一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法技术

一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法，该评估方法的流程图如图2所示。其评估步骤为：通过冲击发生器对ZnO压敏电阻进行冲击，通过记录冲击次数和测得的冲击后的温度值得到ZnO压敏电阻在不同冲击次数和温度下的工作电流因子，最终结合工作电流因子和工作电压因子得到ZnO压敏电阻的老化状态评估因子，根据计算得出的ZnO压敏电阻的老化状态评估因子判断ZnO压敏电阻的老化状态。本发明专利技术的有益效果在于提供了一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法，并搭建了试验平台，且主要实现方法就是考虑ZnO压敏电阻的老化状态评估因子，对电力通信系统的稳定运行具有重要意义。有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法


[0001]本专利技术属于压敏电阻老化防护领域，特别是一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法。

技术介绍

[0002]ZnO压敏电阻优良的非线性特性使其在电力通信系统中得到了广泛的应用，ZnO压敏电阻是电涌保护器及避雷器内部的核心器件，ZnO压敏电阻的主要作用是防止雷电流和过电压的冲击而导致设备损坏。在实际应用中ZnO压敏电阻会因为雷电流及过电压等因素而发生老化、甚至完全失效，从而大大减少使用寿命，ZnO压敏电阻一旦损坏，雷电流及过电压会对电力设备造成不可预估的危害，严重的甚至会波及到整个电力通信系统。所以了解ZnO压敏电阻的老化状态对于电力通信系统的稳定运行有着重大的意义。
[0003]现在很少有考虑基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的研究。本专利技术将ZnO压敏电阻的冲击次数及温度因素结合分析，通过ZnO压敏电阻的工作电流及工作电压综合考虑，得到ZnO压敏电阻的老化状态评估因子，通过老化状态评估因子对ZnO压敏电阻进行老化评估。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法。其特征在于，首先搭建了一个试验评估平台，所述平台包括：上位机、冲击控制装置、冲击发生装置、高压同轴线缆、开关、恒温型试验箱、ZnO压敏电阻试品、红外温度拍摄仪、温度监测仪、电压检测装置、数据采集器、数据处理器、接地网；
[0005]所述上位机与冲击控制装置的输入端相连，冲击控制装置的输出端与冲击发生装置的输入端相连，冲击发生装置的底座与接地网相连；
[0006]冲击发生装置的输出端与高压同轴线缆的上端相连，高压同轴线缆的下端与开关的左端相连，开关的右端与ZnO压敏电阻试品的上端相连，ZnO压敏电阻试品的下端与电压检测装置的输入端相连，电压检测装置的输出端与冲击发生装置底座相连形成回路；
[0007]所述ZnO压敏电阻试品置于恒温型试验箱之中，红外温度拍摄仪置于恒温型试验箱之中；
[0008]所述上位机与红外温度拍摄仪的输入端相连，红外温度拍摄仪的输出端与温度监测仪的输入端相连，温度监测仪的输出端与数据采集器的输入端相连，电压检测装置与数据采集器的输入端相连；
[0009]数据采集器的输出端与数据处理器的输入端相连，数据处理器的输出端与上位机相连；
[0010]一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法包括以下步骤：
[0011]S1：闭合开关，通过上位机对冲击控制装置发出控制信号，使冲击发生装置对ZnO压敏电阻试品发出冲击，并通过电压检测装置测得ZnO压敏电阻试品的工作电压，断开开
关，在上位机中记录冲击次数，重复上述步骤n次；
[0012]S2：将恒温试验箱的温度调在20℃，通过上位机控制恒温型试验箱中的红外温度拍摄仪(8)对每一次冲击后的ZnO压敏电阻试品进行拍摄，并在温度监测仪中得到冲击完成后的温度数据；
[0013]S3：将测量到的工作电压及温度信号传输至数据采集器，数据采集器将收集到的信号通过数据处理器传输至上位机中；
[0014]S4：计算得出ZnO压敏电阻的工作电流因子I
s
：
[0015][0016]式(1)中，n为冲击次数，T为ZnO压敏电阻试品的温度，δ为误差系数，x为积分变量；
[0017]S5：采用遗传算法对公式(1)进行优化建模，得出使误差最小的δ
a
值，具体步骤为：
[0018]1)随机生成初始解δ，计算目标函数f(δ)：
[0019][0020]式(2)中f(δ)表示目标函数，I
m
为第m次工作电流的基准值，I
sm
为第m次工作电流的计算值，N为冲击总次数，N＝50；
[0021]2)产生扰动新解δ'，计算目标函数Δf＝f(δ)
‑
f(δ')；若Δf≥0，则接受新解，否则，按概率接受准则获得新解；
[0022]3)判断是否达到迭代次数，若达到转第4)步，否则，转第2)步；
[0023]4)判断是否满足终止条件，若满足则运算结束，输出最优解，否则重置迭代次数转第2)步；
[0024]S6：将S5中得出的δ
a
代入公式(1)得到优化后的ZnO压敏电阻的工作电流因子I
a
计算公式：
[0025][0026]式(3)中，n为冲击次数，T为ZnO压敏电阻试品的温度，δ
a
为优化后的误差系数，x为积分变量；
[0027]S7：计算ZnO压敏电阻老化状态评估因子α：
[0028][0029]式(4)中，U为ZnO压敏电阻两端的工作电压因子，I
a
为优化后的工作电流因子；
[0030]当α∈[50,+∞)时，表征ZnO压敏电阻正常；α∈[10,50)时，表征ZnO压敏电阻已发生轻微老化；当α∈(10,0]时，表征ZnO压敏电阻已严重老化。
[0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032]1)主要通过上位机进行远程操作，操作简单、方便且安全；
[0033]2)恒温型试验箱能够保持ZnO压敏电阻的环境温度不变，本专利技术设置环境温度为20℃能够提高试验的精确度；
[0034]3)通过ZnO压敏电阻老化状态评估因子能够较为准确判断ZnO压敏电阻的老化状态，若有老化情况及时对试品进行处理；
附图说明
[0035]图1是本专利技术的结构图；
具体实施方式
[0036]以下将结合附图进一步对本专利技术的具体实施方式进行说明，本专利技术包含以下步骤：
[0037]一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法，其特征在于，首先搭建了一个试验评估平台，所述平台包括：上位机(1)、冲击控制装置(2)、冲击发生装置(3)、高压同轴线缆(4)、开关(5)、恒温型试验箱(6)、ZnO压敏电阻试品(7)、红外温度拍摄仪(8)、温度监测仪(9)、电压检测装置(10)、数据采集器(11)、数据处理器(12)、接地网(13)；
[0038]所述上位机(1)与冲击控制装置(2)的输入端相连，冲击控制装置(2)的输出端与冲击发生装置(3)的输入端相连，冲击发生装置(3)的底座与接地网(13)相连；
[0039]冲击发生装置(3)的输出端与高压同轴线缆(4)的上端相连，高压同轴线缆(4)的下端与开关(5)的左端相连，开关(5)的右端与ZnO压敏电阻试品(7)的上端相连，ZnO压敏电阻试品(7)的下端与电压检测装置(10)的输入端相连，电压检测装置(10)的输出端与冲击发生装置(3)底座相连形成回路；
[0040]所述ZnO压敏电阻试品(7)置于恒温型试验箱(6)之中，红外温度拍摄仪(8)置于恒温型试验箱(6)之中；
[0041]所述上位机(1)与红外温度拍摄仪(8)的输入端相连，红外温度拍摄仪(8)的输出端与温度监测仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法，其特征在于，首先搭建了一个试验评估平台，所述平台包括：上位机(1)、冲击控制装置(2)、冲击发生装置(3)、高压同轴线缆(4)、开关(5)、恒温型试验箱(6)、ZnO压敏电阻试品(7)、红外温度拍摄仪(8)、温度监测仪(9)、电压检测装置(10)、数据采集器(11)、数据处理器(12)、接地网(13)；所述上位机(1)与冲击控制装置(2)的输入端相连，冲击控制装置(2)的输出端与冲击发生装置(3)的输入端相连，冲击发生装置(3)的底座与接地网(13)相连；冲击发生装置(3)的输出端与高压同轴线缆(4)的上端相连，高压同轴线缆(4)的下端与开关(5)的左端相连，开关(5)的右端与ZnO压敏电阻试品(7)的上端相连，ZnO压敏电阻试品(7)的下端与电压检测装置(10)的输入端相连，电压检测装置(10)的输出端与冲击发生装置(3)底座相连形成回路；所述ZnO压敏电阻试品(7)置于恒温型试验箱(6)之中，红外温度拍摄仪(8)置于恒温型试验箱(6)之中；所述上位机(1)与红外温度拍摄仪(8)的输入端相连，红外温度拍摄仪(8)的输出端与温度监测仪(9)的输入端相连，温度监测仪(9)的输出端与数据采集器(11)的输入端相连，电压检测装置(10)与数据采集器(11)的输入端相连；数据采集器(11)的输出端与数据处理器(12)的输入端相连，数据处理器(12)的输出端与上位机(1)相连；一种基于温度影响下的ZnO压敏电阻老化状态的评估方法包括以下步骤：S1：闭合开关(5)，通过上位机(1)对冲击控制装置(2)发出控制信号，使冲击发生装置(3)对ZnO压敏电阻试品(7)发出冲击，并通过电压检测装置(10)测得ZnO压敏电阻试品(7)的工作电压，断开开关(5)，在上位机(1)中记录冲击次数，重复上述步骤n次；S2：将恒温试验箱的温度调在20℃，通过上位机(1)控制恒温型试验箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东阳，杨佳伟，林智聪，俞剑飞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：