摘要
随着我国电力系统的迅速发展以及城镇化进程的推进，对配电网的供电能力和供电可靠性提出了更高的要求。10kV线路是配网的主要组成部分，在雷雨多发季节，配电线路和配电设备常常由于雷电灾害事故而受到损坏，加装氧化锌避雷器(MOA)是防止配网线路雷击故障的有效方法之一。然而，在实际运行过程中，避雷器常常出现绝缘损坏或老化，严重时会造成氧化锌避雷器热熔穿、开裂、爆炸。因此，研究配网氧化锌避雷器的电-热特性具有十分重要的意义和工程实用价值。 论文以配网10kV氧化锌避雷器为研究对象，首先从氧化锌避雷器的电-热耦合模型入手，研究了氧化锌避雷器的热传递过程，讨论了Zn0电阻片在不同电流区段内的功率损耗，并利用热平衡图对氧化锌避雷器的电.热特性进行了分析，总结概括了氧化锌避雷器的热特性影响因素。然后对比了不同的金属氧化物避雷器的电-热分析方法，确定了利用有限元仿真软件COMSOL来进行MOA的电-热特性仿真，建立了10kV无间隙MOA的二维轴对称模型，详细阐述了在COMSOL中进行MOA电-热耦合多物理场仿真的操作流程，对运行中的MOA进行了雷电流、大电流、方波电流以及重复雷击等冲击作用下的电.热特性仿真计算，得到了该避雷器在不同情况下的发热、散热特性，并找出了该避雷器在不同环境温度下的最大极限工作温度，当超出极限温度时，避雷器将很快陷入热崩溃。 最后通过试验对仿真结果进行了验证，同时对配网10kV带间隙氧化锌避雷器进行了联合加压试验研究，得到了该类型避雷器在不同污秽浓度下的工频续流特性。根据仿真和试验结果，给出了一些改善ZnO电阻片热特性、提高避雷器热稳定的具体建议，本文的研究工作对避雷器的选型、设计以及生产具有一定的参考价值和指导意义。
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