[发明专利]一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置，通过采用切比雪夫多项式作为分析基函数，使用测量数据直接实现多项式系数的计算，无需迭代数值运算，增强了计算结果的可靠性，不同于非线性指数的描述方法，该方案利用多阶系数构建谱线，有效扩展了曲线特征的描述能力，明显降低了小电流区间的解析表征误差。

技术领域

本申请涉及高电压金属氧化物限压器领域，具体涉及一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法，同时涉及一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析装置。

背景技术

金属氧化物限压器(MOV)被广泛应用于包括电子产品、电力设备以及电力线路等不同规模的系统当中，其主要功能是实现雷电波、操作波以及瞬态过电压的防护。作为一种烧结而成的陶瓷阀片，MOV具有明显的非线性伏安特性，额定电压下MOV阀片表现出极大的阻抗，仅流过幅值很小的泄露电流。在过电压情况下，阀片快速转换为低阻导通状态，通过构造电流旁路，耗散冲击能量，最终实现系统的核心元件保护。

受各种客观因素影响，MOV阀片的电气特性可能会发生不可逆的劣化。额定电压运行下泄漏电流的有功分量持续产生热量，使得阀片随时间逐渐劣化。此外，潮湿的工况极易导致泄漏电流增加，污垢容易导致阀片电位不均，短时过电压则有可能造成阀片的冲击性损伤。在上述因素的长时间作用下，阀片的劣化程度不断加剧，甚至导致阀片击穿爆炸。为了避免MOV阀片劣化的恶性事故，有必要对阀片自身特征展开研究分析。

自上世纪80年代以后，MOV的状态评估技术逐渐成为了工程与学术的研究焦点，其主要理论依据在于MOV小电流区电学特征与材料劣化状态存在明显相关性。因此，针对阀片特征曲线的小电流区展开分析，对MOV的状态监测评估与系统整体的高可靠运行具有重要意义。

在开展阀片的特征分析与状态监测的过程中，通常以MOV特征曲线作为理论基础，而小电流区固有特征的有效分析则具有重要的工程意义。因此，开展一种金属氧化物限压器的小电流区曲线特征分析方法研究，能够为MOV阀片状态的评估提供更为全面的依据参考。

为了实现上述目标，国内外研究学者及工程人员提出了多种MOV阀片特性曲线解析方法，但这些方法均各自存在应用局限。采用多项式结构的特征曲线描述方法可以较好地解决上述问题。较为常见的是使用5阶多项式对MOV特性曲线的小电流区进行函数插值，考虑到特性曲线的小电流区通常跨越3-4个数量级，可选择在对数坐标系下进行多项式表达。然而，现有多项式法的各项系数均是由数值优化算法迭代得到，这种方法得到的多项式系数受迭代的过程影响较大，系数的物理意义也不明确，不利于其在状态评估、在线监测等领域的应用。

发明内容

本申请提供一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法及装置，解决现有技术对小电流区的特征曲线描述计算结果不可靠、误差大的问题。

本申请提供一种金属氧化物限压器小电流区的特征分析方法，包括：

确定金属氧化物限压器的小电流区间，采集所述区间内多组金属氧化物限压器流经电流有效值及端电压有效值数据；

将所述流经电流有效值及端电压有效值数据进行变换，获得多组所述电流密度及电压梯度数据；

根据切比雪夫多项式零点表达式，将所述电流密度及电压梯度数据进行插值计算，获得零点数据；通过递推计算切比雪夫多项式表达式，构建金属氧化物限压器小电流区的特征分析基函数；通过计算所述切比雪夫多项式零点表达式的系数，获得金属氧化物限压器小电流区的多项式表达式；

根据所述切比雪夫多项式零点表达式的各阶通项的展开系数，构建谱线进行系统谱特性分析，通过对所述谱线进行系数谱特性分析，完成金属氧化物限压器小电流区的特征分析。

优选的，确定金属氧化物限压器的小电流区间，采集所述区间内多组金属氧化物限压器流经电流有效值及端电压有效值数据，包括：