[發(fā)明專利]一種氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811025997.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN109164302A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李盛濤;張磊;何錦強(qiáng);藺家駿;周萬(wàn)迪;張升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將待測(cè)大尺寸的氧化鋅電阻片進(jìn)行切割，得到能夠用于介電性能測(cè)試的薄片；

2)測(cè)試薄片的介電性能，得到薄片的介電性能數(shù)據(jù)，包括：復(fù)介電常數(shù)虛部ε”和頻率f；

3)以復(fù)介電常數(shù)虛部ε”為縱坐標(biāo)，頻率f為橫坐標(biāo)，得到復(fù)介電常數(shù)虛部ε”在隨頻率f的變化規(guī)律；然后在不同的溫度點(diǎn)下測(cè)量，得到復(fù)介電常數(shù)虛部譜ε”～f均出現(xiàn)兩個(gè)損耗峰，按Arrhenius公式計(jì)算出各個(gè)損耗峰對(duì)應(yīng)的松弛活化能，通過(guò)松弛活化能辨識(shí)出由鋅填隙本征缺陷引起的損耗峰；

4)取薄片在-100℃下的復(fù)介電常數(shù)虛部譜ε”～f進(jìn)行分峰擬合，單獨(dú)提取出由鋅填隙缺陷引起的損耗峰所對(duì)應(yīng)的擬合曲線，得到鋅填隙本征缺陷等效濃度系數(shù)k₂，根據(jù)鋅填隙本征缺陷等效濃度系數(shù)k₂預(yù)測(cè)得到電阻片的直流老化壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟2)中，測(cè)試薄片的介電性能時(shí)：在溫度范圍為-110℃～-60℃時(shí)，從低溫到高溫以10℃為一個(gè)間隔對(duì)薄片進(jìn)行介電測(cè)量；且在同一個(gè)溫度下，頻率范圍為10^-1Hz～10⁶Hz，從高頻到低頻以1.5倍遞減的比例對(duì)薄片進(jìn)行測(cè)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟3)中，計(jì)算松弛活化能u的Arrhenius公式如下：

式中，f_m是松弛損耗峰對(duì)應(yīng)的頻率，單位為Hz；T是絕對(duì)溫度，單位為K；τ₀是與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù)；u是松弛活化能，單位為eV；k是玻爾茲曼常數(shù)，值為1.381×10^-23J/K。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟4)中，對(duì)復(fù)介電常數(shù)虛部譜ε”～f進(jìn)行擬合分峰時(shí)，采用的公式如下：

式中：第一項(xiàng)是電導(dǎo)項(xiàng)，第二項(xiàng)是松弛損耗項(xiàng)；ω是角頻率；k₀是電導(dǎo)項(xiàng)的系數(shù)；k_i(i＝1,2)是第i種松弛損耗的系數(shù)，表示缺陷等效濃度；τ_i(i＝1,2)是第i種松弛損耗的分布松弛時(shí)間最大幾率值，單位為s；α₀是電導(dǎo)項(xiàng)的指數(shù)，范圍為[-1,0]。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，將待測(cè)大尺寸的氧化鋅電阻片切割成厚度為1～2mm的薄片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，薄片在進(jìn)行介電性能測(cè)試前，先將薄片進(jìn)行打磨，然后以蒸餾水或酒精為清洗液，超聲清洗4～6次，每次15分鐘；在70℃下將薄片烘干后被金電極以備測(cè)試。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器電阻片直流老化壽命的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，步驟4)中，根據(jù)鋅填隙本征缺陷等效濃度系數(shù)k₂預(yù)測(cè)電阻片的直流老化壽命，具體結(jié)論如下：

當(dāng)0＜k₂≤15時(shí)，氧化鋅電阻片抗直流老化性能良好；

當(dāng)15＜k₂≤30時(shí)，氧化鋅電阻片抗直流老化性能一般；

當(dāng)k＞30時(shí)，氧化鋅電阻片抗直流老化性能較差。