浪涌保護(hù)器閥片熱特性及其破壞機(jī)理研究.pdf

1、以氧化鋅壓敏電阻為核心元件的浪涌保護(hù)器具有穩(wěn)定電路電壓、保護(hù)電器設(shè)備的作用，但由于壓敏電阻自身的熱效應(yīng)會(huì)造成其熱損毀，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)火災(zāi)等事故。本文以浪涌保護(hù)器及其閥片為研究對(duì)象，針對(duì)浪涌保護(hù)器工作過程中的熱損毀和失效問題，對(duì)浪涌保護(hù)器閥片熱特性及其破壞機(jī)理進(jìn)行研究?；趥鳠釋W(xué)理論，根據(jù)浪涌保護(hù)器的工作條件和氧化鋅壓敏電阻的熱物理性能及電學(xué)性能，對(duì)浪涌保護(hù)器進(jìn)行電-熱耦合有限元建模，分析了浪涌保護(hù)器在正常工作狀態(tài)下的溫度場(chǎng)分布情況，研究表明

2、浪涌保護(hù)器正常工作時(shí)整體溫度場(chǎng)分布較均勻。
　　分別討論了氧化鋅壓敏閥片經(jīng)8/20μs波形雷電流沖擊、熱損毀時(shí)的溫度場(chǎng)分布和溫升情況及壓敏閥片老化過程中溫度和漏電流的變化:經(jīng)8/20μs波形雷電流沖擊后壓敏閥片的溫度場(chǎng)均勻性降低，但其最大溫升小于極限工作溫升，閥片完好未損毀;熱損毀時(shí)浪涌保護(hù)器整體結(jié)構(gòu)解體，最高溫度已超過1000K;閥片老化后其漏電流和最高溫度均隨電導(dǎo)率的增加（10-6～10-5S/m范圍內(nèi)）近似呈線性增加趨勢(shì)。<

3、br>　　通過熱穩(wěn)定試驗(yàn)揭示多通道浪涌保護(hù)器脫扣彈片的不同步脫扣問題會(huì)加劇浪涌保護(hù)器的熱損毀。對(duì)現(xiàn)有脫扣彈片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將中間通道脫扣彈片的預(yù)變形上翹斜度比邊緣通道脫扣彈片的上翹斜度提高0.5度，以保證各彈片具有相同的預(yù)應(yīng)力，同時(shí)設(shè)計(jì)了一套脫扣彈片預(yù)變形檢測(cè)機(jī)構(gòu)以確保脫扣彈片同步脫扣。通過分析測(cè)試氧化鋅壓敏閥片不同失效形式前后的微觀結(jié)構(gòu)及材料成分變化探討其破壞機(jī)理:氧化鋅壓敏電阻的老化破壞傾向于造成晶粒間的擠壓破壞，同時(shí)添加元素遷移并