[发明专利]一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法

说明书

本发明属于属于氧化锌材料技术领域，尤其是一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法，制备方法简单,而采用聚碳硅烷作为烧结,并通过对聚碳硅烷的改性处理过程引入，经电子束辐照交联得到聚合物陶瓷前驱体,后在无压氮气保护下,经热解得到避雷器氧化锌压敏阀片，具有具有耐浪涌能力强、电位梯度高和非线性好的优点，适于制造大型和小型氧化锌避雷器的阀片和过压保护，适宜于避雷器应用。

技术领域

本发明属于氧化锌材料技术领域，尤其是一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法。

背景技术

避雷器是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备。使用时将避雷器安装在被保护设备附近,与被保护设备并联。避雷器的保护特性是输配电设备绝缘配合的基础,性能优良的避雷器能将电力系统中的过电压限制到对绝缘无害的水平。改善避雷器的保护性能,不仅能提高输配电系统的运行可靠性,而且可以降低电气设备绝缘水平,从而减轻设备重量,降低设备成本。氧化锌避雷器是高压、超高压电网及高压电力设备防雷击及闪络事故的关键设备,在高压输电线路、城市地铁直流供电线路以及铁路电网系统中应用广泛。阀片老化一般产生于运行过程中。目前国内的特高压电网工程迫切需要参数先进、性能优良、可靠性高的特高压避雷器产品。因此,对氧化锌避雷器用阀片提出了更加严格的要求,例如其中对氧化锌阀片的要求主要有:残压低(指标称放电电压下的残压要低,它决定了避雷器的保护水平)、非线性好(它决定了阀片在工频续流下的电阻大,从而能限制工频续流)、通流能力高(使阀片在流过放电电流和工频续流时不至于损坏)以及电位梯度大和抗老化性能好等。随着电力需要的迅速增加和电源大规模及变电站的有效利用空间,同时为了解决由此产生的电力系统问题,氧化锌避雷器正在向高通流容量、小型化、特高电压化方向发展。氧化锌电阻片作为氧化锌避雷器的核心部件,其性能直接影响氧化锌避雷器的水平。而易吸湿、不耐污的不足,也容易导致高压避雷器发生闪络事故,高通流能力阀片高性能氧化锌阀片有两个重要指标,一是阀片本体材料的通流能力,二是阀片侧面的耐大电流冲击性能。由于避雷器阀片的均一性差，其老化程度不尽相同，就会使得阀片电位分布不均匀,运行一段时间后，部分阀片首先劣化，造成避雷器泄漏电流和功率损耗增加,阀片的均一性显的及其重要，但目前的氧化锌阀片的制备方法普遍采用“胶”，制备过程中需要排胶，而胶又是重要的成型组成部分，无胶则难以成型，性能更加不好，往往通过排胶、提纯等来控制，但收效甚微，例如CN201410252965.X公开了一种高性能避雷器用氧化锌压敏陶瓷材料，但制备工艺使用了胶，需要排胶，受到极大的限制和制约，目前市场上采用聚合物陶瓷前驱体热解转化法制备陶瓷材料是一种较为先进的方法。与其他方法相比,该方法制备的陶瓷材料结构均一,形式多样,成型方法简便。前驱体自身组成和分子结构决定其成型时的方式和效率。然而目前采用的成型方式主要是热交联和等静压交联或者基于巯基-乙烯基光固化工艺，仍然具有适用性不强，工艺复杂的缺陷，本领域技术人员为解决上述问题，亟待开发一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法及其应用以满足现有的市场需求和性能要求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法及其应用。

目前，影响阀片通流能力的主要原因是阀片内部微观不均性结构导致电流分布的不均性,由此产生的热量导致内部热应力形成,从而使阀片击穿或炸裂，击穿是在相对小的电流情况下,压敏电阻片的结构均匀性和成分均匀性是提高通流能力的关键因素。其中均匀性主要包括宏观和微观结构上的均匀性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种避雷器氧化锌压敏阀片陶瓷前驱体的制备方法，包括以下步骤：

A、将聚碳硅烷、乙烯基硅烷单体、三乙酰丙酮镍、三烯丙基三聚氰酸酯按照重量份数比76~81∶15~18∶2~4∶1~2均匀混合转移至反应釜中，加入聚碳硅烷重量0.01~0.02%的过氧化二异丙苯，在氮气保护氛围下，缓慢加热，升温至180~210℃后恒温搅拌反应4~6h后，冷却至室温，得接枝改性聚碳硅烷；