[发明专利]一种ZnO电阻片吸收能量等效分析方法、装置及介质

说明书

一种ZnO电阻片吸收能量等效分析方法、装置及介质，首先通过冲击电流试验得到ZnO电阻片动态伏安特性，将电流‑电压最大值点连线绘制成静态伏安特性曲线；对静态曲线进行拟合得到特性公式，在给定的电压或者电流波形下可以计算得到电阻片吸收能量；随着电流波形波头时间增加，通过静态伏安特性曲线进行吸收能量模拟计算与实际波形的等效性越好。本发明首次提出基于静态伏安特性曲线拟合的电阻片吸收能量计算方法，适用于多柱并联避雷器组吸收能量分布特性的研究；特高压电力系统中，避雷器所面临吸收巨大能量的严峻工况为开关操作或故障，其波形波头时间都相对较长，此计算方法的等效性较好。

技术领域

本发明涉及ZnO电阻片试验领域，具体涉及一种ZnO电阻片吸收能量等效分析方法、装置及介质。

背景技术

ZnO压敏电阻由于具有良好的非线性伏安特性，用于电力系统各种场合的过电压抑制。随着我国特高压快速发展，尤其是在直流输电工程换流站中绝缘配合复杂，避雷器应用种类多，也随之出现了较多故障。经分析研究，在避雷器限制过电压耐受能量的过程中，主要原因之一是受电阻片伏安特性偏差的影响，在大能量耐受时部分电阻片老化较快、率先损坏形成雪崩效应，导致避雷器击穿、系统接地闭锁。

为解决在高电压等级电力系统中避雷器组故障问题，避雷器组整体可靠性亟需进一步开展研究。目前关于电阻片动态特性及机理分析、等效电路、冲击特性等方面的研究已较为成熟。在针对避雷器组中各电阻片能量分布及老化特性的研究中，电阻片耐受能量计算方法及其等效性是一个重要环节。

为计算电阻片吸收的能量，可通过试验测量波形计算、等值电路模型计算以及静态伏安特性曲线计算的方法。在避雷器试验中，不可能直接测量得到每一片电阻片上的电流及电压波形，只能通过对电阻片伏安特性的分析，通过等效计算的方式模拟避雷器组中各个电阻片在经受过电压时的耐受能量分布，进而计算其局部老化趋势的快慢。

有关电阻片等值电路模型，现有研究主要包括非线性模型、IEEE模型、Pinceti模型和Fernandez模型，这几种等值电路在仿真模拟1μs波头电流、8/20μs电流、30/60μs电流时及元件参数计算方面各有优势。对这几种模型得到的波形进行吸收能量计算结果显示，针对上述三种不同波形的电流模拟计算中，计算得到的吸收能量误差有大有小。在1μs波头电流下，非线性模型计算得到吸收能量的误差不超过2％，但其他模型计算得到的误差普遍超过10％，最大到40％。可以看出通过等值电路进行计算没有一个通用的模型可以使电阻片吸收能量计算误差较小。并且这种方法需要针对每片电阻片进行参数确定并通过仿真得到波形，在大规模并联避雷器组中难以实现。

发明内容

本发明提出的一种ZnO电阻片吸收能量等效分析方法、装置和介质，可解决现有的相关计算方法，计算得到的吸收能量误差较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种ZnO电阻片吸收能量等效分析方法，包括：

S100、通过冲击试验回路进行ZnO电阻片冲击电流试验，得到实际电流、电压波形；

S200、对每一次冲击试验的电压、电流波形取最大值点，得到静态伏安特性；

S300、通过曲线拟合的方法得到电阻片在不同波形电流时的静态伏安特性方程；

S400、根据方程计算电阻片吸收能量，根据实验波形计算电阻片实际吸收能量；

S500、对比获得特性方程计算电阻片吸收能量的等效性。

进一步的，所述S300、通过曲线拟合的方法的得到电阻片在不同波形电流时的静态伏安特性方程；

具体包括：

对之前测量的电阻片静态伏安特性曲线进行拟合，使用MATLAB的curve fitting工具箱power2指数函数U＝A*I^B+C，