni a fihan ni TABI I, nibiti O jẹ aṣoju fun iyasilẹ iyasọtọ ti MOVs labẹ titẹ 8 / 20μs, Imax jẹ iṣiro ti o pọju lakoko labẹ 8 / 20μs impulse, Iimp jẹ aṣoju ti o pọju nisisiyi labẹ ina 10 / 350μs, UDC1MA ṣe aṣoju Mọto voltage MOV ti o wa labẹ 1 mA DC lọwọlọwọ, Ur jẹ aṣoju folda MOV ti o wa ni isalẹ Ni.

1 Fig. Afihan monomono yii ti o le ṣe atunṣe lati mu 10 / 350 ms ati 8 / 20 ms awọn iṣoro lọwọlọwọ. Bọtini Pearson ti wa ni wiwọn wiwọn igbiyanju lori awọn MOV ti a idanwo. Oluṣeto voltage pẹlu ipin ti 14.52 ti lo lati wiwọn awọn iyokuro iyokuro. Olcilloscope oni-nọmba ti TEK DPO3014 ni a gba lati ṣe igbasilẹ awọn igbesẹ idaniloju.

Gẹgẹbi igbeyewo SPD [4], awọn amplitudes ti a gba fun 8 / 20 ms lọwọlọwọ pẹlu 30kA (0.75Imax) ati 40kA (Imax). Awọn amplitudes ti a gba fun 10 / 350 ms lọwọlọwọ pẹlu 0.75Iimp ati Iimp. Itọkasi si idanwo iṣẹ iṣẹ fun awọn MOVs [4], Awọn ohun elo 8 / 20ms mẹẹdogun ni a lo lori awọn ayẹwo MOV, ati aarin laarin awọn titẹ sii jẹ 60 s. Nitorina, iwe igbasilẹ ti ilana igbasilẹ jẹ han ni Fig. 2.

Awọn ilana igbadun ni a le ṣe apejuwe bi:

(1) Awọn ipele akọkọ: Awọn awoṣe MOV ti wa pẹlu UDC1mA, Ur, ati awọn aworan ni ibẹrẹ ti awọn adanwo.

(2) Kan awọn igbesẹ mẹẹdogun: Ṣatunṣe monomono ti nṣiṣe lọwọlọwọ lati mu iṣeduro ti a beere lọwọ lọwọlọwọ. Awọn igbesẹ mẹẹdogun pẹlu aarin ti 60 s ni a lo lori apejuwe MOV nigbamii.

(3) Gba awọn iṣiro ti a ṣe iwọn ti awọn iṣun MOV ati awọn iyọọda lẹhin ohun elo imuduro kọọkan.

(4) Ayẹwo wiwo ati awọn wiwọn lẹhin awọn idanwo. Ṣayẹwo ideri ti MOV fun pipin tabi flashover. Ṣe iwọn UDC1MA ati Uria lẹhin awọn idanwo. Ya awọn aworan ti awọn MOV ti a ti bajẹ lẹhin awọn idanwo. Awọn ilana ti a ṣe fun awọn igbeyewo, gẹgẹ bi IEC 61643-11 [4], beere pe awọn foliteji ati awọn igbasilẹ ti isiyi, pẹlu idẹwo wiwo, yoo fihan ko si itọkasi puncture tabi flashover ti awọn ayẹwo. Ni afikun, IEEE Std. C62.62 [5] daba pe oṣuwọn ti a ti fi Uwọn han (Awọn iyipo ti o wa ni MOV ni Ni) kii ṣe iyipada diẹ sii ju 10% lati ọdọ Ur ti o dabi. Awọn St. IEC 60099-4 [17] tun nilo pe UDC1MA ko yẹ ki o yiyọ diẹ sii ju 5% lẹhin awọn idanwo igbiyanju.

  1. Igbara agbara ti ko ni agbara labẹ 8 / 20 ms iṣupọ lọwọlọwọ

Ni apakan yii, awọn igbiyanju 8 / 20 ms pẹlu awọn titobi ti 0.75Imax ati Imax ni a lo lori awọn ayẹwo SPD lẹsẹsẹ. Iwọn iyipada fun posttest ti wọn UDC1mA ati Uri ti wa ni asọye bi:

nibiti, Ucr n duro fun ipin iyipada ti awọn iwọn ti a ṣewọn. Uat duro fun iye ti a ṣe lẹhin awọn idanwo. Ubt duro fun iye ti a daa ṣaaju awọn idanwo.

3.1 Awọn esi ti o wa labẹ 8 / 20 ms imuposi lọwọlọwọ pẹlu peak ti 0.75Imax

Awọn abajade idanwo fun awọn oriṣiriṣi mẹta ti awọn MOVs labẹ awọn ohun ti nwaye 8 / 20 ms pẹlu fifẹ pe 0.75Imax (30 kA) ni a fihan ni TABI II. Esi fun gbogbo iru MOV jẹ apapọ awọn ayẹwo apẹẹrẹ mẹta.

TABLE II

Awọn esi ti o wa pẹlu awọn iṣan 8 / 20 ms pẹlu titẹ pẹlu 30 kA tente oke

O le rii lati TABLEII pe lẹhin ti o ti lo 8 / 20 ms impulses ti awọn MOV, awọn iyipada ti UDC1mA ati Ur jẹ kekere. "Pass" fun wiwo ojuwo ko ni ipalara ti o han lori MOVs idanwo. Pẹlupẹlu, o le ṣe akiyesi pe pẹlu ilosoke ti MOV ti o diwọn foliteji, Ucr di kere. Iru bi Ucr ni o kere julọ fun V460 iru MOV. O le pari pe awọn oriṣiriṣi MOV mẹta naa le ṣe gbogbo ọrọ 8 / 20 ms pẹlu 30 kA oke.

3.2 Awọn esi ti o wa labẹ 8 / 20 ms imuposi lọwọlọwọ pẹlu peak ti Imax

Ṣiṣe ayẹwo awọn esi idaniloju loke, titobi ti 8 / 20 ms lọwọlọwọ ti wa ni afikun si 40 kA (Imax). Pẹlupẹlu, nọmba ti awọn imukuro ti wa ni pọ si ogun fun V460 iru MOV. Awọn abajade ayẹwo jẹ afihan ni TABLE III. Lati ṣe afiwe gbigba agbara ni awọn MOVs mẹta, A ti lo Ea / V lati soju agbara ti o gba agbara nipasẹ iwọn didun kan fun apapọ awọn fifa mẹẹdogun tabi ogun. Nibi, a ṣe ayẹwo "apapọ" nitori pe agbara agbara ni MOV jẹ oriṣiriṣi oriṣiriṣi labẹ idojukọ kọọkan.

TABLE III

Awọn esi ti o wa pẹlu awọn iṣan 8 / 20 ms pẹlu titẹ pẹlu 40 kA tente oke

O le ṣe akiyesi lati TABLE III pe nigbati titobi ti o wa lọwọlọwọ ti pọ si 40 kA, Ucr fun UDC1MA yiyọ diẹ sii ju 5% fun V230 ati V275, bi iyipada ti folda MOV iyokuro jẹ tun wa laarin ibiti o ti ni ipa ti 10%. Lilọwo wiwo tun fihan ko si bibajẹ han lori awọn MOV ti a idanwo. FunV230 ati V275 iru MOVs, Ea / V tumọ si agbara ti o gba agbara nipasẹ iwọn didun pẹlu apapọ ti awọn fifa mẹwa mẹwa. Ea / V fun V460 duro fun agbara agbara ti o gba lati iwọn didun kan pẹlu apapọ ti awọn igbesẹ meji. TABI III n fihan pe awọn MOV ti o ni iwọn ifunmọ ti o ga julọ (V460) ni o tobi Ea / V ju awọn MOV ti o ni iyọọda fifun kekere (V275 ati V230). Pẹlupẹlu, pẹlu iṣeduro titẹ sii ti a leralera lo lori V460, agbara ti o gba agbara fun iwọn didun kan (E / V) mu ni ilọsiwaju, bi a ṣe fihan ninu 3 Fig.

Nitorina, o le pari pe awọn V230 ati V275 iru MOVs ko le daju awọn fifa 8 / 20ms mẹẹdogun mẹẹdogun pẹlu peak ti Imax, nigba ti V460 iru MOV le ṣe idiwọn idasilẹ ti o ga julọ si awọn titẹ sii 20. Eyi tumọ si pe awọn MOV pẹlu titanika atẹgun ti o ga julọ ni agbara to lagbara julọ labẹ 8 / 20ms imuposi lọwọlọwọ.

4. Igbara agbara ti ko ni agbara labẹ 10 / 350 ms imuposi lọwọlọwọ

Ni apakan yii, awọn igbiyanju 10 / 350 ms pẹlu awọn titobi ti 0.75Iimp ati Iimp ti wa lori awọn ayẹwo SPD lẹsẹsẹ.

4.1 Awọn esi ti o wa labẹ 10 / 350 ms imuposi lọwọlọwọ pẹlu peak ti 0.75Iimp

Niwon Iimp ti awọn oriṣiriṣi mẹta ti MOVs yatọ, awọn ifunni 10 / 350 pẹlu titobi ti 4875A ni a lo lori V230 ati V275, ati awọn titẹ agbara pẹlu titobi 4500 A ti a lo lori V460. Lẹhin ti o ṣe ilana fifun mẹwa, awọn ayipada fun UDC1mAand Ur lori awọn MOV ti a idanwo ni a fihan ni TABLE IV. IJ / V tumọ si summation ti E / V fun awọn imuduro ti a lo.

O le rii lati TABLE IV pe lẹhin ti o nlo awọn iṣan 10 / 350 simẹnti mẹwa pẹlu peak ti 0.75Iimp, V230 le ṣe idanwo, nigba ti iyipada fun UDC1MA ti V275 yiya diẹ sii ju 5%. Ewi ati kekere kuru tun farahan lori encapsulation ṣiṣu ti V275. Aworan ti V275 pẹlu kekere kukuru ti wa ni han ni 4.

Fun Irisi V460 MOV, lẹhin ti kẹjọ 10 / 350 ms impulse pẹlu peak ti 4500A ti wa ni lilo, MOV ti ṣabọ ati iwọn agbara ti a ṣe ati awọn igbiyanju lọwọlọwọ jẹ ohun ajeji. Fun iṣeduro, awọn iwọn agbara ti a ṣe ati awọn igbiyanju lọwọlọwọ labẹ keje ati kẹjọ 10 / 350 ms imularada lori V460 ti wa ni afihan 5.

5 Fig. Iwọn agbara ti a ṣe ati awọn igbesẹ ti isiyi lori V460 labẹ 10 / 350 ms imularada

Fun V230 ati V275, I / V ni idapọ ti E / V fun awọn igbiyanju mẹẹdogun. Fun V460, IA / V jẹ summation ti E / V fun awọn imun mẹjọ. O le ṣe akiyesi pe biotilejepe Ea / V ti V460 jẹ ti o ga ju ti V230 ati V275, gbogbo IJA / Vof V460 ni asuwon ti. Sibẹsibẹ, V460 ṣe iriri awọn ipalara ti o ṣe pataki julọ. Eyi tumọ si pe fun iwọn didun ohun kan ti MOV, ikuna MOV labẹ agbara 10 / 350 msyi ko ni ibatan si agbara ti o gba agbara (Ni E / V), ṣugbọn o le jẹ diẹ sii pẹlu agbara ti a gba ni agbara afẹfẹ (Ea / V ). O le pari pe labẹ 10 / 350 ms imuposi lọwọlọwọ, V230 le ṣe idiyele diẹ sii ju awọn VOVNUMX iru MOVs. Eyi tumọ si pe awọn MOVs pẹlu folda kekere ti o ni idiwọn ni agbara ti o ni agbara to lagbara labẹ 460 / 10 ms lọwọlọwọ, eyi ti o lodi si ipari si labẹ 350 / 8 ms imuposi lọwọlọwọ.

4.2 Awọn esi ti o wa labẹ 10 / 350 ms imuposi lọwọlọwọ pẹlu ori oke ti Iimp

Nigbati titobi ti 10 / 350 ms lọwọlọwọ ti wa ni afikun si Iimp, gbogbo awọn MOV ti a idanwo ko le ṣe awọn fifun mẹdogun. Awọn esi ti o wa labẹ 10 / 350 ms iṣan ti nwaye pẹlu titobi ti Iimp ni a fihan ni TABLE V, ni ibi ti "Nọmba itọnilẹyin duro" tumo si iye agbara ti MOV le duro ṣaaju idinku.

O le ṣe akiyesi lati TABLE V pe V230 pẹlu Ea / V ti 122.09 J / cm3 le duro pẹlu awọn igbega 10 / 350 ms mẹjọ nigba ti V460with Ea / V ti 161.09 J / cm3 le ṣe awọn iṣoro mẹta nikan, bi o tilẹ jẹpe ikun ti o gba fun V230 (6500 A) jẹ ga ju ti V460 (6000 A). Eyi ṣe idaniloju ipinnu pe awọn MOV ti o ni iyọdaju foliteji jẹ diẹ sii ni rọọrun ti bajẹ labẹ 10 / 350 ms lọwọlọwọ. Eyi ni a le ṣalaye bi: agbara nla ti 10 / 350 ms ti wa ni lọwọlọwọ yoo gba ni MOVs. Fun awọn MOVs pẹlu giga ti folda voltage labẹ 10 / 350 ms lọwọlọwọ, agbara diẹ sii ni yoo gba sinu iwọn didun ohun ti MOV ju ti o ni MOV pẹlu iwọn voltage kekere, ati imun agbara agbara yoo ja si ikuna MOV. Sibẹsibẹ, iṣeto ikuna labẹ 8 / 20 ms lọwọlọwọ nilo diẹ iwadi.

Iwadi oju wiwo fihan pe o ti wo iru fọọmu kanna lori awọn oriṣiriṣi mẹta MOVs labẹ ipo 10 / 350 ms. Ni ẹgbẹ kan ti iṣedan ti filasi ti MOV ati igbẹhin apẹka onigun merin. Awọn ablation ti awọn ohun elo ZnO han ni iwaju iwe-ẹja elerọ, eyiti o ti fa nipasẹ flashover laarin awọn eroja MOV ati aaye ZnO. Aworan ti V230 ti bajẹ jẹ afihan ni 6 X.

5. Ipari

A nilo awọn SPDs lati wa ni idanwo labẹ awọn iṣan ti iṣan ti nwaye pẹlu pẹlu awọn ifarahan ti 8 / 20 ms ati 10 / 350 ms. Lati le ṣe iwadi ati fi ṣe afiwe agbara ti aṣeyọmọ ti SPDs labẹ 8 / 20 ms ati 10 / 350 ms sisanwọle, ọpọlọpọ awọn imudaniloju ni a ṣe pẹlu iwọn iṣiro pupọ fun 8 / 20 ms (Imax) ati 10 / 350 ms (Iimp) waveform , ati awọn titobi ti 0.75Imax ati 0.75Iimp. Orisi mẹta ti awọn MOV ti o lo fun kilasi ti mo SPDs ni a gba fun imọran. Diẹ ninu awọn ipinnu le ti wa ni kale.

(1) Awọn MOVs pẹlu foliteji to gaju ti o ga julọ ni agbara to lagbara julọ labẹ 8 / 20ms imuposi lọwọlọwọ. Awọn VOVNUMX ati V230 iru MOVs ko le daju awọn fifa 275 / 8ms mẹẹdogun pẹlu peak ti Imax, nigba ti V20 iru MOV le ṣe awọn igbesẹ meji.

(2) Awọn MOVs pẹlu folda kekere ti o ni idinku ni agbara ti o dara julọ labẹ 10 / 350 ms lọwọlọwọ. MOV V230 irufẹ le duro pẹlu awọn fifa 10 / 350 ms mẹjọ pẹlu peak ti Iimp, lakoko ti V460 le ṣe awọn iṣoro mẹta.

(3) Ti o ba ṣe iranti iwọn didun ti MOV labẹ 10 / 350 ms ti isiyi, agbara ti o gba ni labẹ iṣọkan ọkan le ni ibatan si ikuna MOV, dipo kikopọ ti agbara agbara labẹ gbogbo awọn imuduro ti a lo.

(4) Kọọkan ibajẹ kanna ni a ṣe akiyesi lori awọn oriṣiriṣi MOV mẹta labẹ awọn iṣan 10 / 350 ms. Ni ẹgbẹ kan ti iṣedan ti filasi ti MOV ati igbẹhin apẹka onigun merin. Ablation ti awọn ohun elo ZnO, ti o ṣe nipasẹ flashover laarin awọn apo-iṣẹ elemọlu ati aaye ZnO, farahan nitosi elerọ MOV.