一種高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法以及高壓斷路器滅弧噴口的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法以及高壓斷路器滅弧噴口， 屬于高壓斷路器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓斷路器滅弧噴口需要有較高的耐高溫、耐電弧性能，是高壓斷路器滅弧裝置 中控制電弧、創(chuàng)造高速氣吹條件的核心部件。當(dāng)斷路器在開斷短路電流時(shí)，電弧在噴口內(nèi)熾 燃，與噴口發(fā)生能量交換，引起噴口表面燒蝕和內(nèi)部分解，噴口材料的性能直接影響著高壓 斷路器的開斷能力和使用壽命。
[0003] -般情況下高壓斷路器滅弧室的噴口采用耐高溫和耐電弧性能較好的聚四氟乙 烯(PTFE)制成。但是，純的PTFE在電弧輻射下容易發(fā)生顯著的表面分解，嚴(yán)重的甚至?xí)斐?噴口內(nèi)部破裂，導(dǎo)致降解氣體和同位素的產(chǎn)生，導(dǎo)致該現(xiàn)象的本質(zhì)原因在于聚四氟乙烯材 料內(nèi)部產(chǎn)生的無規(guī)則能量吸收。為了解決該問題，一般采取在聚四氟乙烯中加入無機(jī)填料 的方式，加入的填料包括具有高光反射性填料或者光吸收性能好的填料，以減少材料對電 弧輻射能量的吸收，進(jìn)而減少噴口表面燒蝕。
[0004] 但是，上述噴口采用傳統(tǒng)的空氣燒結(jié)方法燒結(jié)后，易在噴口的材料內(nèi)部產(chǎn)生缺陷， 原因是材料內(nèi)部產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)排出，導(dǎo)致材料內(nèi)部空隙率較大，降低了材料的機(jī)械 性能和電氣性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少噴口材料內(nèi)部孔隙率、提尚噴口的機(jī)械性能 和電性能的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種上述方法 制得的高壓斷路器滅弧噴口。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法的技術(shù)方案如 下：
[0007] -種高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，包括如下步驟：
[0008] 1)將高壓斷路器滅弧噴口毛坯升溫至300°c-330°c，保溫8h-12h;
[0009] 2)升溫至 350°C_370°C，保溫 5h-8h;
[0010] 3)降溫至 300°C_330°C，保溫 8h-12h，冷卻，即得；
[0011] 步驟1)-3)均在真空條件下進(jìn)行。
[0012] 所述真空條件的真空度為3Pa-12Pa。
[0013] 步驟1)中升溫的速度為5°C/min_10°C/min。
[0014] 步驟2)中升溫的速度為5°C/min-10°C/min。
[0015] 步驟3)中降溫的速度為5°C/min_10°C/min。
[0016] 所述冷卻為以5°C/min-10°C/min的降溫速度降溫至150°C后隨爐冷卻。
[0017] 所述高壓斷路器滅弧噴口毛坯由填料和聚四氟乙烯兩種原料制成，填料為氧化 鋁、氮化硼、二硫化鉬，具體的，所述高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制 成:氧化鋁3%-20%，氮化硼3%-20%，二硫化鉬0.1 %-1 %，余量為聚四氟乙烯。
[0018] 本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口的技術(shù)方案如下：
[0019] -種高壓斷路器滅弧噴口，采用上述方法制得。
[0020] 本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法采用真空燒結(jié)的方法對噴口毛坯 燒結(jié)成型，并對燒結(jié)溫度和時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，能夠提升噴口材料的致密化程度，減少噴口材 料內(nèi)部的孔隙率，提高材料的機(jī)械性能和電性能。本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒 結(jié)方法制得的高壓斷路器滅弧噴口的拉伸強(qiáng)度、伸長率及擊穿強(qiáng)度較現(xiàn)有技術(shù)均有較大幅 度的提高，拉伸強(qiáng)度達(dá)到了29-31MPa，伸長率達(dá)到了780-860%，擊穿強(qiáng)度達(dá)到了42-45kV/ mm〇
[0021 ] 本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法可用于敞開斷路器、罐式斷路器、 全金屬封閉組合電器的斷路器的滅弧室的噴口，能夠充分提升斷路器的開斷性能，提高高 壓開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023] 實(shí)施例1
[0024]本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法包括如下步驟：
[0025] 1)將高壓斷路器滅弧噴口毛坯放入真空燒結(jié)爐中，設(shè)置真空度為3Pa，以5°C/min 的升溫速度升溫至300°C，保溫8h;
[0026] 2)以5°C/min的升溫速度升溫至350°C，保溫5h;
[0027] 3)以5°C/min的降溫速度降溫至300°C，保溫8h，再以5°C/min的降溫速度降溫至 150°C，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0028] 本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成:氧化鋁3%， 氮化硼20%，二硫化鉬0.1%，余量為聚四氟乙烯。
[0029] 本實(shí)施的高壓斷路器滅弧噴口采用上述方法制得。
[0030] 實(shí)施例2
[00311本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法包括如下步驟：
[0032] 1)將高壓斷路器滅弧噴口毛坯放入真空燒結(jié)爐中，設(shè)置真空度為12Pa，以10°C/ min的升溫速度升溫至330°C，保溫12h;
[0033] 2)以10°C/min的升溫速度升溫至370°C，保溫8h;
[0034] 3)以10°C/min的降溫速度降溫至330°C，保溫12h，再以10°C/min的降溫速度降溫 至150°C，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0035] 本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成：氧化鋁 20%，氮化硼3%，二硫化鉬1 %，余量為聚四氟乙烯。
[0036] 本實(shí)施的高壓斷路器滅弧噴口采用上述方法制得。
[0037] 實(shí)施例3
[0038]本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法包括如下步驟：
[0039] I)將高壓斷路器滅弧噴口毛坯放入真空燒結(jié)爐中，設(shè)置真空度為5Pa，以8°C/min 的升溫速度升溫至320°C，保溫IOh;
[0040] 2)以8°C/min的升溫速度升溫至360°C，保溫6h;
[0041] 3)以8°C/min的降溫速度降溫至320°C，保溫10h，再以8°C/min的降溫速度降溫至 150°C，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0042] 本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成：氧化鋁 10%，氮化硼10%，二硫化鉬0.5%，余量為聚四氟乙烯。
[0043] 本實(shí)施的高壓斷路器滅弧噴口采用上述方法制得。
[0044] 對比例1
[0045] 本對比例的高壓斷路器滅弧噴口燒結(jié)方法包括如下步驟：
[0046] 1)在空氣氣氛中，將高壓斷路器滅弧噴口毛坯以15°C/min的升溫速度升溫至300 C，保溫8h;
[0047] 2)以15°C/min的升溫速度升溫至350°C，保溫5h;
[0048] 3)以15°C/min的降溫速度降溫至300°C，保溫8h，再以15°C/min的降溫速度降溫至 150°C，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0049] 本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成：氧化鋁 10%，氮化硼5%，二硫化鉬0.3%，余量為聚四氟乙烯。
[0050] 對比例2
[0051] 本對比例的高壓斷路器滅弧噴口燒結(jié)方法包括如下步驟：
[0052] 1)在空氣氣氛中，將高壓斷路器滅弧噴口毛坯以20°C/min的升溫速度升溫至320 C，保溫6h;
[0053] 2)以20°C/min的升溫速度升溫至365°C，保溫3h;
[0054] 3)以20°C/min的降溫速度降溫至320°C，保溫6h，再以20°C/min的降溫速度降溫至 150°C，隨爐冷卻至室溫，即得。
[0055] 本實(shí)施例的高壓斷路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成：氧化鋁 10%，氮化硼5%，二硫化鉬0.3%，余量為聚四氟乙烯。
[0056] 實(shí)驗(yàn)例
[0057]將實(shí)施例1-3及對比例1-2中燒結(jié)后的高壓斷路器滅弧噴口按照如下方案測試其 拉伸強(qiáng)度、伸長率及擊穿強(qiáng)度：
[0058] (1)拉伸強(qiáng)度測試
[0059] 采用GB/T1040-2006中的試驗(yàn)方法測試高壓斷路器滅弧噴口拉伸強(qiáng)度，測試結(jié)果 如表1所示。
[0060] (2)伸長率測試
[0061] 采用GB/T1040-2006中的試驗(yàn)方法測試高壓斷路器滅弧噴口的伸長率，測試結(jié)果 如表1所示。
[0062] (3)擊穿強(qiáng)度測試
[0063] 采用GB/T1408-2006中的試驗(yàn)方法測試高壓斷路器滅弧噴口的擊穿強(qiáng)度，測試結(jié) 果如表1所示。
[0064] 表1實(shí)施例1-3及對比例1-2的高壓斷路器滅弧噴口的測試結(jié)果
[0067]由表1可以看出，本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法制得的高壓斷路 器滅弧噴口的拉伸強(qiáng)度、伸長率及擊穿強(qiáng)度較現(xiàn)有技術(shù)均有較大幅度的提高，拉伸強(qiáng)度達(dá) 到了29-31MPa，伸長率達(dá)到了780-860%，擊穿強(qiáng)度達(dá)到了42-45kV/mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 將高壓斷路器滅弧噴口毛坯升溫至300°c-330°c，保溫8h-12h; 2) 升溫至 350°C_370°C，保溫 5h-8h; 3) 降溫至300°C_330°C，保溫8h-12h，冷卻，即得； 步驟1)-3)均在真空條件下進(jìn)行。2. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，所述真空條 件的真空度為3Pa_12Pa。3. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，步驟1)中升 溫的速度為 5°C/min_10°C/min。4. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，步驟2)中升 溫的速度為 5°C/min_10°C/min。5. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，步驟3)中降 溫的速度為 5°C/min_10°C/min。6. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，步驟3)中所 述冷卻為以5°C/min_10°C/min的降溫速度降溫至150°C后隨爐冷卻。7. 如權(quán)利要求1所述的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法，其特征在于，所述高壓斷 路器滅弧噴口毛坯由如下重量百分比的組分制成:氧化鋁3%-20%，氮化硼3%-20%，二硫 化鉬0.1%-1%，余量為聚四氟乙烯。8. -種高壓斷路器滅弧噴口，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的方法制得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法以及高壓斷路器滅弧噴口，屬于高壓斷路器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法包括如下步驟：真空條件下，將高壓斷路器滅弧噴口毛坯升溫至300℃-330℃，保溫8h-12h；升溫至350℃-370℃，保溫5h-8h；降溫至300℃-330℃，保溫8h-12h，冷卻，即得。本發(fā)明的高壓斷路器滅弧噴口致密化燒結(jié)方法采用真空燒結(jié)的方法對噴口毛坯燒結(jié)成型，并對燒結(jié)溫度和時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，能夠提升噴口材料的致密化程度，減少噴口材料內(nèi)部的孔隙率，提高材料的機(jī)械性能和電性能。
【IPC分類】C08K3/38, C08K3/22, C08L27/18, C08K3/30, H01H11/00
【公開號】CN105470019
【申請?zhí)枴緾N201511002534
【發(fā)明人】袁端鵬, 羅軍, 韓國輝, 林生軍, 郭煜敬, 郝留成, 韓麗娟, 張柳麗, 田 浩, 李寶增, 張翀, 邢照亮
【申請人】平高集團(tuán)有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月28日