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電涌保護(hù)器應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題四

閱讀:1035        發(fā)布時(shí)間:2019-4-9

SPD的沖擊電流試驗(yàn)會(huì)碰到諸如8/20、10/350、10/1000或2ms等不同波形,那么從對(duì)于SPD的破壞作用等效的角度看,如何進(jìn)行不同波形沖擊電流的峰值換算,有人主張按電荷量相等的原則進(jìn)行換算。按照這一原則,只要將兩種不同波形的電流波對(duì)時(shí)間積分,求得總的電荷量,令兩個(gè)電荷量相等,就可得到兩種波的電流峰值之間的比例關(guān)系了。這種變換方法與泄放沖擊電流的元件沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系,顯然是不切合實(shí)際的。還有人主張按能量相等的原則進(jìn)行換算。湖北儀天成電力設(shè)備有限公司主要產(chǎn)品包括電纜故障檢測(cè)儀,線路故障距離測(cè)試儀等系列產(chǎn)品,本司擁有完善管理體系,致力于電力電纜的測(cè)試及維護(hù)事業(yè).。按照這一原則,不僅要知道兩個(gè)電流波形,還要知道當(dāng)這兩個(gè)電流波流入電壓抑制元件時(shí),該元件兩端限制電壓的波形,然后將各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流值和電壓值相乘而得出功率波,再將功率波對(duì)時(shí)間積分得出能量,令兩個(gè)能量值相等,就可得到兩個(gè)電流峰值之間的比例關(guān)系了。這種變換方法考慮到了具體的非線性元件,但沒(méi)有考慮沖擊電流的熱效應(yīng)和電流值很大時(shí)的電動(dòng)力效應(yīng)。實(shí)際上就氧化鋅壓敏電阻而言,它能承受的8/20沖擊電流的能量比承受2ms時(shí)的能量大,表明了厚度為1.3mm的早期壓敏電阻樣品能承受的沖擊電流能量隨電極面積的變化??梢?jiàn),能量相等的原則至少對(duì)壓敏電阻是不適用的。

對(duì)氧化鋅壓敏電阻在大電流下破壞機(jī)理的研究得出了下述結(jié)果。在大電流作用下,壓敏電阻的破壞模式有兩種,當(dāng)大沖擊電流的時(shí)間寬度不大于50μs時(shí)(例如4/10和8/20波),電阻體開(kāi)裂;當(dāng)電流值較小而時(shí)間寬度大于100μs時(shí)(例如10/350、10/1000和2ms波),電阻體穿孔。兩種不同破壞模式可以這樣解釋:時(shí)間很短的大電流在電阻體內(nèi)產(chǎn)生的熱量來(lái)不及向周圍傳導(dǎo),是個(gè)絕熱過(guò)程,加上電阻體的不均勻使電流的分布不均勻,這樣電阻體不同部位之間的溫差很大,形成很大的熱應(yīng)力而使電阻體開(kāi)裂。當(dāng)沖擊電流的作用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),電阻體不均勻造成的電流集中,使電阻體材料熔化而形成穿孔。

使用壓敏電阻體破壞的電流密度J(A·cm-2)與沖擊電流波的時(shí)間寬度r(μs)之間的關(guān)系,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中大體為一條斜率為負(fù)值的直線,因而可用下面的方程式來(lái)表達(dá):

logJ=C-Klogr

式中,C和K是與具體器件相關(guān)的兩個(gè)常數(shù),可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料推算出來(lái),于是就可以計(jì)算出這種產(chǎn)品能夠承受的不同波形沖擊電流的峰值了。

對(duì)于以壓敏電阻作為非線性抑制元件的SPD,為進(jìn)行不同波形沖擊電流之間的等效變換,應(yīng)以兩種不同波形(例8/20、10/350)的沖擊電流對(duì)所選定的壓敏電阻進(jìn)行試驗(yàn),分別得出使試樣失效的兩個(gè)電流峰值,代入上式,求得常數(shù)C和K的具體數(shù)值,然后利用該公式進(jìn)行計(jì)算。試驗(yàn)式不一定進(jìn)行到樣品開(kāi)裂或穿孔,可將壓敏電壓變化達(dá)到-10作為失效判據(jù)。

應(yīng)當(dāng)指出,就是不同企業(yè)、不同批次的壓敏電阻器,盡管尺寸規(guī)格相同,但實(shí)際能承受的沖擊電流(能量)的水平可能相差很大,因此必須對(duì)每批供貨逐批抽樣檢驗(yàn)。

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