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單向可控矽的過電壓維護
- 2019-09-17-

過電壓維護

晶閘管對過電壓很靈敏,當正向電壓超越其斷態重複峰值電壓UDRM必定值時晶閘管就會誤導通,引發電路毛病;當外加反向電壓超越其反向重複峰值電壓URRM必定值時,晶閘管就會立即損壞。因而,有必要研討過電壓的發作原因及按捺過電壓的辦法。

過電壓發作的原因主要是供應的電功率或體係的儲能發作了劇烈的改變,使得體係來不及轉換,或許體係中本來積累的電磁能量來不及散失而造成的。主要發現為雷擊等外來衝擊引起的過電壓和開關的開閉引起的衝擊電壓兩種類型。由雷擊或高壓斷路器動作等發作的過電壓是幾微秒至幾毫秒的電壓尖峰,對晶閘管是很風險的。由開關的開閉引起的衝擊電壓又分為如下幾類:

(1)溝通電源接通、斷開發作的過電壓

例如,溝通開關的開閉、溝通側熔斷器的熔斷等引起的過電壓,這些過電壓因為變壓器繞組的分布電容、漏抗造成的諧振回路、電容分壓等使過電壓數值為正常值的2至10多倍。一般地,開閉速度越快過電壓越高,在空載情況下斷開回路將會有更高的過電壓。

(2)直流側發作的過電壓

如堵截回路的電感較大或許堵截時的電流值較大,都會發作比較大的過電壓。這種情況常呈現於切除負載、正在導通的晶閘管開路或是快速熔斷器熔體燒斷等原因引起電流驟變等場合。

(3)換相衝擊電壓

包括換相過電壓和換相振蕩過電壓。換相過電壓是因為晶閘管的電流降為0時器材內部各結層殘存載流子複合所發作的,所以又叫載流子積蓄效應引起的過電壓。換相過電壓之後,呈現換相振蕩過電壓,它是因為電感、電容構成共振發作的振蕩電壓,其值與換相結束後的反向電壓有關。反向電壓越高,換相振蕩過電壓也越大。

針對構成過電壓的不同原因,可以采取不同的按捺辦法,如減少過電壓源,並使過電壓幅值衰減;按捺過電壓能量上升的速率,延緩已發作能量的散失速度,添加其散失的途徑;選用電子線路進行維護等。目前最常用的是在回路中接入吸收能量的元件,使能量得以散失,常稱之為吸收回路或緩衝電路。

(4)阻容吸收回路

通常過電壓均具有較高的頻率,因而常用電容作為吸收元件,為防止振蕩,常加阻尼電阻,構成阻容吸收回路。阻容吸收回路可接在電路的溝通側、直流側,或並接在晶閘管的陽極與陰極之間。吸收電路最好選用無感電容,接線應盡量短。

(5)由硒堆及壓敏電阻等非線性元件組成吸收回路

上述阻容吸收回路的時間常數RC是固定的,有時對時間短、峰值高、能量大的過電壓來不及放電,按捺過電壓的作用較差。因而,一般在變流設備的進出線端還並有硒堆或壓敏電阻等非線性元件。硒堆的特點是其動作電壓與溫度有關,溫度越低耐壓越高;別的是硒堆具有自康複特性,能屢次使用,當過電壓動作後硒基片上的灼傷孔被溶化的硒從頭掩蓋,又從頭康複其作業特性。壓敏電阻是以氧化鋅為基體的金屬氧化物非線性電阻,其結構為兩個電極,電極之間填充的粒徑為10~50μm的不規則的ZNO微結晶,結晶粒間是厚約1μm的氧化鉍粒界層。這個粒界層在正常電壓下呈高阻狀況,隻要很小的漏電流,其值小於100μA。當加上電壓時,引起了電子雪崩,粒界層敏捷變成低阻抗,電流敏捷添加,泄漏了能量,按捺了過電壓,然後使晶閘管得到維護。浪湧過後,粒界層又康複為高阻態。壓敏電阻的特性主要由下麵幾個參數來表明。

標稱電壓:指壓敏電阻流過1mA直流電流時,其兩頭的電壓值。

通流容量:是用前沿8微秒、波寬20微秒的波形衝擊電流,每隔5分鍾衝擊1次,共衝擊10次,標稱電壓改變在-10%以內的最大衝擊電流值來表明。

因為正常的壓敏電阻粒界層隻要必定巨細的放電容量和放電次數,標稱電壓值不僅會跟著放電次數增多而下降,而且也跟著放電電流幅值的增大而下降,當大到某一電流時,標稱電壓下降到0,壓敏電阻呈現穿孔,甚至迸裂;因而有必要限定通流容量。

漏電流:指加一半標稱直流電壓時測得的流過壓敏電阻的電流。

因為壓敏電阻的通流容量大,殘壓低,按捺過電壓能力強;平時漏電流小,放電後不會有續流,元件的標稱電壓等級多,便於用戶選擇;伏安特性是對稱的,可用於交、直流或正負浪湧;因而用處較廣。

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