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。