[發明專利]一種交流避雷器閥片的配方及其制備工藝

在審

• 申請號: 201611225944.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108238790A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 葛平安;伍建新
• 申請（專利權）人: 西安天工電氣有限公司
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;H01C7/12;H01C17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種交流避雷器閥片的配方及其制備工藝。該閥片采用常規的鉍系氧化鋅組分系統，常規的原材料和改進的熟料工藝，優化了Bi₂O₃和Sb₂O₃、Cr₂O₃及SiO₂的重量比例，還優化了NiO和ZnO的重量比例，加入一定量的ZnO和添加劑一起煅燒，引進燒結后的熱處理工藝和低溫燒玻璃釉工藝，及控制鋁電極的留邊大小，達到了超高4/10μs大電流性能，低漏流、低壓比、高2ms方波通流容量，高溫下低功耗和交流加速老化下低Kct等一系列高性能。

技術領域

本發明屬于電力系統避雷器技術領域，是一種交流避雷器閥片的配方及其制備工藝。

背景技術

1967年日本松下公司的松崗道雄發現ZnO–Bi2O3系陶瓷具有非線性伏安特性，其非線性系數和通流能力遠遠優于SiC陶瓷。松下公司于1968年開發出低壓氧化鋅壓敏電阻并應用于彩色電視機中,于1970年開發出300V–30kV系統用高壓氧化鋅避雷器閥片，并申請了氧化鋅壓敏陶瓷的發明專利。明電舍、日立、三菱、東芝，通用電氣和ABB等公司從松下購得專利許可，這些公司都在20世紀70年代末開始生產高壓氧化鋅避雷器。20世紀80年代初期的氧化鋅避雷器閥片，梯度一般在200V/mm，2ms方波耐受的能量密度一般在100–150J/cm3，通過100kA 4/10μs大電流測試需48毫米或以上直徑的閥片，壓比和老化等性能都有待提高。此后許多公司對配方、工藝、制造設備、原材料、側面保護層和噴鋁留邊的控制做了大量研究，2ms方波耐受的能量密度和4/10μs大電流性能有了極大的提高，壓比和老化性能也有了明顯的提高。目前一些行業領先公司的2ms方波耐受的能量密度可達300–350J/cm3，直徑36毫米的閥片可通過100kA 4/10μs大電流測試。隨著閥片2ms方波耐受的能量密度和4/10μs大電流性能的提高，為了充分發揮這些性能，必須大幅降低閥片在高溫下的功耗，因動作負載測試時更高的方波或4/10μs電流會導致更高的溫升，在隨后施加額定電壓和連續工作電壓時的功耗更大，如功耗太高閥片會因熱崩潰而燒毀。閥片的小型化使得避雷器的小型化成為可能，這樣不僅可以降低閥片和避雷器的生產成本，而且有利于避雷器的安裝并節省空間。閥片的小型化，不僅需要提高閥片的2ms方波耐受能量密度和4/10μs大電流性能，還需要大幅降低高溫下的功耗。相關文獻和專利都沒有高溫下功耗的數據，也鮮見這方面的報道。

發明內容

本發明的目的是針對避雷器高性能和小型化的要求，采用常規的原材料和熟料工藝，大幅降低交流閥片高溫下的功耗，大幅提高交流閥片的4/10μs大電流性能和2ms方波通流容量，并降低交流閥片的壓比、漏流和加速老化下的Kct，大幅提高避雷器的各項性能，從而提高避雷器的運行可靠性和保護水平，并為避雷器的小型化提供有力保障

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種高性能交流避雷器閥片，由下列重量百分比的原材料組成：

3-5％的Bi₂O₃,2-4％的Sb₂O₃,0.5-1.5％的NiO,0.5-1.5％的Co₃O₄,0.5-1.5％的MnCO₃,0.05-0.5％的Cr₂O₃,0.05-0.5％的SiO₂,0.05-0.3％的銀玻璃粉，0.01-0.06％的Al(NO₃)₃*9H₂O，其余為ZnO。