Hvad er en metaloksid overstrømelsesbeskytter?

Hvad er en metaloxid-surge-arrester?

Definition: En arrester, der anvender zinkoxidsemiconductor som resistor-materiale, kaldes for en metaloxid-surge-arrester eller ZnO diverter. Denne type arrester giver beskyttelse mod alle typer AC- og DC-over-spændinger. Den anvendes primært til over-spændingsbeskyttelse på alle spændingsniveauer i et strømsystem.

Konstruktion & funktion af metaloxid-surge-arrester: Zinkoxid er et N-type halvledende materiale. Det pulveriseres til en fintgrainede tilstand. Over ti dopningsmaterialer, i form af fine pulver af isolerende oksider som Bismuth (Bi₂O₃), Antimontrioxid (Sb₂O₃), Kobberoxid (CoO), Manganoxyd (MnO₂) og Kromoxid (Cr₂O₃), tilsættes. Pulverblandingen undergår visse behandlingsprocesser og spray-tørrer derefter for at give en tørr pulver.

Herefter presses den tørre pulver sammen til skivede blokke. Disse blokke sinteres for at opnå en tæt polykristallin keramik. Metaloxid-resistor-skiven overtages med en ledbare kompound for at beskytte skiven mod negative miljøeffekter.

Den ledbare overflade sikrer ikke kun korrekte elektriske kontakter, men sikrer også en jævn strømfordeling på skiven. Herefter indkapsles skiven i en porcelæns-housing, der fyldes enten med kvælstofgas eller SF6-gas. Silikon-rubber anvendes til at fastholde skiven på plads og hjælper også med at overføre varme fra skiven til porcelæns-housingen. Skiven holdes under tryk ved hjælp af passende fjederer.

ZnO-elementet i diverteren erstatter behovet for serie-spark-gap. Spændingsfald i en ZnO-diverter finder sted ved grænserne mellem kornene. Ved grænsen af hvert ZnO-korn findes en potentielbarriere, der kontrollerer strømoverførslen fra ét korn til det næste.

Under normale spændingsforhold forhindrer denne potentielbarriere strømmen i at flyde igennem. Under over-spændingssituationer brydes barriere ned, hvilket fører til en skarp overgang af strømmen fra en isolerende tilstand til en ledbare tilstand. Som resultat begynder strømmen at flyde, og surge bliver sikkert ledt til jorden.

Når surgen er passeret, falder spændingen på diverterne, og strømmen reduceres til en fornedlig værdi i resistor-enhederne. Notabelt er, at der ikke er nogen effektiv strøm.

Fordele ved metaloxid-surge-arrester

Metaloxid-surge-arrester tilbyder følgende fordele:

• Den eliminerer risici for spark-over og den associerede chok til systemet, når gab udbryder.

• Den eliminerer behovet for en spændingsgraderingssystem.

• Under normale driftsforhold er gelekkstrømmen i ZnO-arrester betydeligt lavere sammenlignet med andre typer divertere.

• Der er ingen effektiv strøm i en ZnO-diverter.

• Den har en høj energi-absorberende kapacitet.

• ZnO-divertere viser høj stabilitet både under og efter langvarig udslip.

• I en ZnO-diverter er det muligt at kontrollere ikke blot switching-surges, men også dynamiske over-spændinger. Dette gør det muligt at koordinere isolation på en kostnadseffektiv måde.

Note: Sintering er processen med at skabe en solid masse af materiale. Dette opnås enten ved at opvarme materialet eller ved at anvende pres på det uden at smelte materialet.