GB/T 27746-2011 低压电器用金属氧化物压敏电阻器(MOV)技术规范

　　ICS 29. 120. 01 K 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 27746—2011

　　低压电器用金属氧化物压敏电阻器(MOV)

　　技术规范

　　Technicalspecification formetaloxidevaristors(MOV) used in low-voltage

　　apparatus

　　2011-12-30发布 2012-05-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 27746—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 、符号 2

　　4 分类 6

　　4. 1 按照 MOV 的标称压敏电压区分 6

　　4. 2 按照 MOV 的安装方式区分 6

　　4. 3 按照 MOV 的特殊功能区分 6

　　4. 4 按照 MOV 的主体材料区分 6

　　5 额定值 6

　　5. 1 引线式低压 MOV 的额定值 6

　　5. 2 引线式高压 MOV 的额定值 7

　　5. 3 表面安装 MOV 的额定值 8

　　6 使用条件 9

　　6. 1 正常使用条件 9

　　6. 2 异常使用条件 9

　　7 技术要求 9

　　7. 1 一般要求 9

　　7. 2 电气要求 10

　　7. 3 引出端要求 11

　　7. 4 环境要求 12

　　8 试验方法 12

　　8. 1 一般要求 12

　　8. 2 一般检验 13

　　8. 3 电气试验 13

　　8. 4 引出端试验 19

　　8. 5 环境试验 21

　　9 检验规则 23

　　9. 1 试验分类 23

　　9. 2 型式试验 23

　　9. 3 逐批检验 25

　　9. 4 周期检验 25

　　附录 A (规范性附录) 本规范采用的测试脉冲 27

　　附录 B (规范性附录) 测量 SMV 型 MOV 时的安装方法 31

　　附录 C (资料性附录) MOV故障与失效模式 33

　　附录 D (资料性附录) 标准涉及有关符号汇总 34

　　GB/T 27746—2011

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由中国电器工业协会提出 。

　　本标准由全国低压电器标准化技术委员会(SAC/TC189)归 口 。

　　本标准负责起草单位 : 上 海 电 器 科 学 研 究 院 、常 州 市 创 捷 防 雷 电 子 有 限 公 司 、南 阳 金 冠 科 技 有 限公司 。

　　本标准参加起草单位 :浙江正泰电器股份有限公司 、余姚市嘉荣电子电器有限公司 、浙江雷泰电气有限公司 、上海电科电器科技有限公司 。

　　本标准主要起草人 :束静 、李永祥 、王碧云 、黄兢业 。

　　本标准参加起草人 :萧红卫 、钱家灿 、陈宝林 。

　　Ⅰ

　　GB/T 27746—2011

　　引 言

　　低压电器是工作在额定交流电压 1000V、直流电压 1 500V及以下的电路中 ,用于电路的切换 、控制 、检测 、保护 、变换和调节作用的电器 ,是组成成套电气设备的基础配套件 ,使用量大 ,应用面广 。低压电器在电路中使用 ,不可避免地受到电路传导来的雷电过电压 、操作过电压和静电放电 ,这些过电压可以使电触点起弧 、器件绝缘加速老化和损坏 ,或干扰邻近电路 , 因此 ,必须采用过电压抑制器件将它们限制到安全值之内 。 目前 ,金属氧化物压敏电阻器(MOV)是低压电器中用于抑制过电压非常广泛而又经济的器件 。

　　本标准参照了 GB/T 10193—2007《电子 设 备 用 压 敏 电 阻 器 第 1 部 分 : 总 规 范》和 ITU-T K. 77 《电信设备保护用压敏电阻器(MOV)特性》。

　　本标准根据低压电器应用环境和具体使用情况 ,提出了满足低压电器使用要求的 MOV 的技术要求 、试验方法及检验规则等内容 。本标准的目的是为低压电器用 MOV 的制造商和用户提供技术指导 ,协调双方的要求 , 以保证 MOV在低压电器中能达到预定的保护功能 。

　　Ⅱ

　　GB/T 27746—2011

　　低压电器用金属氧化物压敏电阻器(MOV)

　　技术规范

　　1 范围

　　本标准规定了低压电器用 MOV 的 :

　　— 定义 ;

　　— 分类 ;

　　— 额定值 ;

　　— 使用条件 ;

　　— 技术要求 ;

　　— 试验方法 ;

　　— 检验规则 。

　　本标准适用于交流电压不超过 1 000 V(有效值) 、50/60 Hz和/或直流电压不超过 1 500V 的电器设备用金属氧化物压敏电阻器(以下简称 MOV) ,用于抑制瞬时过电压以保护电器设备的安全 。

　　低压电涌保护器用金属氧化物压敏电阻器应符合 GB/T 18802. 331的要求 。

　　注 : 额定交流电压 1 140 V 的电器可参照本标准执行 。有关电器的性能等要求由制造商和用户协商确定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2423. 2—2008 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 B:高温(IEC 60068-2-

　　2:2007,IDT)

　　GB/T 2423. 3—2006 电工电子产品环境试验 第 2 部分 :试验方法 试验 Cab: 恒定湿热 试 验

　　(IEC 60068-2-78:2001,IDT)

　　GB/T 2423. 22—2002 电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分 : 试 验 方 法 试 验 N: 温 度 变 化

　　(IEC 60068-2-14:1984,IDT)

　　GB/T 2423. 28—2005 电工电子产品环境试验 第 2 部分 :试验方法 试验 T:锡焊(IEC 60068-

　　2-20:1979,IDT)

　　GB/T 2423. 30—1999 电工电子产品环境试验 第 2 部分 :试验方法 试验 XA 和导则 : 在清洗剂中浸渍(IEC 60068-2-45:1993,IDT)

　　GB/T 2828. 1—2003 计数抽样检验程序 第 1部分 : 按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划(ISO 2859-1:1999IDT)

　　GB/T 5169. 5—2008 电工电子产品着火危险试验 第 5部分 :试验火焰 针焰试验方法装置 、确认试验方法和导则(IEC 60695-11-5:2004,IDT)

　　GB/T 5169. 10—2006 电工电子产品着火危险试验 第 10部分 :灼热丝/热丝基本试验方法 灼热丝装置和通用试验方法(IEC 60695-2-10:2000,IDT)

　　GB/T 17627. 1—1998 低压电气设备的高电压试验技术 第 1部分 :定义和试验要求(IEC61180-1: 1992,EQV)

　　1

　　GB/T 27746—2011

　　GB/T 18802. 331—2007 低压电涌保护器元件 第 331部分 :金属氧化物压敏电阻(MOV) 规范(IEC 61643-331:2003,IDT)

　　IEC 60068-2-21:2006 电工电子产品环境试验 第 2 部分 :试验方法 试验 U : 引出端及整体安装件强度(Environmentaltesting—Part2-21:Tests—TestU :Robustness of terminations and integral mounting devices)

　　IEC 60068-2-58:2005 环境试验 第 2-58部分 :试验 Td:表面贴装元件(SMD)的可焊性 ,金属化的耐溶蚀性 , 和耐焊接热试验方法(Environmental testing—Part2-58: Tests—Test Td: Test methods for solderability,resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices(SMD))

　　3 术语和定义、符号

　　下列术语和定义 、符号适用于本文件 。

　　3. 1

　　金属氧化物压敏电阻器(MOV) metaloxidevaristors

　　以金属氧化物为主体材料 ,用陶瓷工艺生产的半导体元件 ,它的基本电气特性是其电阻值随着流过它的电流的增大而急速减小 。

　　3. 2

　　电阻方程 resistance formula

　　表达 MOV 的电阻值 R,与流过它的电流 I之间的数量关系的等式 。 在规定的电流波形和数值范围内 , 以及在一定的温度条件下 ,MOV 的电阻方程可用式(1)来表达 。

　　R= lg-1 (A+BlgI) …………………………( 1 )

　　式中 :

　　A和 B 是两个常数 ,且 B是个负数 。

　　注 : A和 B 的数值 , 随着产品的规格以及测试电流的波形和数值范围而变 ,不同的生产批次也略有差别 。这两个常数值可通过抽样测试来确定 。在绝大多数使用条件下 ,B 的绝对值小于 1. 0,但在一定的脉冲电流下 ,B 的绝对值可略大于 1. 0。

　　3. 3

　　伏安特性(V-A特性)方程 V-A characteristic formula

　　表达 MOV两端的电压值 U,与流过它的电流 I之间的数量关系的等式 。在规定的电流波形和数值范围内 , 以及一定的温度条件下 ,MOV 的 V-I特性方程可用式(2)来表达 。

　　U =CIβ …………………………( 2 )

　　式中 :

　　C和 β是两个常数 ,它们可依据电阻方程的常数 A和 B 用式(3)和式(4)计算得到 。β也称为 MOV的 “电流非线性指数 ”。

　　C= 10A …………………………( 3 )

　　β= 1+ B …………………………( 4 )

　　MOV 的 V-A特性方程也可写成式(5)的形式 :

　　I= DUα …………………………( 5 )

　　式中 :

　　D 和 α 是两个常数 ,α也称为 MOV 的“电压非线性指数 “。α是 β的倒数 。

　　注 : 常用 MOV 的 V-A特性方程有直流 V-A 特性 ,工频 V-A 特性和 8/20脉冲 V-A 特性 。MOV 的制造商应提供应用要求的 V-A特性方程 。

　　2

　　GB/T 27746—2011

　　3. 4

　　低压型 MOV low-voltageMOV

　　标称压敏电压小于 82V 的 MOV。

　　3. 5

　　高压型 MOV high-voltageMOV

　　标称压敏电压大于或等于 82V 的 MOV。

　　3. 6

　　引线式压敏电阻器 leaded typeMOV

　　通过引出线(片)或螺丝引出端与外电路连接的压敏电阻器 。

　　3. 7

　　表面安装式压敏电阻器 surfacemounttypeMOV(SMV)

　　无引线的以表面安装技术(SMT)安装的压敏电阻器 。

　　3. 8

　　静电保护型 MOV ESD protection MOV

　　主要用于抑制静电放电(ESD)过电压的 MOV。

　　3. 9

　　热保护型 MOV thermallyprotected MOV

　　带有内部过热脱离装置的 MOV。

　　3. 10

　　标称压敏电压 nominalvaristorvoltage

　　UN

　　制造商声称的在规定直流测试电流下的电压 ,它通常用作 MOV特性的基准 。

　　注 : 除非另有规定 ,直流测试电流为(1±0. 1) mA。标称压敏电压与实测压敏电压是有区别的 , 除非另有规定 ,实测压敏电压的范围为标称压敏电压的 ±10% 。

　　3. 11

　　最大持续工作交流电压 maximum contineousoperatingvoltagea. c.

　　Uc(ac)

　　在环境温度 25 ℃下 ,可以连续施加在元件上的 , 波形基本上是正弦波的(总谐波失真小于 5%) 最大交流电压有效值 。 当温度高于 25 ℃时 ,MOV制造商应说明降额要求 。

　　注 : 通常 Uc(ac) 的峰值 ≤压敏电压的公差下限值 。 当标称压敏电压 UN 的公差为 ±10%时 Uc(ac) ≈0. 64UN 。

　　3. 12

　　最大持续工作直流电压 maximum contineousoperatingvoltaged. c.

　　Uc(dc)

　　在环境温度 25℃下 ,可以连续施加在元件上的最大直流电压值(纹波小于 5%) 。 当温度高于25 ℃时 ,MOV制造商应说明降额要求 。

　　注 : 确定最大持续工作直流电压的原则 ,是在该电压下压 敏 电 阻 器 的 功 耗 应 与 在 最 大 持 续 工 作 交 流 电 压 下 的 功 耗大体相同 ,而在一定电压下 ,压敏电阻器的功耗受 电 压 非 线 性 指 数 α 的 影 响 极 大 ,对 于 多 数 工 业 生 产 的 产 品 而言 ,依据 “功耗相同 ”原则得出的最大持续工作直流电压大约是最大持续工作交流电压的 1. 3倍 。

　　3. 13

　　加压比(荷电率) ratio applied voltage

　　Rap

　　施加在 MOV上的直流电压值或交流电压峰值对于实测压敏电压的比值 。

　　3

　　GB/T 27746—2011

　　3. 14

　　漏电流 leakagecurrent

　　IL

　　在规定的环境温度下 ,施加最大持续工作电压时 ,通过 MOV 的电流 。

　　施加最大持续工作交流电压时测得的电流有效值称交流漏电流 ILac,施加最大持续工作直流电压时所测得的电流值称直流漏电流 ILdc。

　　3. 15

　　电阻性漏电流 resistiveleakagecurrent

　　ILr

　　施加最大持续工作交流电压时测得的电阻性电流的峰值 。

　　3. 16

　　标称脉冲电流 nominalpulsecurrent

　　IN

　　规定峰值的 8/20脉冲电流 ,用于测量 MOV 的限制电压 。

　　注 : 常用的标称脉冲电流有两种 ,一种是电流的峰值约为 30 A · cm-2 (压敏电压 UN ≥82V) ,或 6 A · cm- 2 (压 敏

　　电压 UN <82V) ,该电流也称为“分级电流 ”,另一种是电流的峰值约为 1 500 A · cm2 ~ 2 000 A · cm2 。

　　3. 17

　　重复脉冲电流 repetitivepulsecurrent

　　IPR

　　MOV能够承受的规定波形 、峰值和放电次数的脉冲电流 , 用来检验 MOV 承受脉冲电流 的 能 力(通流量) 。若无特别规定放电次数为 10次 ,并分别规定一种窄波脉冲(8/20脉冲或组合波) 和一种宽波脉冲(2ms脉冲或 10/1 000脉冲) 。

　　3. 18

　　最大脉冲电流 maximum pulsecurrent

　　IPm

　　MOV能够承受一次的规定波形脉冲电流的最大峰值 。若无特别规定 ,应分别规定一种窄波脉冲(8/20脉冲或组合波)和一种宽波脉冲(2ms脉冲或 10/1 000脉冲) 。

　　3. 19

　　等效方波时间 equivalentrectangularpulseduration

　　τ

　　单极性脉冲的归一化时间宽度 ,等于脉冲波形的面积对于其峰值的比值 。

　　注 : 标准的 8/20电流波的 τ= 17. 45 μs,标准的 10/1 000 电流波的 τ= 1 553 μs。

　　3. 20

　　脉冲电流减额特性 pulsecurrentderating characteristic

　　表达在环境温度 25℃时的最大电流峰值IP, 随着脉冲等效宽度 τ 和压敏电阻器能够承受的脉冲次数 n 的增大而减定额的特性曲线或数学公式 。

　　3. 21

　　限制电压测量值 measured clampingvoltage

　　Ucla

　　施加规定波形和幅值的冲击电流时 ,在 MOV两端测得的最大电压值 。 除非另有规定 , 冲击电流波形为 8/20。

　　注 : 若无特别规定 , 限制电压不包括出现在脉冲电流起 始 时 刻 的 , 由 于 压 敏 电 阻 器 充 电 , 电 阻 性 电 流 滞 后 所 产 生 的电压过冲 。

　　4

　　GB/T 27746—2011

　　3. 22

　　限压比 clampingvoltageratio

　　Rcla

　　限制电压测量值与实测压敏电压之比 ,如限压比与极性有关时 ,取高值 。

　　3. 23

　　电压保护水平 voltageprotection level

　　UP

　　按规定赋予 MOV 的限制电压测量值的最大允许值 。

　　3. 24

　　脉冲伏安特性 pulsevolt-amperecharacteristic

　　在规定的电流波形下 ,流过 MOV 的电流峰值与得到的电压最大值之间的关系 。 除非另有规定 , 冲击电流波形为 8/20。

　　注 : 脉冲伏安特性也称为电压限制特性或保护特性 。

　　3. 25

　　额定平均功率 rated averagepower

　　PM

　　在环境温度 25 ℃时 ,压敏电阻器能够承受的规定脉冲串的最大平均功耗 。

　　3. 26

　　热稳定 thermalstability

　　在规定的环境温度和试验电压下 ,MOV 的温度或有功功率不会持续增加的状态 。

　　3. 27

　　热击穿 thermalpuncture

　　电热效应导致的穿过 MOV本体的破坏性放电 。

　　3. 28

　　TOV 耐受安秒值 [As]TOV TOV withstandingAsvalue

　　在规定的试验电流或试验电压下 ,压敏电阻器热击穿前耐受的总电荷量的安秒值 。

　　3. 29

　　TOV 耐受安秒特性(IAV ~tTOV特性) TOV withstanding characteristic

　　表达流过压敏电阻器的电流平均值 IAV 与热击穿前的耐受时间 tTOV 之间关系的数学式或曲线 。该特性可用式(6)来表达 。

　　IAV 或 lgIAV =[It]TOV -blgtTOV ……………………( 6 )

　　式中 :

　　b和[It]TOV 为由试验确定的常数 。

　　注 : 通常 TOV耐受安秒值用于产品的质量控制 ,TOV耐受安秒特性作为应用资料 。

　　3. 30

　　最大热脱离电流(仅适用于热保护型 MOV) maximum disconnection current (for thermally pro- tected MOV only)

　　热保护型 MOV 的热脱离装置能可靠地与电源分离开的最大交流电流有效值或直流电流值 。

　　3. 31

　　电路符号 circuitsymbol

　　MOV 的符号为 :

　　5

　　GB/T 27746—2011

　　4 分类

　　4. 1 按照 MOV 的标称压敏电压区分

　　— 低压型 MOV;

　　— 高压型 MOV。

　　注 : 通常 “高压 ”和 “低压 ”产品采用不同的瓷料配方来 生 产 , 它 们 的 限 压 比 和 最 大 放 电 电 流 等 主 要 性 能 指 标 有 明 显的差别 。

　　4. 2 按照 MOV 的安装方式区分

　　— 引线式压敏电阻器 ;

　　— 表面安装式压敏电阻器 。

　　4. 3 按照 MOV 的特殊功能区分

　　— 静电保护型 MOV;

　　— 热保护型 MOV。

　　4. 4 按照 MOV 的主体材料区分

　　— 氧化锌 MOV;

　　— 钛酸锶 MOV;

　　— 氧化锡 MOV。

　　注 : 氧化锌 MOV是目前使用最多的品种 , 除上述三种外还有其他材料的 MOV,但目前使用量很少 。

　　5 额定值

　　5. 1 引线式低压 MOV 的额定值

　　引线式低压 MOV 的额定值见表 1 和表 2。

　　表 1 标称直径 D, 限制电压测量用标称脉冲电流 IN 和最大脉冲电流 Ipm

　　标称直径 D

　　mm

　　5

　　7

　　10

　　14

　　20

　　标称脉冲电流 IN (8/20)

　　A

　　1

　　2. 5

　　5

　　10

　　20

　　最大脉冲电流 Ipm (8/20)

　　A

　　100

　　250

　　500

　　1 000

　　2 000

　　表 2 电压的额定值

　　标称压敏电压 UN

　　V

　　最大持续工作电压

　　V

　　最大限制电压V

　　(测量电流 IN )

　　直 流

　　工频

　　(r. m. s. )

　　18

　　11

　　14

　　36

　　22

　　14

　　18

　　43

　　6

　　GB/T 27746—2011

　　表 2 (续)

　　标称压敏电压 UN

　　V

　　最大持续工作电压

　　V

　　最大限制电压V

　　(测量电流 IN )

　　直 流

　　工频

　　(r. m. s. )

　　27

　　17

　　22

　　53

　　33

　　20

　　21

　　65

　　39

　　25

　　31

　　77

　　47

　　30

　　38

　　93

　　56

　　35

　　45

　　110

　　68

　　40

　　56

　　135

　　5. 2 引线式高压 MOV 的额定值

　　引线式高压 MOV 的额定值见表 3 和表 4。

　　表 3 标称直径 D, 限制电压测量电流 IN 和最大脉冲电流 Ipm

　　标称直径 D

　　mm

　　5

　　7

　　10

　　14

　　20

　　25

　　32

　　40

　　标称脉冲电流 IN (8/20)

　　A

　　5

　　10

　　25

　　50

　　100

　　150

　　200

　　300

　　最大脉冲电流 Ipm (8/20)

　　kA

　　0. 8

　　1. 75

　　3. 5

　　6

　　10

　　15

　　25

　　40

　　注 : 34 mm×34 mm 方形 MOV 的额定值同标称直径 40 mm 的规格 。

　　表 4 电压的额定值

　　标称压敏电压 UN

　　V

　　最大持续工作电压

　　V

　　最大限制电压V

　　(测量电流 IN )

　　直 流

　　工频(r. m. s. )

　　82

　　50

　　65

　　135

　　100

　　60

　　85

　　165

　　120

　　75

　　100

　　200

　　150

　　95

　　125

　　250

　　180

　　115

　　150

　　300

　　200

　　130

　　170

　　340

　　220

　　140

　　180