Degradación del varistor de óxido metálico
9/18/2008
Degradación del varistor de óxido metálico
Es bien conocido que la experiencia de degradación de MOVs (varistor de óxido metálico) es debido a los impulsos de corriente simples y múltiples. Los resultados de prueba documentados en Mardira, Saha y Sutton demuestran que MOVs se puede degradar de una corriente de sobretensión 8/20us en 1. 5 veces la corriente de sobretensión MOV clasificada. Un MOV de 20 mm con una clasificación de corriente de sobretensión de 10 kA será degradado si se aplica una sola corriente de sobretensión de pulso de 15 kA. Cuando MOVs degrada llegan a ser más conductivo después de que hayan sido tensionados por la corriente continua o la corriente de sobretensión. En la experiencia general la degradación de MOVs es debido a las sobretensiones excesivas que exceden la clasificación del MOV mientras que es en funcionamiento. Sin embargo, muchos MOVs no demuestran señales de degradación cuando está funcionado debajo de un voltaje umbral especificado. La degradación de MOVs es sobre todo dependiente en su composición y fabricación, así como su uso o deber. MOVs degradado fue encontrado para tener tamaño de grano promedio más pequeño y cambiar en la posición del pico de la difracción comparada a una muestra nueva. 5 La distribución no uniforme de la temperatura en el material es debido al desarrollo de mancha caliente localizado durante el impulso actual y de disolver en algunas otras fases. En condiciones de gran intensidad las ensambladuras del óxido de cinc de MOV comienzan a degradar dando por resultado un MCOV medido más bajo o un voltaje de abertura. A medida que la degradación continúa, y MCOV del MOVs continúa cayendo hasta que conduce continuamente, poniendo en cortocircuito o haciendo fragmentos dentro de varios segundos. Uno de los parámetros claves relacionados con medir la degradación de un varistor es escape de corriente. El escape de corriente en la región de pre-interrupción de un MOV es importante por dos razones:1. El escape determina la cantidad de pérdida del vatio que se espera que un MOV genere sobre el uso de un voltaje de funcionamiento de estado estacionario nominal. 2. El escape de corriente determina la magnitud del voltaje de funcionamiento de estado estacionario que los MOVs puedan aceptar sin la generación de una cantidad excesiva de calor. La corriente total de escape se compone de una corriente actual y capacitiva resistente. El componente resistente de corriente se estimula termalmente y es significativo, puesto que es responsable de la calefacción del julio dentro del dispositivo. La corriente capacitiva es una función del valor de la capacitancia del MOV y del voltaje AC aplicado. Si un MOV se sujeta a un voltaje elevado en una temperatura específica, la corriente interna aumenta con tiempo. Inversamente, si el MOV se sujeta a una temperatura elevada en un voltaje aplicado específico, la corriente interna aumenta con tiempo. Este fenómeno es acelerado por la alta presión de funcionamiento, y agravado más a fondo por temperaturas elevadas. La vida de un MOV es determinada sobre todo por la magnitud del corriente interno y de su aumento en temperatura, voltaje, y tiempo. Como el aumento de corriente, la cantidad de calor (si no es permitido para disiparse) puede levantar rápidamente la temperatura del dispositivo. Esta condición puede dar lugar al fugitivo termal que puede causar la destrucción de los MOVs. Las pruebas fueron realizadas para inducir el fugitivo termal. En cuanto a un MOV de 40 mm está con MCOV de clasificación de 130 voltios ac. durante la prueba 240 V AC fue aplicada en 15 amperios y el MOV encendido. Disipación de energía del objeto expuesto de MOVs mayor en temperaturas más altas dadas un de voltaje fijo. Esta característica puede conducir al fugitivo termal. Si ocurre el aumento en la disipación de energía de MOV más rápidamente que el MOV puede transferir calor al ambiente, la temperatura del MOV aumentará hasta que se destruya. MOVs degradan gradualmente cuando está sujetado a las corrientes de sobretensión sobre su capacidad clasificada. El fin de vida se especifica comúnmente cuando el voltaje medido del varistor (Vn) ha cambiado por + 10 por ciento. 4 MOVs son generalmente funcionales después de el fin de vida, según lo definido. Sin embargo, si un MOV experimenta acontecimientos secuenciales de sobretensión, cada uno que causa una reducción adicional de 10 por ciento de Vn, el MOV puede pronto alcanzar un nivel del Vn inferior del valor que se repite máximo para el Vrms aplicado. Cuando se alcanza este estado el MOV maneja en exceso de 1 mA de corriente durante cada mitad-ciclo del voltaje de la onda seno, una condición equivalente al fugitivo termal. En casi todos los casos, el valor del Vn disminuye con la exposición a las corrientes de sobretensión. La degradación se manifiesta como aumento en corriente ociosa en el voltaje de funcionamiento normal máximo en el sistema. La corriente ociosa excesiva durante operación normal, estado estacionario causará la calefacción en el varistor. Porque el varistor tiene un coeficiente negativo de temperatura, la corriente aumentará como el varistor llega a ser más caliente. El fugitivo termal puede ocurrir, con la falla consiguiente del varistor. Littelfuse publica las curvas de clasificación del pulso del varistor que son: Las curvas del grado del pulso trazan la corriente de sobretensión máxima contra la duración del impulso en segundos. Se observa que las tensiones sobre las condiciones pueden causar daño permanente al dispositivo. Clasificación de disipación de energía Si los transeúntes ocurren en la sucesión rápida, la disipación promedio de la energía es la energía (vatio-segundos) por veces de pulso el número de pulsos por segundo. La energía generada debe estar dentro de las especificaciones demostradas en la carta de arriba. Los valores de funcionamiento se deben reducir la capacidad normal en las temperaturas altas. Observe la caida rápida en valor clasificado en la temperatura mayor que 85C. los varistores pueden disipar una cantidad pequeña relativa de energía promedia comparada a la energía de sobretensión y no sea conveniente para los usos repetidores que implican cantidades substanciales de disipación de energía. En ANSI/el IEEE C62.33 (1982) Estándar para los Dispositivos Protectores de Sobretensión lo siguiente se indica: “Clasificación de pulso de corriente solo y de por vida son pruebas apropiadas de la capacidad de resistir la sobretensión del varistor. En ausencia de requisitos especiales, las clasificaciones de la energía se recomiendan para el uso solamente como suplementos a las clasificaciones actuales predominantes, y para los problemas de uso, que se tratan más convenientemente en términos de energía. ”
