加强防腐的接地装置的制作方法

文档序号:7187057阅读:329来源:国知局
专利名称:加强防腐的接地装置的制作方法
技术领域
本实用新型加强防腐的接地装置涉及的是一种能应用于石油、石化、电力等重腐蚀行业,为增强防雷接地装置的防腐效果的防腐接地装置。
背景技术
接地装置在输变电工程、重大建筑物的整个投资中所占的比例虽然很小,但它所引发的事故却极其惊人,真可谓是"电网杀手",它能很快摧毁电网中的二次设备,像直流、保护、通信等设备,接着引发事故扩大,有的造成设备损坏、引发火灾,有的造成发电厂、变电站全停,有的甚至发展成严重的系统事故。例如,四川某电厂曾因变压器中性点接地线严重腐蚀处放电,将高电位
引入主控室,造成多处击穿、短路,总保险熔断使故障不能自动切除,导致2号主变、2号发电机着火,3号、4号发电机损坏,全厂停电。
现代微电子技术的迅猛发展,对接地环境要求也越来越高,有一个很小的流涌就可以使设备损坏,人们对接地系统的重视程度也逐步提高,接地做的好与坏直接关系到设备能否正常运行,是否有安全隐患的大问题。
由于用作接地的金属材料存在腐蚀问题,对接地电阻的影响比较大,是一个大的隐患,这个问题一直困扰着用户。 一般在电信系统中,早期的地网每四年就重新改造一次,而在盐碱地区往往一两年就要重新改造。某些大型500 kV变电站接地装置因腐蚀,仅投运10年左右,就己投巨资重新更换了地网。统计表明,接地装置腐蚀是多数事故的主要原因之一。为此,国内很多单位都在开展这方面的研究,并提出了许多防腐蚀措施。
现行防雷接地工程中,接地装置的防腐措施有
1)有采用铜线(带)、铜包钢(含电镀铜等,连铸铜)防雷接地线,虽然耐腐蚀性能针对一般介质土壤环境得以提高了,但仍不能满足某些特定有机介质腐蚀的环境,因为该产品一旦成形,就无法改变其表面的耐特定腐蚀介质的腐蚀能力,且大量使用铜埋入土壤,如果与原土壤环境的背景金属含量不符,则将使用区域的土壤环境受到污染。
2)有采用镀锌钢质材料辅以大量降阻剂来降低接地电阻的,但在复杂气候环境(高山,严寒等)下的施工时,基本是无法达到施工要求的,电气焊接接点的可靠性根本得不到保障,同时,降阻剂亦可能对接地钢质材料形成腐败蚀,
焊接点也无法得到防腐蚀的保证。如ZL03214327. 3所述的方法仅使用说明了一种膨润土降阻剂,只能等效增大接地体的截面积,无法改变因施工条件的恶劣而无法使各种降阻剂完全并充分包裹接地体,因要完全并充分包裹接地体,而对施工过程设计出各种复杂的控制方法是不现实的,这已是业内的共识。同时降阻剂要现场成形为稠絮凝状(手工过程无法保证各种成份均匀配合),降阻剂与接地体是金属与非金属的接触、且是固一液相的结合,其间的接触电阻一直是接地领域的一大无解的难题。
3)有采用接地模块或离子型接地体的,该类产品均是经降阻剂变化而产生不但价高,且均是将接地体纵深发展,施工成本大幅度提高。且该类产品均应用金属材料作为基本骨架,须以基本金属材料为主材连接构成电气接系统的主骨架,其连接端处的防腐蚀性、导电性、稳定性均受制于现场施工人员的施工技能及素质,不稳定因素极大。所有的离子材料均对构成其主材的金属有腐蚀及接触电阻无法保证的问题。同时因所加离子大部分含有工业盐,而会改变原土壤成份,易引起环境污染。更主要的是在等电位联接等处,就无法靠接地模块与离子接地极来执行。故使用接地模块或离子型接地体的局限性很大,无法根本改变接地装置的耐腐蚀问题。
4)有原始的简单使用镀锌钢型材作为防雷接地装置的,此在业内已被认为,不适合用于上述各重腐蚀领域,仅局限使用于要求极其普同的一般建筑的防雷接地体系内。另外其接续连接处接点的稳定性、可靠性均受限于后期的施工状况的好坏,无法从源头保证电气接续的稳定性。发明内容
本实用新型目的是针对已有接地装置防腐技术及施工技术的不足之处,提供一种加强防腐的接地装置,具有加强防腐型防雷接地线、加强防腐型接地极、加强防腐型导体接续件、设备连接件等系统构件。
加强防腐的接地装置是采取以下方案实现
加强防腐的接地装置包括加强防腐型防雷接地线、加强防腐型接地极、加强防腐型导体接续件和设备连接件等系统构件,并由它们组合而成;即加强防
腐的接地装置是由若干长度的加强防腐接地线、加强防腐型接地极通过加强防腐型导体接续件(连接件)组装形成,设备连接件是为需做接地保护的设备(或建筑物)通过加强防腐型接接地线、加强防腐型导体接续件和加强防腐型接地极与'零'电位的大地相连,并安装在需做防雷接地的设备(或建筑物)上,使得设备(或建筑物)得到有效的保护。所述加强防腐效果的接地极、加强防腐型防雷接地线均采用金属基质材料为基础构件制成,在金属基质基础构件外部依次涂覆有表面转化膜层、防腐导电的封闭层、防腐导电的隔离层和耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电保护膜层。
所述表面转化膜层是采用磷酸盐、硝酸盐、导电锌粉、无机钛盐作活化剂、辅以钼盐钝化剂等,在常温下形成一层致密性的转化膜层。
所述防腐导电的封闭层采用32%的纳米导电碳组合导电剂与纳米导电金属粉的混配物、40%的改性环氧类高分子成膜物、2°/。片状导电磷铁、2。/。气相Si02、0. 2%单烷氧基磷酸酯钛酸酯、0. 1%毕克161或163、余量的二甲苯,混配均匀,涂覆在表面转化膜层外部,常温干燥或在20(TC下烘干形成一层致密性防腐导电的封闭层。
所述防腐导电的隔离层采用28%的纳米导电碳组合导电剂与纳米导电金属粉的混配物、32%的氯醚环氧混配成膜物、3%的片状导电云母或磷铁等的一种或几种和混配物、1%的Y-氨丙基三乙氧基硅烷、2%Bayer公司的N75或N3390、余量的二甲苯与丙二醇甲醚乙酸酯之混合物,混配均匀,涂覆在防腐导电的封闭层外部,常温干燥或在20(TC下烘干形成一层致密性防腐导电的隔离层。
所述耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电保护膜层采用30%的纳米导电碳组合导电剂与纳米导电金属粉的混配物、38%的改性氟碳类、漆酚钛成膜物的一种或几种和混配物、0. 5%单烷氧基磷酸酯钛酸酯、1%气相881膨润土、 0. 5%毕克161或163、余量的二甲苯与二乙二醇乙醚乙酸酯CAC的混合物,混配均匀,涂覆在防腐导电的隔离层外部,常温干燥或在20(TC下烘干形成一层致密性耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电膜层。
所述加强防腐效果的接地极和加强防腐效果的防雷接地线 用金属基质材料为基础构件制成,金属基质基础构件采用热镀锌类扁钢、角钢或圆钢(管),亦或采用铜管杆棒、铜带、不锈钢管棒类或铜包钢类金属材料制成,而且可由如前面所言的材料加工成各种几何复合形状,如柱体状、圆弧状或管状……,以适应多种环境接地的需要。其他用途的地下管体、线体均可用本实用新型的方案,构成辅助接地体等系统构件。
本实用新型的技术方案是在接地的金属基础构件其表面进行预处理,形成表面转化膜层后,并用不同功能类别的防腐型导电剂分层分次涂敷在其表面,构成能增强防腐性能的导电性保护膜层,即不少于防腐导电的封闭层、防腐导电的隔离层、耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电保护膜层三种功能的防护膜层。该功能保护膜层不但具有接地装置应有的耐动、热稳定性;而且能耐多种化学介质的腐蚀;与膨润土类、火山灰类及其它多种类型的降阻剂能很好地同质化,不存在不同相类型的材料接触时电气接触电阻不稳定等缺陷。相对于原有镀锌钢质的接地装置成本增加不多;相对于降阻剂类接地装置,能避免降阻剂对金属接地主材的腐蚀,电气接触不良、施工时无法完全包裹金属主材等的缺隙,降低了施工成本,使接地工程的综合成本得以降低。相对于接地模块与离子接地极能避免其连接端处的防腐蚀、导电性、稳定性差等的缺隙,不受制于现场施工人员的施工技能及素质。克服了所有离子材料对构成其主材的金属有腐蚀及接触电阻无法保证的问题。不含有工业盐等电解质,不会改变原土壤成份,不易引起环境污染。更主要的是在等电位联接等处,能职普通的接地线一样来执行。克服了接地模块或离子型接地体的使用局限性,能根本改变接地装置的耐腐蚀问题。
本实用新型的增强防腐性能的导电性保护膜层中选用了导电性、耐腐蚀性、热稳定性能良好的纳米碳材料,克服了采用石墨作导电材料,在胶结成膜时由于其特有的层状结构产生收縮应力的影响致使导电的防腐膜层开裂,防腐性能降低。本实用新型的增强防腐材料的金属基础构件在涂覆前须先制定脱脂、水清 洗、酸洗、水洗等工艺程序,并严格按制定的工艺进行操场作,保证完全除去 所有的油脂、油,划痕、锈迹等。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。 图1是加强防腐的接地装置结构示意图。
图2是加强防腐的接地装置的加强防腐型导体接续件示意图。
图3是加强防腐的接地装置的金属基质材料外部依次涂覆有多功能性的防
腐导电保护层实施例1。
图4是加强防腐的接地装置的金属基质材料外部依次涂覆有多功能性的防 腐导电保护层实施例2。
附图中1、加强防腐型接地极,2、加强防腐型导体接续件(连接件),3、 设备连接端子,4、加强防腐型防雷接地线,5、金属基质材料,6、表面转化膜 层,7、防腐导电的封闭层,8、防腐导电的隔离层,9、耐介质腐蚀与耐候性的 防腐导电保护膜层。
具体实施方式

参照附图1 4,加强防腐的接地装置包括加强防腐型防雷接地线4、加强 防腐型接地极l、加强防腐型导体接续件2和设备连接件3,并由它们组合而成 完整的接地保护系统;即是由若干长度的加强防腐接地线4、若干支的加强防腐 型接地极1通过加强防腐型导体接续件(连接件)2组装形成了接地保护系统的 完整体系;需做接地保护的设备(或建筑物)通过设备连接件3与加强防腐型 接接地线4、加强防腐型导体接续件2和加强防腐型接地极1与'零'电位的大 地土壤相连,并安装在需做防雷接地的设备(或建筑物)上,使得设备(或建筑物)得到有效的防雷保护及电气的接地保护。所述加强防腐效果的接地极l、
加强防腐型防雷接地线4采用金属基质材料为金属基质基础构件5制成,在金 属基质基础构件5外部依次涂覆有表面转化膜层6、防腐导电的封闭层7、防腐 导电的隔离层8和耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电保护膜层9。
所述表面转化膜层6是采用磷酸盐、硝酸盐、导电锌粉、无机钛盐作活化 剂、辅以钼盐钝化剂等混合物,涂覆在金属基质基础构件5外部在常温下形成 一层致密性的转化膜层。
所述防腐导电的封闭层7采用32%的纳米导电碳组合导电剂、40%的改性环 氧类高分子成膜物、2%片状导电磷铁、2。/。气相Si02、 0. 2%单烷氧基磷酸酯钛酸酯、 0.1%毕克161或163、余量的二甲苯,混配均匀,涂覆在表面转化膜层6外部,常 温干燥或在200'C下烘干形成一层致密性防腐导电的封闭层7。
所述防腐导电的隔离层8采用28%的纳米导电性和金属粉、32%的氯醚环氧 混配成膜物、3%的片状导电云母、1%的Y-氨丙基三乙氧基硅烷、2冗Bayer公司的N75 或N3390、余量的二甲苯与丙二醇甲醚乙酸酯之混合物,混配均匀,涂覆在防腐导电 的封闭层7外部,常温干燥或在20(TC下烘干形成一层致密性防腐导电的隔离层 8。
所述耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电保护膜层9采用30%的纳米导电碳组 合导电剂、38。/。的改性氟碳类、漆酚钛成膜物的一种或几种和混配物、0.5%单烷 氧基磷酸酯钛酸酯、2%气相88f膨润土、 1%毕克161或163、余量的二甲苯与二乙二醇乙 醚乙酸酯CAC的混合物,混配均匀,涂覆在防腐导电的隔离层8外部,常温千燥 或在20(TC下烘干形成一层致密性耐介质腐蚀与耐候性的防腐导电膜层9。
所述加强防腐效果的接地极1和加强防腐效果的防雷接地线4采用金属基质材料为基础构件5制成,金属基质基础构件5采用热镀锌类扁钢(见附图3)、 角钢或圆钢(管)(见附图4),亦或采用铜管杆棒、铜带、不锈钢管、不锈钢管 棒类或铜包钢类金属材料制成,而且可由如前面所言的材料加工成各种几何复 合形状,如柱体状、圆弧状或管状……,以适应多种环境接地的需要。
所述金属基质基础构件5采用作其他用途的地下管体和线体,均可用本实 用新型的方案,构成辅助接地体系统构件。
所述金属基质基础构件5涂覆的功能导电层应有耐酸、碱、盐的防腐性能。 所述金属基质基础构件5表面的加强防腐的导电涂层可经喷涂、刷涂、辊涂 等简易涂装方式均可形成。
加强防腐防雷接材料的涂覆层有一定的延展伸、弯曲性。
导体螺栓压接时配以特定的压接辅件,保证其接触电阻不大于导体本身的电 阻,并在压接件安装后,辅用专用的防腐导电的密封剂密封措施。
所述的导体接续用的焊接件,由专用焊剂、 一次性或可重复使用的模具、点 水剂及淬火剂等组成,成形后的接点的电阻不大于导体本身的电阻,抗拉强度 接近导体本身抗拉强度,成形后辅用专用的防腐导电密封剂进行密封措施。
工作原理
接地是将电力系统或电气装置的某一部分,无论有意识的或偶然地,组成永 久的、非永久的电气连接,形成良好的电气导电路径,保证持续、安全地传导 可能发生的任何电流均能及时流入到大地中。用作接地的材料常因腐蚀的原因, 达不到接地系统要求,因需要增加、加强、甚至更换接地网,产生了非常昂贵 的费用。
本实用新型的加强防腐的接地装置通过系统构件加强防腐型防雷接地线4、加强防腐型接地极1、加强防腐型导体接续件2和设备连接件3的组合,即是由 若干长度的加强防腐接地线4、若干支加强防腐型接地极1通过若干的加强防腐
型导体接续件(连接件)2组装形成了接地保护系统的完整体系;需做接地保护
的设备、装置、建筑物通过安装于其上的设备连接件3经加强防腐型接接地线4、 加强防腐型接地极l、加强防腐型导体接续件3的组合连接与大地相连通,使设 备、装置、建筑物中的任何一点均与大地的零电位良好地连通,构成了一个有 效的、低阻抗接地系统,对设备、装置、建筑物的运行提供一个完整的电气接 地保护系统,它能及时清除设备、装置、建筑物中的接地故障电流和消除雷电 能量,确保人身安全,并避免供电中断从而减少停电损失。
由于其特有的防腐蚀效果和良好的导电性,使防雷接地系统寿命可达到或超 过所服务设施的寿命。如此,设备、装置、建筑物将得到一个长远的、可靠有 效的防雷保护及电气的接地保护。
权利要求1、一种加强防腐的接地装置,其特征在于包括加强防腐型防雷接地线、加强防腐型接地极、加强防腐型导体接续件和设备连接件;由若干长的加强防腐接地线、若干支的加强防腐型接地极通过若干的加强防腐型导体接续件连接组装形成,设备连接件通过加强防腐型接接地线、加强防腐型导体接续件和加强防腐型接地极与‘零’电位的大地相连,并安装在需做防雷接地的设备上;所述加强防腐效果的接地极、加强防腐型防雷接地线采用金属基质材料为金属基质基础构件制成,在金属基质基础构件外部依次涂覆有表面转化膜层、防腐导电的封闭层、防腐导电的隔离层和防腐导电保护膜层。
2、 根据权利要求l所述的加强防腐的接地装置,其特征在于所述金属基质基础构件采用热镀锌类扁钢、角钢、圆钢或钢管,或采用铜管、铜杆、铜棒、铜带、不锈钢管、不锈钢棒类或铜包钢类金属材料制成。
3、 根据权利要求1所述的加强防腐的接地装置,其特征在于所述金属基质基础构件加工成柱体状、圆弧状或管状。
4、 根据权利要求l所述的加强防腐的接地装置,其特征在于所述金属基质基础构件采用作其他用途的地下管体和线体,构成辅助接地体系统构件。
专利摘要本实用新型加强防腐的接地装置涉及的是一种能应用于石油、石化、电力等重腐蚀行业,为增强防雷接地装置的防腐效果的防腐接地装置。包括加强防腐型防雷接地线、加强防腐型接地极、加强防腐型导体接续件和设备连接件;由若干长度的加强防腐接地线、加强防腐型接地极通过加强防腐型导体接续件连接组装形成,设备连接件通过加强防腐型接接地线、加强防腐型导体接续件和加强防腐型接地极相连,并安装在需做防雷接地的设备上,所述加强防腐效果的接地极、加强防腐型防雷接地线采用金属基质材料为金属基质基础构件制成,在金属基质基础构件外部依次涂覆有表面转化膜层、防腐导电的封闭层、防腐导电的隔离层和防腐导电保护膜层。
文档编号H01R4/66GK201430221SQ20092004326
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月6日 优先权日2009年7月6日
发明者周宏伟 申请人:周宏伟
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