本發(fā)明涉及電阻片，具體的，涉及一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片及其制備方法。

背景技術：

1、避雷器是電力系統(tǒng)中保障電氣設備安全運行的重要保護裝置，它能有效地限制雷電過電壓和操作過電壓對設備的損害。而避雷器監(jiān)測器則是用于實時監(jiān)測避雷器運行狀態(tài)的關鍵設備，通過對避雷器泄漏電流等參數的監(jiān)測，及時發(fā)現避雷器的性能變化和潛在故障，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。電阻片作為避雷器監(jiān)測器中的核心元件，其性能直接決定了監(jiān)測器的準確性和可靠性。

2、中梯度電阻片是一種具有特定電阻特性的電子元件。其電阻特性呈現出在一定的電壓范圍內，電阻值隨著電壓的變化而相對平穩(wěn)地變化，并且在微觀結構上，其內部的電阻材料分布具有適中的梯度特征。這種梯度特征使得電阻片在工作時能夠均勻地承受電場應力，避免局部電場集中導致的過早損壞，從而提高了電阻片的整體性能和使用壽命。但一些電阻片在不同的工作條件下，電荷轉移性能可能會出現波動，導致電阻片的電荷轉移能力發(fā)生改變，進而影響避雷器監(jiān)測器對避雷器工作狀態(tài)的準確判斷，且在強雷電天氣下，較高的雷電波殘壓可能會導致電力設備發(fā)生故障，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此研制一種具有低雷電波殘壓、高電荷轉移性能的避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片具有重要的現實意義和技術價值。

技術實現思路

1、本發(fā)明提出一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片及其制備方法，解決了相關技術中避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片雷電波殘壓高、電荷轉移性能低的問題。

2、本發(fā)明的技術方案如下：本發(fā)明提出一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，包括以下重量份組分原料：氧化鋅90~95份、添加劑3~5份、燒結促進劑1~3份；

3、所述添加劑包括功能化石墨烯和鉑納米顆粒，所述功能化石墨烯和所述鉑納米顆粒的質量比為1:20~20:1。

4、作為進一步的技術方案，所述功能化石墨烯和所述鉑納米顆粒的質量比為10:1~2。

5、作為進一步的技術方案，所述鉑納米顆粒的粒徑為10~30nm。

6、作為進一步的技術方案，所述功能化石墨烯由硫摻雜石墨烯和氮摻雜石墨烯組成，所述硫摻雜石墨烯和所述氮摻雜石墨烯的質量比為2~3:1。

7、作為進一步的技術方案，所述硫摻雜石墨烯的硫摻雜率為10wt%~30wt%，所述氮摻雜石墨烯的氮摻雜率為5wt%~15wt%。

8、本發(fā)明中，添加硫摻雜石墨烯和氮摻雜石墨烯為功能化石墨烯材料，通過調整兩者的質量比，充分發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，降低電阻片的雷電波殘壓，提高電阻片的電荷轉移性能。

9、作為進一步的技術方案，所述燒結促進劑由特種低溫玻璃、硼酸、二氧化鈦組成，所述特種低溫玻璃、所述硼酸、所述二氧化鈦的質量比為3:1:1。

10、作為進一步的技術方案，還包括以下重量份組分原料：助熔劑1~4份，所述助熔劑包括草酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸中的一種或多種。

11、作為進一步的技術方案，還包括以下重量份組分原料：均勻性助劑2~6份，所述均勻性助劑包括氫氧化鋅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。

12、作為進一步的技術方案，還包括以下重量份組分原料：鉍系低溫無鉛玻璃釉粉7~10份，所述鉍系低溫無鉛玻璃釉粉由以下重量份原料組成：氧化鉍4.5~5份、二氧化硅0.5~1份、三氧化二硼0.5~0.8份、氧化鋁0.3~0.5份、氧化鈣0.6~0.8份、氧化鋰0.5~1份、氧化鉀0.5~0.8份。

13、作為進一步的技術方案，所述鉍系低溫無鉛玻璃釉粉的制備方法包括以下步驟：將所述鉍系低溫無鉛玻璃釉粉的原料混合后熔融、冷卻、粉碎，得到所述鉍系低溫無鉛玻璃釉粉。

14、本發(fā)明還提出一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片的制備方法，包括以下步驟：

15、s1、稱取所述電阻片的原料，混合造粒、模壓后制得電阻片生坯；

16、s2、所述電阻片生坯經干燥、煅燒、排膠，得電阻片預燒結坯體；

17、s3、在所述電阻片預燒結坯體端面噴滿鋁、側面涂覆鉍系低溫無鉛玻璃釉，燒結后即得中梯度電阻片。

18、作為進一步的技術方案，所述排膠的溫度為300~400℃，所述排膠的時間為1~3h，所述燒結的溫度為1200~1300℃。

19、本發(fā)明的工作原理及有益效果為：

20、本發(fā)明中，添加功能化石墨烯和鉑納米顆粒為添加劑，降低電阻片的局部電流密度，減小電阻片兩端的電壓，提高電阻片的電荷轉移速度和效率，通過限定兩者的比例關系，使得功能化石墨烯和鉑納米顆?？梢园l(fā)揮協(xié)同作用，形成高效的導電網絡，降低電阻片的雷電波殘壓，提高電阻片的電荷轉移性能，保護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。直徑為52mm的電阻片，單片能夠承受?qrs?5c的2ms方波重復電荷轉移測試，可滿足所有避雷器用監(jiān)測器對于2ms電荷轉移測試的要求；而對于要求相對較低的情況，采用直徑20mm的電阻片便可以滿足2ms重復電荷轉移要求，電阻片直徑的大幅減小，有利于監(jiān)測器的小型化以及安裝的便捷性，在用于高電壓等級避雷器的監(jiān)測器中，電阻片成品厚度約為5mm，在直流1ma下參考電壓約為500v，對于最低等級避雷器的監(jiān)測器，電阻片的成品厚度約為2mm，直徑約為20mm，在這種情況下，很容易采用干壓成型和不磨片工藝來實現生產，降低了生產難度和成本。

技術特征：

1.一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，包括以下重量份組分原料：氧化鋅90~95份、添加劑3~5份、燒結促進劑1~3份；所述添加劑包括功能化石墨烯和鉑納米顆粒，所述功能化石墨烯和所述鉑納米顆粒的質量比為1:20~20:1。

2.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，所述功能化石墨烯和所述鉑納米顆粒的質量比為10:1~2。

3.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，所述鉑納米顆粒的粒徑為10~30nm。

4.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，所述功能化石墨烯由硫摻雜石墨烯和氮摻雜石墨烯組成，所述硫摻雜石墨烯和所述氮摻雜石墨烯的質量比為2~3:1。

5.根據權利要求4所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，所述硫摻雜石墨烯的硫摻雜率為10wt%~30wt%，所述氮摻雜石墨烯的氮摻雜率為5wt%~15wt%。

6.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，所述燒結促進劑由特種低溫玻璃、硼酸、二氧化鈦組成，所述特種低溫玻璃、所述硼酸、所述二氧化鈦的質量比為3:1:1。

7.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，還包括以下重量份組分原料：助熔劑1~4份，所述助熔劑包括草酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，還包括以下重量份組分原料：均勻性助劑2~6份，所述均勻性助劑包括氫氧化鋅、氫氧化鈷、氫氧化鎳、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，其特征在于，還包括以下重量份組分原料：鉍系低溫無鉛玻璃釉粉7~10份，所述鉍系低溫無鉛玻璃釉粉由以下重量份原料組成：氧化鉍4.5~5份、二氧化硅0.5~1份、三氧化二硼0.5~0.8份、氧化鋁0.3~0.5份、氧化鈣0.6~0.8份、氧化鋰0.5~1份、氧化鉀0.5~0.8份。

10.根據權利要求1~9任意一項所述的一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及電阻片技術領域，提出了一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片及其制備方法，一種避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片，包括以下重量份組分原料：氧化鋅90~95份、添加劑3~5份、燒結促進劑1~3份；添加劑包括功能化石墨烯和鉑納米顆粒，功能化石墨烯和鉑納米顆粒的質量比為1:20~20:1。通過上述技術方案，解決了相關技術中避雷器監(jiān)測器用中梯度電阻片雷電波殘壓高、電荷轉移性能低的問題。

技術研發(fā)人員：伍建新,劉揚帆,董貝貝,段鈞洋,翟鵬飛,徐沛,王寧,王焓,喬鑫,張晴宇,韓林浩,史峰,樊崇
受保護的技術使用者：金冠電氣股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2