[發明專利]重復頻率運行脈沖熔斷器載流壽命等效考核方法及預測方法

有效

• 申請號: 202010074013.9
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111257801B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 張瑜;蘇建倉;鄭磊;喻斌雄;李銳;王希波
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究院
• 主分類號: G01R31/74
• 分類號: G01R31/74
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

本發明提供了一種重復頻率運行脈沖熔斷器載流壽命等效考核方法及預測方法，解決現有技術難以測試逆變電源中脈沖熔斷器的高頻諧振載流壽命的問題。該考核方法包括以下步驟：1)確定等效脈沖直流加載方式，具體包括載流發熱直流等效處理、間歇式散熱等效處理；2)裝配脈沖熔斷器，脈沖熔斷器管殼表面溫度T_fuse滿足條件：T_in?1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；3)脈沖熔斷器載流壽命考核，具體為設置電源的輸出直流電流幅度、電源每組考核的時間參數，直到脈沖熔斷器壽命用盡而分斷為止，完成脈沖熔斷器第i組等效脈沖直流載流考核，則脈沖熔斷器載流壽命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀。

技術領域

本發明涉及脈沖熔斷器載流壽命考核預測方法，具體涉及一種重復頻率運行脈沖熔斷器載流壽命等效考核方法及預測方法。

背景技術

熔斷器是一種短路過流保護器件，廣泛應用于電力電子、逆變電源、新能源汽車電池、艦船動力系統、高鐵機車、航空航天等領域。根據載流電流的不同特性，熔斷器可分為直流熔斷器、交流熔斷器、脈沖熔斷器等類型。熔斷器的核心功能有兩個，分別為系統正常運行情形下實現載流功能、系統短路過流情形下實現快速分斷保護功能。熔斷器通過特殊結構的熔體載流，載流過程中會發熱導致熔體逐漸老化，即使未發生短路過流異常，老化后的熔體也會自然分斷造成電路系統運行中斷。因此，熔斷器的正常載流壽命也是衡量熔斷器性能指標優劣的關鍵參數。

在高頻逆變電源等應用場合下，一般采用脈沖熔斷器接入逆變電源母線，熔斷器承載高頻脈沖電流。對于串聯諧振、串并聯諧振等逆變電源，其負載一般為高壓電容，逆變電源對高壓電容負載充電的一般過程如下：諧振頻率為f₀的逆變電源對高壓電容充電到電壓U₀后暫停充電，充電時間為T₀，熔斷器隨著逆變電源高頻諧振載流時間亦為T₀；高壓負載電容從U₀開始放電，然后等待一段時間后逆變電源再重新開始下一次充電，高壓負載電容充電到U₀后電源再次暫停充電；如此重復。設高壓負載電容從充電達到U₀時刻到下一次開始充電起始時刻之間的間隔為ΔT，設逆變電源對高壓負載電容充電U₀的重復頻率為f(f＝1/(T₀+ΔT))。熔斷器會隨著逆變電源按諧振頻率f₀諧振載流T₀時間，停止ΔT時間，再按照重復頻率f重復前述間歇式運行過程，熔斷器最終間歇式運行T時間后完全停止。對于上述常見的高頻逆變電源母線脈沖熔斷器載流過程，熔斷器熔體間歇性載流發熱、冷卻，在這種反復的發熱膨脹拉升、降溫冷卻收縮沖擊下，熔斷器載流老化和載流壽命測評變得非常困難，通常的直流或交流通流測試方法已不再適用。如果按實際應用條件研制一套逆變電源來考核、測評熔斷器的載流壽命，成本十分高昂，而且逆變電源和負載電容系統充放電所要求的操作專業性高，對于熔斷器生產廠家而言也很難實現。此外，對于脈沖熔斷器載流壽命的預測，更是無從談起。

綜上所述，為了考核測試逆變電源中脈沖熔斷器的高頻諧振載流壽命，迫切需要探索出一種與實際工作情形完全等效的考核測評方法。

發明內容

為了解決現有技術難以測試逆變電源中脈沖熔斷器的高頻諧振載流壽命的技術問題，本發明提供了一種重復頻率運行脈沖熔斷器載流壽命等效考核方法及預測方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種重復頻率運行脈沖熔斷器載流壽命等效考核方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)確定等效脈沖直流加載方式

1.1)載流發熱直流等效處理