mov压敏电阻电气参数与冲击劣化关系初探

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1、MOV压敏电阻电气参数与冲击劣化关系初探　　摘要：对MOV压敏电阻模块在实验室进行多组冲击直至失效，每组冲击完后测量其残压、压敏电压和泄漏电流等电气参数，分析电气参数变化与MOV模块性能劣化、失效的关系，并对电涌保护器的选择、安装和日常维护管理提出建议。　　关键词：MOV压敏电阻；电气参数；劣化　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.171　　0引言　　MOV压敏电阻遭受电涌电流冲击后，其性能会逐渐劣化直至最后失效，在失效前甚至失效后其外观可能没有显著变化，因而很难从外观判断M

2、OV压敏电阻的性能情况。MOV压敏电阻电气参数的变化与其性能劣化和失效间应有某种联系，如果能找出这个关系，尤其找出能进行工程测量的电气参数的变化与MOV压敏电阻性能劣化和失效的关系，这对于SPD的日常维护管理来说具有重要意义[1-4]。　　1MOV压敏电阻的电气参数　　压敏电压U1mA和泄漏电流Iie是MOV最主要的两个静态参数，当外部环境因素或者外施电压的作用而出现老化劣化时，MOV本身的静态参数也将随之出现变化，通过变化值的大小可以判断MOV的好坏程度[5]。　　1.1压敏电压U1mA　　所谓压敏电压，即击穿电压

3、或阈值电压，指在规定电流下的电压值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，MOV压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿命，可以通过压敏电压和最大持续工作电压有对应表进行查询，《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015对压敏电压的合格判定有具体要求[6]。　　1.2泄漏电流Iie　　泄漏电流Iie，即除放电间隙外，SPD在并联接入线路后所通过的微安级电流，在测试中常用0.75倍的直流参考电压进行，是MOV压敏电阻劣化程度的重要参数指标，《建筑物防雷装置检测技术规范

4、》GB/T21431-2015对泄漏电流的合格判定有具体要求[6]。　　2冲击试验　　2.1试验方案　　选择5个品牌共9个MOV压敏电阻模块，其中In为20kA的MOV模块5个，In为40kA的MOV模块4个，所有MOV模块的参数均符合相关技术标准的要求。利用实验室的冲击设备对9组MOV模块进行冲击试验，施加1.2/50μs冲击电压和8/20μs冲击电流，记录残压Ures，5次冲击为1组，冷却后测量压敏电压U1mA和泄漏电流Iie。　　2.2试验结果　　2.2.1耐冲击情况　　按照试验方案对9个MOV模块共进行了30

5、8次冲击，全部MOV模块冲击到损坏或者脱扣。不同MOV模块对冲击的耐受能力差异很大，2个模块冲击了4次Imax才脱扣，而另2个模块则未冲击完In就已损坏。　　2.2.2残压Ures与冲击的关系　　（1）MOV模块的残压大小与冲击电流大小呈正相关，MOV模块损坏或脱扣前残压没有异常。　　（2）当冲击电流为In时，2个模块的残压大于标称的电压保护水平，7个模块的残压小于或接近标称的电压保护水平。　　2.2.3压敏电压U1mA与冲击的关系　　测量数据表明，MOV压敏电压与极性有关，冲击前正负极性的压敏电压基本相当；正冲击后

6、正极性的压敏电压比负极性大，负冲击后正极性的压敏电压比负极性小，但总体相差不是很大。为了便于比较，将正负极性的平均值作为此时的压敏电压值。　　不同MOV模块的压敏电压与冲击的关系差异很大（图1、图2），但MOV模块的压敏电压总体随着冲击次数的增加而呈先上升后下降的趋势，其中上升的幅度较小而下降的幅度较大。其中3个模块的压敏电压稳定性较好，直至模块失效前其压敏电压变化率不超过4%，2个模块的压敏电压变化率未超过10%，1个模块的压敏电压下降了12%，1个模块的压敏电压甚至下降了25%；2个模块在损坏前其压敏电压显著增加

7、，1个模块从640V升到大于1400V，另1个模块从600V左右升到1200V左右。　　2.2.4泄漏电流Iie与冲击的关系　　（1）泄漏电流随着冲击总体呈变大趋势，损坏前与冲击前的泄漏电流之比，最大的为276倍，最小的为5.58倍。但有2个模块前面随着冲击泄漏电流增大，在损坏前突然变小，1个模块从8.5μA左右降到4μA左右，下一次冲击即损坏；另1个模块4从30μA左右降到5μA左右，随后经过5个In冲击后损坏。　　（2）全部模块经过2组预冲击后，泄漏电流就已经超过冲击前的2倍了。　　（3）MOV模块泄漏电流与其温

8、度呈显著正相关关系。经过多次冲击后，MOV模块的温度上升，冷却3分钟测量的泄漏电流值是冷却10分钟测量值的1.5-2.5倍。　　3结论　　通过实验室冲击试验，未发现MOV模块的残压、压敏电压和泄漏电流的变化与其性能劣化或者失效的明确关系，得出以下结论：　　（1）MOV模块的残压大小与冲击电流大小呈正相关，MOV模块性能劣化时残压没有明显变化。