CN101552385B - 一种石墨铝镁合金接地体材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石墨铝镁合金接地体材料，是将石墨置于盐酸和硝酸混合溶液中浸泡酸洗两次，使其内部结构发生变化，水洗至pH值为中性后，脱水后高温膨化，使其膨胀自身体积50～70倍的石墨蠕虫；加入镁粉、铝粉、锰粉、锌粉，搅拌均匀；在5～8兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，高温焙烧而成。本发明在石墨中加入镁、铝、锰、锌金属离子，产品电阻值稳定，防腐性能好，为主接地系统提供阴极保护，有效降低接地电阻，延缓主接地网的腐蚀效率，适用于输电线路杆塔、气象站、生态监测站所在的高土壤电阻率区域(山区、沙石地等)的接地。

Description

一种石墨铝镁合金接地体材料及其制造方法

技术领域

本发明提供一种石墨铝镁合金接地体材料，同时还公开了该接地体的制造方法，属于冶金材料技术领域。

背景技术

接地装置是发电厂、变电站、通信站、输电线路铁塔、气象站、水文站、生态监测站中确保工作接地、防雷接地、保护接地的必备设施。出于经济方面的考虑，接地装置一般采用镀锌碳钢(扁钢、圆钢)。而在山区一些高土壤电阻率的环境中，普通接地根本无法满足降阻要求，因此，采用了一些特殊接地材料，例如石墨非金属接地体、铜包钢材料等；但在山区酸性土壤中，或风化后土壤和砂质土壤中，最容易发生电化学腐蚀和吸氧腐蚀，最容易发生腐蚀的部位是接地引下线与水平接地体的连接处，由腐蚀电位差不同引起的电化学腐蚀。有时会发生因腐蚀断裂而使杆塔“失地”的现象。接地网建设不合格，防雷需求满足不了，容易酿造事故，因此确保接地网免受腐蚀是保证电网稳定安全运行的主要措施。虽然现今采用一些特殊接地装置可以达到高土壤地区的降阻问题，但却不能解决地网的防腐蚀技术。

发明内容

本发明提供一种石墨铝镁合金接地体材料，克服了现有接地体容易受到土壤电化学腐蚀接地效果差的问题。

本发明还公开了该接地体的制造方法，提供一种集降阻、延缓地网腐蚀于一体的接地装置，确保接地网的安全正常工作。

本发明的一种石墨铝镁合金接地体材料，是由以下原料按重量份数比制成的：

石墨80～90份、镁5～10份、锰2～6份、铝2～4份、锌2～4份。

制备方法如下：

1)将石墨置于浓度85～90％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中搅拌浸泡4～12小时进行酸洗，水洗至pH值为中性后，再将石墨放于浓度85～90％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中酸洗2～4小时，再经水洗至pH值为中性后，脱水使水份小于40％；

2)将石墨原料在800～1300℃范围膨化，使其膨胀自身体积50倍以上的石墨蠕虫；

3)加入镁粉、铝粉、锰粉、锌粉，搅拌均匀；在5～8兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，1100±50度的高温，150～160小时的焙烧而成。

本发明接地体材料的抗压强度达5.8Mpa，电阻率16.465×10^-6Ω.m，冲击电流1KA、电阻值变化率小于20％，工频电流10A、电阻值变化率小于20％。

本发明的积极效果在于：以石墨为主材，加入镁、铝、锰、锌等金属离子，制成的接地体不仅具有膨胀石墨非金属接地体接地电阻值稳定，不反弹，防腐性能好的优点，而且还增加了牺牲阳极，为主接地系统提供阴极保护，有效降低接地电阻，延缓主接地网的腐蚀效率，保护地网可达35年。并且施工简单、安装方便。彻底解决了高山地区接地系统降阻防腐难的问题，并且它是一种对环境无污染，无毒害，无腐蚀性的新型环保产品。

适用于变电所接地、建筑物接地，特别适用于输电线路杆塔、气象站、生态监测站所在的高土壤电阻率区域(山区、沙石地等)的接地。

具体实施例

通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

取鳞片状石墨21.8公斤置于浓度85％的盐酸和硝酸(质量比1.25：0.4)混合溶液中搅拌浸泡4小时进行酸洗，水洗至pH值为中性后，再将石墨放于浓度85％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中酸洗2小时，再经水洗至pH值为中性后，脱水使水份小于40％；将石墨原料在800℃膨化，使其膨胀自身体积50倍的石墨蠕虫后；加入1.4公斤镁粉、0.6公斤铝粉、1.2公斤锰粉、0.6公斤锌粉，搅拌均匀，5兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，1100度的高温，150小时的焙烧而成。

产品抗压强度5.8Mpa，电阻率14.465×10^-6Ω.m，冲击电流1KA、电阻值变化率小于20％，工频电流10A、电阻值变化率小于20％。

实施例2

取鳞片状石墨50.8公斤置于浓度87％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中搅拌浸泡8小时进行酸洗，水洗至pH值为中性后，再将石墨放于浓度87％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中酸洗3小时，再经水洗至pH值为中性后，脱水使水份小于40％；将石墨原料在1000℃膨化，使其膨胀自身体积55倍的石墨蠕虫后，加入3.2公斤镁粉、1.4公斤铝粉、2.8公斤锰粉、1.4公斤锌粉，搅拌均匀，在6兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，通过1125度的高温，155小时的焙烧而成。

焙烧出的石墨抗压强度5.8Mpa，电阻率16.465×10^-6Ω.m，冲击电流1KA、电阻值变化率小于20％，工频电流10A、电阻值变化率小于20％。

实施例3

取鳞片状石墨90.8公斤置于浓度90％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中搅拌浸泡12小时进行酸洗，水洗至pH值为中性后，再将石墨放于浓度90％的盐酸和硝酸(质量比1.25∶0.4)混合溶液中酸洗4小时，再经水洗至pH值为中性后，脱水使水份小于40％；将石墨原料在1300℃膨化，使其膨胀自身体积70倍的石墨蠕虫后，加入5.8公斤镁粉、2.5公斤铝粉、5.2公斤锰粉、2.5公斤锌粉，搅拌均匀，在8兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，通过1150度的高温，160小时的焙烧而成。

焙烧出的石墨抗压强度5.8Mpa，电阻率18.465×10^-6Ω.m，冲击电流1KA、电阻值变化率小于20％，工频电流10A、电阻值变化率小于20％。

Claims (2)

1.一种石墨铝镁合金接地体，其特征在于是由以下重量份数比的原料制成的：

石墨80～90份、镁5～10份、锰2～6份、铝2～4份、锌2～4份。

2.权利要求1所述石墨铝镁合金接地体材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将石墨置于浓度85～90％的盐酸和硝酸混合溶液中搅拌浸泡4～12小时进行酸洗，水洗至pH值为中性后，再将石墨放于浓度85～90％的盐酸和硝酸混合溶液中酸洗2～4小时，再经水洗至pH值为中性后，脱水使水份小于40％；

所述的盐酸和硝酸混合溶液中盐酸和硝酸的质量比1.25∶0.4；

2)将石墨原料在800～1300℃范围膨化，使其膨胀自身体积50～70倍的石墨蠕虫；

3)加入镁粉、铝粉、锰粉、锌粉，搅拌均匀；在5～8兆帕压力下使石墨蠕虫挤压成型，形成石墨蠕虫毛坯，1100±50度的高温，150～160小时的焙烧而成。