金属酸化物アレスタの非線形抵抗弁の主成分は、優れた非線形特性を持つ酸化亜鉛です。通常の動作電圧下では、抵抗値は非常に高く、実際には絶縁体と同等です。過電圧下では、抵抗器の抵抗は非常に小さく、残留電圧は非常に低くなります。しかし、通常の使用電圧下では、長期の商用周波数電圧によりバルブプレートが劣化し、抵抗特性が変化し、バルブプレートに流れる漏れ電流が増加します。電流の抵抗成分が急激に増加すると、バルブ プレートの温度が上昇し、熱崩壊が発生します。
深刻な場合には避雷器の爆発を引き起こすことさえあります。金属酸化物避雷器の一般技術仕様書によると、金属酸化物避雷器には 6 つの試験項目があります。 (2) DC U1mA および 0.75U1mA での漏れ電流。 (3) 動作電圧下での AC 漏れ電流。 (4) 電力周波数基準電流下の電力周波数基準電圧。 (5) ベースの絶縁抵抗。 (6) 排出カウンタの動作を確認します。
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酸化金属アレスタの基本構造は弁板です。バルブプレートは、酸化亜鉛(ZnO)を主原料とし、他の金属酸化物添加物を少量混合し、高温で焼き付けたものです。非線形バリスタ特性が良好なため、バリスタアレスタとも呼ばれます。
焼結体の基本構造は導電率の高い酸化亜鉛結晶で、抵抗率は1Ω・cmです。端部は抵抗の高い粒界層(主に金属酸化物添加物)に囲まれており、低電界強度下で抵抗率は1010~1014Ω・cm程度です。より高い電圧の作用下で、金属酸化物添加剤の粒界層の価電子が引き抜かれるか、または衝突イオン化によって生成される電子なだれによりキャリアが大幅に増加します。電界強度が 104 ~ 105 V/cm に達すると、抵抗率は 1 Ω・cm に減少します。印加電圧が低下すると、再結合によりキャリアが減少し、抵抗が増加するため、非線形性が良好です。また、その非線形電圧電流特性は、正と負の極性で対称です。
通常の動作電圧では、金属酸化物バルブを通る抵抗電流は非常に小さく、一般に約 10 ~ 15 μ A です。絶縁状態に近いです。バルブプレートに作用する電圧が増加すると、電流が増加します。バルブ ブレードを通る抵抗電流が 1mA の場合、アレスタに作用する電圧 mA U1 が初期動作電圧です。酸化亜鉛バルブ スライスの優れた非線形特性により、10kA のインパルス電流を流した場合、通常、mA U1 に対する残留電圧の比率は 1.9 を超えません。電圧比が小さいほど、保護性能が高くなります。 mA U1 の値は、最大許容動作電圧ピーク値の約 1.05 ~ 1.15 倍です。