近幾年來，電涌保護(hù)器(SPD)的應(yīng)用迅速擴(kuò)展，技術(shù)提高很快，提出了多項(xiàng)新要求和相應(yīng)的試驗(yàn)方法，但有些要求和方法的合理性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。配電系統(tǒng)用的電壓限制型SPD的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)是其中的一項(xiàng)，該項(xiàng)試驗(yàn)主要是對(duì)壓敏電阻器(MOV)的熱穩(wěn)定性，以及在熱不穩(wěn)定時(shí)其熱保護(hù)脫離器的動(dòng)作進(jìn)行考核。
在使用中，要求SPD具有這樣的性能：1)在不大的系統(tǒng)過電壓下能保持熱穩(wěn)定（如果在10min時(shí)間內(nèi)，樣品表面最熱點(diǎn)的溫度變化小于2K，就認(rèn)為達(dá)到熱穩(wěn)定了）；2)當(dāng)由于較大的系統(tǒng)過電壓，或由于SPD自身的劣化而不能保持熱穩(wěn)定時(shí)，它的熱保護(hù)脫離器應(yīng)能可靠動(dòng)作，使得非線性元件脫離系統(tǒng)電壓；3)戶內(nèi)使用的有可能被人員接觸到的SPD，無(wú)論在保持熱穩(wěn)定狀態(tài)，或脫離器動(dòng)作前，其表面的最高溫升不允許超過120K，且在脫離器動(dòng)作后5分鐘后這個(gè)溫升不超過80K，以避免發(fā)生人員燙傷事故。試驗(yàn)中也有可能發(fā)生非線性元件不能保持熱穩(wěn)定，且熱保護(hù)脫離器不動(dòng)作，最后發(fā)展到非線性元件熱擊穿的不合格情況。熱穩(wěn)定性試驗(yàn)的目的就是考核SPD是否符合這幾項(xiàng)使用要求。
本文依據(jù)熱穩(wěn)定性試驗(yàn)的目的和MOV在工頻電壓下的特性，從試驗(yàn)參數(shù)、試驗(yàn)電源、以及試驗(yàn)應(yīng)力等三個(gè)方面，對(duì)熱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法進(jìn)行討論。
2? 熱穩(wěn)定性試驗(yàn)的參數(shù)應(yīng)是試樣的功耗，而不應(yīng)是流過試樣的電流有效值
熱穩(wěn)定性試驗(yàn)所關(guān)心的是樣品的性能與其發(fā)熱量之間的關(guān)系，而與MOV發(fā)熱量直接相關(guān)的參數(shù)是功耗，而不是電流有效值。
眾所周知，一只理想的限壓特性電阻器，即兩端電壓與流過它的電流無(wú)關(guān)的電阻性元件，它消耗的能量（或產(chǎn)生的熱量）取決于它所傳輸?shù)碾姾闪?，在時(shí)間長(zhǎng)短一定的條件下，只與電流的平均值（而不是有效值）有關(guān)。而對(duì)于線性電阻器來說，在一定時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，才是與這段時(shí)間內(nèi)的電流有效值成正比的。因此如果將兩個(gè)不同的電流脈沖分別通入同一個(gè)負(fù)載，這兩個(gè)電流脈沖的有效值一樣，但平均值不同，則這兩個(gè)脈沖在線性電阻負(fù)載上所產(chǎn)生的熱量是一樣的，而在限壓型負(fù)載上所產(chǎn)生的熱量是不同的，平均值大的電流所產(chǎn)生的熱量比平均值小的電流所產(chǎn)生的熱量多。這就是說，就功耗或發(fā)熱量而言，有效值適用于線性電阻器，平均值適用于限壓型電阻器。MOV的特性接近于理想的電壓限制特性，因此應(yīng)當(dāng)用電流平均值，而不是電流有效值。
不能用電流有效值的另一個(gè)原因是，MOV在工頻電壓下有一定的電容性電流，有效值中包含了這個(gè)分量，但它并不產(chǎn)生熱量。
MOV的特性接近于但并不是理想的電壓限制特性，當(dāng)流過它的電流變化時(shí)，它的端電壓仍有不大的變化，因此，在熱穩(wěn)定性試驗(yàn)中，測(cè)量和控制樣品的功耗比電流平均值更直接，更準(zhǔn)確。從技術(shù)上來說，功耗的測(cè)量并不困難，采用高工作頻率的乘法器IC，很容易實(shí)現(xiàn)工頻電流信號(hào)和電壓信號(hào)的瞬時(shí)值相乘而得出功耗。
3? 熱穩(wěn)定性試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)用恒定電壓而不是恒定電流
在MOV型SPD的全部工作壽命中，它是在電壓源下工作的。MOV的熱穩(wěn)定性試驗(yàn)必須考慮它在電壓源下的特性，因?yàn)檫@些特性都與功耗有關(guān)，例如：
1) 在工頻電壓下，MOV中的電阻性電流是底部時(shí)間寬度為τ的脈沖（圖1），τ值隨工頻電壓的加壓比Rap（工頻電壓的峰值對(duì)于壓敏電壓之比）的增大而增大，并可用式(1)計(jì)算得到。
τ =10-0.11sin-1(1/Rap)??? （單位：ms）????????? (1)
對(duì)于圖1這樣的電流波，用一般的有效值變換電路得到它的有效值，大約需要0.2s~0.3s的時(shí)間。因此，對(duì)于比這個(gè)時(shí)間快的電流有效值的變動(dòng)，是不可能通過電路反饋調(diào)整得到補(bǔ)償?shù)摹?
2) 工頻電壓剛加到MOV上時(shí)，MOV中的電流有一個(gè)下降變化的穩(wěn)定過程（圖2） ：第1個(gè)電流脈沖的峰值最大，然后按照時(shí)間常數(shù)大約為28ms的指數(shù)規(guī)律下降。在圖2中，第1個(gè)峰值大約是穩(wěn)態(tài)峰值的1.7倍。不過，隨著電壓/電流值的增大，第1個(gè)峰值與穩(wěn)態(tài)峰值的差別減小。這種現(xiàn)象是MOV內(nèi)在特性的表現(xiàn)，是不可能通過電路調(diào)整來將電流值保持在規(guī)定試驗(yàn)值的10%以內(nèi)的。