[发明专利]基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法

权利要求书

1.一种基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取电涌保护器样片；

2)基于雷电冲击实验平台对电涌保护器样片进行冲击老化实验；

3)测量电涌保护器样片在冲击过程中电气的动态参数和在老化冷却后电气的静态参数，并记录电涌保护器样片在冲击过程中的温度分布和温度变化曲线；

4）建立电涌保护器样片的冲击过程中动态参数与老化后静态参数的关系，以及建立温度同吸收能量、老化程度之间的函数关系；

5）采用神经网络算法，建立电涌保护器老化失效预警数学模型，用于对电路系统使用中的电涌保护器进行提前预警；

所述步骤1）选取的电涌保护器样片为两片同一型号的ZnO压敏电阻，分别编号为S1和S2；

所述步骤2）进行冲击老化实验具体为，利用电流波对ZnO压敏电阻进行五组冲击试验，S1和S2采用的冲击电流幅值不相等；第一、二组冲击次数均为x次，第三组冲击次数为 y次，第四、五组冲击次数均为z次，每次冲击的时间间隔为m1分钟；每组冲击实验完成后，间隔m2分钟开始下一组实验；其中， x、y、z、m1、m2均为常数；

或者，

所述步骤1）选取的电涌保护器样片为两种，分别是单片34S621K压敏电阻和双片34S621K压敏电阻；所述单片34S621K压敏电阻和双片34S621K压敏电阻采用的标称放电电流和最大放电电流、以及冲击电流幅值均不相等，且每种样片的冲击电流幅值均采用间隔提档方式呈若干档；

所述步骤2）进行冲击老化实验具体为，在每种样片的同一档冲击电流幅值情况下，利用电流波对该种样片进行五组冲击实验，第一、二组冲击次数均为a次，第三组冲击次数为b次，第四、五组冲击次数均为c次，每次冲击的时间间隔为n1分钟；每组冲击实验完成后，间隔n2分钟开始下一组实验；其中，a、b、c、n1、n2均为常数。

2.根据权利要求1所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述电流波采用8/20μs电流波，所述S1和S2采用的冲击电流幅值分别为20 kA和25 kA，所述x =3、y= 6、z=10、m1=1、m2=30。

3.根据权利要求1所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述单片34S621K压敏电阻的标称放电电流In=20kA、最大放电电流Imax=40kA，所述双片34S621K压敏电阻的标称放电电流In=40kA、最大放电电流Imax=80kA；

对单片34S621K压敏电阻，冲击电流幅值从5kA到40kA进行间隔5kA的提档；对双片34S621K压敏电阻，冲击电流幅值从10kA到80kA进行间隔10kA的提档；

所述电流波采用8/20μs电流波，所述a =3、b= 6、c=10、n1=1、n2=30。

4.根据权利要求1所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述雷电冲击实验平台包括SSGA200-180冲击发生器、Psurge30.2混合波发生器、多功能SPD测试仪、热稳定仪和热成像仪；

所述SSGA200-180冲击发生器用于提供冲击电流，所述Psurge30.2混合波发生器用于测量动态参数，所述多功能SPD测试仪用于测量冲击老化实验后的老化冷却后的静态参数，所述热稳定仪和热成像仪用于测量冲击过程中的温度分布。

5.根据权利要求4所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述步骤3）中的电涌保护器样片在冲击过程中的温度分布是通过热成像仪对电涌保护器样片表面全境进行热成像后，获得发热点位置和热蔓延方向。

6.根据权利要求1所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述动态参数包括残压，所述静态参数包括漏电流、伏安特性、非线性系数和内阻。

7.根据权利要求1所述的基于温度分布的电涌保护器老化失效预警方法，其特征在于：所述步骤4）中建立温度同吸收能量、老化程度之间的函数关系是根据每次的冲击电流和波形计算出冲击能量，再根据电涌保护器样片的温度变化曲线，以及结合电涌保护器样片的散热模型来建立温度同吸收能量、老化程度之间的函数关系。