一种用于输电线路接地合金材料及其制备方法与流程

本发明属于接地材料，具体涉及一种用于输电线路接地合金材料及其制备方法。

背景技术：

1、接地材料在输电线路接地系统中扮演着至关重要的角色。接地系统是电力系统中不可或缺的一部分，它能够将设备、建筑物等与大地连接起来，从而确保设备和人身的安全。在发电厂、变电站等重要场所，需要采用长期、可靠、稳定的接地系统，以确保设备和人身的安全。因此，在设计和施工时，需要充分考虑接地材料和连接方式的选择，以确保接地系统的品质和稳定性。

2、接地材料的选择直接影响到接地系统的品质、成本和寿命。在选择接地材料时，需要考虑其耐腐蚀性、导电性能、机械强度等多个方面。铝的价格相对较低，因此使用铝作为接地材料可以降低成本。并且铝是一种良好的导电材料，其导电性能优于铜等其他金属。但铝对于氧气、水和其他化学物质都非常敏感，容易腐蚀。在潮湿的环境中，铝极易生锈，从而导致接地线路受损、失效，进而影响电气系统的正常运行。

3、由于碳可以与金属中的其他元素形成碳化物，碳作为添加剂可以提高金属的耐腐蚀性、硬度、耐磨性以及强度。其次，碳还可以改变金属表面的化学性质，从而改变其表面的亲水性和亲油性。但常规碳掺杂的金属接地材料内部胶黏剂及纤维的耐温性能较差其在通过工频短时故障大电流时的热稳定性能较弱。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种用于输电线路接地合金材料及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明的第一目的是提供一种用于输电线路接地合金材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1、cu基金属有机骨架材料的制备

5、将cucl2·2h2o溶于甲醇溶剂中，搅拌溶解后，在搅拌条件下加入1,3,5-苯三甲酸，待完全溶解后再加入去离子水，然后转移到反应釜中，水热反应后冷却至室温，离心、洗涤，真空干燥，得到cu基金属有机骨架材料；

6、步骤s2，高碳复合的多孔氧化铜的制备

7、将步骤s1得到的cu基金属有机骨架材料在惰性氛围下煅烧得到高碳复合的多孔氧化铜；

8、步骤s3，接地合金材料的制备

9、采用熔铸工艺加工复合型合金，将纯铝锭完全熔化后，继续第一加热保持一段时间后，加入一定质量的高碳复合的多孔氧化铜粉末，继续第一加热，将六氯乙烷压入合金熔融液底部搅拌进行脱气、造渣处理，六氯乙烷用量为炉量的 0.3~0.5%，扒渣完毕，撒少许精炼剂后，精炼剂为氯盐和氟盐，除去表面浮渣；继续第二加热，出炉，熔浆经拉铸、挤压成型处理得到接地合金材料。

10、进一步的， 步骤s1中，cucl2·2h2o与1,3,5-苯三甲酸的质量比为17：（26~30）。

11、进一步的，步骤s1中，水热反应的温度为393k~400 k温度下反应24h~36h。

12、进一步的，步骤s2中，惰性气体为氮气。

13、进一步的，所述煅烧的工艺为以4~5 k·min-1的加热速度加热到353~360 k保持24h，再加热到423~430 k保持7 h，然后进一步加热到1073 k保持8 h。

14、进一步的，步骤s3中，高碳复合的多孔氧化铜粉末的添加量为纯铝锭的质量的6%~10%。

15、进一步的，步骤s3中，第一加热的温度为800~810℃，保持5~6min。

16、进一步的，步骤s3中，第一加热的温度为820~850℃，保持5~6min。

17、本发明的第二目的是提供一种用于输电线路接地合金材料，采用上述的制备方法制备得到。

18、进一步的，用于输电线路接地合金材料可布置在碱性土壤中。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、（1）本发明提供了一种用于输电线路接地合金材料及其制备方法。采用一种cu基金属有机骨架材料作为模板剂，通过高温煅烧得到高碳复合的多孔氧化铜，将其作为al金属中的防腐添加剂，得到一种高稳定耐腐蚀复合型合金接地材料。通过带有电磁振动搅拌中的中频感应炉融化了al金属后，将一定比例的高碳复合的多孔氧化铜到al熔融金属中，通过熔融搅拌、拉铸、挤压成型后得到所需要的高稳定耐腐蚀的接地合金材料。该接地材料可广泛应用于电力、通信、建筑等领域，具有广阔的市场前景。同时，该制备方法及装置操作简单、成本低廉，可实现大规模生产。

21、（2）在传统铝金属中创造性的加入碳复合的多孔氧化铜作为防腐添加剂，一方面碳能够与铜、al形成碳化物，提高al金属的耐磨性和强度，并且致密的碳化物曾有效防止腐蚀介质对al金属表面的侵蚀。

22、（3）利用加入铝合金内碳复合的多空氧化铜中的铜元素形成铝铜合金氧化膜，提高铝元素在合金中固溶度的合金化原理，开发出具有良好耐土壤腐蚀性能合接地导通性能的复合型合金接地材料。

23、（4）具有良好的耐腐蚀性能，可在腐蚀性环境下长期使用；制备方法简单，成本较低，可根据需要制备不同形状和尺寸的耐腐蚀接地材料。

技术特征：

1. 一种用于输电线路接地合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，cucl2·2h2o与1,3,5-苯三甲酸的质量比为17：（26~30）。

3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，水热反应的温度为393k~400k温度下反应24h~36h。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，惰性气体为氮气。

5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的工艺为以4~5 k·min-1的加热速度加热到353~360 k保持24 h，再加热到423~430 k保持7 h，然后进一步加热到1073 k保持8 h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，高碳复合的多孔氧化铜粉末的添加量为纯铝锭的质量的6%~10%。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，第一加热的温度为800~810℃，保持5~6min。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，第一加热的温度为820~850℃，保持5~6min。

9.一种用于输电线路接地合金材料，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到。

10.如权利要求9所述的用于输电线路接地合金材料，其特征在于，适用于布置在碱性土壤中。

技术总结
本发明提供了一种用于输电线路接地合金材料及其制备方法，属于接地材料技术领域。采用一种Cu基金属有机骨架材料作为模板剂，通过高温煅烧得到高碳复合的多孔氧化铜，将其作为Al金属中的防腐添加剂，碳能够与铜、Al形成碳化物，提高Al金属的耐磨性和强度，并且致密的碳化物曾有效防止腐蚀介质对Al金属表面的侵蚀。通过带有电磁振动搅拌中的中频感应炉融化了Al金属后，将一定比例的高碳复合的多孔氧化铜到Al熔融金属中，通过熔融搅拌、拉铸、挤压成型后得到所需要的高稳定耐腐蚀的接地合金材料。该接地合金材料可广泛应用于电力、通信、建筑等领域，具有广阔的市场前景。同时，该制备方法及装置操作简单、成本低廉，可实现大规模生产。

技术研发人员：石毅,魏晓晖,王身丽,赵威,林磊,洪清,魏莉芳,薛妮琛,黄洁,杨红
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司超高压公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29