Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Testowanie jakości warystorów niskonapięciowych

Zdjęcie zainstalowanego w sieci niskiego napięcia warystora ASA-A firmy Apator [4]
Zdjęcie zainstalowanego w sieci niskiego napięcia warystora ASA-A firmy Apator [4]

Warystory są powszechnie stosowanym elementem zabezpieczającym przed przepięciami sieć energetyczną. Jakość tych elementów jest bardzo istotna, aby zabezpieczenie było skuteczne. Warystory są wykonywane z taniego i powszechnie stosowanego materiału – tlenku cynku wraz z dodatkami innych substancji, stanowiących zwykle tajemnicę producenta i decydujących o końcowej jakości wyrobu. Produkty opuszczające fabrykę spełniają narzucone wymogi dotyczące charakterystyki prądowo-napięciowej, zapewniając w ten sposób odpowiednią ochronę przed przepięciami.

Ciąg dalszy artykułu...

Dobre egzemplarze warystorów, przygotowanych do redukcji przepięć przy napięciach powyżej 280 V, gdy są badane przy napięciu 100 V, to znajdują się w obszarze swojej charakterystyki prądowo-napięciowej daleko od obszaru przebicia (rys. 1.). W przypadku egzemplarzy o dużym prądzie upływu, obszar przebicia leży w zakresie niższych napięć niż dla wysokich jakościowo egzemplarzy. Dlatego przy podanej polaryzacji 100 V dobre egzemplarze charakteryzują się mniejszą zawartością trzeciej harmonicznej niż egzemplarze, w których strukturach występują nadmiernie często ziarna ze złączami charakteryzowanymi niską nieliniowością lub tylko liniowymi.

Przedstawiony w artykule pomiar trzeciej harmonicznej może być stosowany także do oceny jakości warystorów podczas ich eksploatacji. Należy podkreślić, że ta metoda nie wymaga stosowania bardzo wysokich napięć, a prąd płynący przez warystor jest na poziomie μA. Gotowe produkty przed opuszczeniem fabryki podlegają testowaniu w formie badania wybranego punktu charakterystyki prądowo-napięciowej oraz odporności na przewodzenie znormalizowanego udaru prądowego.

Testowanie podczas eksploatacji
Warystory stosowane w liniach niskiego napięcia podlegają normie określającej, jak należy badać, czy warystor spełnia założone wymagania [5]. Testowanie skuteczności działania warystorów odbywa się przez pomiar ich charakterystyk stałoprądowych lub przez badanie skuteczności tłumienia znormalizowanych impulsów (zwykle o czasie trwania 8/20 μs, według wcześniej opisanego kształtu). Pomiaru charakterystyki warystora do celów oceny skuteczności jego działania można dokonać w układzie z rysunku 6., gdy warystory są przeznaczone do pracy w układach o napięciach do 300 VRMS. Rezystor R1, po załączeniu przełącznika S1 stanowi wraz ze źródłem napięcia E1 źródło prądu o wydajności do kilku mA. Gdy przełącznik S2 jest w pozycji I, to napięcie na R1 pozwala określić prąd płynący przez warystor. Wartość E1 należy ustalić tak, aby przez R1 płynął prąd 1 mA, co odpowiada napięciu mierzonemu na R1 w położeniu I przełącznika S2 jako równego 100 V. Przy położeniu przełącznika S2 w pozycji V można określić wartość napięcia E1, jaka spowodowała przepływ prądu 1 mA przez warystor. W przypadku pomiarów produkcyjnych, należy stosować czas pomiaru rzędu 20 ms, w celu ustalenia się wartości prądu i napięcia polaryzującego testowany warystor. Innym stosowanym testem jest pomiar prądu płynącego przy ustalonym stałym napięciu polaryzującym warystor. Taki pomiar odbywa się przy załączonym przełączniku S1, przełączniku S2 w pozycji ID oraz S2 w pozycji I. Woltomierz mierzy napięcie [V] na R2 odpowiadające prądowi [mA] płynącemu przez warystor.

Drugim rodzajem testów, jakim są poddawane warystory, jest testowanie ich zdolności tłumienia przepięć powodowanych przepływem impulsu prądowego o ustalonym czasie trwania, zwykle 8/20 μs, oraz wartości szczytowej. W tym teście mierzy się wartość szczytową napięcia, jakie pojawi się na warystorze pod wpływem pobudzającego impulsu prądowego (rys. 8.). Przykładowe wyniki takiego testu obserwowane na ekranie oscyloskopu dla warystora typu V130LA 10 A pobudzonego impulsem prądowym 8/20 μs o wartości szczytowej 50 A przedstawiono na rysunku 7. [8]. W wyniku opisanego pobudzenia, na zaciskach warystora zaobserwowano impuls o wartości szczytowej napięcia równej 315 V. Takie pomiary można wykonać stosując specjalizowany generator impulsów lub zbudować samodzielnie układ za pomocą źródła napięcia stałego, kondensatora ładowanego z tego źródła oraz układu RLC o odpowiednio dobranych stałych czasowych, aby uzyskać pożądany kształt i czas trwania impulsu 8/20 μs.

podsumowanie

W pracy przedstawiono właściwości opisujące warystory wykonane z tlenku cynku stosowane do ochrony przepięciowej w sieciach niskiego napięcia. Przybliżono sposób ich działania, budowę mikroskopową oraz procesy odpowiedzialne za ich działanie i starzenie się. Podano sposoby testowania skuteczności działania warystorów zarówno podczas ich wytwarzania, jak i w trakcie eksploatacji, przytaczając przykładowe stosowane układy pomiarowe do oceny charakterystyki stałoprądowej oraz zdolności tłumienia impulsów prądowych o ustalonym kształcie.

literatura

  1. K. L. Chrzan, Wysokonapięciowe ograniczniki przepięć. Wrocław, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne.
  2. M. Bartkowiak, M.G. Comber, G.D. Mahan, Failure modes and energy absorption capability of ZnO varistors. IEEE Trans. On Power Delivery, Jan. 1999, pp. 152 - 161.
  3. L. Hasse, J. Smulko, Quality assessment of high voltage varistors by third harmonic index. Metrology and Measurement Systems, Vol. L, No. 1, 2008, pp 23 - 31.
  4. M. Aleksy, Ochrona przepięciowa. Ograniczniki przepięć niskiego napięcia ASA-A firmy Apator, „Elektrosystemy” 9/2005.
  5. Norma przemysłowa: PN-EN 61643-11:2006/A11:2007 Niskonapięciowe urządzenia do ograniczania przepięć.
  6. A. Migliori, J.L. Sarrao, Resonant Ultrasound Spectroscopy, Wiley, 1997.
  7. L. Hasse, M. Kiwilszo, J. Smulko, T. Stepinski, Quality Assessment of Varistor ZnO Structures by Resonant Ultrasound Spectroscopy. Przyjęty do publikacji w Insight Journal.
  8. Application note: varistor testing AN9773, January 1998. Dostępne w sieci Internet pod adresem: www.littelfuse.com/data/en/Application_Notes/ an9773.pdf.

***
Artykuł prezentowany w formie referatu na konferencji „Automatyka, Elektryka, Zakłócenia” 2009.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 11/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Szynoprzewody w małych i średnich instalacjach dystrybucji energii »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Przewody szynowe niskiego napięcia, nazywane potocznie szynoprzewodami, jeszcze 20 lat temu w Polsce były kojarzone głównie z instalacjami przemysłowymi lub układami zasilania suwnic. Rozwój budownictwa komercyjnego spowodował powstawanie pierwszych wieżowców.(...) czytam dalej »

 


Transformatory rozdzielcze - jaki produkt wybrać?

Transformatory Transformatory w przedziale mocy od 100kVA do 3150kVA w klasie izolacji do 36kV w pełni spełniają warunki rozporządzenia Komisji Europejskiej EU548/2014 (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Liczniki energii elektrycznej do zadań specjalnych»

Liczniki energii jakie wybrać Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania energią. Najnowsze inteligentne liczniki umożliwiają płacenie za faktycznie zużytą energię elektryczną, kontrolę sposobu jej wykorzystania ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Roboty będą produkować roboty - to już pewne!

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Powstanie fabryka w której roboty będą produkowały roboty. Wszystko na to wygląda, że już niedługo scenariusze filmowe okażą się ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »

Liczniki energii jakie wybrać Łączniki elektrinstalacyjne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania... czytam dalej »

dr hab. inż Janusz Smulko
dr hab. inż Janusz Smulko
Ukończył z wyróżnieniem studia na Wydziale Elektroniki Politechniki Gdańskiej w 1989 r. Studiował na kierunku elektronika i telekomunikacja, specjalność: aparatura elektroniczna, specjalizacja: syst... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

PGG testuje instalacje PV

W Ruchu Halemba kopalni Ruda w Polskiej Grupie Górniczej została uruchomiona pilotażowa instalacja fotowoltaiczna o mocy 410 kWp. Jest to pierwsze z przedsięwzięć w dużym projekcie PGG na...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
SOCOMEC Polska sp. z o.o. SOCOMEC Polska sp. z o.o.
Firma Socomec powstała w roku 1922, a obecnie jest grupą przedsiębiorstw zatrudniającą 3100 osób. Naszą kluczową działalnością...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl