Резистивный материал Советский патент 1982 года по МПК H01C7/112 

(54) РЕЗИСТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к области электропроводных материалов и может быть использовано для изготовления нелинейных резисторов, применяемых в токоограничивающих устройствах, лля шунтирования дугогасительных камер высоковольтных выключателей и ограничения пере.напряжений в электрических сетях.

Известен материал для изготовления нелинейных резисторов, содержащий до 93 мас,% окоид цинка к для снижения величины сопротивления и коэффициента нелинейности легирующую добавку бор tn.

Недостатками этого материала являются низкое электрическое сопротивление и низкий коэффициент не-, линейности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резистивный материал, содержащий в качестве неорганического связующего портландцемент и воду, электропроводной фазы порошок углерода и диэлектрический наполнитель - кварцевый песок и периклаз в следующих соотношениях, вес.%г

Связующее - портландцемент 23-43

вода8-9

Порошок углерода6-29

ДиэлектричесГкий на- Остальполнительное

Электрическое сопротивление этого материала 1-10 Ом-см.

Недостатком этого материала является ниэкий коэффициент нелиней10ности /Ъ , равный 1,1-1,5.

Цель изобретения - увеличение коэффициента нелинейности вольт-амперных характеристик резистора.

Поставленная цель достигается

15 тем, что резистивный материал, содержащий токопроводящую фазу на основе мелкодисперсного углерода и связующее на основе портландцемента или жидкого стекла, дополнительно

20 содержит оксид цинка (II) и ингредиенты взяты в следующих соотношениях, вес.%:

Портландцемент

или жидкое стекло 34-39

25 Мелкодисперсный углерод6-17

Оксид цинка44-60

Электрическое сопротивление и коэффициент нелинейности заявлен30ного материала изменяются в зависиМОСТИ от объемного соотношения ди персного углерода и оксида цинка, суммарный объем которых составляет половину объема композиции. Особенность электропроводности предлагаемого материала в слабом и сильном поле объясняется следующим обстоятельствами. Удельная поверхность оксида цинка на единицу объе {1, м) в 8 раз выше, чем дисперсного углерода (1,4-10 м ) Концентрация оксида цинка в предла гаемом материале не меньше, чем уг рода, поэтому в слабом поле ток, в основном, протекает по цепочкам, состоящим из частиц углерода, так как сопротивление его в 10 раз меньше, чем оксида цинка. По мере рюста поля увеличивается доля тока проходящего через частицы оксида цинка, которые, благодаря малым ра мерам, легко вклиниваются в углеродные цепочки. Высокое удельное сопротивление частиц оксида цинка и большое число контактов между ни обеспечивают сильную нелинейность вольт-амперных характеристик предлагаемого материала. Таким образом, введение в материал предлагаемых соотношений слож ной электропроводной фазы - смеси . из дисперсного углерода и оксида цинка, взятых в объемных долях 0,25:0,25-0,1:0,4, Позволяют получить материал с высоким коэффициен том нелинейности, например /5 20 и с величиной удельного электрическо сопротивления не более,чем lO OM-cM Такая величина сопротивления необходима для изготовления резисторов применяемых в электроэнергетике в . качестве токоограничивающих шунтирующих элементов, для ограничения перенапряжений в электрических схемах, где требуется высокий коэффициент нелинейности, Технология изготовления элементов любой конфигурации из предлагаемого материала проста и не требует высокотемпературного обжига.

Таблица 1 Она состоит из сухого перемешивания компонентов электропроводной фазы - дисперсного углерода и оксида цинка, влсшного перемешивания со связующим портландцементом или жидким стеклом, укладывания в прессформы, прессования и термообработки при температуре до . В состав предлагаемого материала входят компоненты в следующих соотношениях, вес-. %: Связующее (портландцемент или жидкое стекло)34-39 Мелкодисперсный углерод6-17Оксид цинка 44-60 При этом дисперсный углерод и оксид цинка взяты в следующих соотношениях, объемные доли: Мелкодисперсный углерод 0,1-0,25 Оксид цинка 0,25-0,4 Предлагаемый материал в зависимости от объемных соотношений углерода и оксида цинка и соответствующих им соотношений по весу имеет следующие характеристики (табл,1). Соответствие объемных долей и вес,% компонентов резистивного материала приведено в табл.2. Сравнение параметров прототипа и предлагаемого материала приведено в абл.З. из табл.3 видно, что предлагаемый материал при близких значениях к I прототипу по удельному электрическому сопротивлению обладает коэффициентом нелинейности вольт-амперных характеристик в 4-30 раз большим, чем у прототипа, Технико-эконрмическая целесообразность применения предлагаемого материала для изготовления нелинейных резисторов обусловлена низкой стоимостью силикатного связующего и дисперсного углерода и значительным упрощением технологии изготовления резисторов любого объема и конфигурации.

Силикатное связующее

Мелкодисперсный

Удельное электрическое сопротивление, Ом-см

Коэффициент нелинейности вольт-гилперных характеристик

Формула изобретения

ч

Резистивный материал, содержащий токопроводящую фазу на основе мелкодисперсного углерода и связующее на основе портландцемента или жидкого стекла, отличаговдийс я тем, что, с целью увеличения коэффициента нелинейности вольт-ампериых характеристик резистора, он дополнительно содержит оксид цинка (II) при следующем соотношении ксФтонентов, вес.%

978205«

Таблица 2

34-39

0,5

Таблица 3

10- 10

5-50

Портландцемент

30 или жидкое стекло 34-39, Мелкодисперсный углерод6-17

Оксид цинка44-60

35 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР 40 484573, кл. Н ОП с 7/10, 1973

(прототип).