【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流避雷器用氧化锌压敏电阻状态评估，尤其涉及一种直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法及系统。
技术介绍
1、zno压敏电阻具有优异的非线性伏安特性，是直流避雷器的核心器件，被广泛应用电力系统的过电压保护，维护电力设备的安全稳定运行。由于zno压敏电阻长期与电力设备并联运行，不可避免地发生老化，一般表现为功耗（泄漏电流）的上升，给电力设备的绝缘保护水平带来潜在威胁。然而，随着生产技术水平的发展，氧化锌压敏电阻的功耗不再一成不变地上升，根据老化功耗趋势，可将zno压敏电阻分为，稳定型、介稳型以及不稳定型，稳定型的功耗随老化时间增加持续下降，介稳型的功耗先下降后持续上升，不稳定型的功耗随老化时间增加不断上升。
2、目前，直流避雷器的老化状态评估主要以来阿雷尼乌斯公式，对上升的功耗（泄漏电流）进行分析。然而，稳定型zno压敏电阻的非阿雷尼乌斯老化特性已经难以通过功耗进行评价；同时，功耗存在显著的电压依赖特性，且受到环境温度、气氛的显著影响，已经难以准确地表征zno压敏电阻的老化程度，限制了直流避雷器进一步的发展与应用。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法及系统，解决了直流避雷器用zno压敏电阻耐老化能力评估结果不可靠的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供了一种直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，包括：
4、获取用于老
5、对所述测试通道分别进行x射线衍射光谱以及x射线光电子能谱测试，得到未老化时的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能；
6、对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行不同预设时间长度的加速老化测试，得到不同老化程度的测试通道；其中，加速老化测试包括对平行银电极施加直流老化电压，同时对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热；
7、对不同老化程度的测试通道进行x射线衍射光谱以及x射线光电子能谱测试，得到不同老化程度的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能；判断不同老化程度下zno（002）晶面和zn2p轨道结合能，相对于未老化时的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能的偏移程度，作为氧化锌压敏电阻的老化状态评估结果。
8、作为本专利技术的一个可选方案，对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热，包括：
9、对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热时，所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品放置于氧化铝加热板上，利用氧化铝加热板对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热。
10、作为本专利技术的一个可选方案，所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面被覆有平行银电极；其中，所述平行银电极通过离子溅射或低温银浆涂敷的方法，在所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面进行被覆得到。
11、作为本专利技术的一个可选方案，所述测试通道的宽度为0.5~1 mm。
12、作为本专利技术的一个可选方案，进行x射线衍射光谱时，按照如下方式进行：
13、通过x射线衍射仪进行x射线衍射光谱测试；其中，x射线衍射仪的扫描范围为10∼80°，扫描速度为4°/min，步长小于等于0.02°，采用cu靶辐射，工作电压40 kv，获得zno（002）晶面的衍射峰。
14、作为本专利技术的一个可选方案，进行x射线光电子能谱测试时，按照如下方式进行：
15、通过x射线光电子能谱仪进行x射线光电子能谱测试；其中，x射线光电子能谱仪的测试结合能范围为0~1350 ev，步长小于等于0.1 ev，得到zn2p的轨道峰。
16、作为本专利技术的一个可选方案，对平行银电极施加直流老化电压时，直流老化电压施加在平行银电极中的一侧，平行银电极的另一侧接地，施加的直流老化电压为0.8~0.9 u1ma， u1ma为流经通道电流为1 ma时对应的电压。
17、作为本专利技术的一个可选方案，对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热时，老化温度设定为100℃~180℃。
18、作为本专利技术的一个可选方案，判断不同老化程度下zno（002）晶面和zn2p轨道结合能，相对于未老化时的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能的偏移程度，作为氧化锌压敏电阻的老化状态评估结果，包括：
19、将不同老化程度下zno（002）晶面和zn2p轨道结合能，分别与对应的未老化时的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能进行比较；
20、若zno（002）晶面的衍射峰以及zn2p轨道结合能的轨道峰位置不变，则判定直流避雷器用氧化锌压敏电阻的老化程度较小；
21、若zno（002）晶面的衍射峰出现大于等于0.02°的减小，或zn2p轨道结合能的轨道峰出现0.5 ev以上的下降，则判定直流避雷器用氧化锌压敏电阻的老化程度严重。
22、本专利技术第二方面，提供了一种用于实现上述直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法的系统，包括：
23、x射线衍射仪，用于对未老化以及不同老化程度的测试通道进行x射线衍射光谱测试，以得到未老化时的zno（002）晶面，以及不同老化程度的zno（002）晶面；
24、x射线光电子能谱仪，用于对未老化以及不同老化程度的测试通道进行x射线光电子能谱测试，以得到未老化时的zn2p轨道结合能，以及不同老化程度的zn2p轨道结合能；
25、对比评估模块，用于判断不同老化程度下zno（002）晶面和zn2p轨道结合能，相对于未老化时的zno（002）晶面和zn2p轨道结合能的偏移程度，作为氧化锌压敏电阻的老化状态评估结果。
26、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
27、本专利技术通过对直流避雷器用zno压敏电阻单面被覆平行银电极，对银电极之间表面通道进行直流老化，测试该通道区域未老化、以及不同老化阶段下xrd以及xps谱图，获得zno（002）衍射峰以及zn2p轨道峰的分布情况，从而确定老化后zno（002）衍射峰以及zn2p轨道峰的偏移情况，在理化结构层面对直流避雷器用zno压敏电阻的老化状态进行判定，规避了功耗（泄漏电流）评判老化状态不准确的影响，能够精准地对直流避雷器用zno压敏电阻的耐老化能力进行评价，提高了zno压敏电阻的耐老化能力评估结果的可靠性。
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1.一种直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热，包括：
3.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面被覆有平行银电极；其中，所述平行银电极通过离子溅射或低温银浆涂敷的方法，在所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面进行被覆得到。
4.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，所述测试通道的宽度为0.5~1 mm。
5.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，进行X射线衍射光谱时，按照如下方式进行：
6.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，进行X射线光电子能谱测试时，按照如下方式进行：
7.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，对平行银电极施加直流
8.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热时，老化温度设定为100℃~180℃。
9.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，判断不同老化程度下ZnO（002）晶面和Zn2p轨道结合能，相对于未老化时的ZnO（002）晶面和Zn2p轨道结合能的偏移程度，作为氧化锌压敏电阻的老化状态评估结果，包括：
10.一种用于实现权利要求1~9任一项所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法的系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，对直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品进行加热，包括：
3.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面被覆有平行银电极；其中，所述平行银电极通过离子溅射或低温银浆涂敷的方法，在所述直流避雷器用氧化锌压敏电阻样品的单面进行被覆得到。
4.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，所述测试通道的宽度为0.5~1 mm。
5.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，进行x射线衍射光谱时，按照如下方式进行：
6.根据权利要求1所述的直流避雷器用氧化锌压敏电阻老化状态评估方法，其特征在于，进行x射线光电子能谱测试时...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乔森，蒋程，武康宁，苏春园，于洋，徐正，张远航，裴迅，刘扬，贺东旭，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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