Spektroskopia impedancyjna w badaniach właściwości ograniczników przepięć niskiego napięcia poddanych działaniu impulsowych narażeń energetycznych

• Autorzy: Zydroń P. , Bonk M. , Fuśnik Ł.

Warianty tytułu

EN

Impedence spectroscopy in investigations of low voltage surge arresters exposed on impulse energetic stresses

• Konferencja: XV Seminarium Zastosowanie komputerów w nauce i technice Gdańsk 2015 (XV; 2015, Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ograniczniki przepięć stosowane do ochrony instalacji i urządzeń elektrycznych są obecnie wytwarzane głównie na bazie warystorów tlenkowych ZnO. Każde przepięcie powoduje powstanie narażenia energetycznego, które w pewnym stopniu degraduje wewnętrzną strukturę warystora. W efekcie zmienia to jego właściwości oraz wskutek kumulowania się efektów starzeniowych prowadzi do skrócenia czasu życia. Artykuł przedstawia metodę i wyniki badań niskonapięciowych ograniczników przepięć z warystorami tlenkowymi, poddawanych działaniu standaryzowanych impulsowych narażeń energetycznych. W badaniach zastosowano układ pomiarowy umożliwiający rejestrację szerokopasmowych charakterystyk niskosygnałowej impedancji warystorów. W oparciu o te dane analizowano zmiany wybranych parametrów elektrycznych, wywołane efektami starzeniowymi.

EN

Surge arresters used for protection of electrical installations and devices are currently manufactured mainly from ZnO varistors. Each overvoltage causes energetic stress, which degrades the internal structure of the varistor. As a result, it changes its properties, and by cumulative effects of aging processes reduces the lifetime. The paper presents the method and results of the investigations of low voltage ZnO surge arresters stressed by standardized current pulses 8/20 ms repeated in 5 experimental cycles. In laboratory studies a FRA measuring system was used to record broadband impedance characteristics of varistors. Based on impedance spectroscopy data changes in selected electrical parameters of varistors due to the cumulative effects of energetic stresses were analyzed.

Słowa kluczowe

PL

ograniczniki przepięć; warystory tlenkowe; spektroskopia impedancyjna; diagnostyka

EN

surge arresters; metal-oxide varistors; impedance spectroscopy; diagnostics

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 46
• Strony: 115--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zydroń P.

• AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Bonk M.

• AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

autor

Fuśnik Ł.

• AGH – Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Bibliografia

• 1. Mielcarek W.: Uwarunkowania technologiczne warystorów tlenkowych, Prace Instytutu Elektrotechniki, Zeszyt nr 212, Warszawa, 2002.
• 2. Florkowska B., Furgał J., Szczerbiński M., Włodek R., Zydroń P.: Materiały elektrotechniczne. Podstawy teoretyczne i zastosowania, Wyd. AGH, Kraków, 2010.
• 3. Meshkatoddini M.R.: Investigation of the influence of the ZnO varistor preparation method on its characteristics, Conf. Rec. 2008 IEEE Int. Symp. on Electr. Insul. ISEI 2008, s. 320-323.
• 4. Levinson L.M., Philipp H.R.: The physics of metal oxide varistors, J. Appl. Phys., vol. 46, 1975, s. 1332-1341.
• 5. Mahan G.D., Levinson L.M., Philipp H.R.: Theory of conduction in ZnO varistors, J. Appl. Phys., vol. 50, 1979, s. 2799-2812.
• 6. Kabir M., Suzuki M., Yoshimura N.: An equivalent circuit for ZnO varistors deduced from electrical characteristics of a single grain, J. Inst. Electrostat. Jpn., vol. 28, no 6, 2004, s. 304-309.
• 7. Bavelis K., Gjonaj E., Weiland T.: Modeling of electrical transport in zinc oxide varistors, Adv. Radio Sci., no. 12, 2014, s. 29–34.
• 8. IEEE Working Group 3.4.11: Modelling of metal oxide surge arresters, IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 7, no. no. 1, 1992, s. 302-309.
• 9. Yuanfang W., Xianglian Y., Xiaoyu Y., Chengke Z.: Investigation into the equivalent circuit of MOV and the determination of its parameters, IEEE Trans. on Power Deliv., vol. 19, no. 3, 2004, s. 1091-1094.
• 10. Borsukov E., Macdonald J. R.: Impedance spectroscopy. Theory, experiment, and applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2005.
• 11. Jianjun Liu i in.: Large dielectric constant and Maxwell- Wagner relaxation in Bi2/3Cu3Ti4O12, Physical Review B, vol. 70, 2004, paper 144106.
• 12. Zydroń P.: Sygnały probiercze i pomiarowe w technice wysokich napięć i diagnostyce wysokonapięciowych układów izolacyjnych. Rozprawy i Monografie nr 233, UWND AGH, Kraków 2011.
• 13. Jaroszewski M., Pospieszna J.: An assessment of ageing of oxide varistors exposed to pulse hazards using dielectric spectroscopy, ICSD, Toulouse. France, 2004.
• 14. Hasse L., Smulko J., Olesz M., Sedláková V., Šikula J., Sedlák P.: Diagnostics of ZnO varistors by means ofnondestructive testing, ZN Wydziału EiA Politechniki Gdańskiej, Nr 30, 2011, s. 51-56.
• 15. CIGRÉ WG A3.17: MO surge arresters stresses and test procedures, CIGRE Technical Brochure no. 544, 2013.