本发明是关于氧化锌避雷器阀片用添加材料银玻璃粉的配方及制作工艺的改进。 近年来,采用电压-电流非线性特性优异的氧化锌阀片的氧化锌避雷器得到迅速发展,取代了过去采用碳化硅阀片带串联间隙的避雷器。
氧化锌避雷器与目前国内生产的磁吹避雷器相比,有明显的优越性。它的残压比磁吹避雷器低10%,释放过电压的通流能力大,结构简单,体积和重量都比磁吹避雷器小。采用氧化锌避雷器后可以降低超高压设备的绝缘水平。绝缘水平降低一级可降低造价3%,并可改善保护效果,提高运行可靠性。另外,由于氧化锌避雷器没有间隙,故它在高海拔地区有其特殊的优越性。
由于阀片中加Ag玻璃粉和适应工艺,使得阀片的各项性能指标都有了新的突破,走到了国内前所未有的水平,并已基本达到国外80年代的先进水平。
当前研制最新氧化锌避雷器主要包括两方面,其中之一是研制最佳的氧化锌阀片用的添加材料,目的是为了改善氧化锌阀片的性能和使用寿命。日本的日立公司生产了一种GF-06玻璃粉(かぅハつリツト纳入仕样书,日立制作所,国分工场,昭和58年1月25日),在熔化工艺中采用的是铂金坩埚或刚玉(Al2O3)坩埚熔制玻璃,若用铂金坩埚熔化玻璃,它对铂金有污染,致使铂金微粒进入玻璃中(由于玻璃对铂金坩埚浸蚀地结果),使玻璃中含有有害的杂质,同时,铂金坩埚受到腐蚀,将造成经济损失。另外,若采用刚玉坩埚和刚玉棒熔制玻璃,由于玻璃熔融体对刚玉坩埚的腐蚀(也包括在搅拌过程中对刚玉棒的腐蚀),致使一定量的有害杂质Al2O3引入到玻璃中,这种玻璃粉加入到氧化锌阀片中,将降低氧化锌阀片的寿命性能。
本发明的目的是采用一种新的制作工艺来熔制银玻璃粉,这种方法避免了漏埚现象和有害杂质(Al2O3、Pt等)引入到玻璃中,从而提供了一种氧化锌阀片用的最佳添加料-银玻璃粉。
本发明的特征在于用重叠的双透明石英坩埚和石英棒,在电炉中用氧化气氛于980°~1180℃温度下熔制。银玻璃粉的主要成份范围为:
BiO248.0~53.0,Ag2O 18.0~22.0,
SiO28.0~11.0,B2O316.0~26.0
各组份总和为100%(重量)
配料中Ag2O的引入全部采用AgNo3,以便保证熔化过程的氧化气氛。
在熔制银玻璃过程中,对透明石英坩埚和石英棒的侵蚀量,作为银玻璃粉成份中Sio2的含量的一部份来计算。
在本发明的熔制过程中,将Bi2O3,Ag2O,Sio2和B2O3精确称量,混合均匀,过80目筛,然后再混合一次,加入到500ml的双石英坩埚中,在电炉中用氧化气氛于980°~1180℃温度下熔化约1小时,在熔化过程中用石英棒搅拌3~4次,化好后淬入冷水中(去离子水),然后烘干,研磨,过300目筛,装入棕色瓶中。
在熔制玻璃时采用了重叠的透明双石英坩埚和石英棒,目的是为了避勉有害杂质引入到玻璃中,解决了漏料问题,提高了银玻璃粉的成品率,降低了它的成本。
将本发明熔制的一定量的银玻璃粉加入到氧化锌阀片中,地改善了氧化锌阀片的寿命特性。
本发明研制的银玻璃粉与日立公司生产的GF-06玻璃粉并行作氧化锌阀片性能测试结果如下:
上述结果表明,本发明熔制的银玻璃粉延长了氧化锌阀片的寿命性能。
附图为熔制银玻璃粉用的装置示意图。图中:A、B、C为透明石英棒,φ=3mm,用作第一个石英坩埚的支架,D、搅拌用的透明石英棒,φ=6mm,E、第一个石英坩埚,F、第二个石英坩埚,两个石英坩埚的厚度均为2mm。
实施例1
将Bi2O3315.3克,H3BO3224.3克,Sio248.2克,AgNo3188.0克精确称量,混合均匀,过80目筛,然后再混合一次,加入到500ml双石英坩埚中,在炉中用氧化气氛于1050℃~1090℃温度下熔化,约1小时,熔化过程中用石英棒搅拌3~5次,化好后淬入冷水中(去离子水),然后烘干,研磨,过300目筛,装入棕色瓶中。
实施例2
将Bi2O3309.0克,H3BO3202.8克,SiO254.18克,AgNo3197.28克精确称量,混合均匀,过80目筛,然后再混合一次,加入到500ml的双石英坩埚中,在电炉中用氧化气氛于1090℃~1150℃温度下熔化,约一小时,熔化过程中用石英棒搅拌3~5次,化好后淬入冷水中(去离子水),然后烘干,研磨,过300目筛,装入棕色瓶中。