УЗИПы и всё, что с ними связано - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Тут есть один момент.

Точка на ВАХ «при 1 мА» это лабораторное условие, там ток задаётся точно и плавно.
Мегомметр так не работает, он подаёт фиксированное напряжение и смотрит, какой ток потечёт.
Плюс у варистора в этой области характеристика очень крутая, небольшое изменение напряжения даёт заметное изменение тока.
Поэтому измерение мегомметром и «точка на ВАХ» могут не совпадать, даже если ток получается близкий.

 

Я тоже так думал, поэтому проверил другим вольтметром в момент измерения. Напряжение немного просело но было одинаковым на обоих приборах.
Вот если эта ВАХ врёт и УЗИПу требуется напряжение гораздо выше, для открытия тогда всё встанет на свои места.
Вот так:

 

Сравнивать напряжение Up и напряжение Uc - абсолютно неверно. Это два напряжения с РАЗНЫХ вольт-амперных характеристик: напряжение Uc - это напряжение с ВАХ при постоянном (или очень медленно изменяющемся) токе, а Up - остающееся напряжение при воздействии импульса тока 8/20 мкс с максимальным значением равным номинальному разрядному току.

Сколько возможных воздействий на оксидно-цинковый варистор (ОЦВ) можно придумать, столько вы получите разных ВАХ. Это связано с полупроводниковой сущностью варистора, все полупроводники критичны к скорости нарастания тока. Например, остающиеся напряжения на варисторе при одном и том же максимальном значении тока для импульсов тока 1/10 мкс и 30/60 мкс будут различаться приблизительно на 8%.

Говорить об открытии ОЦВ также бессмысленно - это просто нелинейное сопротивление, оно всегда "онкрыто", т. е. имеет конечную величину. Корректно сравнивать различные точки ВАХ при определенном виде воздействия, например, по коэффициенту нелинейности ВАХ. Но, опять же, нужно разобраться - в чем смысл такого сравнения?

 

Никто не врет - нужно правильно рассмотреть физические процессы в ОЦВ. Сделать это можно с помощью электрической схемы замещения ОЦВ. Классическая схема замещения ОЦВ приведена ниже

Она имеет три ветви, где собственно нелинейное сопротивление варистора RU1. Обычно слабо разбирающиеся в предмете подразумевают только и исключительно это сопротивление и не понимают, что варистор также имеет постоянную (не зависящую от напряжения и тока) емкость C1 (вторая ветвь схемы замещения), а также очень небольшое нелинейное сопротивление RU2 и последовательно соединенную с ним тоже очень небольшую нелинейную емкость CU2 (это третья ветвь схемы замещения). Если не углубляться в тонкости процессов в варисторе, то третью ветвь можно отбросить (она обычно слабо влияет на ВАХ). Так что остаются параллельно соединенные нелинейное сопротивление RU1 и постоянная емкость C1.

Если на варистор воздействует постоянное напряжение, то работает только RU1 и через варистор протекает чисто активный ток. Но как только вы попытаетесь изменить напряжение (организуете переходный процесс) - сразу в работу включается C1 и начинает проводить ток (емкостной), т. е. в переходных (по величине приложенного напряжения) режимах через варистор протекает ток, равный сумме активного тока через RU1 и емкостного тока через C1. Если Вы в какой-то момент перестанете изменять приложенное напряжение, зафиксируете его на каком-то значении, ток через C1 перестанет протекать. Останется только активный ток через RU1. Это означает, что суммарный ток через варистор уменьшится.

Так что ВАХ не врёт, Вы просто меняете режим её измерения, что вызывает изменение полного тока.

ЗЫ: Если Вы долго будете "мучить" варистор и он нагреется, то его ВАХ тоже изменится - она будет плыть направо - в сторону больших токов. Это общий эффект для всех полупроводников.

 

Вы лучше объясните, как на варисторе с Up=220В появляется напряжение 660В. Это в 3 раза выше того, что должно быть.
Я объясняю это тем, что китайцы взяли УЗИП для сети ~230В и нанесли на него маркировку УЗИП постоянного тока. Но не учли, что напряжение ограничения находится на уровне 1,2; 1,5; 1,8кВ.
Поэтому прибор и показывает 600-700В. УЗИП ещё не открылся т. к. напряжение ниже напряжения ограничения и 1кВ прибора распределяется пропорционально сопротивлениям в цепи.
Что собственно подтверждается измерениями УЗИП для переменного тока с аналогичными значениями.

 

Вся проблема в Ваших измерениях - нельзя Мегаомметром измерять сопротивление Вашей вставки (т.е. варистора). Если Вы проводите испытания вставки (варистора) на постоянном токе, то соберите примитивную схему:


Здесь:
БП - блок питания постоянного тока (желательно стабилизированного). Я у себя в минилаборатории на даче использую Б5-50 (ток 0-299 мА, напряжение 0-299В). Можно использовать любой др. блок питания, но важно, чтобы был большой запас (х5 и более) по напряжению и току.
RU - Ваш исследуемый варистор (вставка).
R - сопротивление. Минимум 1 кОм, лучше 10 кОм. Я использую магазин сопротивлений типа Р33 (0-99999,9 Ом, класс точности 0,2).
V - вольтметр постоянного тока с внутренним сопротивлением в 100 и более раз выше номинала R.

Всё, ток через вставку (варистор) определяете по закону Ома. Вы сможете для вставки с Uc = 70 В исследовать ВАХ не менее чем до 1 мА (именно такой ток обычно используется для определения классификационного напряжения УЗИП в обычных низковольтных сетях. Кратковременное (до 1 мин) его воздействие на варистор не приведет к его тепловому пробою. Если вставку не жалко - можете повышать ток и выше, снимая ВАХ.

Только так Вы корректно снимете ВАХ. Ни в коем случае не мегаомметром.

Примерно также можно снять ВАХ на переменном токе, но там схема будет более сложная, т. к. нужно будет выделить активную составляющую из полного тока через варистор. Если нужно могу такую схему набросать, но только не в ближайшие 3 дня, буду занят.

 

У вас в схеме вольтметр подключен не туда. Измерять напряжение надо на варисторе. Иначе потребуется измерять ещё напряжение на выходе блока питания, т. к. оно будет меняться в зависимости от нагрузки.
Самое интересное состоит в том, что схема мегаОмметра устроена по такой же схеме, с той разницей, что под БП скрывается преобразователь на 1кВ.
Всё таки хочется получить объяснение, откуда берётся напряжение 660В на УЗИП с Up=220В.

 

1. Вы опять не поняли - если у Вас серьезный блок питания, то он сам измеряет напряжение, подаваемое на варистор RU с добавочным измерительным сопротивлением R. Напряжение (U) нужно измерять именно на сопротивлении R и по нему определять ток через варистор RU, т. е. I = U/R (закон Ома).

R - это НЕ нагрузка, сопротивление варистора при уровнях напряжения Un ... Uc намного больше рекомендованных мною значений сопротивления R = 1 ... 10 кОм.

2. Мегаомметр, особенно электронный, может иметь самые разные схемы для измерения сопротивления. Я Вам уже написал - Ваша проблема в методике измерения. Вы когда-нибудь задумывались о том, какую мощность может выдать Ваш мегер? Я Вас уверяю (даже не зная точных характеристик) - мегер выдает ооочень маленькую мощность, даже если он выдает 1 или 2 кВ. ЛЮБОЙ мегер предназначен для тестирования ИЗОЛЯЦИИ (не варисторов), ток через которую будет составлять несколько мкА, но никак не миллиамперы. Отсюда вывод: мегером испытывать варисторы нельзя, т. к.
- если напряжение от мегера будет очень большим, то варистор просто пробьётся (не в Вашем понимании, а в физическом);
- если напряжение от мегера будет на уровне Uc или Uref, то ток через варистор будет составлять 0,1-1,0 мА, что для мегера означает пробой изоляции и он будет показывать сопротивление 0 Ом или около того. Мегеры конечно напряжения уровня 70-100 В не выдают - обычное напряжение от мегеров разного типа 500-2000 В.

Надеюсь теперь Вам понятно - ВАХ варистора с помощью мегера снять невозможно.

 

Вроде как было требование:
"БП - блок питания постоянного тока (желательно стабилизированного)".
Если блок питания серьёзный, то он и ток как бы измерять должен.

R - это ограничитель тока, необходимый, чтобы не сжечь стабилизированный блок питания чрезмерным током, появившимся в результате внезапного открытия УЗИП. Далеко не все БП имеют режим ограничения тока.

Это бесспорно.

Немного не так. Я утверждал, что если на варисторе напряжение 600В, то он не может быть на Up=220В. Естественно при его исправности.
Про снятие ВАХ посредством мегаомметра я никогда не говорил. И боюсь, что технически это весьма затруднительно.

 

Объясняю ещё раз по пунктам:

1. Я предложил Вам использовать "блок постоянного тока (желательно стабилизированного)" и в качестве примера привел используемый мною блок Б5-50 (я использую ещё подобный блок Б5-49). Эти блоки выдают ЛИБО стабилизированное напряжение постоянного тока (DC), ЛИБО стабилизированный постоянный ток, НО НИКАК НИ ОБА параметра сразу. Включаете режим стабилизации напряжения, а ток через варистор определяете по закону Ома (так, как я написал).
2. R это именно измерительное сопротивление, а не сопротивление для ограничения тока. Любой приличный блок питания имеет встроенный ограничитель тока. Возвращаясь к блоку Б5-50 - если Вы выставили режим стабилизации напряжения, то на этом блоке питания можно выставить ток, до которого этот блок питания будет ограничивать ток на нагрузке.
3. С помощью мегаомметра НЕВОЗМОЖНО снять ВАХ варистора - он для другого предназначен. Если Вам интересно, то почитайте СТО 34.01-23.1-001-2017 "ОБЪЕМ И НОРМЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ", раздел 27, глава 27.1. Там описано, как используется мегер для испытаний ОПН и РВ.

 

Александр Иванович, уже не смешно.
Вы профессионал в защите ЭУ. Преподователь!
Ну не может УЗИП с Up=220В иметь на своих клеммах 660В.
Повторно привожу ВАХ.

Где на этой ВАХ 660 В? для УЗИП на 220В?
Понятно, я радиоинженер, с элементами познаний электрики. Однако, за 15 лет ОЭХ я в электрику углубился очень сильно. И даже знаю больше, чем Вы, можете подумать. А именно, при изгибе провода, плотность тока выше внутри. Снаружи меньше. А если уйти в КВ, УКВ и выше диапазон, появятся дополнительные нюансы. Типа выдавливания токов соседними витками.
Заказал на али вставки.
Измерения показали, они соответствуют номиналу.



Подчеркну, к этим вставкам у меня вопросов нет. Они показывают напряжение ниже, чем Up. Успехов.

 

Я только не понял, зачем китайцы так извратились с подключением на 2p и 4p УЗИП.
Вход N снизу. Земля сверху.

Насколько надежно сделаны контакты у вставки в колодку.

 

Потому что это схема 3+1 и 1+1. Там варисторы меж L и N, а не меж L и Pe
А разрядник меж N и Pe

Так на представленных узип. Может это не удобно для монтажа,
Но это чуть дешевле в производстве.
И даж чуть эффективнее в работе (правило 50см, проще соблюсти).

 

У меня как раз варистор+разрядник между L и N.
И разрядник между N и PE
Это для ТТ заземления такая схема поэтому такой и выбрал
Citel 25кА 10/350мс волна. 1+2 класс в одном корпусе, напряжение вроде 1250В держит бросок.

 

Просто у еще трех аналогичных производителей такого изврата нет.
Сделано как у европейских узип- земля нижний контакт.
Да и подключать их можно стандартной 4p шиной.