石墨基柔性接地装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种石墨基柔性接地装置，以解决现有技术中存在的金属材料及非金属材料的接地装置无法显著降低接地电阻、使用寿命较短、适用范围较小的技术问题。所述石墨基柔性接地装置，包括竖直设置的接地线，所述接地线的上端连接有接地端子、下端连接有接地导体，所述接地线由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，所述接地导体由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成。所述石墨基柔性接地装置用于铁路和城市轨道交通接地工程。
【专利说明】
石墨基柔性接地装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及铁路及城市轨道交通工程技术领域，尤其是涉及一种石墨基柔性接地装置。
【背景技术】
[0002]铁路和城市轨道交通工程是由多种不同专业系统工程组成的一种复杂工程，各不同专业系统对于的接地要求各不相同，其接地种类根据专业系统的不同，可分为工作接地、保护接地(安全接地)、防雷接地、逻辑接地、屏蔽接地、信号接地、防静电接地和防电蚀接地等，各类接地都是通过接地装置来实现的，其作用与目的，均为了保证铁路和城市轨道交通电力、牵引供电、接触网系统的正常运行，保证各专业系统对应设备的使用安全，以及保证使用和操作该系统的人员的安全，因此，接地工程的质量直接影响到铁路和城市轨道交通的使用安全性。目前，铁路和城市轨道交通接地装置主要采用的金属材料接地装置包括有铜板、铜绞线、圆钢、角钢和扁钢等，主要使用的非金属材料接地装置包括有石墨块。
[0003]具体地，针对金属材料接地装置而言，在某些土壤种类和某些环境下，金属材料接地装置并不适用，例如，在土壤电阻率较高时，金属材料接地装置接地电阻很难达到设计规范要求的数值，或者，受特殊地形条件的限制时，金属材料接地装置无法实施埋设，因而导致金属材料接地装置适用范围较小；另外，在酸碱盐腐蚀性较强的土壤中，在很短的时间内，金属材料接地装置会发生化学腐蚀和电化学腐蚀，使接地装置失去作用，因而导致金属材料接地装置的使用寿命较短，增加接地工程重复改造的投资成本。
[0004]针对非金属材料接地装置，由于石墨特有的抗腐蚀性能、良好的导电性、较高的性价比和对环境的无污染性，石墨是非金属材料接地装置的首选。现本领域内所使用的石墨块，是由石墨采用压制工艺制作而成，石墨块的中间穿设有金属棒，金属棒作为接地装置的接地电极，然而，由于压制后的石墨块与金属棒相互结合的良好性较差，容易出现石墨块与金属材料互相分离的现象，严重阻碍了接地电阻的降低，也造成接地电阻的不稳定性。
[0005]综上所述，现有技术中的铁路和城市轨道交通使用的金属材料及非金属材料的接地装置，无法显著降低接地电阻，并且，金属材料接地装置的使用寿命较短、适用范围较小、接地工程造价较高及原料来源方式易导致环境污染。
[0006]针对铁路和城市轨道交通接地装置的使用现状，本实用新型提供一种铁路和城市轨道交通接地工程用的石墨基柔性接地装置，以解决现有的金属材料及非金属材料的接地装置无法显著降低接地电阻的问题，以及金属材料接地装置的使用寿命较短、适用范围较小、接地工程造价较高及易导致环境污染的问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于提供一种石墨基柔性接地装置，以解决现有技术中存在的金属材料及非金属材料的接地装置无法显著降低接地电阻、使用寿命较短、适用范围较小的技术问题。
[0008]为达到上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案:
[0009]—种石墨基柔性接地装置，包括竖直设置的接地线，所述接地线的上端连接有接地端子、下端连接有接地导体，所述接地线由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，所述接地导体由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型中，所述接地导体包括水平式导体和竖直式导体，所述接地线的下端连接所述水平式导体，所述竖直式导体连接在所述水平式导体上、且位于所述水平式导体的下方。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型中，所述水平式导体为多个，多个所述水平式导体依次连接，所述接地线与多个所述水平式导体的其中一个连接。
[0012]进一步地，相邻两个所述水平式导体的连接处连接有一个所述竖直式导体，多个所述竖直式导体沿所述水平式导体的水平方向均匀排布。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型中，所述接地线与所述接地端子通过接续夹具连接，所述接地线与所述水平式导体通过接续夹具连接，相邻两个所述水平式导体通过接续夹具连接，所述水平式导体与所述竖直式导体通过接续夹具连接。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型提供的接地装置在使用时，部分埋设于地下的所述接地线的周围设有膨润剂。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型提供的接地装置在使用时，全部埋设于地下的所述接地导体的周围设有膨润剂。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，优选地，所述接地线上套设有绝缘防护套管。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型中，所述接地导体在土壤中的敷设方式为一字形、蛇形、L形、米字形、环形或放射形。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型中，所述接续夹具为一字型、T型、L型或十字型。
[0019]优选地，本实用新型中，所述接续夹具为金属材质或非金属材质。
[0020]本实用新型提供的石墨基柔性接地装置，其接地线由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，即为石墨基柔性接地线，其接地导体由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，即为石墨基柔性接地导体;使用时，将部分石墨基柔性接地线及全部石墨基柔性接地导体埋设于土壤中，接地线通过接地端子连接上部其他装置。
[0021 ]现有技术中，在某些土壤种类和某些环境下，金属材料接地装置并不适用，导致金属材料接地装置适用范围较小;在酸碱盐腐蚀性较强的土壤中，金属材料接地装置会发生化学腐蚀和电化学腐蚀，导致金属材料接地装置的使用寿命较短;另外，现本领域内所使用的石墨块，其中间穿设有金属棒，金属棒作为接地装置的接地电极，由于压制后的石墨块与金属棒相互结合的良好性较差，严重阻碍了接地电阻的降低，造成接地电阻的不稳定性。
[0022]相比于现有技术，本实用新型提供的石墨基柔性接地装置，由于石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体具有良好的导电性、抗腐蚀性、柔软性、机械性、热稳定性及土壤粘结性，这些特性使得石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体的电气性能、理化性能及力学性能均能满足铁路和城市轨道交通接地工程的需要，因此，由石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体组成的接地装置，该装置所具备的良好的土壤粘结性、柔软性，使其能与土壤进行良好粘结，再加上其所具备的良好导电性，使其能够显著降低接地电阻；另外，该装置所具备的良好的抗腐蚀性和热稳定性，能够有效防止其在酸碱性较强的土壤中发生化学腐蚀或电化学腐蚀，其使用寿命得以延长，接地工程重复改造的投资成本得以降低;再者，该装置具备的这些特性，使其能够适应各种土质的土壤及各种较为特殊的使用环境，该装置的适用范围得以扩大;上述这些优势，使得该装置能够有效地提高铁路和城市轨道交通设备运行安全及人身安全;另外，石墨的来源方式不同于金属材料的来源方式，无需经过高温冶炼的工业程序，可有效防止对环境造成污染。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本实用新型实施例提供的石墨基柔性接地装置的示意图。
[0025]附图标记:
[0026]1-接地线； 2-接地导体；
[0027]3-接地端子；4-接续夹具；
[0028]5-膨润剂； 6-绝缘防护套管；
[0029]21-水平式导体；22-竖直式导体。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]图1为本实用新型实施例提供的石墨基柔性接地装置的示意图，请参阅图1，本实用新型实施例提供的石墨基柔性接地装置，包括竖直设置的接地线I，所述接地线I的上端连接有接地端子3、下端连接有接地导体2，所述接地线I由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，所述接地导体2由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成。
[0033]本实用新型提供的石墨基柔性接地装置，其接地线由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，即为石墨基柔性接地线，其接地导体由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，即为石墨基柔性接地导体;使用时，将部分石墨基柔性接地线及全部石墨基柔性接地导体埋设于土壤中，接地线通过接地端子连接上部其他装置。
[0034]现有技术中，在某些土壤种类和某些环境下，金属材料接地装置并不适用，导致金属材料接地装置适用范围较小;在酸碱盐腐蚀性较强的土壤中，金属材料接地装置会发生化学腐蚀和电化学腐蚀，导致金属材料接地装置的使用寿命较短;另外，现本领域内所使用的石墨块，其中间穿设有金属棒，金属棒作为接地装置的接地电极，由于压制后的石墨块与金属棒相互结合的良好性较差，严重阻碍了接地电阻的降低，造成接地电阻的不稳定性。
[0035]相比于现有技术，本实用新型提供的石墨基柔性接地装置，由于石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体具有良好的导电性、抗腐蚀性、柔软性、机械性、热稳定性及土壤粘结性，这些特性使得石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体的电气性能、理化性能及力学性能均能满足铁路和城市轨道交通接地工程的需要，因此，由石墨基柔性接地线、石墨基柔性接地导体组成的接地装置，该装置所具备的良好的土壤粘结性、柔软性，使其能与土壤进行良好粘结，再加上其所具备的良好导电性，使其能够显著降低接地电阻；另外，该装置所具备的良好的抗腐蚀性和热稳定性，能够有效防止其在酸碱性较强的土壤中发生化学腐蚀或电化学腐蚀，其使用寿命得以延长，接地工程重复改造的投资成本得以降低;再者，该装置具备的这些特性，使其能够适应各种土质的土壤及各种较为特殊的使用环境，该装置的适用范围得以扩大;上述这些优势，使得该装置能够有效地提高铁路和城市轨道交通设备运行安全及人身安全;另外，石墨的来源方式不同于金属材料的来源方式，无需经过高温冶炼的工业程序，可有效防止对环境造成污染。
[0036]实际使用中，在接地线流过的最大接地短路电流稳态值满足短路热稳定要求的前提下，根据接种种类的不同，确定接地线所需的实际横截面积，并且，为了使接地线横截面积的确定更加合理、精确，石墨基柔性接地线采用金属丝的柔性石墨线或化学纤维的柔性石墨线。其中，金属丝的柔性石墨线是指石墨经过膨化、压制后，与金属丝通过粘结剂粘合而成的石墨线;化学纤维的柔性石墨线是指石墨经过膨化、压制后，与化学纤维通过粘结剂粘合而成的石墨线。
[0037]请继续参阅图1，作为上述技术方案的进一步改进，本实用新型实施例中，所述接地导体2包括水平式导体21和竖直式导体22，所述接地线I的下端连接所述水平式导体21，所述竖直式导体22连接在所述水平式导体21上、且位于所述水平式导体21的下方。
[0038]上一段的描述作为本实用新型实施例中提供的接地导体的一种优选实施方案，实际实施中，根据土壤电阻率及接地电阻要求的不同，石墨基柔性接地导体在土壤中可单独采用水平敷设方式，或者采用上述水平敷设与竖直敷设相结合的复合型敷设方式，或者，接地导体在土壤中的敷设方式可以为一字形、蛇形、L形、米字形、环形或放射形。
[0039]请继续参阅图1，进一步地，本实用新型中，所述水平式导体21为多个，多个所述水平式导体21依次连接，所述接地线I与多个所述水平式导体21的其中一个连接。
[0040]进一步地，基于上一段的描述，相邻两个所述水平式导体21的连接处连接有一个所述竖直式导体22，多个所述竖直式导体22沿所述水平式导体21的水平方向均匀排布。
[0041]进一步地，基于上一段的描述，所述接地线I与所述接地端子3通过接续夹具4连接，所述接地线I与所述水平式导体21通过接续夹具4连接，相邻两个所述水平式导体21通过接续夹具4连接，所述水平式导体21与所述竖直式导体22通过接续夹具4连接。
[0042]具体地，可根据接地导体的具体敷设方式选择不同形状的接续夹具，接续夹具可以为一字型、T型、L型或十字型，其材质可以为金属材质或非金属材质。
[0043]作为上述技术方案的进一步改进，为进一步提高该石墨基柔性接地装置的适用范围，使其适用于电阻率较高的土壤，或者沙石土等较为恶劣的使用环境中，在使用时，使埋设于地下的部分所述接地线的周围设有膨润剂，膨润剂即降阻剂，膨润剂埋设于石墨基柔性接地线的周围，用于使石墨基柔性接地线与土壤更加充分地粘结，有效降低石墨基柔性接地线与土壤的接触电阻，进而达到显著降低接地电阻的目的。
[0044]请继续参阅图1，作为上述技术方案的进一步改进，为进一步提高该石墨基柔性接地装置的适用范围，使其适用于电阻率较高的土壤，或者沙石土等较为恶劣的使用环境中，在使用时，使全部埋设于地下的所述接地导体2的周围设有膨润剂5，膨润剂埋设于石墨基柔性接地导体的周围，用于使石墨基柔性接地导体与土壤更加充分地粘结，有效降低石墨基柔性接地导体与土壤的接触电阻，进而达到显著降低接地电阻的目的。
[0045]基于上述石墨基柔性接地装置，可选择只在埋设于地下的接地线的周围设有膨润剂，或者，可选择只在埋设于地下的接地线的周围设有膨润剂，或者，可在埋设于地下的接地线的周围，以及埋设于地下的接地线的周围同时设有膨润剂，具体可根据使用场所进行设置。
[0046]请继续参阅图1，作为上述技术方案的进一步改进，优选地，所述接地线I上套设有绝缘防护套管6，该防护套管的上端超出地面，下端位于地面以下，以防护接地线上与地面相交及靠近地面的区域。
[0047]需要说明的是，铁路和城市轨道交通接地工程实施时，首先，根据不同专业系统的接地种类、接地电阻要求和当地土壤电阻率等数据，确定接地装置的初步敷设方案;其次，按照设计手册接地电阻计算公式进行接地电阻计算，根据计算结果修正接地装置的初步敷设方案直至满足接地电阻要求;再次，根据确定的接地装置的敷设方案进行施工后进行接地电阻测量，如接地电阻满足要求，接地工程完成，如接地电阻不满足要求，可根据接地电阻测量数据修正接地方案，补充水平或垂直石墨基柔性接地导体的敷设，直至满足接地电阻的要求。本实用新型实施例提供的石墨基柔性接地装置，埋设时亦遵循此程序。
[0048]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0049]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种石墨基柔性接地装置，其特征在于，包括竖直设置的接地线，所述接地线的上端连接有接地端子、下端连接有接地导体，所述接地线由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成，所述接地导体由柔性石墨线经不同的布线和编制方式制成； 所述接地导体包括水平式导体和竖直式导体，所述接地线的下端连接所述水平式导体，所述竖直式导体连接在所述水平式导体上、且位于所述水平式导体的下方。2.根据权利要求1所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述水平式导体为多个，多个所述水平式导体依次连接，所述接地线与多个所述水平式导体的其中一个连接； 相邻两个所述水平式导体的连接处连接有一个所述竖直式导体，多个所述竖直式导体沿所述水平式导体的水平方向均匀排布。3.根据权利要求2所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述接地线与所述接地端子通过接续夹具连接，所述接地线与所述水平式导体通过接续夹具连接，相邻两个所述水平式导体通过接续夹具连接，所述水平式导体与所述竖直式导体通过接续夹具连接。4.根据权利要求3所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，使用时，部分埋设于地下的所述接地线的周围设有膨润剂。5.根据权利要求4所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，使用时，全部埋设于地下的所述接地导体的周围设有膨润剂。6.根据权利要求5所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述接地线上套设有绝缘防护套管。7.根据权利要求1所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述接地导体在土壤中的埋设方式为一字形、蛇形、L形、米字形、环形或放射形。8.根据权利要求3所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述接续夹具为一字型、T型、L型或十字型。9.根据权利要求8所述的石墨基柔性接地装置，其特征在于，所述接续夹具为金属材质或非金属材质。
【文档编号】H01R4/66GK205543272SQ201620067865
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】陈玲
【申请人】扬州盈信电气工程有限公司