[发明专利]一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法

说明书

本发明提供一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法，解决现有快速熔断器灭弧石英砂柱固化后易出现裂纹，进而导致熔断器快速分断能力和正常载流寿命下降的问题。该方法包括以下步骤：1)将固化剂与去离子水按质量比为1:4～2:3混合后作为固化液，加热固化液使硅酸钠完全溶解到去离子水中并保温处理，固化剂为九水合硅酸钠晶体或粉末，模数n＝1～3；2)缩合磷酸铝混合到烘干后的石英砂中并搅拌均匀，再填装到熔断器陶瓷管内；3)抽取固化液滴灌注入熔断器陶瓷管内砂体中；4)加热烘烤脱水固化，具体为将熔断器陶瓷管封住的一端打开，熔断器陶瓷管呈水平姿态放进脱水烘箱内，使熔断器陶瓷管填装的砂体内水分蒸发，冷却后获得无裂纹熔断器灭弧石英砂柱。

技术领域

本发明涉及一种砂柱固化工艺，具体涉及一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法。

背景技术

高电压大电流熔断器作为短路快速保护核心器件，目前已广泛应用于电力系统、充电电源、电池、新能源汽车、电力机车、船舶潜艇、航空航天等领域。高电压大电流熔断器一般由空芯陶瓷管、灭弧介质、熔体、金属端帽构成，熔体和灭弧介质填充在陶瓷管内部。对于μs～ms级超快速分断熔断器，采用高温固化的石英砂柱作为熔断器熔体分断灭弧介质，在短路故障下、熔体狭颈熔化起弧后，固化的石英砂柱迅速将电弧粒子吸附到砂体内部，促成熔体快速灭弧分断，实现快速短路保护；在熔断器正常通流、载流情形下，熔体会发热，被固化的石英砂柱紧紧包裹的熔体可以通过砂柱迅速导热散热，促使熔体温升降低，大大延长了熔断器寿命。但是，如果石英砂柱在固化和脱水过程中出现裂纹，尤其是裂纹出现在熔断器熔体狭颈位置，高温熔体狭颈就会出现导热散热不良，熔体载流寿命迅速降低；并且短路故障下狭颈位置的裂纹气隙不利于快速灭弧，熔断器分断时间延长，对快速分断保护不利。因此，快速熔断器灭弧石英砂柱的固化工艺，对熔断器的快速保护、载流寿命等关键特性具有重要影响。

发明内容

为了解决现有快速熔断器灭弧石英砂柱固化后易出现裂纹，进而导致熔断器快速分断能力和正常载流寿命下降的技术问题，本发明提供了一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)固化剂调配

将固化剂与去离子水按质量比为1:4～2:3混合后作为固化液，加热固化液使硅酸钠完全溶解到去离子水中，固化液保温处理；

其中，固化剂为九水合硅酸钠晶体或粉末，模数n＝1～3；

2)填装熔断器陶瓷管

2.1)将熔断器用的60～80目石英砂清洗、烘干，将缩合磷酸铝混合到烘干后的石英砂中并搅拌均匀，获得砂体；

其中，缩合磷酸铝与石英砂的质量比为(0.0058～0.0063):1；

2.2)将熔断器陶瓷管的一端开口封住，将步骤2.1)混合后的缩合磷酸铝和石英砂从熔断器陶瓷管的另一端开口处填装到熔断器陶瓷管内；

3)固化剂滴灌

3.1)将步骤2.2)填装后的熔断器陶瓷管竖直放置于烘箱中，且开口的一端朝上；烘箱温度为80～90℃，熔断器陶瓷管及内部填装的砂体在烘箱中保温；

3.2)将熔断器陶瓷管从烘箱中取出后，竖直放置于常温常压环境中；

3.3)抽取步骤1)保温处理的固化液，从熔断器陶瓷管上端开口处，快速将抽取的固化液全部滴灌注入熔断器陶瓷管内砂体中；整个滴灌过程所需要的时间为2～3min；

其中，抽取的固化液与熔断器陶瓷管内填装石英砂的质量比为(0.19～0.21):1；

4)加热烘烤脱水固化；