一种利于导电的石墨接地体及加工工艺的制作方法

文档序号:17918252发布日期:2019-06-14 23:55
一种利于导电的石墨接地体及加工工艺的制作方法

本发明属于防雷接地技术领域,特别是涉及一种石墨接地体。



背景技术:

随着电网的不断发展,输电线路的建设随之增多,为保证线路的安全稳定运行,对接地网的要求也随之提高。线路的雷击事故多发生在雷电活动频繁以及高土壤电阻率的地区,这给电力系统带来了巨大的安全隐患和经济损失。

目前我国防雷接地体分为金属与非金属两类。市场主流防雷接地体为金属接地体,使用材料包括碳钢,镀锌钢,不锈钢,铜等多种金属材质。但是这些金属材料除了价格较高的铜接地材料之外,大多耐腐蚀性能较差,使用寿命短,维护成本高。并且在使用过程中往往面临着运输及施工困难,由于不便弯曲使得难以根据地形选择施工方式等问题。另外,由于金属材料的二次利用价值高,因此金属接地体遭受人为盗窃、破坏的事故层出不穷,给电力系统带来严重隐患。



技术实现要素:

为了解决现有技术存在的上述缺陷,本发明的目的在于提供一种利于导电的柔性石墨接地体。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种利于导电的柔性石墨接地体,包括内层石墨体和包裹所述内层石墨体的外层石墨体,所述内层石墨体由石墨线平行排列构成,所述外层石墨体由石墨线编织而成。

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺,包括以下步骤:

S1、选取碳含量≥99%的石墨,经水洗、酸洗、干燥工序后,在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫;

S2、采用基质材料作为骨架,加石墨蠕虫和粘胶剂,在5吨压力下定型,制作成宽450~550mm的布;

S3、将步骤S2制成的布分割成条状,搓捻成石墨细线;

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线;

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体,并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

进一步的,所述粘胶剂为丙烯酸酯类压敏胶乳液。

进一步的,所述基质材料、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。

进一步的,所述步骤S1中,酸洗所使用的洗涤剂为浓硫酸。

进一步的,所述基质材料为耐碱玻璃纤维或镀镍不锈钢丝。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

本发明的柔性石墨接地体属非金属导电体,耐腐蚀、不生锈、大电流冲击不反击、耐高低温、接地电阻稳定、免维护、免更新、安全可靠。使用不受环境、气候条件限制、安装便捷、无需电气焊,省时省工、缩短施工周期,产品轻巧、用量少、接地效果显著、节约土地资源和施工周期,节能、环保、防盗,尤其适合酸性土地、碱性土壤、沼泽地、湿热地带、海盐以及高山丘陵等施工困难、土壤电阻率较高的地方使用。

附图说明

图1为本发明的柔性石墨接地体的示意图;

图中,1-外层石墨线编织层,2-内层石墨线束。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示,一种利于导电的柔性石墨接地体,包括内层石墨体和包裹所述内层石墨体的外层石墨体,所述内层石墨体由石墨线平行排列构成,所述外层石墨体由石墨线编织而成。

实施例1

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺,包括以下步骤:

S1、选取碳含量≥99%的石墨,经水洗、浓硫酸洗、干燥工序后,在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫,膨化后,石墨外观为蓬松的粉末堆,显微镜下为蠕虫状;

S2、采用耐碱玻璃纤维作为骨架,加石墨蠕虫和丙烯酸酯类压敏胶乳液,其中耐碱玻璃纤维、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。在5吨压力下定型,制作成宽450~550mm的布;

S3、将步骤S2制成的布分割成条状,搓捻成石墨细线;

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线;

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体,并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

其中粘胶剂采用丙烯酸酯类压敏胶乳液,无毒、无污染,并且具有优良的耐老化性、耐候性、压敏性和粘合性。

实施例2

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺,包括以下步骤:

S1、选取碳含量≥99%的石墨,经水洗、浓硫酸洗、干燥工序后,在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫,膨化后,石墨外观为蓬松的粉末堆,显微镜下为蠕虫状;

S2、采用镀镍不锈钢丝作为骨架,加石墨蠕虫和丙烯酸酯类压敏胶乳液,其中镀镍不锈钢丝、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。在5吨压力下定型,制作成宽450~550mm的布;

S3、将步骤S2制成的布分割成条状,搓捻成石墨细线;

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线;

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体,并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

其中粘胶剂采用丙烯酸酯类压敏胶乳液,无毒、无污染,并且具有优良的耐老化性、耐候性、压敏性和粘合性。

本发明的柔性石墨接地体的主要性能特点如下:

(1)良好的导电性与冲击电流耐受特性。

通过检测,柔性石墨接地体实测电阻率≤5×10-5Ω•m。实际试验表明,柔性石墨接地体在120kA以上的冲击电流作用下结构稳定,满足雷电流和短路故障电流的排散。石墨柔性接地体是由非金属导电材料制成,依靠导电材料致密的电子连接,导电性能优越,不受水分的影响。这种依靠电子导电机理的软体石墨接地极尤其适用于干旱、少雨的山区及高土壤电阻率地区,即使水分散去,电阻率依然维持在较低的状态,这样才能达到良好的降阻效果。

(2)优良的耐腐蚀性。

石墨化学性质稳定,在酸、碱、盐等土壤条件下的耐腐蚀性远优于金属接地材料,并且与降阻剂的配合使用不会造成接地的腐蚀,降低了接地装置的全寿命周期成本。

采用耐碱玻璃纤维是玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料,是100%无机纤维,在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。耐碱玻璃纤维的特点是耐碱性好,能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀,握裹力强,弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高,不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强,抗裂、抗渗性能卓越,具有可设计性强,易成型等特点,耐碱玻璃纤维是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。

(3)结构稳定性好。

石墨复合接地材料的抗拉强度≥150MPa,抗压强度≥300MPa,接地材料的柔性特点使其抗弯、抗扭性能良好,可满足实际接地施工需求。

柔性石墨接地体主要以非金属导电碳素材料编织成型,在土壤中不降解、不流失、不受雨水冲刷影响,同时软体石墨接地极内部还含有增加强度的玻璃纤维丝,材料性质稳定,使用寿命长。

在高温(1000℃试验)与低温(-60℃试验)条件下结构稳定,并且其电阻具有负温度特性。

柔性石墨接地体耐酸、碱腐蚀,耐大冲击电流,电阻值稳定。

(4)环保型

柔性石墨接地体无毒、无污染,不生成其它有害物质,且对水资源、植被无影响,安全环保。

(5)运输及施工方便,与土壤贴合度高。

石墨复合接地材料具有柔性可弯曲的特点,可以根据实际地形条件灵活选择施工方式,降低施工成本。接地体与土壤承受相同的外力形变,降低两者的空气间隙和接触电阻。

(6)预防偷盗及人为破坏。

石墨复合接地材料二次利用价值低,有效地预防人为偷盗及破坏。

以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作地等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

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