[發明專利]一種快速熔斷器滅弧砂柱抗裂紋固化方法

有效

• 申請號: 202010157502.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111383863B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張瑜;蘇建倉;何浩;袁飛;鄭磊;李銳;喻斌雄
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究院
• 主分類號: H01H69/02
• 分類號: H01H69/02;H01H85/18;H01H85/38
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

本發明提供一種快速熔斷器滅弧砂柱抗裂紋固化方法，解決現有快速熔斷器滅弧石英砂柱固化后易出現裂紋，進而導致熔斷器快速分斷能力和正常載流壽命下降的問題。該方法包括以下步驟：1)將固化劑與去離子水按質量比為1:4～2:3混合后作為固化液，加熱固化液使硅酸鈉完全溶解到去離子水中并保溫處理，固化劑為九水合硅酸鈉晶體或粉末，模數n＝1～3；2)縮合磷酸鋁混合到烘干后的石英砂中并攪拌均勻，再填裝到熔斷器陶瓷管內；3)抽取固化液滴灌注入熔斷器陶瓷管內砂體中；4)加熱烘烤脫水固化，具體為將熔斷器陶瓷管封住的一端打開，熔斷器陶瓷管呈水平姿態放進脫水烘箱內，使熔斷器陶瓷管填裝的砂體內水分蒸發，冷卻后獲得無裂紋熔斷器滅弧石英砂柱。

技術領域

本發明涉及一種砂柱固化工藝，具體涉及一種快速熔斷器滅弧砂柱抗裂紋固化方法。

背景技術

高電壓大電流熔斷器作為短路快速保護核心器件，目前已廣泛應用于電力系統、充電電源、電池、新能源汽車、電力機車、船舶潛艇、航空航天等領域。高電壓大電流熔斷器一般由空芯陶瓷管、滅弧介質、熔體、金屬端帽構成，熔體和滅弧介質填充在陶瓷管內部。對于μs～ms級超快速分斷熔斷器，采用高溫固化的石英砂柱作為熔斷器熔體分斷滅弧介質，在短路故障下、熔體狹頸熔化起弧后，固化的石英砂柱迅速將電弧粒子吸附到砂體內部，促成熔體快速滅弧分斷，實現快速短路保護；在熔斷器正常通流、載流情形下，熔體會發熱，被固化的石英砂柱緊緊包裹的熔體可以通過砂柱迅速導熱散熱，促使熔體溫升降低，大大延長了熔斷器壽命。但是，如果石英砂柱在固化和脫水過程中出現裂紋，尤其是裂紋出現在熔斷器熔體狹頸位置，高溫熔體狹頸就會出現導熱散熱不良，熔體載流壽命迅速降低；并且短路故障下狹頸位置的裂紋氣隙不利于快速滅弧，熔斷器分斷時間延長，對快速分斷保護不利。因此，快速熔斷器滅弧石英砂柱的固化工藝，對熔斷器的快速保護、載流壽命等關鍵特性具有重要影響。

發明內容

為了解決現有快速熔斷器滅弧石英砂柱固化后易出現裂紋，進而導致熔斷器快速分斷能力和正常載流壽命下降的技術問題，本發明提供了一種快速熔斷器滅弧砂柱抗裂紋固化方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種快速熔斷器滅弧砂柱抗裂紋固化方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)固化劑調配

將固化劑與去離子水按質量比為1:4～2:3混合后作為固化液，加熱固化液使硅酸鈉完全溶解到去離子水中，固化液保溫處理；

其中，固化劑為九水合硅酸鈉晶體或粉末，模數n＝1～3；

2)填裝熔斷器陶瓷管

2.1)將熔斷器用的60～80目石英砂清洗、烘干，將縮合磷酸鋁混合到烘干后的石英砂中并攪拌均勻，獲得砂體；

其中，縮合磷酸鋁與石英砂的質量比為(0.0058～0.0063):1；

2.2)將熔斷器陶瓷管的一端開口封住，將步驟2.1)混合后的縮合磷酸鋁和石英砂從熔斷器陶瓷管的另一端開口處填裝到熔斷器陶瓷管內；

3)固化劑滴灌

3.1)將步驟2.2)填裝后的熔斷器陶瓷管豎直放置于烘箱中，且開口的一端朝上；烘箱溫度為80～90℃，熔斷器陶瓷管及內部填裝的砂體在烘箱中保溫；

3.2)將熔斷器陶瓷管從烘箱中取出后，豎直放置于常溫常壓環境中；

3.3)抽取步驟1)保溫處理的固化液，從熔斷器陶瓷管上端開口處，快速將抽取的固化液全部滴灌注入熔斷器陶瓷管內砂體中；整個滴灌過程所需要的時間為2～3min；

其中，抽取的固化液與熔斷器陶瓷管內填裝石英砂的質量比為(0.19～0.21):1；

4)加熱烘烤脫水固化；