氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，包括获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数；对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测试；获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数；计算待测评的氧化锌电阻片的老化系数；对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测评。本发明专利技术通过分阶段逐步增加电压和环境温度的方法，模拟电阻片实际的老化过程；同时本发明专利技术方法综合考虑了氧化锌电阻片的三种重要性能参数，更具科学性，而且综合评价了电阻片的老化性能；最后，本发明专利技术方法可快速获得电阻片的老化系数，效率较高且可靠性高。

Testing and Evaluating Method for Aging Performance of Zinc Oxide Resistors

【技术实现步骤摘要】
氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法
本专利技术具体涉及一种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法。
技术介绍
随着电网的逐步扩张，很多输电线路都伸展到了一些地形复杂、气候多变的山区。当在这些地理环境特殊地区的线路遭遇雷雨等恶劣天气时，线路很容易发生雷击跳闸、雷击断线事故，严重影响了电网的稳定运行。因此电网大量增设线路防雷设备，氧化锌电阻片由于其优异的非线性特性在电力系统雷电防护中得到了广泛的应用。氧化锌防雷装置的电气参数包括通流能量、残压、1mA参考电压、外绝缘参数等。氧化锌电阻片长期带电运行，设计寿命长达十几年，甚至几十年，其老化特性需要研究。现有的老化特性研究方法，在特定的温度和电压下进行长时间老化耐受，分析其泄漏电流的变化，从而得到此种电阻片的老化性能，测试时间长达1000h，甚至更长。由于电阻片的老化为较为缓慢的过程，实际的老化过程中电压和温度都是变化的，并且随着后期电阻片的逐渐老化，内部的泄露电流和温升都是逐渐上升，但现有的试验方法没有有效模拟此过程，使得电阻片的老化特性与实际情况有所差异，影响电阻片的运行。此外现有的老化系数只对泄漏电流进行评价，未能科学、有效判定电阻片的老化性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可靠性高且能够有效对氧化锌电阻片的老化性能进行测试评估的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法。本专利技术提供的这种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，包括如下步骤：S1.对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数；S2.在不同温度环境下，对待测评的氧化锌电阻片加载不同电压等级，进行老化性能测试；S3.步骤S2测试完毕后，再次对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数；S4.根据步骤S1获取的测评前参数和步骤S3获取的测评后参数，计算待测评的氧化锌电阻片的老化系数；S5.根据步骤S4的计算结果，对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测评。步骤S1所述的测评前参数，具体包括测评前泄露电流、测评前非线性系数和测评前相对介电常数。步骤S1所述的对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数，具体为采用如下步骤进行测试：A.测试待测评的氧化锌电阻片在1mA电流下的电压U1mA；B.测试待测评的氧化锌电阻片在0.75U1mA电压下的泄露电流I0；C.测试待测评的氧化锌电阻片在50Hz下的相对介电常数ε0；D.采用如下算式计算待测评的氧化锌电阻片的非线性系数a0：式中为待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米1mA电流下的电压，为待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米0.1mA电流下的电压。步骤S2所述的在不同温度环境下，对待测评的氧化锌电阻片加载不同电压等级，进行老化性能测试，具体为按照如下步骤进行老化性能测试：a.在环境温度为80～100℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.2～0.4倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为6～12h；b.在环境温度为100～130℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.4～0.6倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为12～20h；c.在环境温度为120～150℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.6～0.8倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为15～30h；d.在环境温度为150～200℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.8～1.0倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为6～15h；在上述的各个步骤中，环境温度、施加的1mA电流下的电压U1mA的倍数和施加时间，均由测试人员自行确定。步骤S3所述的测评后参数，具体包括测评后泄露电流、测评后非线性系数和测评后相对介电常数。步骤S3所述的对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数，具体为采用如下步骤进行测试和获取：(1)测试待测评的氧化锌电阻片在进行步骤S2所述的老化测试后，在1mA电流下的测评后电压U1mA'；(2)测试待测评的氧化锌电阻片在进行步骤S2所述的老化测试后，在0.75U1mA电压下的测评后泄露电流I0'；(3)测试待测评的氧化锌电阻片在进行步骤S2所述的老化测试后，在50Hz下的测评后相对介电常数ε0'；(4)采用如下算式计算在进行步骤S2所述的老化测试后待测评的氧化锌电阻片的测评后非线性系数a0'：式中为在进行步骤S2所述的老化测试后，待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米1mA电流下的测评后电压；为在进行步骤S2所述的老化测试后，待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米0.1mA电流下的测评后电压。步骤S4所述的老化系数，具体包括泄露电流老化系数、非线性系数老化系数和相对介电常数老化系数。步骤S4所述的计算待测评的氧化锌电阻片的老化系数，具体为采用如下公式进行计算：式中，k1为泄露电流老化系数、k2为非线性系数老化系数，k3为相对介电常数老化系数；I0'为在进行步骤S2所述的老化测试后待测评的氧化锌电阻片在0.75U1mA电压下的测评后泄露电流，a0'为在进行步骤S2所述的老化测试后待测评的氧化锌电阻片的测评后非线性系数，ε0'为在进行步骤S2所述的老化测试后待测评的氧化锌电阻片在50Hz下的测评后相对介电常数；I0为老化测试前待测评的氧化锌电阻片在0.75U1mA电压下的测评前泄露电流，ε0为老化测试前待测评的氧化锌电阻片在50Hz下的测评前相对介电常数；a0为老化测试前待测评的氧化锌电阻片的测评前非线性系数。步骤S5所述的对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测评，具体为采用如下步骤进行测评：1)采用如下规则对待测评的氧化锌电阻片进行老化程度的评级：轻度老化：泄露电流老化系数k1≤1、非线性系数老化系数k2≤2、相对介电常数老化系数k3≤10；中度老化：泄露电流老化系数1＜k1≤2、非线性系数老化系数2＜k2≤3、相对介电常数老化系数10＜k3≤30；重度老化：泄露电流老化系数k1＞2、非线性系数老化系数k2＞3、相对介电常数老化系数k3＞30；对于任一待测评的氧化锌电阻片，在泄露电流老化系数k1、非线性系数老化系数k2和相对介电常数老化系数k3三个参数中，取三个参数中等级最严重的参数所对应的等级作为该待测评的氧化锌电阻片的等级；等级的严重程度的定义为：重度老化>中度老化>轻度老化；等级包括轻度老化、中度老化和重度老化；2)采用加权求和算法计算待测评的氧化锌电阻片的综合老化系数。所述的采用加权求和算法计算待测评的氧化锌电阻片的综合老化系数，具体为采用如下算式计算综合老化系数K：K＝η1k1+η2k2+η3k3式中k1为待测评的氧化锌电阻片的泄露电流老化系数、k2为待测评的氧化锌电阻片的非线性系数老化系数，k3为待测评的氧化锌电阻片的相对介电常数老化系数，η1、η2和η3为权重值。本专利技术提供的这种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，通过分阶段逐步增加电压和环境温度的方法，模拟电阻片实际的老化过程；同时本专利技术方法综合考虑了氧化锌电阻片的三种重要性能参数，更具科学性，而且综合评价了电阻片的老化性能；最后，本专利技术方法可快速获得电阻片的老化系数，效率较高且可靠性高。附图说明图1为本专利技术方法的方法流程示意图。具体实施方式如图1所示为本专利技术方法的方法流程示意图：本专利技术提供的这种氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，包括如下步骤：S1.对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数；S2.在不同温度环境下，对待测评的氧化锌电阻片加载不同电压等级，进行老化性能测试；S3.步骤S2测试完毕后，再次对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数；S4.根据步骤S1获取的测评前参数和步骤S3获取的测评后参数，计算待测评的氧化锌电阻片的老化系数；S5.根据步骤S4的计算结果，对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测评。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，包括如下步骤：S1.对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数；S2.在不同温度环境下，对待测评的氧化锌电阻片加载不同电压等级，进行老化性能测试；S3.步骤S2测试完毕后，再次对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数；S4.根据步骤S1获取的测评前参数和步骤S3获取的测评后参数，计算待测评的氧化锌电阻片的老化系数；S5.根据步骤S4的计算结果，对待测评的氧化锌电阻片进行老化性能测评。2.根据权利要求1所述的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，其特征在于步骤S1所述的测评前参数，具体包括测评前泄露电流、测评前非线性系数和测评前相对介电常数。3.根据权利要求2所述的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，其特征在于步骤S1所述的对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取待测评的氧化锌电阻片的测评前参数，具体为采用如下步骤进行测试：A.测试待测评的氧化锌电阻片在1mA电流下的电压U1mA；B.测试待测评的氧化锌电阻片在0.75U1mA电压下的泄露电流I0；C.测试待测评的氧化锌电阻片在50Hz下的相对介电常数ε0；D.采用如下算式计算待测评的氧化锌电阻片的非线性系数a0：式中为待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米1mA电流下的电压，为待测评的氧化锌电阻片在每平方厘米0.1mA电流下的电压。4.根据权利要求1～3之一所述的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，其特征在于步骤S2所述的在不同温度环境下，对待测评的氧化锌电阻片加载不同电压等级，进行老化性能测试，具体为按照如下步骤进行老化性能测试：a.在环境温度为80～100℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.2～0.4倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为6～12h；b.在环境温度为100～130℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.4～0.6倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为12～20h；c.在环境温度为120～150℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.6～0.8倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为15～30h；d.在环境温度为150～200℃下，在待测评的氧化锌电阻片两端施加0.8～1.0倍的1mA电流下的电压U1mA，且施加时间为6～15h；在上述的各个步骤中，环境温度、施加的1mA电流下的电压U1mA的倍数和施加时间，均由测试人员自行确定。5.根据权利要求3所述的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，其特征在于步骤S3所述的测评后参数，具体包括测评后泄露电流、测评后非线性系数和测评后相对介电常数。6.根据权利要求5所述的氧化锌电阻片的老化性能测试评估方法，其特征在于步骤S3所述的对待测评的氧化锌电阻片进行测试，从而获取测评后的氧化锌电阻片的测评后参数，具体为采用如下步骤进行测试和获取：(1)测试待测评的氧化锌电阻片在进行步骤S2所述的老化测试后，在1mA电流下的测评后电压U1mA'；(2)测试待测评的氧化锌电阻片在进行步骤S2所述的老化测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，王博闻，方针，蒋正龙，胡建平，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43