需求领域:制造业;先进制造
背景&内容:金属氧化物电阻片是避雷器的核心元件,在很大程度上决定了避雷器的性能。高梯度氧化锌避雷器(MOA)由于技术复杂、造价较高,目前只被少数发达国家拥有,目前,高通流能力氧化锌避雷器技术为日本东芝等公司垄断,国内至今无一家企业能够生产出性能达到东芝避雷器技术水平。
随着电力在全球范围内的广泛应用,但国家与国家之间,电力的应用程度和电网的规模存在很大的差异,特别是欠发达国家在这方面现在仍然比较落后,这样一来为氧化锌避雷器留下了巨大的市场空间。随着许多第三世界国家经济的腾飞,许多国家已经开始了大规模的电网建设,为氧化锌避雷器也创造了巨大的商机,
综上,高梯度高通流容量电阻片市场需求巨大,因此急需开展该技术的研发,从而打破国外巨头对高通流能力氧化锌避雷器技术的垄断,从而迎头赶上并实现超越。
需解决的主要技术难题:急需解决的电阻片技术难题包括两个方面:一是提高金属氧化物电阻片的通流容量,二是提升金属氧化物电阻片的电位梯度。
1、提升金属氧化物电阻片通流容量
各种冲击电流通流容量是金属氧化物电阻片的重要技术指标,直接决定了金属氧化物电阻片的性能,对避雷器保护电网的水平和避雷器的成本有重大的影响,为提高避雷器保护电网的能力,并降低避雷器的生产成本,提升电阻片通流容量是重要前提和行之有效的方法。需要更加先进的配方和生产工艺,是该项目的技术需求所在。现在国内普遍采用的配方体系均是以“日立配方”和“东芝配方”为基础,数十年来经过了不断的调整和完善,但目前继续提升电阻片通流容量已经非常困难,配方潜力已经变得很小,因此,需要研发一种全新的配方体系、结合更加先进的工艺来从根本上解决这个问题。
解决该技术难题所期望达到的主要技术指标:1、2ms长持续冲击电流通流容量由当前的约600A提升至1000A(18次)以上;2、4/10μs大电流冲击耐受标准由现在的65kA提升到100kA。
2、提升金属氧化物电阻片电位梯度
金属氧化物电阻片是避雷器的核心元件,其性能很大程度上决定了避雷器的性能,包括避雷器的设计也受到电阻片性能非常大的影响。避雷器的保护对象很多,包括配电设备、变电站、输电线路等等,为降低避雷器的安装难度,实现避雷器的小型化、轻量化是必由之路。为实现避雷器的小型化和轻量化,最为有效的途径是提升金属氧化物电阻片的电位梯度,在当前的技术水平下,提升电位梯度直接会导致降低电阻片的通流容量,因此,需要一种新的技术方案来解决这个问题,在保证电阻片通流容量的前提下显著地提升电位梯度,从而实现避雷器的小型化和轻量化。
解决该技术难题所期望达到的主要技术指标:第一阶段:电位梯度由当前的220V/mm提升至400V/mm;第二阶段:电位梯度提升至600V/mm。在提升电位梯度的同时,原有的通流容量不降低,并能得到提高。