文档介绍：电涌保护器的限制电压测试
摘要为保证电涌保护器(SPD)的安全运行,必须对电涌保护器的限制电压(电压保护水平Up)进行预防试验、带电检测。根据MOV的性能和SPD的现状测量其限制电压,说明检测方法并分析检测结果。
关键词电涌保护器 MOV 限制电压检测
一、前言
随着建筑防雷要求的日益提高,电涌保护器(SPD)在建筑上的应用越来越广泛,已逐渐成为低压电器的一个重要组成部分,由于限压型SPD具有通流容量大,响应时间快,无续流等优点,在众多的防雷组件中制造量大,应用面广,然而随着高敏感电子装置的使用与日俱增,开发新型低压电涌保护器的呼声日益高涨,因而对新型低压电涌保护器的限制电压的要求也愈加重要。
二、限压型SPD中MOV的性能
如何制造优良的SPD?这其中MOV的选择非常重要,它的优劣直接决定了SPD的品质。MOV的英文为Metal Oxide Varistors,译为金属氧化物压敏电阻器,简称压敏电阻,常用的是氧化锌压敏电阻,它是一种电阻值对外电压敏感的元件,其主要功能是辨别和限制瞬态过电压,它的电流—电压特性是非线性的,并能在两个极性上相等地限制电压,压敏电阻能用于交流和直流场合,电压从几V~几kV、电流从几mA~几十kA,且具有体积小、响应快、功耗小、保护效果好的特性。
氧化锌压敏电阻的U—I特性曲线分为小电流区、。小电流线性区决定了施加稳态外电压时的功率损耗,因而就决定了工作电压;中电流非线性区决定了当施加一瞬变过电压时的限制电压;大电流区是大电流浪涌吸收的极限依据。氧化锌压敏电阻的有关主要参数:
(1)压敏电压在一定的几何形状下,电流在1mA附近时氧化锌压敏电阻的非线性系数值可达到最大值,往往取1mA电流时所对应的电压,作为I随U陡峭上升的电压大小的标志,把此电压(U1mA)称为压敏电压。
选取压敏电压的依据是工作电压,压敏电压与工作电压的关系可经验地定为:
U1mA=αUDC/[(1-b)(1-c)]
或 U1mA=αUAC/[(1-b)(1-c)]
式中 UDC——直流工作电压
UAC——交流工作电压(有效值)
U1mA—压敏电压
α—工作电压波动系数,
b—压敏电阻长期工作允许下降的极限值,
c—压敏电阻在U1mA产生偏差的下限值,
将以上各系数代入上式,得 U1mA = UDC = UAC
(2)残压是指压敏电阻流过冲击电流时两端出现的冲击电压,残值由被保护装置的耐压决定,当流过最大浪涌电流时,应使其残压低于装置耐压。
(3)通流容量压敏电阻经过长期交、直流负荷或浪涌电流的冲击,I—U特性变坏,使预击穿区的I—U特性曲线向大电流区方向移动,因而漏电流上升,压敏电压下降,这种现象称为压敏电阻的蜕变。此蜕变对许多应用来讲影响很大,因此必须对经浪涌冲击后压敏电压U1mA的下降有所限制,并且以下降的多少来衡量压敏电阻耐浪涌冲击的能力。把满足U1mA下降要求的压敏电阻器所能承受的最大冲击电流(按规定波形)叫做压敏电阻的通流容量。在选用时,应使浪涌电流峰值≤压敏电阻通流容量,一般过压保护选3~5kA,防雷保护选5~20kA。
(4),即在线路、设备正常工作时所流过压敏电阻的电流称为漏电流。它是指在U1mA以下的I—U特性曲线部分,漏电流的大小与电压、温度有关,电压、温度升高都会使漏电流加大。要使压敏电阻可靠地工作,漏电流必须尽可能地小,这一方面与材料成分和制造工艺有关,也与正确选用压敏电阻有关。在保证可靠工作的前提下,可适当地规定漏电流的上限,一般漏电流可控制在50~100μA,漏电流高于100μA的产品,工作可靠性差。此外还必须考虑到U1mA与温度的关系,当温度上升时U1mA下降。
由于金属氧化物避雷器(MOV)是一门边缘学科,它涉及半导体、电介质物理、电源、绝缘等技术,、检测设备。
三、电涌保护器的现状与测试方法
1与特点
(1)电涌保护器的基本产品采用模数化轨道安装,能与各种终端电器协调安装。
(2)产品符合IEC最新标准。
(3)品种规格齐全,可适应各种不同场所;指标先进,冲击通流容量可达100kA(10/350μs)。
(4)结构工艺适合大量生产。
(5)价格贵。
2、国内低压避雷器的现状与问题
(1) 避雷器开发、研究和设计使用中,长期存在“重高轻低”的情况,生产单位认为低压避雷器产值太低,也不重视。这是低压避雷技术大大落后的原因之一。
(2)产品单一、指标低下、品种不全,缺少户内避