避雷器行业标准规范：JBT4035_1999

K 49 JB/T 40351999 阀式避雷器用碳化硅 技术条件 Silicon carbide for surge arresters Technique specification 1999-08-06 发布2000-01-01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 I 前 言 本标准是对 JB 403585阀式避雷器用碳化硅 技术条件进行的修订, 编写的格式和规则与 GB/T 1.11993 一致。 在对 JB 403585 进行修订时, 增加了前言, 正文中增加了范围及引用标准等内容。对碳化硅的化 学成分和伏安特性等技术要求, 其试验方法采用新的国家标准。本标准尽量采用法定计量单位, 为便于 使用, 保留了原标准中以目数为粒度的计量单位的规定。 本标准自实施之日起代替 JB 403585。 本标准的附录 A、附录 B、附录 C 都是标准的附录。 本标准由全国避雷器标准化技术委员会提出。 本标准由西安电瓷研究所归口。 本标准由西安高压电瓷厂负责起草。 本标准主要起草人：李敏忠、寇广智。 JB/T 40351999 1 1 范围 本标准适用于制造阀式避雷器阀片与非线性均压电阻用的黑色碳化硅结晶块。其制造过程应遵循 本标准附录 A 中规定的各项原则。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本 均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 24771983 磨料粒度及其组成 GB/T 24811983 磨料粒度组成测定方法 GB/T 30451989 碳化硅化学分析方法 GB 73271987 交流系统用碳化硅阀式避雷器 3 品种分类 本标准根据伏安特性指标的限定范围不同, 将产品分为三类： 低、中阻值的； 高阻值的； 不分档的。 4 技术要求 4.1 外观 本产品为亮黑色或灰黑色光泽的针链状、链状或齿片状结晶块，其中不允许混入或粘附以下物料： a) 具有硅化特征的结晶块, 如含白毛、白色或灰绿色浸润状物质、游离硅块以及灰白色、无光泽、 呈蜂窝状的松散结晶等； b) 具有较明显碳化特征的结晶块, 如含石墨夹层或其它形式的碳夹层等； c) 冶炼过程中形成的、包含微细结晶在内的过渡性产物, 以及未反应的配合料； d) 严重变色的结晶块, 如彩虹色、褐色、绿色及兰色结晶块等； e) 其它非碳化硅质物料。 4.2 化学成分 化学成分应符合表 1 的规定。 表 1 化学成分 重量% 其 它 SiC游 离 碳 游离硅与二氧化硅 合 计 Fe2O3 单 项合 计 国家机械工业局 1999-08-06 批准 中华人民共和国机械行业标准 阀式避雷器用碳化硅 技术条件 Silicon carbide for surge arresters Technique specification JB/T 40351999 代替 JB 403585 2000-01-01 实施 JB/T 40351999 2 不 小 于不 大 于 96.501.501.000.500.300.50 4.3 伏安特性 直流电流下的伏安特性, 应符合表 2 的规定, 冲击电流(波形：8 /20s)下的伏安特性, 应符合表 3 的规定。 上述两种测量方法, 在一般情况下, 具有同等效力，但当两种测量结果互相矛盾时, 则以直流法作 为最后判定依据。 表 2 直流电流下的伏安特性 电流 5 mA 下粉压体的电压 V 电流 5 mA 及 0.5 mA 下粉压 体的非线性系数 档次或 类 别 筛 选 区 段 不小于不大于不大于 100 120 150170 200 230 270330 100 120 171190 200 230 331390 100 120# 150190 200 230 270390 0.39 表 3 冲击电流(波形：8 /20s)下的伏安特性 电流幅值 300 A 下粉压体的电压 kV 幅值 300 A 及 30 A 下粉压 体的非线性系数 档次或 类 别 筛 选 区 段 不小于不大于不大于 100 120 1.051.35 200 230 1.902.20 100 120 1.361.55 200 230 2.212.50 100 120 1.051.55 200 230 1.902.50 0.19 5 试验方法 5.1 样品制备 用榔头于钢板上将按第 6.6 条规定所取之全部样品击碎, 通过 10# 筛。用四分法缩取至 250 g500 g, 然后按以下方法处理： 试样 A：取以上样品量的 1/22/3, 用锰钢研钵粉碎并全部通过 60# 筛，用吸力为 10 N15 N 的 磁铁吸尽其中的磁性物质并搅拌均匀, 然后装入试样袋中, 置于 105110的烘箱中，烘干至恒重, JB/T 40351999 3 取出置干燥器中冷却、贮存。 试样 B：将以上剩余样品用钢玉研钵粉碎, 并全部通过 60筛，搅拌均匀, 然后装入试样袋中, 置 入 105110的烘箱中, 烘干至恒重，取出置干燥器中冷却、贮存。 5.2 化学分析 按附录 B 的规定进行。 5.3 伏安特性测量 5.3.1 样品筛选及处理 5.3.1.1 筛机与筛组 筛机： XSBP200 型拍击式振筛机： 主要参数：转数 290 r/min 拍击次数 156 次/min。 筛组：由下列六种筛号、直径为 2001 mm 的检查筛组成, 80#筛在最上层, 向下依次为 100#, 120#，170#, 200#, 230#等。 各筛号及对应的筛孔尺寸应符合 GB/T 24771983 中表 1 的规定。 5.3.1.2 操作程序 称取按第 5.1 条制备的试样 A100 g, 倒入最上层筛上, 加盖后, 置振筛机上, 开动 15 min, 停机后, 取下筛组, 分别取出各层物料, 保留其中 120#及 230#两种筛上物, 作出测量用样品, 将它们各自混合均 匀后, 装入试样袋内，并分别标记为：100#、120# 、 200#、230# 。然后置于 105110的烘箱中，烘干 30 min, 取出置于干燥器中, 冷却至常温备用。 筛网破损应及时更换。每次更换的检查筛, 应用密度镜及筒式放大镜检查其筛号和孔径是否与本 标准规定相符, 长期使用的检查筛, 也应定期校对。其方法参照 GB/T 24811983 中第 1.6 条的规定进 行。 5.3.2 直流电流下的伏安特性测量 5.3.2.1 方法要点 在绝缘模内, 装入一定重量的、特定筛选区段的粉末样品，在规定的压力下, 当粉压体通过规定的 直流电流时, 测量其高度上对应的电压降, 以此衡量被测粉末在特定条件下的电阻率，及其随电流变化 的趋势。 5.3.2.2 设备与仪器 a) 直流稳压电源：电源容量应满足测量需要, 输出纹波电压不大于 20 mV； b) 直流电压表：量程应满足测量需要, 精度不低于 0.5 级； c) 直流毫安表：量程为 010 mA, 精度不低于 0.5 级； d) 直流微安表：量程为 01000 A, 精度不低于 0.5 级； e) 绝缘模：内径为 22 mm, 其结构和尺寸示于图 1。绝缘模的工作表面，不允许有可见的材质或 加工缺陷, 以及被电弧烧伤或机械损伤的痕迹等； f) 压力机：工作压力及稳压性能, 应满足测量需要, 压力指示仪表的精度, 应不低于 1.0 级； g) 测量时的接线图, 推荐采用附录 C 中图 C1 的接法。 JB/T 40351999 4 1 模套, 材料：3840 环氧酚醛层压玻璃布棒 1 件 2上模, 材料：Q235B、1 件； 3下模，材料：Q235B、1 件。 图 1 绝缘模 5.3.2.3 测量操作 检查绝缘模, 并分别用清洁的干布擦拭模具及压力机上的绝缘支座。 称取按 5.3.1 制备的样品 80.1 g，倒入模内, 并在平滑的台面上蹾击数次，蹾击后, 台面上应无可 见的样品漏出。 每一试样, 先后在 2 000 N, 6 000 N 及 10 000 N 压力下，依次测量直流电流为 5 mA 及 0.5 mA 下, 粉压体上对应的电压值。 测量时, 允许的压力波动范围为规定值的2.5%。 试样在施加较大压力后, 不允许再进行低于上述压力条件下的测量；不同的测量方法, 也不允许在 同一试样上交替进行。 5.3.2.4 测量结果 a) 被测样品在电流 5 mA 及 0.5 mA 下的电压, 以三种压力下对应电压的算术平均值表示, 单位： V， 精确至个位。 b) 电流 5 mA 及 0.5 mA 下的非线性系数, 按式(1)计算：精确至小数后二位。 a=lg (1) mA5 . 0 mA5 U U 式中：a电流 5 mA 及 0.5 mA 下的非线性系数； U5mA电流 5 mA 下的电压, V； U0.5mA电流 0.5 mA 下的电压, V。 JB/T 40351999 5 c) 每一特定筛选区段的粉末样品, 平行测量二次, 并以二次测量结果的算术平均值表示, 当平行测量 结果的偏差, 超过其算术平均基数的 5%时, 上述结果无效, 并在查明原因后, 换样重测。 5.3.3 冲击电流(波形：8/20s)下的伏安特性测量。 5.3.3.1 方法要点 在绝缘模内, 装入一定量的、特定筛选区段的粉末样品，在规定的压力下, 当粉压体通过规定的冲 击电流时, 测量其高度上对应的电压降, 以此衡量被测粉末在特定条件下的电阻率, 及其随电流变化的 趋势。 5.3.3.2 设备与仪器 a) 绝缘模：同第 5.3.2.2 项 e； b) 压力机：同第 5.3.2.2 项 f； c) 测量装置：推荐采用附录 C 中图 C2 所示的回路。 5.3.3.3 测量操作 称取按 5.3.1 制备的样品 8 0.1 g， 倒入模内, 并在平滑的台面上墩击数次,，墩击后, 台面上应无 可见的样品漏出。 每一试样, 先后在 2 000 N, 6 000 N 及 10 000 N 压力下，依次测量冲击电流幅值为 300 A 及 30 A 下, 粉压体上对应的电压值, 但每次装料或变换压力后, 均应首先以幅值为 300 A 的冲击电流, 对粉压体施 行 23 次稳定处理。 在波形正常条件下, 电压的读数按图 2 所示, 电流为 Ia时，粉压体上的电压为 Ua。 图 2 冲击测量时电压的读法 测量时允许的压力波动范围, 为规定值的2.5%。 试样在施加较大压力后, 不允许再进行低于上述压力条件下的测量；不同的测量方法, 也不允许在 同一试样上交替进行。 冲击电流的幅值和波形误差, 应符合 GB 73271987 中第 4.3 条的有关规定。 5.3.3.4 测量结果 a) 被测样品在冲击电流幅值 300 A 及 30 A 下的电压, 以三种压力下，对应电压的算术平均值表示。 单位： kV； 精确至小数后二位； b) 冲击电流幅值 300 A 及 30 A 下的非线性系数, 按式(2 )计算：精确至小数后二位。 Ia Ua JB/T 40351999 6 c=lg (2) A30 A300 U U 式中：c冲击电流幅值 300 A 及 30 A 下的非线性系数； U300A冲击电流幅值 300 A 下的电压, kV； U30A冲击电流幅值 30 A 下的电压, kV。 c) 每一特定筛选区段的粉末样品, 平行测量二次, 并以二次测量结果的算术平均值表示。当平行 测量结果的偏差超过其算术平均基数的 8%时, 上述结果无效，并在查明原因后, 换样重测。 6 检验规则 6.1 产品由制造厂质量检验部门按批或炉次进行检验, 保证出厂产品符合本标准要求。 6.2 同批产品, 应由外观及炉况基本相同的炉次中出炉的结晶块组成。 6.3 外观的检验, 采用目视法, 其质量评价依据本标准第 4.1 条的规定, 并适当考虑现行行业惯例。 6.4 使用单位有权按本标准所规定的检验规则和试验方法, 对产品进行检验, 如检验结果不符合本标 准规定时, 应重新自原批号中按两倍量取样复检, 复验结果仍不符合本标准规定时, 则该批产品视为不 合格品。 6.5 如双方对复验结果有异议时, 由归口单位进行仲裁。 6.6 取样方法：在冶炼炉上取样时, 应在结晶筒截面、沿径向切取包含整个产品聚结层壁厚的样品, 每一截面的取样部位不少于四处, 并按对称或者等分原则进行排列。在结晶筒的长度方向, 视具体情况, 每隔 0.5 m1 m 划分取样部位，炉头部分的样品重量, 应占样品总重量的 1/52/5。 在仓库内取样时, 应在堆料内、外的不同方位及不同高度上抽取样品；对于已包装产品, 可按袋取 样。抽样袋数：依据表 4 的规定。取样时, 应沿包装袋堆垛的不同方位及不同层次的袋内抽取。 表 4 抽样袋数 产品袋数342021404160618081100 抽样袋数全取457911 注：产品袋数超过 100 袋时, 其超过部分按本表规定重复抽取。 取样时, 单块样品重量应不超过 250 g, 同时注意抽取适量的碎样。样品量为被验产品总量的 1/2 0001/1 000, 但不得少于 5 kg。 一般情况下, 制造厂应按炉次在冶炼炉上取样, 但允许将同一批号的各炉次样品合并检验；使用单 位应在每批产品启用前按袋取样。 7 包装、标志与贮存 7.1 产品应按炉次, 用两层洁净的人造纤维编织袋包装，装入料块的最大线尺寸不大于 150 mm, 每 袋净重不超过 25 kg，并可靠绑扎。 7.2 每只包装袋上应挂有标签, 并按以下要求逐项注明： a) 产品名称及类别(代号)； b) 制造厂名称； c) 批号； d) 生产日期及炉次号。 7.3 发给用户的每批产品, 应同时提供合格证及该批产品的检验报告单一份, 报告单上应逐项列出根 JB/T 40351999 7 据本标准规定的各个项目的实际检验结果。 7.4 产品应贮存在清洁的室内仓库内, 禁止与其它物料混存。 JB/T 40351999 8 附 录 1. 阀式避雷器用碳化硅制造过程中, 应遵循以下原则： A1 生产本产品时, 应具备相对独立的工艺系统和设施，并与其它品种的碳化硅生产, 在物料上实行有 效地隔离。 A2 采用优质无烟煤或石油焦炭作为碳素原料, 并在反应配合料中维持适量的三氧化二铝成分, 以调整 其电气特性。 A3 制造过程中禁止加入食盐, 也不允许回收或使用除分解石墨之外的含食盐炉次中出产的其它物料。 （标准的附录） 遵循原则 JB/T 40351999 9 附 录 2. 本方法为表面分析方法, 适用于阀式避雷器用碳化硅的化学成分测定。 B1 本方法直接采用 GB/T 30451989 中第 1，3, 4, 5, 6, 7 各章的规定。 B2 试样的制备方法, 按本标准正文的 5.1 条的规定进行。 各个化学分析项目采用的试样类别, 规定如下： a) 游离硅：试样 A； b) 二氧化硅：试样 A； c) 碳化硅：试样 A； d) 三氧化二铁：试样 B； e) 游离碳：试样 A； f) 其它：试样 A。 B3 三氧化二铝的测定 B3.1 方法要点 二甲基酚橙能与铝缓慢作用, 形成红色络合物, 该络合物可稳定存在 10 h 以上, 在 pH35 的范围 内, 其消光值基本不变。干扰离子可以用铜试剂分离除去。据此，可以用比色法测定三氧化二铝的含 量。 B3.2 主要试剂及仪器 B3.2.1 三氧化二铝标准溶液： 称取纯金属铝粉(光谱纯)0.2646 g 于 250 ml 烧杯中, 加入 11 盐酸 40 ml, 加热溶解，冷却后移入 1 000 ml 容量瓶中, 以水稀释至刻度, 摇匀。吸取以上溶液 100 ml 于 1 000 ml 容量瓶内, 用水稀释至刻度，摇匀, 备用；此溶液每毫升内含三氧化二铝 0.05 mg。 B3.2.2 醋酸醋酸钠缓冲溶液： 称取醋酸钠(C2H3O2Na3 H2O) 54.4 g 置于 400 ml 烧杯中, 加水 150 ml, 使其溶解, 然后移入 1 000 ml 容量瓶中, 再加入冰醋酸 46 ml，用水稀释至刻度, 摇匀。此缓冲 溶液 pH 4.24.4。 B3.2.3 二甲基酚橙溶液(0.2%)：称取二甲基酚橙 0.2 g，用水溶解稀释至 100 ml 容量瓶中。 B3.2.4 对硝基苯酚指示剂：0.1%水溶液。 B3.2.5 72 型分光光度计。 B3.3 标准曲线的绘制 于 8 个 100 ml 容量瓶中, 用微量滴定管依次加入三氧化二铝标准溶液 0.00，0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00 ml， 即三氧化二铝的百分含量分别为：0.00, 0.025，0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 用 吸管加入醋酸醋酸钠缓冲溶液 10 ml、二甲基酚橙溶液 2 ml, 用水稀释至近刻度处, 于沸水浴上加 热 5 min, 充分冷却后稀释至刻度处, 摇匀。于波长 546 nm 下, 用 2 cm 比色皿, 以试剂空白作参比液, 测定其消光值, 绘制的校正曲线，为一通过原点的直线。 B3.4 操作方法 （标准的附录） 阀式避雷器用碳化硅的化学分析方法 JB/T 40351999 10 称取试样 0.5 g 于铂皿中加氢氟酸(40%)10 ml, 硝酸(11)1 ml，浓硫酸 23 滴, 于砂浴上蒸发至 SO3白烟冒尽, 加入 8 g10 g 焦硫酸钾。于 600650高温炉中熔融 8 min10 min, 取出冷却后, 放入 250 ml 烧杯中, 加入盐酸(595)100 ml，加热使熔融物溶解, 洗出铂皿后冷却, 向溶液中滴加对硝 基苯酚指示剂一滴, 用氢氧化钠(10%)溶液中和至溶液