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专利号: 2021113449413
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于能量吸收的多脉冲下ZnO电阻片性能评估方法,其特征在于,该ZnO电阻片性能评估方法是基于ZnO电阻片性能试验评估平台,该平台包括智能操作控制平台(1)、多脉冲冲击电流发生器(2)、多脉冲冲击信号控制线(3)、冲击高压试验箱(4)、冲击电流高压注入线缆(5)、高压试验金属片上(61)、高压试验金属片下(62)、冲击电流高压回流线缆(7)、氧化锌电阻片试验样品(8)、冲击数据采集装置(9)、冲击数据处理终端(10)、冲击数据记录服务器(11);

所述智能操作控制平台(1)经过多脉冲冲击信号控制线(3)与多脉冲冲击电流发生器(2)电连接;

所述多脉冲冲击电流发生器(2)与冲击数据采集装置(9)输入端相连接,并分别通过冲击电流高压注入线缆(5)以及冲击电流高压回流线缆(7)与高压试验金属片上(61)和高压试验金属片下(62)相连接,氧化锌电阻片试验样品(8)放置于高压试验金属片上(61)与高压试验金属片下(62)之间,并良好接触;所述高压试验金属片上(61)、高压试验金属片下(62)与氧化锌电阻片试验样品(8)均放置于冲击高压试验箱(4)内部;

所述冲击数据采集装置(9)的输出端与冲击数据处理终端(10)的输入端相连接,冲击数据处理终端(10)的输出端与冲击数据记录服务器(11)相连接;

试验评估方法包括以下步骤:

S1:通过多脉冲冲击电流发生器(2)对氧化锌电阻片试验样品(8)进行多脉冲冲击试验,具体步骤为:通过智能操作控制平台(1)设置多脉冲冲击电流发生器(2)产生的冲击电流峰值恒定为Ip,设置多脉冲数量为N,点击智能操作控制平台(1)上的触发按钮,触发信号经过多脉冲冲击信号控制线(3)传输至多脉冲冲击电流发生器(2),多脉冲冲击电流发生器(2)对氧化锌电阻片试验样品(8)施加多脉冲冲击,冲击数据采集装置(9)采集到氧化锌电阻片试验样品(8)的残压峰值Up以及多脉冲冲击持续时间T,并将所采集到的数据传输至冲击数据处理终端(10)进行计算处理得到吸收能量实测值wr,改变多脉冲数量,得到不同脉冲数量下的吸收能量实测值wrj,并最终传输至冲击数据记录服务器(11)进行保存;

S2:根据试验得到的冲击电流峰值Ip,多脉冲数量N以及多脉冲冲击持续时间T,计算多脉冲冲击下氧化锌电阻片的能量吸收基准值w:式(1)中,A与L是氧化锌电阻片的面积和直径,N为多脉冲数量,Ip为冲击电流峰值,Up为残压峰值,T为施加多脉冲持续时间,n为误差系数,v为积分变量,w为氧化锌电阻片能量吸收的基准值;

S3:采用智能算法对公式(1)进行优化建模,得出使误差最小的n0值,具体步骤为:

1)初始化参数,随机生成初始解n,计算目标函数f(n):

式中,f(n)表示目标函数,wj为第j种脉冲数量情况下的氧化锌电阻片的能量吸收基准值,wrj为第j种脉冲数量情况下的能量吸收的实测值,m为对应实测值数据组数;

2)计算适应度值,并进行排序,产生更新解n',计算目标函数△f=f(n)‑f(n');若△f≥0,则接受新解,否则,按概率接受准则获得新解;

3)判断是否达到迭代次数,若达到转第4)步,否则,转第2)步;

4)判断是否满足终止条件,若满足则运算结束,返回最优解,否则重置迭代次数转第2)步;

S4:根据步骤S3优化得出的最优值n0代入公式(1),得到优化后的氧化锌电阻片的能量吸收基准值计算公式:式(3)中,w0为优化后的氧化锌电阻片能量吸收基准值,n0为优化后的误差系数;

S5:计及多脉冲的不同时间间隔下,计算对氧化锌电阻片性能的影响因素g:

式(4)中,Δt为多脉冲的时间间隔,g为不同时间间隔下的电阻片性能的影响因素;

S6:根据计算得到的优化后电阻片能量吸收基准值w0与不同时间间隔下的电阻片性能的影响因素g,计算计及不同时间间隔下氧化锌电阻片在多脉冲冲击下的能量吸收评估因子wi:式(5)中,ws为氧化锌电阻片吸收能量临界标准值,wi为能量吸收评估因子;

S7:基于上述步骤进行评估,当wi∈(0,1]时,表征氧化锌电阻片性能状态正常;当wi∈(1,+∞)时,表征氧化锌电阻片性能已大幅度降低,应尽快更换。