本发明专利技术涉及避雷设备制造技术领域，公开了一种用于制备高通流直流电阻片的组合物、高通流直流电阻片及其制备方法和应用。该组合物中含有以下组分：ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、SrCO3、SiO2、NiO、Al(NO3)3、锰源、银玻璃粉；且所述Bi2O3的含量不低于所述Sb2O3的含量；所述Bi2O3的含量不低于所述SrCO3的含量。采用本发明专利技术提供的组合物制备得到的电阻片具有较高的非线性。另外，采用本发明专利技术提供的制备电阻片的方法能够改善电阻片的微观结构均匀性，减少电阻片内部残留的气孔，有效提高直流电阻片的通流性能。同时，本发明专利技术提供的方法能够还能够提高电阻片的导电性。阻片的导电性。阻片的导电性。
【技术实现步骤摘要】
用于制备高通流直流电阻片的组合物、高通流直流电阻片及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及避雷设备制造
，具体地，涉及用于制备高通流直流电阻片的组合物、高通流直流电阻片及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着我国电力建设的不断发展，直流输电因其杆塔结构简单、线路造价低、损耗小、运行稳定等优点而得到了广泛的应用。
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500kV直流输电线路是跨省直流输电的重要线路，根据国家电网公司数据统计，国家电网公司辖区内的
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500kV直流输电线路投运至今，共发生跳闸117次。
[0003]运行经验表明，自然界70％以上雷电为负极性，导致直流线路的正极性导线比负极性导线以及交流线路更易出现向上发展的迎面先导，进而引起绕击。另一方面，
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500kV直流线路杆塔高达40m以上，避雷线保护失效时有发生，仍然存在40kA以上绕击雷。
[0004]目前，线路避雷器通流能力是按照避雷线有效保护方式进行选取和研制，但避雷线屏蔽失效时，现有直流线路避雷器存在防雷通流能力不足的问题，严重时甚至出现线路避雷器损坏现象。换言之，直流线路避雷器的核心成分氧化锌电阻片通流能力不足，无法满足直流输电线路对雷电防护的要求。
[0005]氧化锌电阻片的性能是由配方和制备工艺决定的，合适的配方是电阻片性能优异的基础，工艺优化是提升电阻片性能的关键。氧化锌电阻片从微观结构来看，是由氧化锌晶粒、多种氧化物反应生成的晶界层、尖晶石颗粒和少量气孔组成。而氧化锌电阻片的通流性能主要与电阻片微观结构的均匀性有关。当面对雷电流冲击时，氧化锌电阻片的微观结构越均匀、内部气孔越少，承受电流冲击的有效面积越大，电阻片的通流性能越好。
[0006]因此，如何通过调节配方和优化制备工艺来减少气孔和改善微观结构均匀性是提高直流氧化锌电阻片通流性能的关键。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是为了克服现有直流线路避雷器通流能力不足导致避雷器炸裂、甚至导致线路跳闸的缺陷，提供一种高通流直流电阻片。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种用于制备高通流直流电阻片的组合物，该组合物中含有以下组分：
[0009]ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、SrCO3、SiO2、NiO、Al(NO3)3、锰源、银玻璃粉；
[0010]所述锰源选自MnO2、MnCO3中的至少一种；
[0011]以所述组合物的总摩尔量为基准，所述ZnO的含量为86
‑
96mol％，所述Bi2O3的含量为0.6
‑
3mol％，所述Sb2O3的含量为0.3
‑
2.3mol％，所述Co2O3的含量为0.6
‑
2.5mol％，所述SrCO3的含量为0.5
‑
2.8mol％，所述SiO2的含量为0.7
‑
3mol％，所述NiO的含量为0.3
‑
2.5mol％，所述Al(NO3)3的含量为0.005
‑
0.03mol％，所述锰源的含量为0.2
‑
1.7mol％，所述
银玻璃粉的含量为0.007
‑
0.13mol％；
[0012]且所述Bi2O3的含量不低于所述Sb2O3的含量；所述Bi2O3的含量不低于所述SrCO3的含量；以及
[0013]定义K＝(Bi2O3的摩尔百分含量+SiO2的摩尔百分含量+NiO的摩尔百分含量)，且K为2
‑
5.5。
[0014]本专利技术的第二方面提供一种制备高通流直流电阻片的方法，该方法应用前述第一方面中所述的组合物进行，包括：
[0015](1)在去离子水的存在下，将所述组合物中的各组分进行研磨，得到产物I；
[0016]其中，所述产物I的颗粒平均粒径为0.3
‑
0.7μm，且90％以上的颗粒粒径小于1.1μm；
[0017](2)将所述产物I与粘合剂混合后进行干燥处理，得到产物II；将所述产物II进行压片处理，得到产物III；
[0018]其中，所述产物II的平均粒径为50
‑
70μm，且90％以上的颗粒粒径小于110μm；所述产物III的密度为3.16
‑
3.35g/cm3；
[0019](3)将所述产物III依次进行排胶预烧、高温烧结和热处理，得到产物IV；
[0020](4)将所述产物IV依次进行绝缘层涂覆和电极涂覆，得到所述高通流直流电阻片。
[0021]本专利技术的第三方面提供一种由前述第二方面所述的方法制备得到的高通流直流电阻片。
[0022]本专利技术的第四方面提供一种前述第三方面中所述的高通流直流电阻片在避雷设备中的应用。
[0023]采用本专利技术提供的组合物制备得到的电阻片具有较高的非线性。
[0024]另外，采用本专利技术提供的制备电阻片的方法能够改善电阻片的微观结构均匀性，减少电阻片内部残留的气孔，避免电流冲击下电流过分集中通过电阻片本体局部区域，有效提高直流电阻片的通流性能。同时，本专利技术提供的方法能够还能够提高电阻片的导电性。
附图说明
[0025]图1是本专利技术提供的对比例6中的产物II的光学显微镜图；
[0026]图2是本专利技术提供的实施例1中的产物II的光学显微镜图；
[0027]图3是本专利技术提供的实施例1中的电阻片的微观结构SEM图。
具体实施方式
[0028]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0029]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种用于制备高通流直流电阻片的组合物，该组合物中含有以下组分：
[0030]ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、SrCO3、SiO2、NiO、Al(NO3)3、锰源、银玻璃粉；
[0031]所述锰源选自MnO2、MnCO3中的至少一种；
[0032]以所述组合物的总摩尔量为基准，所述ZnO的含量为86
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96mol％，所述Bi2O3的含量为0.6
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3mol％，所述Sb2O3的含量为0.3
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2.3mol％，所述Co2O3的含量为0.6
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2.5mol％，所述SrCO3的含量为0.5
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2.8mol％，所述SiO2的含量为0.7
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3mol％，所述NiO的含量为0.3
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2.5mol％，所述Al(NO3)3的含量为0.005
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0.03mol％，所述锰源的含量为0.2
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制备高通流直流电阻片的组合物，其特征在于，该组合物中含有以下组分：ZnO、Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、SrCO3、SiO2、NiO、Al(NO3)3、锰源、银玻璃粉；所述锰源选自MnO2、MnCO3中的至少一种；以所述组合物的总摩尔量为基准，所述ZnO的含量为86
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96mol％，所述Bi2O3的含量为0.6
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3mol％，所述Sb2O3的含量为0.3
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2.3mol％，所述Co2O3的含量为0.6
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2.5mol％，所述SrCO3的含量为0.5
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2.8mol％，所述SiO2的含量为0.7
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3mol％，所述NiO的含量为0.3
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2.5mol％，所述Al(NO3)3的含量为0.005
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0.03mol％，所述锰源的含量为0.2
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1.7mol％，所述银玻璃粉的含量为0.007
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0.13mol％；且所述Bi2O3的含量不低于所述Sb2O3的含量；所述Bi2O3的含量不低于所述SrCO3的含量；以及定义K＝(Bi2O3的摩尔百分含量+SiO2的摩尔百分含量+NiO的摩尔百分含量)，且K为2
‑
5.5。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述银玻璃粉中含有Ag2O、硼硅酸铋玻璃，且Ag2O的含量20
‑
40wt％，硼硅酸铋玻璃的含量为60
‑
80wt％；且所述银玻璃粉的平均粒径为1
‑
3μm。3.一种制备高通流直流电阻片的方法，其特征在于，该方法应用权利要求1或2所述的组合物进行，包括：(1)在去离子水的存在下，将所述组合物中的各组分进行研磨，得到产物I；其中，所述产物I的颗粒平均粒径为0.3
‑
0.7μm，且90％以上的颗粒粒径小于1.1μm；(2)将所述产物I与粘合剂混合后进行干燥处理I，得到产物II；将所述产物II进行压片处理，得到产物III；其中，所述产物II的颗粒平均粒径为50
‑
70μm，且90％以上的颗粒粒径小于110μm；所述产物III的密度为3.16
‑
3.35g/cm3；(3)将所述产物III依次进行排胶预烧、高温烧结和热处理，得到产物IV；(4)将所述产物IV依次进行绝缘层涂覆和电极涂覆，得到所述高通流直流电阻片。4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：付志瑶，蒋正龙，谢鹏康，王博闻，胡建平，曾黎，黄昆，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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