CN110137051A - 一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，包括碳酸钠、碳酸钾和基底材料，所述基底材料为石英砂，利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料与所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。通过上述方式，本发明的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，具有更高的热传递系数和单位密度的热量吸收能力，能提高熔断器分断故障电流的能量密度，具有更好的助熔特性，提高了熔断器产品的可靠性，极大地简化熔断器生产工艺，减少设备投资，降低生产成本。

Description

一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物
技术领域
本发明涉及熔断器用填料技术领域，特别是涉及一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物。
背景技术
熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开而制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。
一般在熔断器内会置有填料，目前的填料大部分使用石英砂进行填充，但单独使用石英砂进行填充，会存在熔断器燃弧过程相变反应时间长和焦耳能量高的问题。虽然现在存在有向石英砂中加入硅酸钠和硅酸钾的专利公开，但是硅酸钠和硅酸钾需要通过专用的设备进行混合，使用条件要求高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，能降低熔断器燃弧过程相变反应时间和焦耳能量，从而提高熔断器分断故障电流的能量密度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，包括碳酸钠、碳酸钾和基底材料，所述基底材料为石英砂。
在本发明一个较佳实施例中，所述石英砂为熔断器用工业级石英砂。
在本发明一个较佳实施例中，所述碳酸钠和所述碳酸钾的纯度为化学纯。
在本发明一个较佳实施例中，所述碳酸钠和所述碳酸钾为粉末状无水碳酸盐。
在本发明一个较佳实施例中，所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物各组分的含量为：1000摩尔基底材料中加入共3~4摩尔的所述碳酸钠和所述碳酸钾的混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述碳酸钠和所述碳酸钾的摩尔比为8:2-7:3。
在本发明一个较佳实施例中，所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物的制备方法为：利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料与所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。
本发明的有益效果是：本发明的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，具有更高的热传递系数和单位密度的热量吸收能力，能提高熔断器分断故障电流的能量密度，具有更好的助熔特性，提高了熔断器产品的可靠性，极大地简化熔断器生产工艺，减少设备投资，降低生产成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
提供一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，包括碳酸钠Na2CO3、碳酸钾Na2CO3和基底材料，所述基底材料为石英砂，所述碳酸钠和所述碳酸钾作为添加剂使用。所述石英砂为熔断器用工业级石英砂SiO2。所述碳酸钠和所述碳酸钾的纯度为化学纯。所述碳酸钠和所述碳酸钾为粉末状无水碳酸盐。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物各组分的含量为：1000摩尔基底材料中加入共3.5摩尔的所述碳酸钠和所述碳酸钾的混合物。所述碳酸钠和所述碳酸钾的摩尔比为7:3。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物的制备方法为：利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料石英砂与添加剂所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。
实施例二：
提供一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，包括碳酸钠Na2CO3、碳酸钾Na2CO3和基底材料，所述基底材料为石英砂，所述碳酸钠和所述碳酸钾作为添加剂使用。所述石英砂为熔断器用工业级石英砂SiO2。所述碳酸钠和所述碳酸钾的纯度为化学纯。所述碳酸钠和所述碳酸钾为粉末状无水碳酸盐。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物各组分的含量为：1000摩尔基底材料中加入共3摩尔的所述碳酸钠和所述碳酸钾的混合物。所述碳酸钠和所述碳酸钾的摩尔比为8:2。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物的制备方法为：利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料石英砂与添加剂所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。
实施例三：
提供一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，包括碳酸钠Na2CO3、碳酸钾Na2CO3和基底材料，所述基底材料为石英砂，所述碳酸钠和所述碳酸钾作为添加剂使用。所述石英砂为熔断器用工业级石英砂SiO2。所述碳酸钠和所述碳酸钾的纯度为化学纯。所述碳酸钠和所述碳酸钾为粉末状无水碳酸盐。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物各组分的含量为：1000摩尔基底材料中加入共4摩尔的所述碳酸钠和所述碳酸钾的混合物。所述碳酸钠和所述碳酸钾的摩尔比为7:3。所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物的制备方法为：利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料石英砂与添加剂所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。
本发明涉及的化学反应为：在温度高于1400度时，
SiO2+Na2CO3àNa2SiO3+CO2
SiO2+K2CO3àK2SiO3+CO2。
本发明的有益效果是：
一、故障电流通过熔断器时在熔体狭颈处会产生高温，能诱发反应上述反应。相比直接使用Na2SiO3作为固化剂的传统配方相比，采用本发明的灭弧材料具有更高的热传递系数和单位密度的热量吸收能力即比热容，能提高熔断器分断故障电流的能量密度；
二、本发明的双组分添加剂碳酸钠和碳酸钾具有更好的助熔特性；
三、故障电流诱发的上述降低了熔体金属粒子进入二氧化硅聚集团的表面势能，熔化反应生成物更容易建立起绝缘，降低截断电流；
四、故障电流发生前，所述熔断器能量密度的灭弧材料组合物的化学特性保持稳定，从而保证了故障电流发生时材料的灭弧能力稳定，提高了熔断器产品的可靠性；
五、本发明不需要传统的熔断器固化工艺和设备，将极大地简化熔断器生产工艺，减少设备投资，降低生产成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，包括碳酸钠、碳酸钾和基底材料，所述基底材料为石英砂。
2.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述石英砂为熔断器用工业级石英砂。
3.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述碳酸钠和所述碳酸钾的纯度为化学纯。
4.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述碳酸钠和所述碳酸钾为粉末状无水碳酸盐。
5.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物各组分的含量为：1000摩尔基底材料中加入共3~4摩尔的所述碳酸钠和所述碳酸钾的混合物。
6.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述碳酸钠和所述碳酸钾的摩尔比为8:2-7:3。
7.根据权利要求1所述的提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物，其特征在于，所述提高熔断器能量密度的灭弧材料组合物的制备方法为：利用熔断器石英砂搅拌设备将所述基底材料与所述碳酸钠和所述碳酸钾充分混合均匀。
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