目前我国不少家庭使用东芝牌GR—204E型电冰箱。当电源超过额定电压时,容易将机内一只型号为TNR15G471K的压敏电阻烧毁。南京无线电元件十一厂大量生产电冰箱过压保护用MYG型压敏电阻器。其参数见下表。

压敏电阻器是一种伏安特性为非线性的敏感元件。在正常工作时,压敏电阻器处于高阻状态,相当于一个小电容的作用。当有异常过电压加上时,使压敏电阻器电阻值急剧下降,很快导通,其工作电流增加几个数量级,使保险丝烧断,电源断开,从而有效地保护了设备和电路中的其他元器件。
“TNR”是日本东芝公司ZnO压敏电阻器的型号。美国电子工业协会标准,压敏电阻器的型号用二个字母VR(棒形)或VT(片形),后面跟一个字母符号C(绝缘型)或X(非绝缘型),再跟二位数字(用来区分压敏电阻尺寸和额定功率)来表示;苏联国家标准(ΓOCT)是用“HΠP”来表示,符号后面有三组数字:分别表示标称电压(V);额定电压下的电流值(mA);非线性系数。电气工程联合会UTE标准规定型号为“VAP2”,后面数字表示压敏电阻器的种类;美国通用电器公司则采用“MOV”(片型)和“MOA”(棒型);日本松下公司采用“ERZ”、大泉制作所采用“MNR”、三菱公司采用“ZNR”,TDK公司采用“AVR”、东芝公司采用“TNR”。我国原电子工业部规定采用“MY”,再根据压敏电阻器的特性和用途,在“MY”后面分别用字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K区分为稳压用、过压保护用、高频用、防雷用、灭弧用、消噪用、补偿用、消磁用、高能用、高可靠用压敏电阻器。东芝牌GR-204E型电冰箱上型号为TNR15G471K的压敏电阻器中数字“15”指压敏电阻器外形尺寸,即φ15mm;“G”指圆片型;数字“471”指标称电压值,其中最后一位数字为0的个数,即470V(423V~517V);符号“K”指允许误差即10%。
ZnO压敏电阻器压敏电压的合理选取至关重要,它关系到保护效果和使用寿命。一般来说,从保护的实际效果出发,我们总希望把标称电压选得低些为好,但这与元件的工作可靠性是有矛盾的。如果压敏电压选得过低,由于压敏电阻器的电压温度系数为负值,在工作电压下,压敏电阻器要消耗一定功率,使元件本身发热而温度上升,导致压敏电压下降,从而产生恶性循环,最终压敏电阻被烧毁。因此不宜选得过低。实际的过电压能量也不应超过压敏电阻器所承受的能量,否则会使压敏电阻器烧毁。在任何情况下,选取的压敏电压都不应超过技术条件所规定的最大直流电压(或交流电压峰值)。经验证明,选取压敏电压V\(_{1mA}\)应满足:
式中n为残压比(n=V\(_{1}\)00A/V1mA),Vi为被保护设备的耐压,V\(_{DC}\)为直流工作电压,VAC为交流工作电压有效值。压敏电阻器在吸收电压过程中,残压应小于被保护设备的耐压。
压敏电阻器的通流容量是根据实际发生的过电压能量来确定的。然而这个能量通常很难估算。从保护效果出发,通流容量尽可能选得大一些。但是一般通流容量大的压敏电阻器的体积大,固有电容大,价格高。根据经验,作过电压保护用的压敏电阻器,通流容量宜选取5kA以内。
由于浪涌电流的峰值很大,在这个电流作用下压敏电阻本身的电阻很小,如果我们不注意接线的选择和接法接线电阻和接线电感对整体的影响很大,将会导致电压升高,动作延迟,从而有损于保护效果。因此压敏电阻器和外电路的连线以及接地线应有足够的耐压和截面积,接地电阻一般不能大于10Ω,走线应尽量短,且走直线。另外,压敏电阻器的安装部位应尽可能地靠近被保护设备,一般将它与被保护设备或过电压源相关联。(朱赤红)