[其他]超高壓直流輸電線路懸式絕緣子陶瓷

無效

• 申請號: 86106523
• 申請日: 1986-10-03
• 公開（公告）號: CN86106523A
• 公開（公告）日: 1988-04-13
• 發明（設計）人: 趙長新
• 申請（專利權）人: 大連電瓷廠
• 主分類號: C04B33/26
• 分類號: C04B33/26;H01B3/12
• 代理公司: 大連市專利服務中心
• 代理人: 胡連生

本發明涉及的是用于超高壓直流輸電線路的懸式絕緣子陶瓷的配方。

用于超高壓輸電線路的懸式絕緣子陶瓷的配方，已經檢索到的有：美國專利3686007，3860432，4183760，蘇聯專利718425，聯邦德國專利3248757A。已有的懸式絕緣子陶瓷的原料配比，以重量百分比計為：煅燒氧化鋁或（和）煅燒鋁礬土15～45%，粘土25～60%，長石20～40%。其中，氧化鈉含量為0.5～4.0%，氧化鉀與氧化鈉的重量比為0.5～5，氧化鈣加氧化鎂的含量小于1.0%。由于鈉離子的直徑較小，在高壓直流電場的作用下，會產生定向遷移，引起介質內部電位分布不均勻，減少了絕緣子的有效厚度，加速了產品的老化。而已有的絕緣子陶瓷中的鈉離子含量較高，在高壓直流電場的作用下，絕緣子會很快老化，無法滿足在超高壓直流輸電線路上的使用要求。

本發明的目的是提供一種具有優良的抗直流電場老化性能的絕緣子陶瓷，用該陶瓷制作的懸式絕緣子在超高直流電壓和高溫的長期作用下，仍具有較高的體積電阻率和抗電擊穿強度，且可以用傳統的加工工藝制成形狀復雜、機械強度良好的懸式絕緣子。

本發明提供的絕緣子陶瓷的原料配比，以重量百分比計：煅燒氧化鋁或（和）煅燒鋁礬土25～45%，粘土30～50%，長石13～25%，助熔劑3～15%。其中，為了減少鈉離子遷移帶來的弊病，將瓷體中氧化鈉的含量控制在0.20%以下，將氧化鉀與氧化鈉的重量比調整到8以上。這樣，既可以在瓷體的玻璃相中產生“混合堿”效應，使絕緣子在高直流電壓和較高溫度的長期作用下，仍具有相當高的體積電阻率，又可以防止燒成溫度提高很多。另外，所添加的助熔劑可分別是滑石、白云石、硅灰石、碳酸鋇，也可以是它們部分或全部的混合物。添加助熔劑的目的是提高陶瓷中堿土金屬氧化物的含量，使其占瓷體重量的1.5～5%，這樣作有兩個作用：第一，體積較大的堿土金屬離子可對堿金屬離子產生“壓抑效應”，在高直流電壓和較高溫度條件下，能夠有效地阻止體積較小的鈉離子的遷移，提高陶瓷的抗老化性能;第二，堿土金屬氧化物可降低陶瓷的燒成溫度，從而可用傳統的加工工藝來制作各種形狀復雜，機械強度良好的絕緣子。堿土金屬氧化物可分別是氧化鈣、氧化鎂、氧化鋇，或者是其中的兩種，也可以是它們的混合物。堿土金屬氧化物的重量占瓷體重量的2～3%，陶瓷不但有較理想的電氣性能，而且有較好的加工效果，所以重量百分比控制在此范圍比較理想。

按照本發明提供的配方制成的陶瓷和絕緣子的電氣性能，可從圖1和圖2中看出。圖1和圖2是用試驗得出數據繪制的。圖1是表示相同規格的已有懸式絕緣子和本發明提供的陶瓷制成的懸式絕緣子的電阻值在70KV，100℃的條件下隨時間推移的變化情況。圖中的〔1〕表示已有絕緣子的變化曲線，經過十幾天時間，其電阻值由2×10³Ω下降接近為零。〔2〕表示本發明提供的陶瓷制成的絕緣子的變化曲線，經過50天時間，其電阻值由4×10¹⁰Ω下降到3×10¹⁰Ω，且已經趨于穩定，不再下降。

圖2是表示絕緣子陶瓷的體積電阻率隨溫度變化而變化的情況。〔1〕表示已有絕緣子陶瓷的變化曲線，〔2〕表示本發明提供的陶瓷的變化曲線，試驗電壓是30KV。由圖中看出，雖然兩種陶瓷的體積電阻率在常溫下相差較小，但隨溫度升高，兩者的體積電阻率下降的趨勢不同在較高溫度下，本發明的絕緣子陶瓷比已有的絕緣子陶瓷的體積電阻率明顯的高。

下面的五個實施例可進一步說明本發明的積極效果。各例所用原料的化學組成見表一，將各原料按表二所列比例配制，經傳統的加工工藝制成試樣，而后經還原氣氛燒成，燒成溫度為1230～1340℃，抗折試樣尺寸為φ20×120mm，體積電阻率試樣尺寸為φ120×3mm，電極直徑為36mm。已有的與本發明的絕緣子陶瓷的主要機電性能的測試結果見表二。

表一、

各種原料的化學組成（重量%）

表二