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氧化锌避雷器的结构设计与材料选择是确保其性能的关键因素。以下是对这两个方面的详细探讨：

一、结构设计

1. 氧化锌阀片：这是氧化锌避雷器的核心部件，由氧化锌和其他少量氧化物混合、研磨、搅拌后，经过喷雾造粒、压制成型和高温烧制而成。阀片的微观结构特点是氧化锌晶粒（直径约10μm）为低电阻率介质，而其表层的晶界区（厚约0.1um）则为高电阻率。这种结构使得阀片在正常工作电压下呈现高阻状态，限制电流通过；而在过电压出现时，阀片电阻迅速降低，有效泄放雷电流和过电压能量。
2. 避雷器单元结构：除了氧化锌阀片外，避雷器还包括内绝缘杆、均压环、压力释放装置等部件。内绝缘杆用于固定一组串联的氧化锌阀片，而均压环则装设在避雷器顶端，以改善电位分布。为防止避雷器发生爆炸，还设有压力释放装置。

二、材料选择

1. 氧化锌阀片材料：优质的氧化锌材料是确保避雷器性能的基础。这种材料具有高非线性系数，使得避雷器在正常电压下呈现高电阻，限制电流通过；而在过电压出现时，电阻迅速降低，从而泄放雷电流和过电压能量。
2. 外套材料：避雷器的外套应具备足够的机械强度、耐候性，并能适应不同的安装环境。常见的外套材料有硅橡胶等，这些材料具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性，能保护内部的氧化锌阀片免受环境因素的影响。

总的来说，氧化锌避雷器的结构设计与材料选择是相互关联的，它们共同决定了避雷器的性能和使用寿命。在设计过程中，需要综合考虑系统电压、接地方式、安装环境等因素，以确保避雷器在各种条件下都能有效保护电气设备免受雷电过电压和操作过电压的侵害。