一种防雷接地棒及其制备方法、防雷接地系统与流程

本发明涉及防雷装置技术领域，尤其涉及一种防雷接地棒及其制备方法、防雷接地系统。

背景技术：

接地棒，又名接地极、接地网。接地棒是以提高接地导体内部导电性能，降低接地导体外部土壤电阻率为理论依据所设计生产的，普遍适用于通信、电力、交通、金融、石化、建筑系统等诸多领域，如通信局(站)、移动基站、调度机房、变电站、高速公路设施、计算机房、智能化小区等对接地要求严格的单位和部门，采用该结构均可以构成性能优良的接地系统。

市场上使用的接地棒多为铜—钢、铜—镍—钢复合型金属接地材料和镀锌钢接地材料制成，但是，铜、钢、锌金属耐腐蚀性能较差，埋入地下受土壤环境影响腐蚀严重。针对镀铜钢接地材料，其腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式，在多数情况下，这两种腐蚀同时存在。其中，铜层受到腐蚀或在施工过程中收到外力破坏后，暴露在土壤或空气中的钢芯会急速腐烂，最终造成接地系统缺陷，大大加剧了维修维护的工程量。

目前，现有接地装置的腐蚀表现主要为：接地极、接地线截面逐渐变小，有的变电站在开挖检查时甚至找不到水平接地极，这是由于原来的钢材水平接地极已完全腐蚀掉，变成和周围土壤差不多的残渣。由于腐蚀作用，接地装置的热稳定性能已不能满足要求，接地装置失去泄流能力。一旦发生接地装置事故，就会造成地电位升高出现“反击”现象，很快摧毁电网中的直流、保护、通信、低压线路等二次设备和低压系统，接着造成事故扩大，有的引发直流、保护、控制室着火，有的引发变压器、发电机等重要设备损坏，有的引发变电站、发电厂全停，有的甚至发展成严重的系统事故，给社会带来巨大的损失。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种防雷接地棒及其制备方法、防雷接地系统，具有较强的耐腐蚀性，能有效延长接地棒的使用寿命，加强防雷接地系统的安全性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防雷接地棒，包括主杆，所述主杆包括芯体和导电层，所述导电层通过电镀包覆于芯体外；所述芯体与导电层之间镀有抗腐蚀防护层，所述抗腐蚀防护层的材质为钛金属单质。

进一步的，所述抗腐蚀防护层的厚度为3μm～5μm。

进一步的，所述芯体的材质为钢，所述导电层的材质为铜金属单质。

进一步的，所述导电层的厚度为254μm以上。

进一步的，所述抗腐蚀防护层与导电层之间镀有过渡层，所述过渡层用于提高所述抗腐蚀防护层与导电层之间的结合力。

进一步的，所述过渡层的材质为镍金属单质。

进一步的，所述过渡层的厚度为2μm～3μm。

进一步的，所述主杆的两端分别设有螺纹结构，其中一端设有驱动头。

本发明还提供了一种防雷接地系统，包括如上所述的防雷接地棒。

本发明还提供了一种防雷接地棒的制备方法，包括以下步骤：

以低碳钢作为芯体；

在所述芯体的外表面真空镀一层材质为钛的抗腐蚀防护层；

在所述抗腐蚀防护层外化学镀镍，以形成过渡层；

在所述过渡层外电镀材质为铜的导电层，即得。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明的防雷接地棒包括主杆，主杆包括芯体和导电层，导电层通过电镀包覆于芯体外；芯体与导电层之间镀有抗腐蚀防护层，抗腐蚀防护层的材质为钛金属单质。该防雷接地棒在现有的镀铜钢接地材料的基础上，利用其制备方法在芯体和导电层之间镀有材质为钛的抗腐蚀防护层，由于钛金属具有较强的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响，在常温下不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀，只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用，同时具有机械强度大、延展性良好等特性，使得通过镀有钛材质的抗腐蚀防护层而制成的防雷接地棒具有较强的耐腐蚀性，能有效延长接地棒的使用寿命，加强防雷接地系统的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的防雷接地棒的主杆截面结构示意图；

图2为本发明实施例的防雷接地棒的主视图。

其中，1、芯体；2、抗腐蚀防护层；3、过渡层；4、导电层；5、主杆；6、驱动头；7、螺纹结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2所示，本实施例提供的防雷接地棒包括主杆5，主杆5的两端分别设有螺纹结构7，其中一端设有驱动头6；主杆5包括芯体1和导电层4，导电层4通过电镀包覆于芯体1外；芯体1与导电层4之间镀有抗腐蚀防护层2，抗腐蚀防护层2的材质为钛金属单质，通过在芯体1和导电层4之间镀有抗腐蚀防护层2，利用抗腐蚀防护层2包裹芯体1，从而提高防雷接地棒的耐腐蚀性能，延长使用寿命，进而加强防雷接地系统的安全性。

本实施例中，抗腐蚀防护层2优选以钛金属作为主要材质，由于钛金属具有较强的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响，在常温下不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀，只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用，同时具有机械强度大、延展性良好等特性，使得通过镀有钛材质的抗腐蚀防护层2而制成的防雷接地棒具有较强的耐腐蚀性，能有效延长接地棒的使用寿命，加强防雷接地系统的安全性；芯体1材质优选为钢，进一步优选为低碳钢，导电层4的材质优选为铜金属单质，利用钢材作为芯体1，在其外部镀上钛金属抗腐蚀防护层2，并在抗腐蚀防护层2外电镀铜金属单质，以形成导电层4，从而形成以镀铜钢接地材料作为防雷接地棒的基本材料，以铜作为导电层4的主要材质可以有效提高防雷接地棒的导电性能，利用抗腐蚀防护层2加强镀铜钢接地材料的抗腐蚀性，延长使用寿命。

优选的，抗腐蚀防护层2与导电层4之间镀有过渡层3，过渡层3用于提高抗腐蚀防护层2与导电层4之间的结合力，优选过渡层3的材质为镍，以保证铜质导电层4和钛金属抗腐蚀防护层2之间的良好结合。

本发明实施例提供了一种防雷接地系统，该系统包括上述的防雷接地棒，可以提高防雷接地棒的耐腐蚀性能，延长使用寿命，进而加强防雷接地系统的安全性。

本发明实施例还提供了一种防雷接地棒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1、以低碳钢作为芯体1；

S2、在芯体1的外表面真空镀一层材质为钛的抗腐蚀防护层2；

S3、在抗腐蚀防护层2外化学镀镍，以形成过渡层3；

S4、在过渡层3外电镀一层材质为铜的导电层4，即得。

以下通过表1和表2分别详细描述三个实验例和对比例的防雷接地棒的具体参数和效果。

表1防雷接地棒的参数表

由表1可以看出，实施例一、实施例二、实施例三和实施例四均为含有钛金属抗腐蚀防护层2的、镀铜钢接地材质制成防雷接地棒，其中，实施例一不含有过渡层3，且上述四个实施例的芯体1、抗腐蚀防护层2、过渡层3和导电层4的厚度均不同，对比例为不含有钛金属抗腐蚀防护层2和过渡层3。

表2防雷接地棒的效果表

由表2可以看出，与对比例相比，增加有抗腐蚀防护层2的防雷接地棒具有更好的抗腐蚀能力，更长的使用寿命，且保有良好的导电性能；此外，通过实验例一与实验例二、或实施例三、或实施例四各自对比可得，增加过渡层3的防雷接地棒使得导电层4与其内部的抗腐蚀防护层2之间具有更强的结合力，进一步提高使用寿命。

综上所述，本实施例的防雷接地棒包括主杆5，主杆5包括芯体1和导电层4，导电层4包覆于芯体1外；芯体1与导电层4之间镀有抗腐蚀防护层2，抗腐蚀防护层2的材质为钛金属单质。该防雷接地棒在现有的镀铜钢接地材料的基础上，利用其制备方法在芯体1和导电层4之间镀有材质为钛的抗腐蚀防护层2，由于钛金属具有较强的抗腐蚀性能，不受大气和海水的影响，在常温下不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀，只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用，同时具有机械强度大、延展性良好等特性，使得通过镀有钛材质的抗腐蚀防护层2而制成的防雷接地棒具有较强的耐腐蚀性，能有效延长接地棒的使用寿命，加强防雷接地系统的安全性。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。