氧化鋅避雷器在電力電子設(shè)備過電壓保護(hù)方面扮演了至關(guān)重要的角色。過電壓保護(hù)過程中伴隨著電能與熱能的轉(zhuǎn)換，若散熱不當(dāng)導(dǎo)致過高的溫升常常引起其性能顯著下降甚至失效。因此，氧化鋅避雷器在操作條件下的溫度預(yù)測具有重要意義。

1 氧化鋅避雷器介紹

民熔 氧化鋅避雷器

HY5WS-17/50氧化鋅避雷器

10KV高壓配電型 A級(jí)復(fù)合避雷器

產(chǎn)品型號(hào)： HY5WS- 17/50 額定電壓： 17KV

產(chǎn)品名稱：氧化鋅避雷器 直流參考電壓： 25KV

持續(xù)運(yùn)行電壓： 13.6KV 方波通流容量： 100A

防波沖擊電流： 57.5KV（下殘壓） 大電流沖擊耐受： 65KA

操作沖擊電流： 38.5KV（下殘壓）

注：高壓危險(xiǎn)！進(jìn)行任何工作都必須先切斷電流，嚴(yán)重遵守操作規(guī)程執(zhí)行各種既定的制度慎防觸電與火災(zāi)事故。

使用環(huán)境：

a.海拔高度不超過2000米;

b.環(huán)境溫度：最高不高于+40C- -40C;

C.周圍環(huán)境相對(duì)濕度：平均值不大于85%;

d.地震強(qiáng)度不超過8級(jí);

e.安裝場所：無火災(zāi)、易燃、易爆、嚴(yán)重污穢、化學(xué)腐蝕及劇烈震動(dòng)場所。

避雷器帶電測試數(shù)據(jù)分析，專業(yè)電工都在仔細(xì)看，民熔

體積小、重量輕，

耐碰撞運(yùn)輸無碰損失，

安裝靈活特別適合在開關(guān)柜內(nèi)使用

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民熔 HY5WZ-17/45高壓氧化鋅避雷器

10KV電站型 金屬氧化鋅避雷器

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民熔 35KV高壓避雷器

HY5WZ-51/134

戶外電站型

氧化鋅避雷器復(fù)合型

本文提出了一種標(biāo)準(zhǔn)沖擊波形下MOV的損耗和一維熱-電建模方法，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證該建模方法結(jié)果的有效性。

2 氧化鋅避雷器的結(jié)構(gòu)

如下圖，盤式氧化鋅避雷器有一個(gè)環(huán)氧樹脂外殼，氧化鋅盤厚度2.9mm，直徑14mm。其數(shù)據(jù)手冊顯示額定工作溫度范圍-40-85℃。

3 氧化鋅的熱物性參數(shù)

溫度預(yù)測時(shí)氧化鋅（ZnO）材料導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容數(shù)據(jù)必不可少，下圖分別是氧化鋅材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容，以及本文所研究的氧化鋅圓盤結(jié)構(gòu)的熱阻和熱容。

4 沖擊電流的波形

根據(jù)IEC60060標(biāo)準(zhǔn)，沖擊電流波形如上圖左所示。10%-100%峰值時(shí)間Ts為8us，峰值100%-50%下降時(shí)間（Tr-Ts）為12us。本文研究5個(gè)上述標(biāo)準(zhǔn)波形重復(fù)施加于避雷器的工況，間隔時(shí)間為8s。5個(gè)發(fā)熱脈沖波形如上右圖所示。

5 Foster熱網(wǎng)絡(luò)模型

測試MOV冷卻曲線，通過擬合觀測的溫度曲線，獲取MOV的Foster熱阻網(wǎng)絡(luò)。

6 計(jì)算流程

計(jì)算流程如下圖所示，將上述參數(shù)（ZnO物性參數(shù)、電流波形、電壓波形、熱阻網(wǎng)絡(luò)）輸入MATLAB Simulink工具中。

7 結(jié)果與試驗(yàn)驗(yàn)證

MOV預(yù)測溫升曲線如下圖左。試驗(yàn)驗(yàn)證與仿真預(yù)測對(duì)比結(jié)果如下圖右，二者十分吻合。

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