[發明專利]一種石墨陶瓷線性電阻及其生產方法

有效

• 申請號: 201110283542.0
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102426891A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 王蘭義;趙冬一;胡淑慧;徐學亭
• 申請（專利權）人: 南陽金冠電氣有限公司
• 主分類號: H01C7/12
• 分類號: H01C7/12;H01C17/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發軍

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技術領域

本發明屬于電力電子生產技術領域，特別是一種石墨陶瓷線性電阻及其生產方法。

背景技術

石墨陶瓷線性電阻是發展超高壓輸變電設備的關鍵電氣保護部件之一，用以限制高壓斷路器在操作過程中產生的過電壓，目前國內使用的石墨陶瓷線性電阻主要源自進口。石墨陶瓷線性電阻生產過程中存在電阻率分散性大，產品的熱穩定性和機械強度較差等問題，導致技術難度大，成品合格率很低，生產成本高，難以滿足電力行業發展的需求。中國專利申請號為CN?200910234651.6“復合陶瓷電阻及其制作方法”的專利公開了一種復合陶瓷電阻配方，但其配方中含有的鋁礬土的化學成分會因產地或純度要求不同而變化，從而造成配方不易控制，給石墨陶瓷線性電阻的制造帶來困難，難于大范圍推廣。

發明內容

本發明目的是針對現有技術之不足，提供一種石墨陶瓷線性電阻及生產方法，能夠適應工業化大規模生產，并能同時滿足耐高壓、無感、耐大電流、耐沖擊、高能吸收的要求。

實現本發明的目的所采取的技術方案是：一種石墨陶瓷線性電阻，是由下述質量份的原料配制而成：Al₂O₃40～60%；高嶺土30～50%；石墨5～15%；硅酸鈉5～10%；粘合劑0.5～1.5%；分散劑0.3～0.9%。

所述粘合劑采用聚乙烯醇或聚丙烯酸乳液。

所述分散劑采用十四烷基醋酸胺或聚丙烯酸銨或聚乙烯亞胺。

一種石墨陶瓷線性電阻的生產方法，是按以下步驟進行：

A．分別取Al₂O₃、高嶺土、石墨、硅酸鈉并粉碎過60目篩分別制成粉狀原料備用；

B．按所述配比取滑石粉、粘合劑、分散劑及制備的Al₂O₃、高嶺土、石墨、硅酸鈉粉狀原料，并按滑石粉、粘合劑、分散劑及制備的Al₂O₃、高嶺土、石墨、硅酸鈉粉狀原料總重量的30%加入去離子水混合，攪拌均勻制成料漿備用；

C．將制備的料漿用噴霧造粒設備制成顆粒，然后按設定形狀尺寸壓制成型，制成石墨陶瓷線性電阻濕坯備用，其中，顆粒的粒徑控制在100～160μm范圍內，成型壓力為160～200t；

D.?將制備的石墨陶瓷線性電阻濕坯在1200～1500℃的溫度下燒結30～120分鐘，然后按常規方法磨平，并在上下端面噴涂鋁電極，側面涂刷絕緣層，即制成石墨陶瓷線性電阻。

本發明石墨陶瓷線性電阻的原料中，Al₂O₃、高嶺土、硅酸鈉材料構成多孔陶瓷絕緣材料，石墨作為導電材料，物理化學性能穩定，由此形成的石墨陶瓷線性電阻具有體電阻固有的無電感，使用溫度高，可以耐受更大的沖擊電流，又有較高熱容，能吸收更多的能量，并能在高壓下工作。另外粘合劑作為一種輔助成分，在保證坯體強度的前提下要盡可能地減少其添加量。

本發明石墨陶瓷線性電阻，適用于斷路器合閘電阻，具有如下優點：

1、本發明制備的Φ151/38mm×25mm尺寸的石墨陶瓷線性電阻能滿足750kV或1000kV斷路器合閘電阻的性能要求。

2、配方所用原料種類少，工藝容易控制。

3、制成的電阻可靠性高，不存在如膜類、線繞類電阻的失效現象。

4、制成的電阻具有體電阻、大熱容，耐高壓、無感，能耐更大電流沖擊和吸收更高的峰值電能等優點。

5、采用陶瓷干壓工藝制造，設備和工藝過程簡單，便于工業化生產。

具體實施方式

本發明的石墨陶瓷線性電阻，其各組分原料在下列質量份的配比范圍內均能獲得較好的效果：Al₂O₃40～60%；高嶺土30～50%；石墨5～15%；硅酸鈉5～10%；粘合劑0.5~1.5%；分散劑0.3~0.9%。其中，粘合劑采用聚乙烯醇或聚丙烯酸乳液；分散劑采用十四烷基醋酸胺或聚丙烯酸銨或聚乙烯亞胺。制成的石墨陶瓷線性電阻可用作750kV或1000kV斷路器的合閘電阻，其性能均滿足斷路器的要求：線性電阻阻值：0.2～20Ω；單片耐受沖擊電壓：≥5kV；額定耐受能量：≥100kJ；線性電阻熱容量：≥300J/cm³；電阻溫度系數：-0.05～-0.1%/℃；電阻電壓系數??-0.5～-7.5%/(kV/cm)。