用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用，该复合导电胶使用金属粉末和石墨烯作为复合导电填料，使用环氧树脂作为导电胶基体，使用改性聚酰胺作为固化剂，所述复合导电填料和导电胶基体的质量比为(6～7):(4～3)；复合导电胶填充于金属氧化物避雷器电阻阀片之间的导电交界面，以降低接触电阻，提高通流性能，并且复合导电胶优良的粘结韧性避免电阻阀片堆叠层间因机械振动和摩擦引起的磨损；本发明专利技术还公开了该复合导电胶的制备方法及应用，在振动测试中，涂敷复合导电胶的避雷器使用寿命相较未涂敷而言延长65％。延长65％。延长65％。

【技术实现步骤摘要】
用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于高压避雷器
，具体涉及用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]在电力系统实际运行当中，由于电力设备和输电线路工作环境的复杂多样，时常面临多种多样的过电压，严重威胁了电力系统的安全稳定运行。避雷器作为抑制电力系统过电压的重要电力设备，核心组件便是由金属氧化物电阻阀片堆叠而成的阀片组，阀片组在过电压发生时导通，起到抑制过电压的作用。
[0003]金属氧化物电阻阀片的加工工艺影响了阀片表面的粗糙度，很大程度上决定了避雷器的工作性能。宏观上看似光滑的电阻片在相互堆叠时，微观上实际相互接触的有效接触面积不足宏观视在面积的10％。当避雷器工作导通时，电阻阀片之间由于接触不良，实际的接触电阻很大，限制了避雷器的通流能力，造成了阀片的局部发热和熔化，甚至可能导致避雷器失效。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用。使用金属粉末和石墨烯作为复合导电填料，使用环氧树脂作为导电胶基体，复合导电填料和导电胶基体质量分数比例介于6:4和7:3之间。使用改性聚酰胺作为固化剂，制作一种性能优异的复合导电胶。复合导电胶填充于避雷器电阻阀片之间的导电交界面，以降低接触电阻，提高通流性能，优良的粘结韧性可以有效避免电阻阀片堆叠层间因机械振动和摩擦引起的磨损。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶，使用金属粉末和石墨烯作为复合导电填料，使用环氧树脂作为导电胶基体，使用改性聚酰胺作为固化剂，所述复合导电填料和导电胶基体的质量比为(6～7):(4～3)；复合导电胶填充于金属氧化物避雷器电阻阀片之间的导电交界面，以降低接触电阻，提高通流性能，并且复合导电胶优良的粘结韧性避免电阻阀片堆叠层间因机械振动和摩擦引起的磨损。
[0007]进一步的，复合导电填料可选用包括银、铜等在内的多种低电阻率导电金属，既可以使用单一金属，也可以使用多种金属混合。另外，添加质量分数占复合导电填料0.1％～0.5％的石墨烯作为导电填料，提升复合导电胶的平整度，改善金属粉末在复合导电胶基体中的分散效果。
[0008]进一步的，导电金属使用平均粒径5～10μm的树枝状金属粉末和球状金属粉末混合填充，其中树枝状金属粉末质量分数占复合导电填料的比例高于65％。
[0009]进一步的，复合导电胶基体使用环氧树脂与超支化环氧树脂复合配置，其中超支
化环氧树脂质量分数占复合导电胶基体的20％～40％，以保持导电胶基体良好的粘接强度和韧性。
[0010]进一步的，所述固化剂与复合导电胶基体的质量比为(40～50):100。
[0011]所述的用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶的制备方法，首先对复合导电胶基体进行预处理，在100℃～120℃的电热恒温干燥箱中干燥1小时以上，除去水分。然后将复合导电填料、复合导电胶基体充分研磨后，最后加入低相对分子质量改性聚酰胺作为固化剂充分混合，在常温下进行固化即制备得到复合导电胶。
[0012]所述的用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶的应用，将复合导电胶均匀涂抹于金属氧化物避雷器的电阻阀片之间，涂抹厚度为1mm～2mm，等待复合导电胶固化后，将金属氧化物避雷器电阻阀片安装到指定位置。
[0013]本专利技术的有益效果是：
[0014]复合导电填料和导电胶基体质量比为(6～7):(4～3)，可以兼顾复合导电胶的优良导电性能和韧性与粘结性能。通过金属粉末作为复合导电胶的金属导电填料，实现导电胶的良好的导电性能，借助石墨烯改善金属粉末的分散效果，提高复合导电胶的平整度。使用一定配比的环氧树脂作为导电胶基体，保证良好的粘接强度和韧性。在此配比下，复合导电胶的粘结强度可以超过10Mpa，体积电阻率低于3
×
10
‑4Ω
·
cm。通过涂敷到金属氧化物避雷器电阻阀片的交界面处，可以较大程度的改善电接触性能，通过降低接触电阻进而避免电阻片因接触不良导致的发热和失效。在实际的直流开断测试中，涂敷复合导电胶的避雷器阀片组温升明显低于未涂敷导电胶的对照组。未涂敷复合导电胶的避雷器阀片组温升为37.5℃，涂敷导电胶的避雷器阀片组温升为22.4℃。同时，复合导电胶优良的粘结韧性可以有效避免电阻阀片堆叠层间因机械振动和摩擦引起的磨损，有效延长使用寿命，在振动测试中，涂敷复合导电胶的避雷器使用寿命相较未涂敷而言延长65％。
附图说明
[0015]图1为一种用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶制备工艺应用流程图。
[0016]图2为一种用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶在电阻阀片交界面上的涂敷位置示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合具体实施例和附图，对本专利技术作详细说明。但本专利技术的保护范围不限于本实施例，即但凡以本专利技术申请专利范围及说明书内容所作的简单修饰和等效变化，皆仍属本专利技术专利保护范围之内。
[0018]本专利技术提供了用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶、制备方法及应用，该复合导电胶包括金属和石墨烯复合导电填料、作为复合导电胶基体的环氧树脂与超支化环氧树脂复合配置、作为固化剂的改性聚酰胺。
[0019]实施例一
[0020]复合导电填料质量分数60％，包括金属导电填料和石墨烯。金属导电填料选用银、铜等低电阻率导电金属，金属粉末的平均粒径为5～10μm。树枝状金属粉末相对球状金属粉末具有更大的比表面积，有利于金属颗粒之间的接触，降低复合导电胶的电阻率。但是树枝
状金属粉末价格偏高，因此本实施例使用树枝状金属粉末和球状金属粉末混合填充，比例为7:3。金属粉末填料添加量过高会导致导电胶表面粗糙，局部区域出现裂纹，因此额外添加质量分数为0.5％的石墨烯作为导电填料。石墨烯不仅可以整体上提升复合导电胶的平整度，还能利用其微观的片状结构进一步填充复合导电胶基体中的微小空隙，改善金属粉末在复合导电胶基体中的分散效果。
[0021]复合导电胶基体质量分数40％，将环氧树脂与超支化环氧树脂复合配置作为复合导电胶基体。超支化环氧树脂的添加有助于降低复合导电胶基体的黏度，使导电金属颗粒尽可能均匀的分布于导电胶基体之中，形成稳定致密的导电结构。同时，超支化环氧树脂也能改善复合导电胶基体的韧性和粘接强度。本实施例在环氧树脂中添加的超支化环氧树脂占复合导电胶基体的质量分数为40％。
[0022]复合导电胶基体需进行预处理，在120℃的电热恒温干燥箱中干燥1小时以上，除去水分。将复合导电填料、复合导电胶基体充分研磨后，加入低相对分子质量改性聚酰胺作为固化剂充分混合，需要注意控制用量，过量的固化剂会导致复合导电胶韧性下降，容易开裂，固化剂不足会导致复合导电胶附着力下降，本实施例中添加的固化剂与复合导电胶基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶，其特征在于，使用金属粉末和石墨烯作为复合导电填料，使用环氧树脂作为导电胶基体，使用改性聚酰胺作为固化剂，所述复合导电填料和导电胶基体的质量比为(6～7):(4～3)；复合导电胶填充于金属氧化物避雷器电阻阀片之间的导电交界面，以降低接触电阻，提高通流性能，并且复合导电胶优良的粘结韧性避免电阻阀片堆叠层间因机械振动和摩擦引起的磨损。2.根据权利要求1所述的用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶，其特征在于，所述复合导电胶的粘结强度超过10Mpa，体积电阻率低于3
×
10
‑4Ω
·
cm。3.根据权利要求1所述的用于金属氧化物避雷器阀片界面的复合导电胶，其特征在于，所述复合导电填料采用低电阻率导电金属中的一种或多种混合，并添加石墨烯作为导电填料，提升复合导电胶的平整度，改善金属粉末在复合导电胶基体中的分散效果；低电阻率导电金属使用平均粒径5～10μm的树枝状金属粉末和球状金属粉末混合填充，其中树枝状金属粉末质量分数占复合导电填料的比例高于65％；石墨烯的添...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思远，薄祥来，金敬勇，陈金超，王柳丹，陈奕帆，刘志远，耿英三，王建华，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：