阅读说明：本技术 一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法 (Method for treating foreign matters on surfaces of parts in arc extinguishing chamber of circuit breaker ) 是由 王斌 金光耀 张学刚 张颖杰 陈思远 李春迎 王珊 张央央 申健 李润清 李晓征 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明属于高压电气类产品的防护领域,具体涉及一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法。该表面异物处理方法包括以下步骤：将待处理零部件喷砂或抛丸处理后依次进行脱脂、酸洗、超声波清洗、钝化和高压水清洗,然后在零部件的非导电连接部位制备涂层。本发明的内装零部件表面异物处理方法,通过抛丸、脱脂、酸洗、超声波清洗、钝化、高压水清洗等多个处理环节,能够有效解决内装件表面残留异物的问题,提高零部件表面质量,经表面涂装处理后,保证在运行过程中无异物散落,有效降低因金属异物存在而引发的放电事故。(The invention belongs to the field of protection of high-voltage electrical products, and particularly relates to a method for treating foreign matters on the surfaces of parts in an arc extinguishing chamber of a circuit breaker. The surface foreign matter treatment method comprises the following steps: after sand blasting or shot blasting treatment is carried out on the parts to be treated, degreasing, acid cleaning, ultrasonic cleaning, passivation and high-pressure water cleaning are carried out in sequence, and then coatings are prepared on the non-conductive connecting parts of the parts. The method for treating the foreign matters on the surface of the internal parts can effectively solve the problem of foreign matters remaining on the surface of the internal parts through a plurality of treatment links such as shot blasting, degreasing, acid washing, ultrasonic cleaning, passivation, high-pressure water cleaning and the like, improve the surface quality of the parts, ensure no foreign matters to scatter in the operation process after surface coating treatment, and effectively reduce discharge accidents caused by the existence of the metal foreign matters.)

一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法

技术领域

本发明属于高压电气类产品的防护领域，具体涉及一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法。

背景技术

断路器灭弧室是GIS系统的重要部分，断路器灭弧室内装零部件起到导通和承载电流的作用。断路器灭弧室内装零部件一般为铝合金材质，采用旋压、铸造、机加工等工艺成型。这类铝合金零部件在组装到断路器灭弧室前，一般需经过碱洗脱脂等处理，来去除表面油污以及微小金属异物，进而保证零部件表面质量。

这种材质的零件在成型时，表面会附带金属屑及细小的金属颗粒，这是无法避免的，使用常规脱脂液除去零部件表面油污后，其细小的金属屑不能完全清除，如果延长脱脂或酸洗时间，零件表面虽然可以除去大量金属屑，但会导致金属零件基体产生腐蚀。按照常规脱脂、酸洗时间处理后使用3M胶带粘贴零部件表面，仍能观察到胶带上3-5mm的金属丝，或小的金属粉、屑。

在断路器运行时，尤其是百万伏电压等级断路器运行时，由于内装件处于高电位，若高电位电极表面残留微小金属异物(如金属丝、金属灰等)，带电运行将降低产品绝缘水平，存在诱发放电风险。内装件表面的异物散落后，还会导致放电事故的发生。提高零部件表面的异物处理水平、降低异物的散落风险，对提高GIS系统的运行可靠性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法，能够有效降低内装件表面的异物残留，保证内装件在系统运行过程中无异物散落。

为实现上述目的，本发明的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法的技术方案是：

一种断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法，包括以下步骤：将待处理零部件喷砂或抛丸处理后依次进行脱脂、酸洗、超声波清洗、钝化和高压水清洗，然后在零部件的非导电连接部位制备涂层。

断路器灭弧室内装零部件一般包括屏蔽件、电连接、弯导体、端部法兰等。这些内装件为铝合金材质，采用旋压、铸造、机加工等工艺成型。

本发明的内装零部件表面异物处理方法，通过抛丸、脱脂、酸洗、超声波清洗、高压水清洗等多个处理环节，能够有效解决内装件表面残留异物的问题，提高零部件表面质量，经表面涂装处理后，保证在运行过程中无异物散落，有效降低因金属异物存在而引发的放电事故。

喷砂或抛丸去除零部件表面氧化皮，控制零部件表面粗糙度。优选的，所述喷砂或抛丸处理控制粗糙度为Ra6.3-12.5。抛丸所用丸粒为不锈钢材质，粒径为0.8mm。

脱脂工序主要是去除工件表面的油污。清洗时应用行车使工件上下摆动2-3次，使含有内腔或盲孔的零部件得到有效清洗，可根据工件表面油污情况适当延长清洗时间。本工序采用脱脂剂可采用现有市售成品，优选的，所述脱脂的温度为60-70℃，时间为3-5min。

酸洗工序起到去除工件表面“浮灰”的作用，优选的，所述酸洗为硝酸溶液清洗，所述硝酸溶液由质量分数为60-70％的硝酸和水配置而成，所述硝酸添加量为400-600ml/L，酸洗时间为30s-60s。酸洗时温度为室温。

超声波清洗可最大程度去除孔内、缝隙内异物，优选的，所述超声波清洗的超声波功率为40kW，频率为40kHz，超声波清洗时间为5-10min。超声波清洗的温度为室温。超声波清洗可配合清洗剂进一步优化清洗效果，优选的，所述清洗剂由中性清洗剂和水配置而成，中性清洗剂在其中的质量分数为1-5％。

高压水清洗可有效去除工件表面在转运过程及存放过程中产生的“浮灰”，进一步降低异物残留水平，优选的，所述高压水清洗的压力为30-50MPa。时间为5-10min。

钝化进一步去除零部件表面的金属丝、涂漆、金属灰等异物，优选的，所述钝化为无铬钝化，处理时间为5-10min。钝化处理还可起到以下作用：钝化产生的钝化膜对零部件表面可进行防护，保护零部件在转运过程中，基体不再被氧化。钝化处理可增加后续涂装过程涂层与基体的结合力，经测试，经钝化处理后，能有效提高结合力约30％-40％。采用无铬钝化工艺，工艺更加环保。

优选的，所述涂层为清漆层，厚度为20-80μm。在零部件表面形成水性清漆层，具有以下特点：1.水性漆相比与传统的油性漆，更加环保绿色，符合当前环保形势及绿色生产的理念；2.水性清漆喷涂后，零部件表面仍然透明，可以观察到零部件表面基体的状态特征，不对产品外观构成任何影响。3.以上厚度范围的水性清漆可承受灭弧室高温、高电压的工作环境，保证零部件的核心功能不受影响。

进一步优选的，所述制备涂层包括喷涂水性清漆，然后在80-100℃烘干。采用烘干干燥，可有效消除零部件及漆膜的张力，去除零部件表面残留的水分，增加漆膜和基体的结合力。

附图说明

图1为本发明实施例1的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

以下实施例中，脱脂剂购自上海祺杰，型号为KT-121；水性环氧清漆购自郑州拓立造漆有限公司。超声波清洗用工业中性清洗剂购自杭州洛克威有限公司。无铬钝化液购自德高汉高(中国)有限公司。

一、本发明的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法的具体实施例

实施例1

本实施例的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法，工艺流程图如图1所示，以弯导体为例进行说明，其材质铝合金，包括以下步骤：

1)将待处理零部件进行抛丸处理，抛丸处理使用的丸粒为不锈钢，粒径为0.8mm，抛丸处理后粗糙度为Ra6.3；然后对工件进行水洗。

2)将步骤1)处理后的零部件置于脱脂剂中进行脱脂处理，期间将工件上下摆动2-3次，脱脂处理的温度为60℃，时间为4min；然后对工件进行水洗。

3)将步骤2)处理后的零部件置于酸液中进行酸洗，酸液由质量分数为67.5％的硝酸和水配置而成，67.5％的硝酸的含量为500ml/L。酸洗在室温下进行，时间为40s；然后对工件进行水洗。

4)将步骤3)处理后的零部件置于超声波清洗液中进行超声波清洗，超声波清洗液由中性清洗剂和水配置而成，其中中性清洗剂的质量分数为2％。超声波清洗在室温下进行，时间为8min，功率为功率40kW，频率为40kHz；然后对工件进行水洗。

5)将步骤4)处理后的零部件置于无铬钝化液中进行钝化处理，处理温度为室温，时间为8min；然后对工件进行水洗。

6)将步骤5)处理后的零部件进行高压水清洗，清洗压力为40MPa，时间为8min；然后对工件烘干，烘干温度为60℃，时间为15min。

7)在步骤6)处理后的零部件的非导电连接部位喷涂水性环氧清漆，然后在80℃下烘干，漆膜厚度为50μm。

实施例2

本实施例的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法，针对的零部件为屏蔽件，材质为1060牌号铝合金，旋压工艺制造，与实施例1介绍的处理方法的不同之处仅在于：

步骤1)中，抛丸处理后粗糙度为Ra12.5。

步骤2)中，脱脂处理的温度为70℃，时间为3min。

步骤3)中，酸洗的时间为30s。

步骤4)中，中性清洗剂的质量分数为5％。超声波清洗的时间为5min。

步骤5)中，钝化处理的时间为5min。

步骤6)中，清洗的压力为30MPa，时间为5min。

步骤7)中，清漆涂层的厚度为30μm。

在本发明的断路器灭弧室内装零部件表面异物处理方法的其他实施例中，可参考以上实施例对电接连、端部法兰等零部件进行处理，其中脱脂、酸洗、超声波清洗、钝化等工序的工艺参数可以根据工件的复杂程度进行调整，均可将表面异物处理至极低水平，而且极大程度避免零部件在断路器运行过程过程中发生异物散落。

内装件喷涂水性漆后，以划格法检测结合力，达到0级。

零部件组装成产品后，开展产品样机试验，包括操作冲击、雷电冲击、工频耐压、局放试验等，均能满足国标规定。