Fórum
Prihláste sa k svojmu účtu, pokiaľ ho máte. Alebo kliknite tu pokiaľ ho ešte nemáte a prajete si ho vytvoriť - je to jednoduché a získate mnoho výhod.

Nedeštruktívne testovanie poistiek a niečo o nich

Nedeštruktívne testovanie poistiek a niečo o nich

Poistka je "obetný" komponent, ktorý slúži na ochranu zariadení v prípade nadprúdu, alebo elektrického skratu. Existujú situácie, pri ktorých musíme s primeranou istotou vedieť, aký je skutočný maximálny prúd pre danú poistku bez toho, aby sme ju zničili. To je výhodné, keď nie sú známe špecifikácie pre príslušnú poistku (napr. lacná poistka typu "no name"), alebo ak sú obvody, ktoré sa majú chrániť, tak kritické, že úroveň prerušovacieho prúdu musí byť presne špecifikovaná.

Je zrejmé, že napríklad pri pre resetovateľných poistkách (napríklad PPTC poistka alebo polymetrická poistka PTC) je možné menovitý prúd ľahko a opakovane testovať. Preto sa pozrieme na sklenené poistky a špeciálne poistky typu HRC.

Toto nedeštruktívne testovanie poistiek sa môže v ideálnych podmienkach uskutočniť analýzou vlastností poistkového materiálu. V praxi sú všetky poistky vyrobené z kovových zliatin s pozitívnymi teplotnými koeficientmi, ktorých odpor sa riadi touto rovnicou:
R_t = R_ {t_0} (1+ \ alfa \ Delta T) \ quad \ quad kde \ quad \ Delta T = T-T_0

Pre väčšinu poistkových materiálov je teplotný koeficient zhruba v rozmedzí 0,003 až 0,004 na Kelvin. Ak predpokladáme, že teplotný koeficient je 0,004 na Kelvin a preusporiadaním premenných môžeme získať nasledujúcu rovnicu:
\ frac {R_t} {R_ {t_0}} = 1 + \ frac {\ Delta T} {250}

Pretože ΔT je teplotný rozdiel medzi prevádzkovou teplotou a teplotou miestnosti (T0 = 20 ° C) a pre T >> T0:
\ frac {R_t} {R_ {t_0}} \ približne 1 + \ frac {T} {250}

Vyššie uvedená rovnica naznačuje, že ak je teplota poistky 250 ºC, nameraný odpor by mal dvojnásobnú odnotu ako pri izbovej teplote a ak je teplota poistky 500 ºC , nameraný odpor by nekonečný. Pri použití zdroja konštantného prúdu je napätie merané na svorkách poistky úmerné odporu poistky.

Aj keby sme poznali skutočné zloženie daného poistkového materiálu, ale presne nepoznáme presný teplotný koeficient ani teplotu topenia, vyššie uvedenú rovnicu môžeme použiť na výpočet maximálneho prúdu poistky s primeranou presnosťou, keď sa prúd blíži k maximu, tepelný obtok spôsobí, že sa odpor poistky exponenciálne zvýši, a to, keď sa odpor zdvojnásobí, pre trojnásobok odporu nastáva len veľmi malý prírastok prúdu a nakoniec dôjde k zlyhaniu poistky.

Pre väčšinu tavného materiálu je teplota topenia relatívne nízka, takže je rozumné predpokladať, že teplota topenia je medzi 250 ºC a 750 ºC. Akonáhle by sa odpor poistky zdvojnásobil, je dodatočný aktuálny prírastok potrebný na jeho zlyhanie zvyčajne menší ako 10% až 20%.

Na nastavenie experimentu som použil zdroj napätia v spojení s elektronickou záťažou na zabezpečenie konštantného prúdu. Multimeter sa používa na monitorovanie poklesu napätia cez poistku:

Údaje získané pri testovaní 1A sklenenej poistky:

Prúd (A) Napätie (V) Rt Rt/Rt0
0.10 0.02 0.15 1.00
0.20 0.03 0.15 1.00
0.30 0.05 0.15 1.00
0.40 0.06 0.16 1.03
0.50 0.08 0.16 1.07
0.60 0.10 0.17 1.13
0.70 0.13 0.18 1.21
0.80 0.16 0.20 1.32
0.90 0.20 0.22 1.48
1.00 0.26 0.26 1.75
1.10 0.37 0.34 2.24
1.20 0.61 0.51 3.37
1.30 1.29 0.99 6.62

 

Vo videu zaradenom ku koncu tohto príspevku vidíte, že pri 1,3 A poistka vyžarovala pomerne vysokú teplotu a pri takomto stave po dlhšiu dobu zlyhala. Nižšie sú uvedené dva grafy pomeru prúdu voči napätiu a prúdu voči odporu pre poistku 1A:

 

Pri testovaní inej sklenenej poistky (s hodnotou 0,1A), ktorá bola kúpená od rovnakého dodávateľa, bol výsledok trochu šokujúci. Ako vidíte na obrázkoch nižšie, maximálny prúdový limit poistky je takmer desaťnásobok menovitého prúdu. Toto je ďalší dôvod, prečo je tento druh nedeštruktívneho testovania užitočný, pretože táto poistka by nebola vôbec užitočná pre obvod, ktorý vyžaduje poistku 0,1A.

Nakoniec som testoval poistku HRC, ktorá je dimenzovaná na 630 mA. Pretože poistky HRC sú naplnené pieskom, majú pomerne veľkú tepelnú kapacitu a stabilizácia teploty poistiek v každom súčasnom bode trvá niekoľko minút:

Prúd (A) Napätie (V) Rt Rt/Rt0
0.10 0.18 1.79 1.00
0.20 0.36 1.80 1.01
0.30 0.55 1.84 1.03
0.40 0.77 1.93 1.08
0.50 1.02 2.04 1.14
0.60 1.31 2.18 1.22
0.65 1.48 2.28 1.27
0.70 1.71 2.44 1.36
0.75 2.02 2.69 1.50
0.80 2.39 2.99 1.67
0.85 3.00 3.53 1.97
 

Podľa vyššie uvedených grafov táto konkrétna poistka s najväčšou pravdepodobnosťou bude prerušená pri prúde okolo 900 mA.

Tu je video z tohto experimentu (video je v anglickom jazyku):

 

 

Zdroj : kerywong.com

Poznámka : Článok bol preložený z anglického originálu "Non-destructive Testing of Fuses." a redakčne upravený.



     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki Button Seo servis Diallix.net VN-Experimenty