CN101388260A - 一种新型接地降阻剂和新型接地降阻模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型接地降阻剂和新型接地降阻模块。新型接地降阻剂主要由非金属导电材料微晶石墨与碱性胶凝物构成，新型接地降阻模块主要由非金属导电材料微晶石墨与胶粘剂、金属构件组成。附图是本发明新型接地降阻模块的示意图，图中，1为降阻模块，2为金属构件伸出部分。本发明具有电阻率低、长效稳定、无毒无害、能适用于各种恶劣气候和各种地质环境条件下对电气设备和建筑物长效接地保护的要求，且生产成本低，实施简便，原料来源丰富，是一种理想的接地导电材料。其特征在于新型接地降阻剂和新型接地模块中非金属导电材料采用天然石墨中的微晶石墨。

Description

一种新型接地降阻剂和新型接地降阻模块

一、技术领域

本发明涉及接地导电材料，用于降低各类接地装置的接地电阻。

二、背景技术

为了保护建筑物和电气、电子设备的安全运行，一般都必须安装防雷击、防静电和抗干扰的接地降阻装置。二十世纪八十年代以前，主要是以金属材料和化学降阻的方法来作为接地降阻，不仅成本高而且化学性质不稳定，对环境有一定的污染。二十世纪九十年代以后，主要以化学性质稳定、污染少的电极石墨为非金属导电材料的物理降阻剂为主。目前，国内厂家主要以电极石墨作为非金属导电材料，与碱性胶凝物混合成降阻剂，与胶粘剂、金属构件组成接地降阻模块。2002年，公开号为CN1472750A的中国发明专利公开了一项物理性接地降阻剂，该降阻剂的主要成份为电极石墨和水泥。现有厂家也基本采用生产降阻剂的原理和方法，通过增加电极石墨的配比来生产接地降阻模块。其优点是电极石墨的含碳量高化学性质稳定、导电性能较强，但其存在的明显不足：一是电极石墨成本过高，一吨电极的价格上万元，电极石墨碎的价格也在每吨4000元左右；二是在生产电极石墨的过程中产生污染物排放量较大；三是电极石墨加工成石墨粉时成本较高，同时也产生粉尘污染环境。因此，以电极石墨为主要成份加工生产的降阻剂和降阻模块其成本高，对环境的污染较大，产品在应用过程中有一定的局限性。

三、发明内容

本发明提供的新型接地降阻剂和新型接地降阻模块是以天然微晶石墨为主添加胶凝物、导电胶等进行固化，其特点：一是生产成本低，一吨微晶石墨的价格为800—1000元，是电极石墨碎价格的四分之一；二是生产简单，符合要求的微晶石墨进行简单的物理加工即可；三是导电电阻率低，微晶石墨的导电性与其所含的微晶体的量有关，微晶体含量高的微晶石墨其导电能力较强；四是化学性质稳定，微晶石墨的主要化学成分为碳，其化学性质稳定；五是生产过程中污染小，生产过程为配料、混合、固化和包装。为实现本发明的上述目的，本发明在理论指导下，通过大量的实践摸索应用，采取如下的技术配方方案，即新型接地降阻剂的主要组成组分以及重量百分比为：微晶石墨40％-85％，胶凝物10-30％，防腐剂1-5％，分散剂5-20％；新型接地降阻模块的主要组成组分以及重量百分比为：微晶石墨70％—95％，碱性导电胶5％—20％，金属构件5％—15％。

本发明提供的新型接地降阻剂和新型接地降阻模块，是以微晶石墨为主要成份。微晶石墨是指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体，颜色灰黑或钢灰，有金属光泽，具滑感，易染手，化学性能稳定，能传热导电，耐高温，耐酸碱，耐腐蚀，抗氧化。由于其晶体大于1微米，可塑性强，粘附力良好。湖南郴州蕴藏的微晶石墨占全国微晶石墨总储量的80％，是目前我国乃至亚洲最大的微晶石墨产地。其销售水平对国内外微晶石墨的销售价格具有巨大的影响力。本发明采用的微晶石墨产于湖南郴州，其化学性稳定，不与强酸、强碱及其盐类发生化学反应。从矿物晶体的微观角度上来分析，一般单晶粒度在1至10微米的天然石墨称为微晶石墨，微晶石墨中单晶的含量高其导电性能优良，可作为良好的导电材料。因此，微晶石墨的物理性能优于土状石墨和无定型石墨。由于晶体结晶格子中存在着容易运动的电子，它能传送电流之固，其导电性能比土状石墨和无定型石墨要高8到10倍，为降阻剂和降阻模块提供丰富的降低接地体电阻的自由电子，使本发明的降阻剂和降阻模块电阻率低。郴州微晶石墨原矿则完全国标要求。微晶石墨中单晶含量根据GB/T3519—95测定郴州石墨晶体为1—10微米，所以命名为微晶石墨。还可以用微晶石墨的导电率、强度等物理性质来确定，也可以用微晶石墨含碳量进行初步界定。本发明中郴州微晶石墨的单晶含量用微晶石墨含碳量为指标来初步衡量。实验证明，同等条件下，降阻剂和降阻模块的降阻效果与其所用微晶石墨含碳量有关，以含碳量为82％的微晶石墨为例：本发明如用使用的微晶石墨的比例小于60％，其降阻效果不理想，当其使用微晶石墨的比例增加时，降阻剂效果则会得到改善。但微晶石墨降阻剂和降阻模块中微晶石墨的含量过多将导致其它组分含量减少，其亲合度和强度减少。因此，微晶石墨的比例必须适当。在配制降阻剂时添加防腐剂是为了防止氧渗透到接地极，保护金属接地极防止其氧化腐蚀，更好地改善降阻剂的耐腐蚀性，稳定其性能。为使微晶石墨与其它组份能够均匀混合，从而使接地体的导电性均匀，在降阻剂中可以添加适量的分散剂以改善降阻剂的施工性能。在配制降阻模块时添加碱性导电胶是为了使微晶石墨与预埋的金属构件固化成型一体，金属构件在模块两端有伸出，新型接地降阻模块之间的连接方式是将伸出的金属件焊接。降阻模块的形状一般有长方体和园柱体，但也可以根据用户的需要和当地施工条件要求，用不同的模具制成各种异形体。为了检验本发明的新型接地降阻剂的效果，2004年初对产品进行了中试，2004年12月05日至2005年2月20日，将本发明的新型接地降阻剂样品即双丰牌长效防腐接地降阻剂送往国家电网公司武汉高压研究所试验，2005年3月26日，国家电网公司武汉高压研究所依据全国电力系统高压专业工作网《接地降阻剂暂行技术条件》(1991.5.)要求测试，得出(2005)雷字第02号试验报告，结论是根据《接地降阻剂暂行技术条件》对委托单位送来接地降阻剂进行了电阻率测量；理化性能考核；冲击电流耐受试验；工频电流耐受试验；PH值测量；温度特性试验；腐蚀试验，所试项目合格。由于新型接地降阻模块中微晶石墨含量高于新型接地降阻剂，且新型接地降阻模块中预埋了金属构件，因此，其各种性能指标均优于新型接地降阻剂。

本发明与已有技术相比具有以下比较突出的优点：一是由于本发明新型接地降阻剂和新型接地降阻模块的主要成份为天然的微晶石墨，成份单一，不含有毒物质。二是本发明以微晶石墨为主要成分提供导电的自由电子，其石墨组分与金属接地极能更好地接触，导电性更为均匀，具有很好的降阻性。三是本发明的降阻剂由于添加了防止氧渗透的防腐剂，可有效地防止氧渗透到金属接地极，防止了氧对金属接地极的氧化腐蚀，具有稳定长期的优良导电性，其所保护的设备、建筑能更好地避免雷击。四是本发明以天然的微晶石墨为主，其资源丰富，价格低。五是本发明的降阻剂和降阻模块，配制方便。因此，本发明的新型接地降阻剂和新型接地降阻模块原料来源广，生产成本价格低，性能优越，环境污染小，市场行情看好。

本发明的新型接地降阻剂和新型接地降阻模块在使用过程中不受季节变化的影响，性能稳定、长效防腐，具有不流失，无毒无腐蚀，不对土壤及地下水环境造成污染的优点，是十分理想的接地材料，能适用于各种地区使用。

四、附图说明：

附图是本发明新型接地降阻模块的示意图。

图中，1为降阻模块，2为金属构件伸出部分。

五、具体实施方式：

下面以含碳量为85％的微晶石墨配制新型接地降阻剂和新型接地降阻模块，其中各实施例中组分百分比均为重量占降阻剂总重量的百分比。

实施例1：

微晶石墨68％，分散剂15％，碱性胶凝物14％，防腐剂1—2％，以上各组分进行充分混合均匀，再进行防潮包装后，即制备了本发明的新型接地降阻剂，适用于一般土壤的接地。

实施例2：

微晶石墨65％，分散剂18％，碱性胶凝物15％，防腐剂3％，以上各组分进行充分混合均匀，再进行防潮包装后，即制备了本发明的新型接地降阻剂。

实施例3：

微晶石墨65％，分散剂15％，碱性胶凝物19％，防腐剂2％，以上各组分进行充分混合均匀，再进行防潮包装后，即制备了本发明的新型接地降阻剂。

实施例4：

微晶石墨85％，碱性导电胶8％，金属构件7％，将金属构件焊接好后装入长方形模具中，微晶石墨和碱性导电胶倒入长方形模具中与金属构件成为一体，成型后脱模包装，成为长方形的微晶石墨模块。施工时可按要求将各微晶石墨模块两端伸出的金属件焊接后防锈处理，埋入土壤。

实施例5：

微晶石墨80％，碱性导电胶12％，金属构件8％，将金属构件焊接好后装入园柱形模具中，微晶石墨和碱性导电胶倒入园柱形模具中与金属构件成为一体，成型后脱模包装，成为园柱形微晶石墨模棒。施工时可按要求将各微晶石墨模块棒两端伸出的金属件焊接后防锈处理，埋入土壤。

Claims (10)

1、一种由非金属导电材料、碱性胶凝物、分散剂、防腐剂组成的新型接地降阻剂，其特征在于非金属导电材料采用天然石墨。

2、一种由非金属导电材料、粘胶剂、金属构件组成的新型接地降阻模块，其特征在于非金属导电材料采用天然石墨。

3、如权利要求1、2所述的新型接地降阻剂和新型接地降阻模块，其特征在于所采用的天然石墨是微晶石墨。

4、如权利要求1、3所述的新型接地降阻剂，其特征在于主要组成组分以及各组分的重量百分比如下：

微晶石墨                 40％—85％

碱性胶凝物               10％—30％

分散剂                   5％—20％

防腐剂                   1％—5％。

5、如权利要求2、3所述的新型接地降阻模块，其特征在于其主要组成组分以及各组分的重量百分比如下：

微晶石墨          70％—95％

粘胶剂            5％—20％

金属构件          5％—15％。

6、如权利要求1、4所述的新型接地降阻剂，其特征在于新型接地降阻剂中微晶石墨和胶凝物等组份的含碳量为30％—75％。

7、如权利要求1、4所述的新型接地降阻剂，其特征在于所说的胶凝物为水泥和石灰。

8、如权利要求1、4所述的新型接地降阻剂，其特征在于所说的防腐剂、分散剂分别为磷酸三钠、膨润土。

9、如权利要求2、5所述的新型接地降阻模块，其特征在于接地降阻模块中非金属导电材料的含碳量为75％—95％。

10、如权利要求2、5所述的新型接地降阻模块，其特征在于其粘胶剂为碱性导电树脂。

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