重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法技术

本发明专利技术提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法，解决现有技术难以测试逆变电源中脉冲熔断器的高频谐振载流寿命的问题。该考核方法包括以下步骤：1)确定等效脉冲直流加载方式，具体包括载流发热直流等效处理、间歇式散热等效处理；2)装配脉冲熔断器，脉冲熔断器管壳表面温度T

Equivalent assessment method and prediction method of current carrying life of pulse fuse in repetitive frequency operation

【技术实现步骤摘要】
重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法
本专利技术涉及脉冲熔断器载流寿命考核预测方法，具体涉及一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法。
技术介绍
熔断器是一种短路过流保护器件，广泛应用于电力电子、逆变电源、新能源汽车电池、舰船动力系统、高铁机车、航空航天等领域。根据载流电流的不同特性，熔断器可分为直流熔断器、交流熔断器、脉冲熔断器等类型。熔断器的核心功能有两个，分别为系统正常运行情形下实现载流功能、系统短路过流情形下实现快速分断保护功能。熔断器通过特殊结构的熔体载流，载流过程中会发热导致熔体逐渐老化，即使未发生短路过流异常，老化后的熔体也会自然分断造成电路系统运行中断。因此，熔断器的正常载流寿命也是衡量熔断器性能指标优劣的关键参数。在高频逆变电源等应用场合下，一般采用脉冲熔断器接入逆变电源母线，熔断器承载高频脉冲电流。对于串联谐振、串并联谐振等逆变电源，其负载一般为高压电容，逆变电源对高压电容负载充电的一般过程如下：谐振频率为f0的逆变电源对高压电容充电到电压U0后暂停充电，充电时间为T0，熔断器随着逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)确定等效脉冲直流加载方式/n1.1)载流发热直流等效处理/n设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f

【技术特征摘要】
1.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定等效脉冲直流加载方式
1.1)载流发热直流等效处理
设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f0，脉冲熔断器室温下静态电阻为Rf0；脉冲熔断器每次工作时间为T1，在脉冲熔断器每次工作时间T1内，载流时间为T0，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q1，发热量Q1对应的直流载流等效电流为I0，Q1和I0通过以下公式计算：






1.2)间歇式散热等效处理
脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT1＝n(T0+ΔT)，工作总时间T内总载流时间teff＝nT0，总停歇时间toff＝T-teff＝nΔT；在工作总时间T内将teff按m+1等分、toff按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；
2)装配脉冲熔断器
2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；
2.2)在脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；
2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度Tin，所述载流温度Tin为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse满足条件：Tin-1℃≤Tfuse≤Tin+1℃；
3)脉冲熔断器载流寿命考核
3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I0，按输出直流teff/(m+1)时间、停歇toff/m时间、输出直流teff/(m+1)时间、停歇toff/m时间、…、输出直流teff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；
3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；
3.3)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse满足条件：Tin-1℃≤Tfuse≤Tin+1℃，同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT1；
3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；
3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出；则脉冲熔断器载流寿命Nlife＝i*n或者tlife＝i*nT0。


2.根据权利要求1所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于：步骤2.2)中，所述温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。


3.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定等效脉冲直流加载方式
1.1)载流发热直流等效处理
设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f0、脉冲熔断器室温下静态电阻为Rf0；脉冲熔断器每次工作时间为T1，在脉冲熔断器每次工作时间T1内，载流时间为T0，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q1，发热量Q1对应的直流载流等效电流为I0，Q1和I0通过以下公式计算：






1.2)间歇式散热等效处理
脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT1＝n(T0+ΔT)，工作总时间T内总载流时间teff＝nT0，总停歇时间toff＝T-teff＝nΔT；在工作总时间T内将teff按m+1等分、toff按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；
2)装配脉冲熔断器
2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；
2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，每个温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；
2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度Tin，所述载流温度Tin为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内每个脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse满足条件：Tin-1℃≤Tfuse≤Tin+1℃；
3)脉冲熔断器载流寿命考核
3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I0，按输出直流teff/(m+1)时间、停歇toff/m时间、输出直流teff/(m+1)时间、停歇toff/m时间、…、输出直流teff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和间歇时间之和为T；
3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；
3.3)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至每个脉冲熔断器管壳表面温度Tfuse满足条件：Tin-1℃≤Tfuse≤Tin+1℃，且同时脉冲熔断器冷却降温时间达到ΔT1；
3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；
3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到某一只脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成所有脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出，则该分断的脉冲熔断器载流寿命Nlife＝i*n或者tlife＝i*nT0；
3.6)拆下步骤3.5)中分断的脉冲熔断器，将剩余脉冲熔断器继续串联成一个整体继续放置于恒温箱中；
3.7)重复执行步骤3.1)至步骤3.6)，直至所有脉冲熔断器分断为止，获得所有脉冲熔断器载流寿命，完成所有脉冲熔断器寿命的考核。


4.根据权利要求3所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于：步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。


5.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定等效脉冲直流加载方式
1.1)载流发热直流等效处理
设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f0，脉冲熔断器室温下静态电阻为Rf0；脉冲熔断器每次工作时间为T1，在脉冲熔断器每次工作时间T1内，载流时间为T0，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q1，发热量Q1对应的直流载流等效电流为I0，Q1和I0通过以下公式计算：






1.2)间歇式散热等效处理
脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，则脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT1＝n(T0+ΔT)，工作总时间T内总载流时间teff＝nT0，总停歇时间toff＝T-teff＝nΔT；在工作总时间T内将teff按m+1等分、toff按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，苏建仓，郑磊，喻斌雄，李锐，王希波，
申请(专利权)人：西北核技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61