[发明专利]高压SF6断路器喷口及制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于材料工程技术领域，涉及一种电器生产技术。

背景技术

我国高压行业始于五十年代，后引进国外先进技术，经多年的消化吸收、改进和完善于1986年实现国产化生产35-550KV SF6断路器。2005年研制出800KV双断口罐式断路器，以后又用国外公司技术，采用联合设计、合作生产、国内制造模式生产出1100KV断路器和GIS。

喷口是在高压SF6断路器内的关键部件之一，就是添加填料的聚四氟乙烯喷口，它主要承受高电压、大电流和高温电弧的烧蚀，当前其喷口制作添加的原材料主要是AL2O3、MOS2、BN。各公司添加的品种配比和喷口形状都不尽相同，现有配方存在的不足有几点：

（1）填料材质要求高：以填料BN为例，一是其本身价格昂贵，二是填料要求的粒径大小均匀，清洁度的要求都非常高，致使喷口产品成本较高。

（2）同时存在耐电压性能缺陷，即随着填料（如BN）添加比例的增加击穿电压强度逐渐降低，影响喷口在断路器开断过程中的耐电压性能及断路性能，同时也影响耐电压和耐电弧烧蚀之间的平衡。

（3）喷口产品强大电弧作用下（弧心瞬间温度可达3000多度），会承受很大的热量，这就需要喷口具有一种吸收和传导热量的性能，故如：现有BN、MOS2类似的白色填充物，对吸收热量是不利的。

（4）加工工艺的复杂繁琐，客户要求填料量差异从1%-10%不等，致使我们工艺变换频繁，比如：压力保压时间长短，产品烧结工艺改变等诸多不统一性，致使产能较低，产品合格率仅为≦90%。

基于以上等诸多因素，从而导致其使用过程中不能满足尤为不能满足目前国内电力的高电压大电流趋势的需求，也不能很好适应适应低成本高性能、低能耗高产能的市场发展需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压SF6断路器喷口及制作工艺，以解决现有技术原材料价格昂贵，成本较高，同时随着填料（如BN），比例的增加击穿电压强度逐渐降低，影响喷口在断路器开断过程中的耐电压性能及断路性能，同时也影响耐电压和耐电弧烧蚀之间的平衡等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是喷口原料配方选用液晶聚合物、芳香族聚合物进行改性，从耐电压和耐电弧双方平衡考虑，从颜色调配方面改良，提高了喷口材料的电气性能，其原材料组分配比为：聚四氟乙烯（PTFE）80-98%、液晶聚合物2-10%、芳香族聚合物2-10%。

制作喷口的工艺步骤如下：

1、添加物混合：将主原料聚四氟乙烯（PTFE）80-90%与辅料液晶聚合物10-20%、芳香族聚合物2-10%混合,搅拌10-15分钟，使其充分搅拌均匀。

2、模压成型或等压成型：压制工艺是产品质量好坏的重要环节，确保压制时间，根据产品不同，选用相应的压制操作工艺，40-60分钟。

3、烧结：根据产品大小、壁厚和材质不同合理计算烧结时间，严格按照规定的烧结要求操作一般为48-52小时。

4、PTFE二次加工：即对产品出炉后自然冷却，进行相应的整形定型，严格按图纸要求进行机加工。

5、检验：获得喷口合格品。

采用本发明的积极效果是液晶聚合物的介电常数和PTFE的相差较小，且在此温度范围不存在松弛极化损耗。PTFE中填加芳香族聚合物，随着添加量的增加击穿电压强度逐渐提高,而增加BN硼化物随着添加量的增加，击穿电压强度则逐渐降低，在相同添加量的比例情况下，击穿电压强度可提高20%，电击穿次数增加15%，使喷口更加能够满足高电压、超高电压等级断路器的需要。由于填料的改进，加工工艺的统一性得到提高，压制、烧结时间相对缩短，对降低能耗，提高产能方面都有了改善，同时提升了产品合格率已达≧95%，取得不错的成果。我们的新材料喷口比原有配方的耐电压数值提高20倍。

具体实施方式

本发明技术方案是这样实现的，喷口原料配方选用液晶聚合物、芳香族聚合物进行改性，从耐电压和耐电弧双方平衡考虑，从颜色调配方面改良，提高了喷口材料的电气性能。

以252KV高压开关SF6断路器用喷口产品为例：具体材料成份参数和制作喷口的工艺步骤：

1、添加物混合：聚四氟乙烯90%为例：分别添加液晶聚合物5%、芳香族聚合物5%配比，确保其材料的纯度符合工艺要求。先将称好的松散的主料PTFE放入清洁后的混料设备，再称重辅料各5%，确保其松散状，以清洁器皿力求均匀撒向PTFE表层，然后盖紧设备盖子，反正搅拌粉料6分钟。储存放聊≧4小时后备用。