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時恒電子分享壓敏電阻器常見的技術問題分析!
返回列表 來源: 發布日期: 2019.08.08

今天時恒電子小編來給大家分享有關壓敏電阻器常見的技術問題分析:

一、壓敏電阻的安全性問題:

在以往的應用中,跨接在電源線上的壓敏電阻器出現過起火燃燒,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現象,大體上可分為老化失效和暫態過電壓破壞兩種類型。

①老化失效,這是指電阻體的低阻線性化逐步加劇,漏電流惡性增加且集中流入薄弱點,薄弱點材料融化,形成1kΩ左右的短路孔后,電源繼續推動一個較大的電流灌入短路點,形成高熱而起火。這種事故通??梢酝ㄟ^一個與壓敏電阻串聯的熱熔接點來避免。熱熔接點應與電阻體有良好的熱耦合,當最大沖擊電流流過時不會斷開,但當溫度超過電阻體上限工作溫度時即斷開。研究結果表明, 若壓敏電阻存在著制造缺陷,易發生早期失效, 強度不大的電沖擊的多次作用,也會加速老化過程,使老化失效提早出現。

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②暫態過電壓破壞,這是指較強的暫態過電壓使電阻體穿孔,導致更大的電流而高熱起火。整個過程在較短時間內發生,以至電阻體上設置的熱熔接點來不及熔斷。在三相電源保護中,N-PE線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資料中,推薦與壓敏電阻串聯電流熔絲(保險絲)進行保護。

二、壓敏電阻的連接線問題

將壓敏電阻接入電路的連接線要足夠粗,推薦的連接線的尺寸注:接地線為5.5 mm2以上連接線要盡可能短,且走直線,因為沖擊電流會在連接線電感上產生附加電壓,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長的接線,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、壓敏電阻的串聯和配對

壓敏電阻可以很簡單地串聯使用。將兩只電阻體直徑相同(通流量相同)的壓敏電阻串聯后,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,數萬伏,就是將多個ZnO壓敏電阻閥片迭和起來(串聯)而得到的。

壓敏電阻可以并聯,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,電阻體的直徑 / 厚度比太大,在制造技術上有困難,且隨著電阻體直徑的加大,電阻體的微觀均勻性變差,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可能是個合理的方法。

由于高非線性,壓敏電阻片的并聯需要特別小心謹慎,只有經過仔細配對,參數相同的電阻片相并聯,才能保證電流在各電阻片之間均勻分配。針對這種需求,本公司專門為用戶提供配對的電阻片。

此外,縱向連結的幾個壓敏電阻器,使用經過配對的參數一致的壓敏電阻器后,當沖擊侵入時,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和并聯

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(圖10.5a),這個串聯組合的正常工作要滿足兩個基本條件: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題,因而可靠性高等優點,但同時也有氣體放電器件相應慢所引起的"讓通電壓"問題。

壓敏電阻也可與氣體放電管并聯,以降低氣體放電管的沖擊點火電壓。

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