CN109534821B - 一种电阻片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电阻片及其制备方法。以质量百分比计，该电阻片原料组成包括：滑石15％‑20％、石英12％‑18％、长石12％‑17％、膨润土5％‑10％、氧化铜2％‑4％，余量为碳化硅。该电阻片制备方法如下：1)球磨混合：电阻片原料球磨混合成料浆；2)干燥：干燥料浆得干粉料；3)造粒：干粉料混合水造粒，然后陈腐；4)成型：压制成电阻片坯体；5)涂釉和干燥：电阻片坯体外侧涂釉，干燥；6)预烧：预烧结后冷却；7)高温烧结：高温烧结后冷却；8)磨片和喷涂电极材料，得到所述电阻片。该电阻片适用于消谐器，具有工频热容量大，残压变化小，非线性系数好，安全可靠等优点，满足电力系统消除谐振和系统控制保护的要求。

Description

一种电阻片及其制备方法
技术领域
本发明属于消谐器制造技术领域，特别涉及一种电阻片及其制备方法。
背景技术
在6kV-35kV中性点不接地电网中的电磁式电压互感器，因合闸充电、单相接地或弧光接地等因素的激发会使电压互感器过饱和，则可能产生铁磁谐振过电压，出现相对地电压不稳定、接地指示误动作、电压互感器高压保险丝熔断等异常现象，严重时会导致电压互感器烧毁，继而引发其它事故。在互感器高压侧中性点串接消谐器，能够有效地消除电磁式电压互感器非线性激磁特性(饱和)引起的各次谐振的铁磁谐振过电压，限制单相短路接地、弧光接地情况下流经电压互感器的过电流，保护电压互感器免受损害。因此开发出消谐器用的工频热容量大、残压变化小、非线性系数好的电阻片，成为满足电力系统消除谐振和系统控制保护的要求和保证电网的安全、可靠运行的所需产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工频热容量大、残压变化小、非线性系数好的电阻片及其制备方法。该电阻片可很好地适用于消谐器。
为达到上述目的，本发明提供了一种电阻片，以质量百分比计，该电阻片的原料组成包括：滑石15％-20％、石英12％-18％、长石12％-17％、膨润土5％-10％、氧化铜2％-4％，余量为碳化硅。
在上述电阻片中，优选地，所述碳化硅为主料。
本发明还提供了上述电阻片的制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
1)球磨混合：将滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜放入球磨机中进行第一次球磨混合，然后再加入碳化硅进行第二次球磨混合，制成料浆；
2)干燥：干燥所述料浆，得到干粉料；
3)造粒：将所述干粉料与水混合，进行造粒，然后将造粒得到的造粒料进行陈腐；
4)成型：将陈腐后的造粒料压制成电阻片坯体；
5)涂釉和干燥：将电阻片坯体外侧涂釉，然后进行干燥处理；
6)预烧：将步骤5)干燥后的电阻片坯体进行预烧结后冷却；优选地，所述冷却为随炉冷却到室温；
7)高温烧结：将步骤6)冷却后的电阻片坯体进行高温烧结后冷却；优选地，所述冷却为随炉冷却到室温；
8)磨片和喷涂电极材料，将步骤7)冷却的高温烧结的电阻片坯体进行磨片，然后喷涂电极材料，得到所述电阻片。
在上述制备方法中，优选地，步骤1)所述第一次球磨混合，球磨机中还加入水，其中，滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜的质量之和与水的质量的比值为1:1-1:1.3；进一步优选为1:1。
在上述制备方法中，优选地，步骤1)所述第一次球磨混合的时间为3小时-4小时；所述第二次球磨混合的时间为2小时-3小时。
在上述制备方法中，优选地，步骤3)所述水的质量为干粉料质量的5％-7％；所述陈腐的时间为10小时-12小时。
在上述制备方法中，优选地，步骤4)所述电阻片坯体的密度为2.9g/cm3-3.5g/cm3更优选地，2.9g/cm3-3.2g/cm3。
在上述制备方法中，优选地，以质量百分比计，步骤5)所述釉包含如下组分：高压瓷坯料75％-85％、氧化铝10％-15％、滑石5％-10％；进一步优选地，所述涂釉的釉层厚度为0.2mm-0.4mm。
在上述制备方法中，优选地，步骤5)所述干燥处理的升温速率为15℃/小时-20℃/小时，升温至150℃-160℃并保持1小时-1.5小时，然后冷却到室温。
在上述制备方法中，优选地，步骤6)所述预烧结的升温速率为100℃/小时-110℃/小时，升温至850℃-900℃并保持1.5小时-2小时。
在上述制备方法中，优选地，步骤7)所述高温烧结的升温速率为130℃/小时-140℃/小时，升温至1350℃-1370℃并保持1小时-1.5小时。高温烧结可以在氢气炉中进行。
在上述制备方法中，磨片有利于喷涂电极时使电极材料紧密附着在电阻片表面，并且有助于使最终形成的电阻片具有较好的平行度、平面度。
在上述制备方法中，在球磨混合前电阻片组成的各原料均已按所需质量称取。
在上述制备方法中，干燥用的设备可选择干燥箱。
在上述制备方法中，成型用的设备可选择成型机。
本发明选取碳化硅、滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜以合适的比例制成电阻片，可很好地适用于消谐器。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的电阻片具有工频热容量大，残压变化小，非线性系数好，安全可靠等优点，满足电力系统消除谐振和系统控制保护的要求。
(2)本发明提供的电阻片的制备方法工艺简单，适合于工业化规模生产。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供一种电阻片，以质量百分比计，该电阻片的原料组成包括：滑石15％、石英14％、长石15％、膨润土6％、氧化铜2％，余量为主料碳化硅。
其制备过程如下所示：
1)称重：称取制备电阻片所需原料；
2)球磨混合：将称取的滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜放入球磨机中，加入适量水，进行球磨混合3小时，其中，滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜的总质量与水的质量的比为1:1，然后再加入碳化硅球磨混合2小时，混合成料浆；
3)干燥：在干燥箱中对步骤1)得到的料浆进行干燥，在120℃下保温3小时，然后随干燥箱自然冷却到室温，得到干粉料；
4)造粒：将所述干粉料与水混合，然后进行造粒，其中，水的质量为干粉料质量的5％，将造粒得到的造粒料放置在容器中陈腐10小时；
5)成型：利用成型机将陈腐后的造粒料压制成电阻片坯体，电阻片坯体的密度为3.1g/cm3；
6)涂釉和干燥：电阻片坯体外侧涂釉，所述釉由下列质量百分比的原材料制成：高压瓷坯料80％、氧化铝12％、滑石8％，所述釉的釉层厚度为0.35mm；将涂釉后的电阻片坯体放入干燥箱中进行干燥处理，干燥处理的升温速率为18℃/小时，升温至150℃，并在150℃下保温1小时，然后随烘箱冷却到室温；
7)预烧：将步骤6)干燥处理后的电阻片坯体进行预烧结，预烧结的升温速率为100℃/小时，升温至860℃，并在860℃下保温1.5小时，然后随炉冷却到室温；
8)高温烧结：将步骤7)冷却后的电阻片坯体放入氢气炉中，进行高温预烧结，高温烧结的升温速率为135℃/小时，升温至1360℃，并在1360℃下保温1小时，然后随炉冷却到室温；
9)磨片和喷涂电极材料：将步骤8)冷却的高温烧结的电阻片坯体进行磨片，然后喷涂电极材料，得到所述电阻片。
对制成的电阻片进行性能测试，具体测试方法为：
对本实施例制备得到的电阻片施加直流电压，在电阻片流过规定的电流值时测出电阻片两端的直流电压平均值，然后根据电流和电压值计算电阻片的非线性系数。其中，所施加的直流电压的纹波系数不大于1.5％。
测试本实施例制备得到的电阻片在耐受规定的工频电流后电阻片参数的稳定性，具体为：耐受试验前，测量电阻片在流过直流15mA时，电阻片两端的直流电压平均值即耐受试验前直流电压平均值；电阻片耐受规定的工频电流依次在工频电流250mA下耐受10分钟、在工频电流20mA下耐受120分钟；试验后冷却到室温，然后测量电阻片在流过直流15mA时，电阻片两端的直流电压平均值即耐受试验后直流电压的平均值。计算耐受试验前后直流电压平均值的变化率，即(耐受试验后直流电压平均值-耐受试验前直流电压平均值)/耐受试验前直流电压平均值×100％。
测试结果：非线性系数(直流250mA、15mA)为0.52；
耐受试验前后直流电压平均值的变化率为1.4％，即残压变化为1.4％。
本实施例提供的电阻片非线性系数为0.52，说明该电阻片非线性系数好；本实施例提供的电阻片耐受试验前后残压变化仅为1.4％，说明该电阻片残压变化小；同时本实施例提供的电阻片依次在工频电流250mA下耐受10分钟、在工频电流20mA下耐受120分钟，其残压变化依然很低，说明该电阻片工频热容量大。
实施例2
本实施例提供一种电阻片，以质量百分比计，该电阻片的原料组成包括：滑石18％、石英12％、长石15％、膨润土6％、氧化铜3％，余量为主料碳化硅。
其制备过程如下所示：
1)称重：称取制备电阻片所需原料；
2)球磨混合：将称取的滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜放入球磨机中，加入适量水，进行球磨混合3小时，其中，滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜的总质量与水的质量的比为1:1，然后再加入碳化硅球磨混合2小时，混合成料浆；
3)干燥：在干燥箱中对步骤1)得到的料浆进行干燥，在120℃下保温3小时，然后随干燥箱自然冷却到室温，得到干粉料；
4)造粒：将所述干粉料与水混合，然后进行造粒，其中，水的质量为干粉料质量的6％，将造粒得到的造粒料放置在容器中陈腐12小时；
5)成型：利用成型机将陈腐后的造粒料压制成电阻片坯体，电阻片坯体的密度为3.2g/cm3；
6)涂釉和干燥：电阻片坯体外侧涂釉，所述釉由下列质量百分比的原材料制成：高压瓷坯料80％、氧化铝12％、滑石8％，所述釉的釉层厚度为0.3mm；将涂釉后的电阻片坯体放入干燥箱中进行干燥处理，干燥处理的升温速率为18℃/小时，升温至150℃，并在150℃下保温1小时，然后随烘箱冷却到室温；
7)预烧：将步骤6)干燥处理后的电阻片坯体进行预烧结，预烧结的升温速率为105℃/小时，升温至860℃，并在860℃下保温2小时，然后随炉冷却到室温；
8)高温烧结：将步骤7)冷却后的电阻片坯体放入氢气炉中，进行高温预烧结，高温烧结的升温速率为138℃/小时，升温至1360℃，并在1360℃下保温1.5小时，然后随炉冷却到室温；
9)磨片和喷涂电极材料：将步骤8)冷却的高温烧结的电阻片坯体进行磨片，然后喷涂电极材料，得到所述电阻片。
对制成的电阻片进行性能测试，具体测试方法为：
对本实施例制备得到的电阻片施加直流电压，在电阻片流过规定的电流值时测出电阻片两端的直流电压平均值，然后根据电流和电压值计算电阻片的非线性系数。其中，所施加的直流电压的纹波系数不大于1.5％。
测试本实施例制备得到的电阻片在耐受规定的工频电流后电阻片参数的稳定性，具体为：耐受试验前，测量电阻片在流过直流15mA时，电阻片两端的直流电压平均值即耐受试验前直流电压平均值；电阻片耐受规定的工频电流依次在工频电流250mA下耐受10分钟、在工频电流20mA下耐受120分钟；试验后冷却到室温，然后测量电阻片在流过直流15mA时，电阻片两端的直流电压平均值即耐受试验后直流电压的平均值。计算耐受试验前后直流电压平均值的变化率，即(耐受试验后直流电压平均值-耐受试验前直流电压平均值)/耐受试验前直流电压平均值×100％。
测试结果：非线性系数(直流250mA、10mA)为0.54；
耐受试验前后直流电压平均值的变化率为1.3％，即残压变化为1.3％。
本实施例提供的电阻片非线性系数为0.54，说明该电阻片非线性系数好；本实施例提供的电阻片耐受试验前后残压变化仅为1.3％，说明该电阻片残压变化小；同时本实施例提供的电阻片依次在工频电流250mA下耐受10分钟、在工频电流20mA下耐受120分钟，其残压变化依然很低，说明该电阻片工频热容量大。

Claims (17)

1.一种电阻片，其中，以质量百分比计，该电阻片的坯体的原料组成包括：滑石15%-20%、石英12%-18%、长石12%-17%、膨润土5%-10%、氧化铜2%-4%，余量为碳化硅。
2.根据权利要求1所述的电阻片，其中，所述碳化硅为主料。
3.权利要求1或2所述的电阻片的制备方法，其中，该制备方法包括如下步骤：
1）球磨混合：将滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜放入球磨机中进行第一次球磨混合，然后再加入碳化硅进行第二次球磨混合，制成料浆；
2）干燥：干燥所述料浆，得到干粉料；
3）造粒：将所述干粉料与水混合，进行造粒，然后将造粒得到的造粒料进行陈腐；
4）成型：将陈腐后的造粒料压制成电阻片坯体；
5）涂釉和干燥：将电阻片坯体外侧涂釉，然后进行干燥处理；
6）预烧：将步骤5）干燥后的电阻片坯体进行预烧结后冷却；
7）高温烧结：将步骤6）冷却后的电阻片坯体进行高温烧结后冷却；
8）磨片和喷涂电极材料：将步骤7）冷却的高温烧结的电阻片坯体进行磨片，然后喷涂电极材料，得到所述电阻片。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤6）中所述冷却为随炉冷却到室温。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，步骤7）中所述冷却为随炉冷却到室温。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述第一次球磨混合，球磨机中还加入水，其中，滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜的质量之和与水的质量的比值为1:1-1:1.3。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述滑石、石英、长石、膨润土和氧化铜的质量之和与水的质量的比值为1:1。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述第一次球磨混合的时间为3小时-4小时；所述第二次球磨混合的时间为2小时-3小时。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤3）中，所述水的质量为干粉料质量的5%-7%；所述陈腐的时间为10小时-12小时。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤4）中，所述电阻片坯体的密度为2.9g/cm3-3.5g/cm3。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，在步骤4）中，所述电阻片坯体的密度为2.9g/cm3-3.2g/cm3。
12.根据权利要求3所述的制备方法，其中，以质量百分比计，在步骤5）中，所述釉包含如下组分：高压瓷坯料75%-85%、氧化铝10%-15%、滑石5%-10%。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述涂釉的釉层厚度为0.2mm-0.4mm。
14.根据权利要求3、12、13中任一项所述的制备方法，其中，在步骤5）中，所述干燥处理的升温速率为15℃/小时-20℃/小时，升温至150℃-160℃并保持1小时-1.5小时，然后冷却到室温。
15.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤6）中，所述预烧结的升温速率为100℃/小时-110℃/小时，升温至850℃-900℃并保持1.5小时-2小时。
16.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤7）中，所述高温烧结的升温速率为130℃/小时-140℃/小时，升温至1350℃-1370℃并保持1小时-1.5小时。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其中，在步骤7）中，所述高温烧结在氢气炉中进行。
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