【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电工陶瓷领域，具体涉及一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
1、在超、特高压系统中，过电压及防护一直是保障电力系统安全稳定运行的重要研究问题之一，其中内部过电压尤其是操作过电压直接影响电力设备的绝缘水平。在550kv及以上电压等级线路中，空载的长线路通过合闸投切到超、特高压系统时，由于电网参数的突然变化，线路上电感电容能量振荡会产生较大的过电压，在这个过程中断路器需要承受较高的开断电压和电流。为了抑制这种因线路合闸而引发的操作过电压，需要在断路器上加装合闸电阻，在线路合闸时，将合闸电阻提前投入8～11毫秒，此时合闸电阻将承受电网中的l-c振荡电能转化为热能并释放到外界环境中。
2、当前在断路器使用的陶瓷电阻大都依赖从英国hvr公司进口，核心技术由国外公司所垄断。国家电网公司于2019年开始立项研究合闸电阻陶瓷电阻材料和制造工艺研究，在合闸电阻的配方和制造工艺方面取得一定进展，但仍旧存在着生产出的电阻片性能不稳定、合格率低的问题，对于实现国产合闸电阻的工程应用还有一定的距离。中国专利cn114804835a、cn106587954a等主要使用无机矿物原料在无压烧结的方式下制备碳陶瓷电阻，在原料及工艺上仍有较大提升空间。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料及其制备方法。
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、一种高压断路器用合闸电阻碳
4、作为本专利技术的优选方案，所述α氧化铝、方石英的纯度为99.9％，粒径小于2μm。
5、作为本专利技术的优选方案，所述高岭土的纯度大于95％，粒径小于2μm。
6、作为本专利技术的优选方案，所述碳材料为鳞片状石墨，鳞片状石墨的纯度为99.9％，粒径小于2μm。
7、本专利技术提供了一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
8、s1：将α氧化铝、高岭土、方石英和碳材料球磨，得到球磨浆料；
9、s2：将球磨浆料烘干，过筛，得到原料粉体；
10、s3：取原料粉体装入模具中，进行烧结，得到烧成体；
11、s4：对烧成体后处理、涂层喷涂，制得合闸电阻片。
12、作为本专利技术的优选方案，步骤s3中，所述烧结为热压烧结，具体为在惰性气氛或还原气氛下进行烧结，烧结温度1200-1400℃，保温时间1-2h，烧结压力设置为10-20mpa。
13、作为本专利技术的优选方案，步骤s4中，所述后处理具体为采用陶瓷激光切割机对烧成体切割，用磨片机设备对切割后的陶瓷表面存在的毛刺、不平整地方进行打磨。
14、作为本专利技术的优选方案，步骤s4中，所述涂层喷涂具体为：采用热喷涂方式，在烧成体上下表面喷涂银电极、铝电极或者铜铝合金电极，在侧面及内孔侧壁喷涂绝缘高阻涂料，并置于烘箱中烘干。
15、本专利技术的有益效果是：
16、(1)在原料配方上，使用分析纯原料配方体系，通过现代的粉末工艺，使用除杂、除铁等物理方式提纯天然高岭土，纯度大于95％，粒径小于2μm，高岭土可以选择英国的球粘土或者我国优质的苏州高岭土、湖南高岭土等。选择所需要的纯度为99.9％，粒径1μm的α型氧化铝、方石英、鳞片状石墨粉体，一方面便于开展各组成部分的研究，分析筛选出做适合的原料配方体系，另一方面相较于传统使用的矿物原料，避免了引入过多杂质、因原料组分不可控导致批量生产的电阻片性能不稳定等问题。
17、(2)在烧结工艺上，使用热压烧结制备碳陶瓷电阻。由于导电碳材料不与体系中其它组分反应，同时其结合能力较差，在一定程度上阻碍了烧结，在无压烧结方式下体系存在较多孔隙，影响了陶瓷的致密及性能。热压烧结不用压制生坯，在压力作用下直接粉体成型，可以不加入烧结助剂，降低烧结温度，减少烧结时间，得到晶粒细小，气孔率小致密度高，机械性能、力学性能优异的陶瓷产品。
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1.一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：α氧化铝40-60份，高岭土30-50份，方石英0-20份，碳材料5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述α氧化铝、方石英的纯度为99％以上，粒径小于2μm。
3.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述高岭土的纯度大于95％，粒径小于2μm。
4.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述碳材料为鳞片状石墨，鳞片状石墨的纯度为99％以上，粒径小于2μm。。
5.一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述烧结为热压烧结，具体为在惰性气氛或还原气氛下进行烧结，烧结温度1200-1400℃，保温时间1-2h，烧结压力设置为10-20Mpa。
7.根据权利要求5所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的
8.根据权利要求5所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述涂层喷涂具体为：采用热喷涂方式，在烧成体上下表面喷涂银电极、铝电极或者铜铝合金电极，在侧面及内孔侧壁喷涂绝缘高阻涂料，并置于烘箱中烘干。
...【技术特征摘要】
1.一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：α氧化铝40-60份，高岭土30-50份，方石英0-20份，碳材料5-15份。
2.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述α氧化铝、方石英的纯度为99％以上，粒径小于2μm。
3.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述高岭土的纯度大于95％，粒径小于2μm。
4.根据权利要求1所述的一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料，其特征在于，所述碳材料为鳞片状石墨，鳞片状石墨的纯度为99％以上，粒径小于2μm。。
5.一种高压断路器用合闸电阻碳陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：晏年平，陈田，刘方吉，徐碧川，王希林，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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