[发明专利]一种氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法

权利要求书

1.一种氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待测大尺寸的氧化锌电阻片进行切割，得到能够用于介电性能测试的薄片；

2)测试薄片的介电性能，得到薄片的介电性能数据，包括：复介电常数虚部ε”和频率f；

3)以复介电常数虚部ε”为纵坐标，频率f为横坐标，得到复介电常数虚部ε”在随频率f的变化规律；然后在不同的温度点下测量，得到复介电常数虚部谱ε”～f均出现两个损耗峰，按Arrhenius公式计算出各个损耗峰对应的松弛活化能，通过松弛活化能辨识出由锌填隙本征缺陷引起的损耗峰；

4)取薄片在-100℃下的复介电常数虚部谱ε”～f进行分峰拟合，单独提取出由锌填隙缺陷引起的损耗峰所对应的拟合曲线，得到锌填隙本征缺陷等效浓度系数k₂，根据锌填隙本征缺陷等效浓度系数k₂预测得到电阻片的直流老化寿命。

2.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，步骤2)中，测试薄片的介电性能时：在温度范围为-110℃～-60℃时，从低温到高温以10℃为一个间隔对薄片进行介电测量；且在同一个温度下，频率范围为10^-1Hz～10⁶Hz，从高频到低频以1.5倍递减的比例对薄片进行测量。

3.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，步骤3)中，计算松弛活化能u的Arrhenius公式如下：

式中，f_m是松弛损耗峰对应的频率，单位为Hz；T是绝对温度，单位为K；τ₀是与温度无关的常数；u是松弛活化能，单位为eV；k是玻尔兹曼常数，值为1.381×10^-23J/K。

4.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，步骤4)中，对复介电常数虚部谱ε”～f进行拟合分峰时，采用的公式如下：

式中：第一项是电导项，第二项是松弛损耗项；ω是角频率；k₀是电导项的系数；k_i(i＝1,2)是第i种松弛损耗的系数，表示缺陷等效浓度；τ_i(i＝1,2)是第i种松弛损耗的分布松弛时间最大几率值，单位为s；α₀是电导项的指数，范围为[-1,0]。

5.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，将待测大尺寸的氧化锌电阻片切割成厚度为1～2mm的薄片。

6.根据权利要求1或5所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，薄片在进行介电性能测试前，先将薄片进行打磨，然后以蒸馏水或酒精为清洗液，超声清洗4～6次，每次15分钟；在70℃下将薄片烘干后被金电极以备测试。

7.根据权利要求1所述的氧化锌避雷器电阻片直流老化寿命的预测方法，其特征在于，步骤4)中，根据锌填隙本征缺陷等效浓度系数k₂预测电阻片的直流老化寿命，具体结论如下：

当0＜k₂≤15时，氧化锌电阻片抗直流老化性能良好；

当15＜k₂≤30时，氧化锌电阻片抗直流老化性能一般；

当k＞30时，氧化锌电阻片抗直流老化性能较差。