CN101140821B - 小型化gis避雷器用非线性电阻片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高电位梯度(300-400v/mm)、同时方波耐受能力、压比老化性能好的小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法，包括下述步骤：按摩尔百分比，将下述组分：添加剂Bi2O3：0.7-0.8％，Sb2O3：0.7-0.8％，Cr2O3：0.4-0.6％，MnCO3：0.4-0.6％，Co2O3：0.9-1.1％，SiO2：0.6-0.8％，Y2O3：0.1-1％，余量为主料ZnO进行配料计算后称重，将添加剂组分先混合煅烧，然后与ZnO混合进行湿法粉碎；经喷雾造粒、成型、排胶、在1100℃保温4小时烧成陶瓷片，陶瓷片研磨后进行热处理；最后在陶瓷片两端面喷铝电极，并在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。

Description

小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种避雷器用非线性电阻片的制备方法，特别涉及一种小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法。
技术背景
GIS(以六氟化硫气体为绝缘和灭弧介质的高压开关设备)用避雷器由于体积较大、重量重，增加了占地面积和运输费用，为了减小避雷器的尺寸，需要减轻避雷器电阻芯体的体积和重量，因而要求电阻芯体的电阻片趋于小型化，提高电阻片电位梯度是一种有效的技术手段，而现有的D5型氧化锌非线性电阻片的电位梯度较低(200v/mm)，如果要减小电阻片的尺寸，其不能满足小型化GIS避雷器对非线性电阻片的电位梯度(300-400v/mm)，以及方波通流容量的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高电位梯度(300-400v/mm)、同时方波耐受能力、压比老化性能好的避雷器用氧化锌非线性电阻片的制备方法，以满足小型化GIS避雷器制造的要求。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
a.原料配比，按摩尔百分比，包括下述组分：添加剂Bi2O3：0.7-0.8％，Sb2O3：0.7-0.8％，Cr2O3：0.4-0.6％，，MnCO3：0.4-0.6％，Co2O3：0.9-1.1％，SiO2，：0.6-0.8％，Y2O3：0.1-1％，余量为主料ZnO；
b.将所述的各添加组分和主料ZnO进行配料计算后称重，将添加剂组分先混合煅烧，然后与ZnO混合进行湿法粉碎；
c.粉碎后的料浆进行喷雾造粒成造粒料，将造粒料装入钢模压力成型，制成圆片形素坯，
d.将素坯装入窑炉中进行排胶，然后在1100℃保温4小时烧成，制成圆饼形陶瓷片；
e.将烧成后的陶瓷片两端面研磨后进行热处理；热处理温度为500℃，不保温；
f.将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极，最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
上述方案中，所述的原料配比中，外加MgO：0.1～0.2摩尔％。所述的步骤d、e的排胶过程、烧成过程和热处理过程均采用隧道式电窑连续进行。
本发明的有益效果是：
1、当Y2O3的添加范围在0.1-1％内时，在电阻片的烧成过程中与Sb，Bi，Zn等元素在氧化锌晶界上形成了与锌锑尖晶石相不同的小颗粒，阻碍了主晶粒长大，提高了电位梯度，同时保持其他电性能，如方波性能的稳定。
2、本发明中去掉了通常规配方中加入的添加剂NiO，可起到到降低压比，提高电位梯度，降低漏流的作用.如表1所示。
3、本发明可在组成中外加MgO0.1～0.2摩尔％，可提高电阻片的晶界势垒和非线性。
4.排胶过程、烧成过程和热处理过程均采用隧道式电窑连续进行，从而使得批量生产的产品性能均一性良好。采用500℃连续热处理不保温，不但可提高生产效率，处理后的电阻值稳定性也好。
表1
  NiO％ 电位梯度(v/mm) 泄漏电流(uA) U<sub>5kA</sub>(8/20us)/U<sub>1mA</sub>
本发明     0 380  8  1.56
现有配方     1％ 340  40  1.68
现有配方     2％ 330  60  1.7
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法，包括下述步骤：
a.原料配比，按摩尔百分比，包括下述组分：添加剂Bi2O3：0.7-0.8％，Sb2O3：0.7-0.8％，Cr2O3：0.4-0.6％，，MnCO3：0.4-0.6％，Co2O3：0.9-1.1％，SiO2，：0.6-0.8％，Y2O3：0.1-1％，余量为主料ZnO；以上原料配比中，外加MgO：0.1～0.2摩尔％；原料的具体组成参见表2，共设计了十个优选配方(其中10号配方未加MgO)。
b.将表2的每一种组成原料的添加剂组分和主料ZnO进行配料计算后称重，将添加剂组分先混合煅烧，煅烧温度为850℃，保温半小时，然后将煅烧后的添加剂与主料ZnO混合进行常规的湿法粉碎；
c.将粉碎后得到的每一种组成的料浆进行喷雾造粒，制成造粒料，将造粒料装入钢模，进行压力成型，制得圆片形素坯。
d.将素坯装入窑炉中进行排胶，排胶温度为450℃±30℃，然后在1100℃保温4小时将排胶素坯烧成直径5.6cm，厚10mm的陶瓷片；
e.将烧成后的陶瓷片两端面研磨后进行热处理；热处理温度为500℃，不保温；
f.将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极，最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，绝缘层可用145漆，绝缘层干燥后即制得电阻片。
其中步骤d、e的排胶过程、烧成过程和热处理过程均采用隧道式电窑连续进行。
将制得的每一组成的电阻片抽样进行方波耐受能力，电位梯度等电性能测试。测试性能如表3所示：
表2
Figure 534187DEST_PATH_G200710018968701D00011
表3
Figure S2007100189687D00042
从表3所示数据可以看出1-10号组成的电阻片都是本发明较佳的实施例。在方波耐受能力基本不变的情况下电位梯度都比传统电阻片有了明显的提高，是一种理想的小型化GIS避雷器用非线性电阻产品。

Claims (2)

1.一种小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
a.原料配比，按摩尔百分比，包括下述组分：添加剂Bi2O3：0.7-0.8％，Sb2O3：0.7-0.8％，Cr2O3：0.4-0.6％，，MnCO3：0.4-0.6％，Co2O3：0.9-1.1％，SiO2，：0.6-0.8％，Y2O3：0.1-1％，余量为主料ZnO；所述的原料配比中，外加MgO：0.1～0.2摩尔％；
b.将所述的各添加组分和主料ZnO进行配料计算后称重，将添加剂组分先混合煅烧，然后与ZnO混合进行湿法粉碎；
c.粉碎后的料浆进行喷雾造粒成造粒料，将造粒料装入钢模压力成型，制成圆片形素坯，
d.将素坯装入窑炉中进行排胶，然后在1100℃保温4小时烧成，即制得圆饼形陶瓷片；
e.将烧成后的陶瓷片两端面研磨后进行热处理；热处理温度为500℃，不保温；
f.将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极，最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
2.根据权利要求1所述的小型化GIS避雷器用非线性电阻片的制备方法，其特征在于，所述的步骤d、e的排胶过程、烧成过程和热处理过程均采用隧道式电窑连续进行。
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马军，王玉平.掺杂氧化钇的ZnO电阻片电性能和微观结构特征.电磁避雷器 6.2006,(6),26-29.
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