CN111257801B - 重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法，解决现有技术难以测试逆变电源中脉冲熔断器的高频谐振载流寿命的问题。该考核方法包括以下步骤：1)确定等效脉冲直流加载方式，具体包括载流发热直流等效处理、间歇式散热等效处理；2)装配脉冲熔断器，脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in‑1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；3)脉冲熔断器载流寿命考核，具体为设置电源的输出直流电流幅度、电源每组考核的时间参数，直到脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，则脉冲熔断器载流寿命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀。

Description

重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法

技术领域

本发明涉及脉冲熔断器载流寿命考核预测方法，具体涉及一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法。

背景技术

熔断器是一种短路过流保护器件，广泛应用于电力电子、逆变电源、新能源汽车电池、舰船动力系统、高铁机车、航空航天等领域。根据载流电流的不同特性，熔断器可分为直流熔断器、交流熔断器、脉冲熔断器等类型。熔断器的核心功能有两个，分别为系统正常运行情形下实现载流功能、系统短路过流情形下实现快速分断保护功能。熔断器通过特殊结构的熔体载流，载流过程中会发热导致熔体逐渐老化，即使未发生短路过流异常，老化后的熔体也会自然分断造成电路系统运行中断。因此，熔断器的正常载流寿命也是衡量熔断器性能指标优劣的关键参数。

在高频逆变电源等应用场合下，一般采用脉冲熔断器接入逆变电源母线，熔断器承载高频脉冲电流。对于串联谐振、串并联谐振等逆变电源，其负载一般为高压电容，逆变电源对高压电容负载充电的一般过程如下：谐振频率为f₀的逆变电源对高压电容充电到电压U₀后暂停充电，充电时间为T₀，熔断器随着逆变电源高频谐振载流时间亦为T₀；高压负载电容从U₀开始放电，然后等待一段时间后逆变电源再重新开始下一次充电，高压负载电容充电到U₀后电源再次暂停充电；如此重复。设高压负载电容从充电达到U₀时刻到下一次开始充电起始时刻之间的间隔为ΔT，设逆变电源对高压负载电容充电U₀的重复频率为f(f＝1/(T₀+ΔT))。熔断器会随着逆变电源按谐振频率f₀谐振载流T₀时间，停止ΔT时间，再按照重复频率f重复前述间歇式运行过程，熔断器最终间歇式运行T时间后完全停止。对于上述常见的高频逆变电源母线脉冲熔断器载流过程，熔断器熔体间歇性载流发热、冷却，在这种反复的发热膨胀拉升、降温冷却收缩冲击下，熔断器载流老化和载流寿命测评变得非常困难，通常的直流或交流通流测试方法已不再适用。如果按实际应用条件研制一套逆变电源来考核、测评熔断器的载流寿命，成本十分高昂，而且逆变电源和负载电容系统充放电所要求的操作专业性高，对于熔断器生产厂家而言也很难实现。此外，对于脉冲熔断器载流寿命的预测，更是无从谈起。

综上所述，为了考核测试逆变电源中脉冲熔断器的高频谐振载流寿命，迫切需要探索出一种与实际工作情形完全等效的考核测评方法。

发明内容

为了解决现有技术难以测试逆变电源中脉冲熔断器的高频谐振载流寿命的技术问题，本发明提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法及预测方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.3)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出；则脉冲熔断器载流寿命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀。

进一步地，步骤2.2)中，所述温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。

同时，本发明提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀、脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，每个温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和间歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.3)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器冷却降温时间达到ΔT₁；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到某一只脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成所有脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出，则该分断的脉冲熔断器载流寿命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀；

3.6)拆下步骤3.5)中分断的脉冲熔断器，将剩余脉冲熔断器继续串联成一个整体继续放置于恒温箱中；

3.7)重复执行步骤3.1)至步骤3.6)，直至所有脉冲熔断器分断为止，获得所有脉冲熔断器载流寿命，完成所有脉冲熔断器寿命的考核。

进一步地，步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。

同时，本发明还提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，则脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

2.4)测量脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组测试的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.3)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.5)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量脉冲熔断器第三静态电阻R_f3；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,q；

4.2)计算所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa；

4.3)脉冲熔断器载流预测寿命N_lifea通过以下公式计算：

N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa，其中，R_f0＝R_f1；

或者，脉冲熔断器载流预测寿命t_lifea通过以下公式计算：

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa。

进一步地，步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。

进一步地，步骤3)中，采用微欧仪测试脉冲熔断器静态电阻。

进一步地，所述q的取值为10≤q≤20。

本发明还提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，则脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，每个温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

2.4)测量每个脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组测试的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.3)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量每个脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.5)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量每个脉冲熔断器第三静态电阻R_f3；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成所有脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量每个脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程每个脉冲熔断器静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,q；

4.2)计算每个脉冲熔断器所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa；

4.3)每个脉冲熔断器载流预测寿命N_lifea通过以下公式计算：

N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa，其中，R_f0＝R_f1；

或者，每个脉冲熔断器载流预测寿命t_lifea通过以下公式计算：

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa。

进一步地，步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵；

步骤3)中，采用微欧仪测试脉冲熔断器静态电阻。

进一步地，所述q的取值为10≤q≤20。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明寿命等效考核方法通过载流发热直流等效处理、间歇式散热等效处理、降温处理，确定等效脉冲直流加载方式，实现脉冲熔断器间歇式高频谐振载流寿命的等效脉冲直流载流考核，结果准确可信，大大降低了对测试电源的性能要求，有效解决了脉冲熔断器复杂载流模式下的载流寿命等效考核、预测的难题，该方法具有操作简单、成本低廉、高效快捷等特点。

2、本发明寿命等效考核方法可同时对多个脉冲熔断器载流寿命进行考核，操作简便。

3、本发明预测方法通过载流发热直流等效处理、间歇式散热等效处理、降温处理，确定等效脉冲直流加载方式，对脉冲熔断器进行若干组的考核，并在每次考核时测量脉冲熔断器的静态电阻，根据测量的静态电阻变化，利用熔断器载流线性老化规律，通过少量几组载流测试数据即可预测出熔断器载流寿命；该方法能够方便、准确地预测出熔断器载流寿命，具有重要实用价值。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，熔断器室温下静态电阻为R_f0；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀时间后暂停，暂停时间为ΔT，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT；在T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次(n为正整数)，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀；

1.1)载流发热直流等效处理

在脉冲熔断器每次工作时间为T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，Q₁通过以下公式计算：

发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器每次工作1次，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；占空比P＝T₀/T₁；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总的载流时间t_eff＝nT₀，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数，亦载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、载流t_eff/(m+1)时间，作为直流载流等效电流为I₀的加载方式；

1.3)降温处理

脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀加载、t_eff按m+1等分、t_off按m等分后间隔交替分布运行为一组后，脉冲熔断器会形成温升，要求脉冲熔断器自然冷却降温到不高于室温或规定的起始载流温度，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器两端端帽的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子(不区分极性)相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁正中间位置贴一片温度传感器，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，传感器信号线和显示器位于恒温箱外部，在脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内环境温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，认为满足测试要求，执行步骤3)；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置脉冲直流电源电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出，记录载流寿命N_life或t_life；

3.3)恒温箱内环境温度保持不变，脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，当脉冲熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁，开始第2组等效脉冲直流载流考核，否则继续等待；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出，记录载流寿命N_life或t_life；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)(上述载流考核过程)，直到脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出，停止考核；脉冲熔断器寿命用尽而分断为止时，总共加载考核i组，则脉冲熔断器间歇式高频谐振载流的等效脉冲直流载流考核寿命N_life＝i*n次或者t_life＝i*nT₀秒。

为了便于考核多只脉冲熔断器寿命，本发明还提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，熔断器室温下静态电阻为R_f0；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀时间后暂停，暂停时间为ΔT，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT；在T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次(n为正整数)，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀；

1.1)载流发热直流等效处理

在脉冲熔断器每次工作时间为T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，Q₁通过以下公式计算：

发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器每次工作1次，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；占空比P＝T₀/T₁；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总的载流时间t_eff＝nT₀，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数，亦载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、载流t_eff/(m+1)时间，作为直流载流等效电流为I₀的加载方式；

1.3)降温处理

脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀加载、t_eff按m+1等分、t_off按m等分后间隔交替分布运行为一组后，脉冲熔断器会形成温升，要求脉冲熔断器自然冷却降温到不高于室温或规定的起始载流温度，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的两端端帽输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子(不区分极性)相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁正中间位置贴一片温度传感器，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，全部传感器信号线和显示器位于恒温箱外部，在每只脉冲熔断器管壳以及外壁设置的温度传感器外表面均紧紧包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内环境温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内每只脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，认为满足测试要求，执行步骤3)；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和间歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.3)恒温箱内环境温度保持不变，所有脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，当每个脉冲熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁，开始第2组等效脉冲直流载流考核，否则继续等待；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)(上述载流考核过程)，当其中某一只脉冲熔断器先于其它脉冲熔断器分断，完成所有脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出；该只脉冲熔断器寿命用尽而分断为止时，总共加载考核i组，则该分断的脉冲熔断器间歇式高频谐振载流的等效脉冲直流载流考核寿命N_life＝i*n次或者t_life＝i*nT₀秒；

3.6)拆下步骤3.5)中分断的脉冲熔断器，将剩余的未分断的脉冲熔断器继续串联成一个整体继续放置于恒温箱中，继续按照单只脉冲熔断器寿命考核步骤，记录每只脉冲熔断器考核寿命，直至所有脉冲熔断器分断为止，获得所有脉冲熔断器载流寿命，完成所有脉冲熔断器寿命的考核。

为了缩短脉冲熔断器考核次数、降低成本、提高效率，本发明还提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，熔断器室温下静态电阻为R_f0；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀时间后暂停，暂停时间为ΔT，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT；在T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次(n为正整数)，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀；

1.1)载流发热直流等效处理

在脉冲熔断器每次工作时间为T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，Q₁通过以下公式计算：

发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器每次工作1次，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；占空比P＝T₀/T₁；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总的载流时间t_eff＝nT₀，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数，亦载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、载流t_eff/(m+1)时间，作为直流载流等效电流为I₀的加载方式；

1.3)降温处理

脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀加载、t_eff按m+1等分、t_off按m等分后间隔交替分布运行为一组后，脉冲熔断器会形成温升，要求脉冲熔断器自然冷却降温到不高于室温或规定的起始载流温度，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器两端端帽的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子(不区分极性)相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁正中间位置贴一片温度传感器，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，传感器信号线和显示器位于恒温箱外部，在脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内环境温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，认为满足测试要求，执行步骤3)；

2.4)测量脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置脉冲直流电源电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出，记录载流寿命N_life或t_life；

3.3)恒温箱内环境温度保持不变，脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁，否则继续等待，直至满足条件；测量脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出，记录载流寿命N_life或t_life；

3.5)恒温箱内环境温度保持不变，脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，当脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量脉冲熔断器第三静态电阻R_f3，开设脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试；否则继续等待，直至满足条件；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数，通常q可选择为10≤q≤20；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,10；

4.2)计算所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa，或者ΔR_fa＝(R_f(j+1)-R_f1)/q；

4.3)预测脉冲熔断器载流寿命

根据脉冲熔断器载流线性老化规律，脉冲熔断器静态电阻测试值达到R_f0+15％R_f0，认为熔断器有效载流寿命耗尽，脉冲熔断器载流预测寿命

N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa次，其中，R_f0＝R_f1；或者

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa秒。

为了实现对多个脉冲熔断器寿命的预测，本发明另外提供了一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器承载的高频正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，熔断器室温下静态电阻为R_f0；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀时间后暂停，暂停时间为ΔT，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT；在T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次(n为正整数)，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀；

1.1)载流发热直流等效处理

在脉冲熔断器每次工作时间为T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，Q₁通过以下公式计算：

发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器每次工作1次，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；占空比P＝T₀/T₁；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总的载流时间t_eff＝nT₀，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数，亦载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、载流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、载流t_eff/(m+1)时间，作为直流载流等效电流为I₀的加载方式；

1.3)降温处理

脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀加载、t_eff按m+1等分、t_off按m等分后间隔交替分布运行为一组后，脉冲熔断器会形成温升，要求脉冲熔断器自然冷却降温到不高于室温或规定的起始载流温度，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体两端端帽的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子(不区分极性)相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁正中间位置贴一片温度传感器，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，每个传感器信号线从恒温箱中引出，并与的显示器相连，在每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内环境温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，认为满足测试要求，执行步骤3)；

2.4)测量每个脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置脉冲直流电源电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.3)恒温箱内环境温度保持不变，所有脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁，否则继续等待，直至满足条件；测量每个脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.5)恒温箱内环境温度保持不变，所有脉冲熔断器在恒温箱内自然冷却，当脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；否则继续等待，直至满足条件；测量每个脉冲熔断器第三静态电阻R_f3；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成所有脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量每个脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数，通常q可选择为10≤q≤20；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程每个脉冲熔断器静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,10；

4.2)每个脉冲熔断器计算其所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa，或者ΔR_fa＝(R_f(j+1)-R_f1)/q；

4.3)预测脉冲熔断器载流寿命

根据脉冲熔断器载流线性老化规律，对每个脉冲熔断器静态电阻进行处理，每个脉冲熔断器静态电阻测试值达到R_f0+15％R_f0，认为熔断器有效载流寿命耗尽，每个脉冲熔断器载流预测寿命N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa次，其中，R_f0＝R_f1；或者

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa秒，计算获得所有脉冲熔断器载流寿命，完成所有脉冲熔断器寿命的预测。

实施例一

利用实验室已有的0～DC150A可调直流电源，对1只DC1600V/250A/10kHz脉冲熔断器的高频谐振载流寿命，进行了等效脉冲直流载流考核，包括以下步骤：

步骤一、确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的谐振频率为f₀＝10kHz的正弦谐振电流I(t)＝141sin(20π×10³t)，熔断器室温下静态电阻为R_f0＝6mΩ；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀＝10ms后暂停，暂停时间为ΔT＝10ms，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT＝20ms；在t＝T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次，n＝3000，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)＝50Hz，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)＝60s，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀＝30s；

1)载流发热直流等效处理：在熔断器每次工作时间T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，

发热Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，

间歇式散热等效处理：脉冲熔断器每工作1次，载流时间T₀，停歇ΔT，占空比P＝T₀/T₁＝1/2；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，工作时间T内总的载流时间t_eff＝30s，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT＝30s；在T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m＝2，亦即载流10s、停歇15s、载流10s、停歇15s、载流10s，作为直流载流等效电流I₀＝100A的加载方式；

2)降温处理：脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀＝100A加载运行一组后，熔断器升温，要求熔断器自然冷却降温到不高于起始载流温度T_in＝25℃，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁＝1h，ΔT₁是人为设定的；

3)确定等效脉冲直流加载方式：脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀＝100A加载，每组直流等效载流考核结束后间歇ΔT₁＝1h，使熔断器表面温度降低到24℃～26℃范围；重复开始下一组直流等效载流考核和降温，直到熔断器分断为止。

步骤二、脉冲熔断器间歇式高频谐振载流寿命的等效脉冲直流载流考核

将脉冲熔断器放置于恒温箱中，熔断器两端端帽的引出接线从恒温箱中引出，分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子相连(不区分极性)；在熔断器管壳外壁正中间位置，贴1片温度传感器，温度精度0.1℃，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，传感器信号线和显示器位于恒温箱外部；在熔断器和温度传感器外面紧紧包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门，启动恒温箱，将箱内环境温度调节为T_in＝25℃，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内熔断器管壳表面温度满足24℃≤T_fuse≤26℃，认为满足测试要求；

开启脉冲直流电源，设置输出直流电流幅度为I₀＝100A，按输出直流10s、停歇15s、输出直流10s、停歇15s、输出直流10s，来设置电源每组考核的时间参数；点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出，记录载流寿命N_life＝3000次或t_life＝30s；恒温箱内环境温度保持不变，熔断器在恒温箱内自然冷却，当熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足24℃≤T_fuse≤26℃，且同时满足熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁＝1h，开始第2组等效脉冲直流载流考核，否则继续等待；脉冲直流电源参数设置不变，再次点击输出按钮，完成第2组考核，记录载流寿命N_life＝6000次，或t_life＝60s，并让熔断器自然冷却降温到考核起始温度范围24℃≤T_fuse≤26℃，直到冷却时间达到ΔT₁＝1h；重复上述载流考核过程，直到熔断器寿命用尽而分断为止，停止考核；

脉冲熔断器总共加载考核s＝170组，脉冲熔断器间歇式高频谐振载流的等效脉冲直流载流考核寿命N_life＝51万次，或t_life＝5100s。

实施例二

利用实验室已有的0～DC150A可调直流电源，对1只DC1600V/250A/10kHz的高频谐振载流脉冲熔断器，进行了等效脉冲直流载流老炼和预测，包括以下步骤：

步骤一、确定等效脉冲直流加载方式

脉冲熔断器承载的谐振频率为f₀＝10kHz的正弦谐振电流I(t)＝141sin(20π×10³t)，熔断器室温下静态电阻为R_f0＝6mΩ；从t＝0时刻起脉冲熔断器连续载流T₀＝10ms后暂停，暂停时间为ΔT＝10ms，T₀+ΔT作为工作1次的时间T₁，T₁＝T₀+ΔT＝20ms；在t＝T₁时刻，脉冲熔断器开始第2次载流，完全重复第1次载流、暂停全过程，工作时间仍为T₁；按上述模式，脉冲熔断器重复工作n次，n＝3000，重复频率f＝1/(T₀+ΔT)＝50Hz，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)＝60s，实际有效的电流加载时间t_eff＝nT₀＝30s；

1)载流发热直流等效处理：在熔断器每次工作时间T₁内，谐振电流I(t)发热量为Q₁，忽略熔断器室温下静态电阻为R_f0的温度系数效应，

发热Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，

间歇式散热等效处理：脉冲熔断器每工作1次，载流时间T₀，停歇ΔT，占空比P＝T₀/T₁＝1/2；脉冲熔断器按重复频率f工作n次，工作时间T内总的载流时间t_eff＝30s，总的停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT＝30s；在T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m＝2，亦即载流10s、停歇15s、载流10s、停歇15s、载流10s，作为直流载流等效电流I₀＝100A的加载方式；

2)降温处理：脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀＝100A加载运行一组后，熔断器升温，要求熔断器自然冷却降温到不高于起始载流温度T_in＝25℃，才能开始第二组I₀加载考核；相邻两组I₀载流的降温时间间隔为ΔT₁＝1h；

3)确定等效脉冲直流加载方式：脉冲熔断器按直流载流等效电流I₀＝100A加载，每组直流等效载流考核结束后间歇ΔT₁＝1h，使熔断器表面温度降低到24℃～26℃范围；重复开始下一组直流等效载流考核和降温，直到达到规定的载流组数为止。

步骤二、脉冲熔断器间歇式高频谐振载流寿命预测

将脉冲熔断器放置于恒温箱中，熔断器两端端帽的引出接线从恒温箱中引出，分别与恒温箱外的脉冲直流电源的输出正、负极接线端子相连(不区分极性)；在熔断器管壳中间位置，贴1片温度传感器，温度精度0.1℃，用于实时测试熔断器管壳表面温度T_fuse，传感器信号线和显示器位于恒温箱外部；在熔断器和温度传感器外面紧紧包裹一层保温海绵，关闭恒温箱门，启动恒温箱，将箱内环境温度调节为T_in＝25℃，温度偏差±1℃；采用恒温箱外的温度传感器显示器读数，复核恒温箱内熔断器管壳表面温度满足24℃≤T_fuse≤26℃，认为满足测试要求；将微欧仪两个测试夹分别夹在熔断器两端端帽上，测试并记录熔断器静态电阻R_f1；

开启脉冲直流电源，设置输出直流电流幅度为I₀＝100A，按输出直流10s、停歇15s、输出直流10s、停歇15s、输出直流10s，来设置电源每组考核的时间参数；点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流，电源停止输出，记录载流寿命N_life＝3000次或t_life＝30s；恒温箱内环境温度保持不变，熔断器在恒温箱内自然冷却，当熔断器管壳表面温度传感器读数T_fuse满足24℃≤T_fuse≤26℃，且同时满足熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁＝1h，采用微欧仪测试并记录熔断器静态电阻R_f2；开始第2组等效脉冲直流载流，脉冲直流电源参数设置不变，再次点击输出按钮，完成第2组考核，记录载流寿命N_life＝6000次，或t_life＝60s，并让熔断器自然冷却降温到载流起始温度范围24℃≤T_fuse≤26℃，直到冷却时间达到ΔT₁＝1h，采用微欧仪测试并记录熔断器静态电阻R_f3；重复上述载流过程，直到s＝10组运行完毕，停止载流，并让熔断器自然冷却降温到载流起始温度范围24℃≤T_fuse≤26℃，直到冷却时间达到ΔT₁＝1h，采用微欧仪测试并记录熔断器静态电阻R_f11；

根据测试的静态电阻数据，计算相邻两组载流过程对应的熔断器起始静态电阻之差ΔR_fi＝R_f(j+1)-R_fj-1，j＝1,2,…,10；对测得的全部10组ΔR_fj求平均值为ΔR_fa＝0.006mΩ；

根据脉冲熔断器载流线性老化规律，脉冲熔断器载流预测寿命为：N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa＝0.9×3000/0.006＝45万次，或t_lifea＝10％R_f0nT₀/ΔR_fa＝4500秒。该寿命预测结果与本生产批次其余熔断器平均载流寿命水平～50万次基本吻合，证明本实施例脉冲熔断器间歇式高频谐振载流寿命预测方法可信。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (10)

1.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.3)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出；则脉冲熔断器载流寿命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀。

2.根据权利要求1所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于：步骤2.2)中，所述温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。

3.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀、脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，每个温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

3)脉冲熔断器载流寿命考核

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组考核的时间参数，每组输出直流和间歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.3)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器冷却降温时间达到ΔT₁；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流考核，电源停止输出；

3.5)重复执行步骤3.3)和3.4)，直到某一只脉冲熔断器寿命用尽而分断为止，完成所有脉冲熔断器第i组等效脉冲直流载流考核，i为正整数，电源停止输出，则该分断的脉冲熔断器载流寿命N_life＝i*n或者t_life＝i*nT₀；

3.6)拆下步骤3.5)中分断的脉冲熔断器，将剩余脉冲熔断器继续串联成一个整体继续放置于恒温箱中；

3.7)重复执行步骤3.1)至步骤3.6)，直至所有脉冲熔断器分断为止，获得所有脉冲熔断器载流寿命，完成所有脉冲熔断器寿命的考核。

4.根据权利要求3所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效考核方法，其特征在于：步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵。

5.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，则脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将脉冲熔断器放置于恒温箱中，脉冲熔断器的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

2.4)测量脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组测试的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.3)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.5)脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量脉冲熔断器第三静态电阻R_f3；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,q；

4.2)计算所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa；

4.3)脉冲熔断器载流预测寿命N_lifea通过以下公式计算：

N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa，其中，R_f0＝R_f1；

或者，脉冲熔断器载流预测寿命t_lifea通过以下公式计算：

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa。

6.根据权利要求5所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于：步骤2.2)中，温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵；

步骤3)中，采用微欧仪测试脉冲熔断器静态电阻。

7.根据权利要求5或6所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于：所述q的取值为10≤q≤20。

8.一种重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定等效脉冲直流加载方式

1.1)载流发热直流等效处理

设脉冲熔断器承载的正弦谐振电流为I(t)、谐振频率为f₀，脉冲熔断器室温下静态电阻为R_f0；脉冲熔断器每次工作时间为T₁，在脉冲熔断器每次工作时间T₁内，载流时间为T₀，停歇时间为ΔT；谐振电流I(t)发热量为Q₁，发热量Q₁对应的直流载流等效电流为I₀，Q₁和I₀通过以下公式计算：

1.2)间歇式散热等效处理

脉冲熔断器重复工作n次，n为正整数，则脉冲熔断器重复工作总时间T＝nT₁＝n(T₀+ΔT)，工作总时间T内总载流时间t_eff＝nT₀，总停歇时间t_off＝T-t_eff＝nΔT；在工作总时间T内将t_eff按m+1等分、t_off按m等分后交替间隔式排列，m为正整数；

2)装配脉冲熔断器

2.1)将多个脉冲熔断器依次串联成一个整体放置于恒温箱中，串联成整体的输入引线和输出引线从恒温箱中引出，并分别与恒温箱外的脉冲直流电源相连；

2.2)在每个脉冲熔断器管壳外壁设置温度传感器，每个温度传感器的信号线从恒温箱中引出，并与恒温箱外的显示器相连；

2.3)启动恒温箱，将恒温箱内温度调节至载流温度T_in，所述载流温度T_in为室温或规定的起始载流温度，通过恒温箱外的显示器读数，复核恒温箱内每个脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃；

2.4)测量每个脉冲熔断器第一静态电阻R_f1；

3)脉冲熔断器载流测试

3.1)设置脉冲直流电源的输出直流电流幅度为I₀，按输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、输出直流t_eff/(m+1)时间、停歇t_off/m时间、…、输出直流t_eff/(m+1)时间设置电源每组测试的时间参数，每组输出直流和停歇时间之和为T；

3.2)点击脉冲直流电源输出按钮，完成所有脉冲熔断器第1组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.3)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量每个脉冲熔断器第二静态电阻R_f2；

3.4)脉冲直流电源参数设置不变，再次点击脉冲直流电源输出按钮；完成所有脉冲熔断器第2组等效脉冲直流载流测试，电源停止输出；

3.5)所有脉冲熔断器在恒温箱内冷却，直至脉冲熔断器管壳表面温度T_fuse满足条件：T_in-1℃≤T_fuse≤T_in+1℃，且同时脉冲熔断器自然冷却降温时间达到ΔT₁；测量每个脉冲熔断器第三静态电阻R_f3；

3.6)重复执行步骤3.4)和步骤3.5)，完成所有脉冲熔断器第q组等效脉冲直流载流测试，测量每个脉冲熔断器第(q+1)静态电阻R_f(q+1)；

其中，q为大于等于3正整数；

4)脉冲熔断器载流寿命预测

4.1)计算相邻两组载流测试过程每个脉冲熔断器静态电阻之差ΔR_fj；

ΔR_fj＝R_f(j+1)-R_fj，j＝1,2,…,q；

4.2)计算每个脉冲熔断器所有ΔR_fj的平均值ΔR_fa；

4.3)每个脉冲熔断器载流预测寿命N_lifea通过以下公式计算：

N_lifea＝15％R_f0n/ΔR_fa，其中，R_f0＝R_f1；

或者，每个脉冲熔断器载流预测寿命t_lifea通过以下公式计算：

t_lifea＝15％R_f0nT₀/ΔR_fa。

9.根据权利要求8所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于：步骤2.2)中，每个温度传感器位于脉冲熔断器管壳外壁正中间位置，每个脉冲熔断器管壳和温度传感器外表面包裹保温海绵；

步骤3)中，采用微欧仪测试脉冲熔断器静态电阻。

10.根据权利要求8或9所述重复频率运行脉冲熔断器载流寿命等效预测方法，其特征在于：所述q的取值为10≤q≤20。