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今天時(shí)恒電子小編來(lái)給大家分享有關(guān)壓敏電阻器常見(jiàn)的技術(shù)問(wèn)題分析:
一、壓敏電阻的安全性問(wèn)題:
在以往的應用中,跨接在電源線(xiàn)上的壓敏電阻器出現過(guò)起火燃燒,危機臨近其它元器件的事故。對此,制造者和使用者共同進(jìn)行了大量研究和分析工作,采取了相應的對策,很好地降低了這類(lèi)事故的概率,但尚未杜絕,因此,壓敏電阻的使用安全性仍是個(gè)值得重視、需要繼續研究解決的課題。
壓敏電阻起火燃燒的表觀(guān)現象,大體上可分為老化失效和暫態(tài)過(guò)電壓破壞兩種類(lèi)型。
①老化失效,這是指電阻體的低阻線(xiàn)性化逐步加劇,漏電流惡性增加且集中流入薄弱點(diǎn),薄弱點(diǎn)材料融化,形成1kΩ左右的短路孔后,電源繼續推動(dòng)一個(gè)較大的電流灌入短路點(diǎn),形成高熱而起火。這種事故通??梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)與壓敏電阻串聯(lián)的熱熔接點(diǎn)來(lái)避免。熱熔接點(diǎn)應與電阻體有良好的熱耦合,當最大沖擊電流流過(guò)時(shí)不會(huì )斷開(kāi),但當溫度超過(guò)電阻體上限工作溫度時(shí)即斷開(kāi)。研究結果表明, 若壓敏電阻存在著(zhù)制造缺陷,易發(fā)生早期失效, 強度不大的電沖擊的多次作用,也會(huì )加速老化過(guò)程,使老化失效提早出現。
②暫態(tài)過(guò)電壓破壞,這是指較強的暫態(tài)過(guò)電壓使電阻體穿孔,導致更大的電流而高熱起火。整個(gè)過(guò)程在較短時(shí)間內發(fā)生,以至電阻體上設置的熱熔接點(diǎn)來(lái)不及熔斷。在三相電源保護中,N-PE線(xiàn)之間的壓敏電阻器燒壞起火的事故概率較高,多數是屬于這一種情況。相應的對策集中在壓敏電阻損壞后不起火。一些壓敏電阻的應用技術(shù)資料中,推薦與壓敏電阻串聯(lián)電流熔絲(保險絲)進(jìn)行保護。
二、壓敏電阻的連接線(xiàn)問(wèn)題
將壓敏電阻接入電路的連接線(xiàn)要足夠粗,推薦的連接線(xiàn)的尺寸注:接地線(xiàn)為5.5 mm2以上連接線(xiàn)要盡可能短,且走直線(xiàn),因為沖擊電流會(huì )在連接線(xiàn)電感上產(chǎn)生附加電壓,使被保護設備兩端的限制電壓升高。
壓敏電阻通流量 ≤600A (600~2500)A ( 2500~4000)A (4000~20K)A
導線(xiàn)截面積 ≥ 0.3 mm2 ≥ 0.5 mm2 ≥ 0.8 mm2 ≥ 2 mm2
例如:若壓敏電阻MY兩端各有3 cm長(cháng)的接線(xiàn),它的電感量L大體為18 nH,若有10 KA的8/20沖擊電流流入壓敏電阻,把電流的升速看作10KA / 8Μs,則引線(xiàn)電感上的附加電壓UL1、UL2大體為UL1= UL2=L(di/dt)=18×10-9( 10×103 / 8×10-6 )=22.5 V這就使限制電壓增高了45V。
三、壓敏電阻的串聯(lián)和配對
壓敏電阻可以很簡(jiǎn)單地串聯(lián)使用。將兩只電阻體直徑相同(通流量相同)的壓敏電阻串聯(lián)后,漆壓敏電壓、持續工作電壓和限制電壓相加,而通流量指標不變。例如在高壓電力避雷器中,要求持續工作電壓高達數千伏,數萬(wàn)伏,就是將多個(gè)ZnO壓敏電阻閥片迭和起來(lái)(串聯(lián))而得到的。
壓敏電阻可以并聯(lián),目的是獲得大的通流量,或者在沖擊電流峰值一定的條件下減小電阻體中的電流密度,以降低限制電壓。
當要求獲得大的通流量[ 例如8/20,(50~200)KA ],且壓敏電壓又比較低(例如低于200V)時(shí),電阻體的直徑 / 厚度比太大,在制造技術(shù)上有困難,且隨著(zhù)電阻體直徑的加大,電阻體的微觀(guān)均勻性變差,因此通流量不可能隨電阻體面積成比例地增大。這是用較小直徑的電阻片并聯(lián)可能是個(gè)合理的方法。
由于高非線(xiàn)性,壓敏電阻片的并聯(lián)需要特別小心謹慎,只有經(jīng)過(guò)仔細配對,參數相同的電阻片相并聯(lián),才能保證電流在各電阻片之間均勻分配。針對這種需求,本公司專(zhuān)門(mén)為用戶(hù)提供配對的電阻片。
此外,縱向連結的幾個(gè)壓敏電阻器,使用經(jīng)過(guò)配對的參數一致的壓敏電阻器后,當沖擊侵入時(shí),出現在橫向的電壓差可以很小。在這種情況下,配對也是有意義的。
四、壓敏電阻與氣體放電器件的串聯(lián)和并聯(lián)
壓敏電阻可以與氣體放電管、空氣隙、微放電間隙等氣體放電器件相串聯(lián)(圖10.5a),這個(gè)串聯(lián)組合的正常工作要滿(mǎn)足兩個(gè)基本條件:①、系統電壓上限值應低于氣體放電器件G的直流擊穿電壓;②、G點(diǎn)火后在系統電壓上限值下,壓敏電阻MY中的電流應小于G的電弧維持電流,以保證G的熄弧。
這種串聯(lián)組合具有電容量小,工作頻率高;漏電流很小、安全性好;以及不存在壓敏電阻MY在系統電壓下老化的問(wèn)題,因而可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有氣體放電器件相應慢所引起的"讓通電壓"問(wèn)題。
壓敏電阻也可與氣體放電管并聯(lián),以降低氣體放電管的沖擊點(diǎn)火電壓。
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