石墨基柔性接地体的制作方法

本实用新型涉及避雷装置领域，具体涉及是一种石墨基柔性接地体。

背景技术：

接地体的作用是将闪电电流导入地下，以此达到防雷的效果，现有接地体多使用金属类接地材质，在制备的时候每消耗1吨金属材料等同于消耗240kg标准煤及3.5t水，同时排放600kg左右的 CO2、30kg 左右的SO2和NOX及160kg左右的炭灰，而常用的铜则更是宝贵的有色金属资源。这些材料一旦埋入地下就难以回收再利用，所以传统的金属性接地体存在耗能高污染高，难回收的问题。

因此需要一种结构简单，基于生产过程能耗低污染排放小的石墨制备的一种石墨基柔性接地体。

技术实现要素：

本实用新型针对现有接地体多使用金属类材质进行避雷，存在耗能高污染高，难回收的问题，提供一种石墨基柔性接地体。

本实用新型解决上述技术问题，采用的技术方案是，石墨基柔性接地体包括石墨绳和引下线组件，引下线组件一端与塔基的四角连接，石墨绳一端插入引下线组件内，另一端埋入回填土层中，石墨绳包括由单根或多根不锈钢丝绞合成的内芯和由多根石墨单丝沿内芯周线方向紧密排列组成的石墨层。

这样设计的目的在于，通过在石墨层中设置不锈钢丝，基于不锈钢丝的物理特性来增加整个石墨绳的抗拉强度，同时石墨具有良好的导电性和耐腐蚀性，使接地体也具有良好的导电性和耐腐蚀性，能经受滨海地区的氯化物盐土，新疆、甘肃、宁夏、内蒙的硫酸盐盐土，东北、山西的苏打盐土，广西、贵州和云南等的喀斯特土壤等各类土壤的腐蚀。

同时，石墨层是由两根以上石墨单丝沿内芯周线方向紧密排列组成，实现石墨基柔性接地体截面大，表面粗糙构成细孔，能和土壤紧密咬合粘接，可随土壤一起蠕变而不脱离产生空气界面，在土壤季节性干裂、融水沉降、冰冻、冻土融化产生蠕变的情况下，接地体与土壤的接触电阻始终保持稳定的低值。

石墨基柔性接地体采用大截面电流分散技术降低发热功率密度，采用比热容大的材料提高吸热能力，采用土壤水分渗透技术限制温升，在大电流雷电和短路情况下接地体性能稳定，同时避免高温引起接地体接触面土壤的烧结。

再则，石墨为非导磁材料，在工频及雷击高频冲击下其有效散流长度远远大于钢材类接地体，可使大地网工频接地电阻成倍下降，是大型电厂、变电站地网降阻的绝佳选择。

石墨基柔性接地体比重为金属类接地体的1/10，轻便易运输；可蛇形开挖，避开岩石、树木，开挖量少，不破坏绿化；可泥浆回填，回填紧致；接地体压接互联，无需焊接，无需电源焊机等现场要求。

石墨含量丰富，价格低廉，生产中耗能低，几乎无任何污染排放，接地系统长期出于休眠状态，只有发生雷击或短路时发挥作用，雷击或短路是极小概率事件，不该浪费珍贵的金属材料，提高资源利用率。解决了现有接地体多使用金属类材质进行避雷，存在耗能高污染高，难回收的问题。

可选的，内芯的直径为4.8～5.2mm，石墨绳的直径为16～40mm。

可选的，石墨绳位于回填土中的部分包括外延射线段、水平根线段和火花刺段，外延射线段一端沿塔基的方向延伸，水平根线段两端分别与相邻外延射线段连接，火花刺段设于外延射线段上。

这样设计的目的在于，通过将石墨绳位于回填土中的部分接地方式设置为根开全围接地加四脚分别外延射线的接地形式，并在四脚入地点分别设置两根火花刺，用于降低冲击接地电阻。

进一步的，石墨绳上设置有用于夹持相邻石墨绳的接续件，接续件包括第一固定片和第二固定片，第一固定片和第二固定片通过螺栓与螺母固定连接，相邻石墨绳夹持于第一固定片和第二固定片之间。

这样设计的目的在于，通过设置接续件使得相邻的石墨绳能够进行连接，解决了现有石墨线无法通过电焊、气焊等放热焊接的方式进行连接的问题，能够较为稳定的连接各石墨绳，能够满足实际接地施工要求。

可选的，第一固定片中部设有第一弧形垫片，第二固定片中部设有第二弧形垫片，第一弧形垫片与第二弧形垫片相对设置，且连接处设置有缓冲垫。

这样设计的目的在于，通过设置第一弧形垫片和第二弧形垫片使得相邻的石墨绳能够进行存放，且弧形结构与石墨绳外部结构相似，使之更加贴合。

可选的，引下线组件一端设有伸出部，伸出部上设置有用于与塔基固定连接的穿孔，引下线组件另一端设有工作腔，工作腔中插入有石墨绳，工作腔侧壁设有用于紧固石墨绳的紧固螺栓。

这样设计的目的在于，通过穿孔使塔基与引下线组件固定，雷击到塔基时，会有很强的电流，电流可以通过引下线组件-石墨绳-接地体等将强电流泄到大地中去，从而实现防雷。

同时，将石墨绳插入工作腔中可以避免石墨绳在使用中沾水，提高其使用寿命和导电效率。

本实用新型的有益效果至少包括以下之一；

1、通过在在石墨层中设置不锈钢丝，基于不锈钢丝的物理特性来增加整个石墨绳的抗拉强度，同时石墨具有良好的导电性和耐腐蚀性，使接地体也具有良好的导电性和耐腐蚀性，能经受滨海地区的氯化物盐土，新疆、甘肃、宁夏、内蒙的硫酸盐盐土，东北、山西的苏打盐土，广西、贵州和云南等的喀斯特土壤等各类土壤的腐蚀。

2、通过石墨层是由多根石墨单丝沿内芯周线方向紧密排列组成，使之表面粗糙构成细孔，能和土壤紧密咬合粘接，可随土壤一起蠕变而不脱离产生空气界面，在土壤季节性干裂、融水沉降、冰冻、冻土融化产生蠕变的情况下，接地体与土壤的接触电阻始终保持稳定的低值。

3、石墨为非导磁材料，在工频及雷击高频冲击下其有效散流长度远远大于钢材类接地体，可使大地网工频接地电阻成倍下降，是大型电厂、变电站地网降阻的唯一选择。石墨含量丰富，价格低廉，生产中耗能低，几乎无任何污染排放，接地系统长期出于休眠状态，只有发生雷击或短路时发挥作用，雷击或短路是极小概率事件，不该浪费珍贵的金属材料，提高资源利用率。

4、石墨基柔性接地体比重为金属类接地体的1/10，轻便易运输；可蛇形开挖，避开岩石、树木，开挖量少，不破坏绿化；可泥浆回填，回填紧致；接地体压接互联，无需焊接，无需电源焊机等现场要求。

5、通过将石墨绳位于回填土中的部分接地方式设置为根开全围接地加四脚分别外延射线的接地形式，并在四脚入地点分别设置两根火花刺，用于降低冲击接地电阻。

附图说明

图1为石墨基柔性接地体结构示意图；

图2为石墨绳结构示意图；

图3为石墨绳布线结构示意图；

图4为引下线组件结构示意图；

图5为接续件结构示意图；

图6为外延射线段结构示意图；

图中标记为：1为石墨绳、101为内芯、102为石墨层、2为引下线组件、201为伸出部、202为工作腔、203为紧固螺栓、204为穿孔、3为接续件、301为第一固定片、302为第二固定片、303为第一弧形垫片、304为第二弧形垫片、305为螺栓、306为螺母、307为缓冲垫、4为石墨膨润土层、5为防流失降阻布、6为回填土层、7为塔基。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点能够更加清晰明白，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型保护内容。

实施例1

如图1和图2所示，石墨基柔性接地体包括石墨绳1和引下线组件2，引下线组件2一端与塔基7的四角连接，石墨绳1一端插入引下线组件2内，另一端埋入回填土层6中，石墨绳1包括由单根或多根不锈钢丝绞合成的内芯101和由多根石墨单丝沿内芯101周线方向紧密排列的石墨层102。

使用中，在不锈钢丝外围包裹石墨层，既保证了钢丝的导电性，又基于石墨层良好的耐腐蚀性，使接地体整体寿命大幅度延长，能经受滨海地区的氯化物盐土，新疆、甘肃、宁夏、内蒙的硫酸盐盐土，东北、山西的苏打盐土，广西、贵州和云南等的喀斯特土壤等各类土壤的腐蚀。石墨含量丰富，价格低廉，生产中耗能低，几乎无任何污染排放，接地系统长期出于休眠状态，只有发生雷击或短路时发挥作用，雷击或短路是极小概率事件，不该浪费珍贵的金属材料，提高资源利用率。解决了现有接地体多使用金属类材质进行避雷，存在耗能高污染高，难回收的问题。

实施例2

基于实施例1，内芯101的直径为4.8～5.2mm，石墨绳1的直径为27～29mm。

实施例3

基于实施例1，如图3所示，石墨绳1位于回填土层6中的部分包括外延射线段103、水平根线段104和火花刺段105，外延射线段103一端沿塔基7的方向延伸，水平根线段104两端分别与相邻外延射线段103连接，火花刺段105设于外延射线段103上。

使用中，将石墨绳位于回填土中的部分接地方式设置为根开全围接地加四脚分别外延射线的接地形式，并在四脚入地点分别设置两根火花刺，用于降低冲击接地电阻。

实施例4

基于实施例3，如图6所示，外延射线段103下方设有防流失降阻布5，外延射线段103外围包裹有膨润土层4。

实施例5

基于实施例1，如图5所示，石墨绳1上设置有用于夹持相邻石墨绳1的接续件3，接续件3包括第一固定片301和第二固定片302，第一固定片301和第二固定片302通过螺栓305与螺母306固定连接，相邻石墨绳1夹持于第一固定片301和第二固定片302之间。

使用中，通过设置接续件使得相邻的石墨绳能够进行连接，解决了现有石墨线无法通过电焊、气焊等放热焊接的方式进行连接的问题，能够较为稳定的连接各石墨绳，能够满足实际接地施工要求。

实施例6

基于实施例5，第一固定片301中部设有第一弧形垫片303，第二固定片302中部设有第二弧形垫片304，第一弧形垫片303与第二弧形垫片304相对设置，且连接处设置有缓冲垫307。

使用中，设置第一弧形垫片和第二弧形垫片使得相邻的石墨绳能够进行存放，且弧形结构与石墨绳外部结构相似，使之更加贴合。

实施例7

基于实施例1，如图4所示，引下线组件2一端设有伸出部201，伸出部201上设置有用于与塔基7固定连接的穿孔204，引下线组件2另一端设有工作腔202，工作腔202中插入有石墨绳1，工作腔202侧壁设有用于紧固石墨绳1的紧固螺栓203。

通过穿孔使塔基与引下线组件固定，雷击到塔基时，会有很强的电流，电流可以通过引下线组件-石墨绳-接地体等将强电流泄到大地中去，从而实现防雷。

同时，将石墨绳插入工作腔中可以避免石墨绳在使用中沾水，提高其使用寿命和导电效率。