CN103441342A - 一种复合石墨接地导体、制备方法及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合石墨接地导体、制备方法以及使用方法，其特征是：包括耐腐蚀的套管，所述套管内填充有高碳石墨内芯，所述套管上分布有一组通孔。本发明采用带孔高强度热镀锌管或带孔不锈钢管包裹膨胀石墨芯的办法，既保证了高导电性，又具备高机械强度，还有一定的柔韧性，不易断裂。因其特殊的构造，导电主要是由石墨芯来完成的，即使金属铠甲氧化生锈，但机械强度还在，整个产品的导电性不会受到影响复合型石墨接地导体将石墨的导电性和耐腐蚀性同金属材料的物理性能有机结合在一起，质地密实，并且具有高强度的抗压、抗拉、耐冲击性的特点。

Description

一种复合石墨接地导体、制备方法及其使用方法
技术领域
本发明涉及接地导体领域，具体地讲，涉及一种复合石墨接地导体、制备方法及其使用方法。
背景技术
为了将雷击时所产生的强大电流引向大地，高压输电铁塔和变电站都配有避雷接地系统，该系统由地上的避雷器和地下的避雷接地放电网组成，避雷接地放电网基本由金属接地导体串接放电接地模块构成。
传统的防雷电接地系统基本都是金属条连接而成，或者由金属条加垂直石墨块连接而成。它有两个明显的缺陷，一是金属条连接导体易腐蚀、生锈，尤其在酸碱土壤中，在较短的时间内即可在金属表面形成一层氧化层；二是接地模块较短又不能连接，到达不了有效放电层。这就极大减弱导体向大地的放电功能。在雷电大电流冲击下，极易形成“反击”，破坏电力系统或电力设施。
有人尝试采用石墨绳代替金属条，但其结构疏松，导电性差，且机械强度小，容易损坏。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合石墨接地导体、制备方法及其使用方法，既保证了高导电性，又具备高机械强度，还有一定的柔韧性，不易断裂，延长了使用寿命。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种复合石墨接地导体，其特征是：包括耐腐蚀的套管，所述套管内填充有高碳石墨内芯，所述套管上分布有一组通孔。
作为对本技术方案的进一步限定，所述套管为圆柱形。
作为对本技术方案的进一步限定，所述套管为热镀锌管或者不锈钢管。
作为对本技术方案的进一步限定，所述通孔均匀布置于所述套管上。
一种复合石墨接地导体制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）采用高纯度的膨胀石墨作为原材料；
（2）选择高强度粘合剂作为粘合剂；
（3）经过20吨/平方厘米以上高压处理将石墨填充到耐腐蚀套管内；
（4）将一组耐腐蚀套管无缝焊接，形成设定长度的套管。
作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(1)的高纯度石墨的纯度为99%以上。
作为对本技术方案的进一步限定，所述粘合剂为纤维素。
一种复合石墨接地导体使用方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）根据环境需求选择石墨接地导体的安装方式，若是需要石墨与石墨垂直接触安装，则转步骤（2），若需要石墨接地导体水平安装，转步骤（3）；
（2）在车间制作完好的石墨接地导体可以较容易的在现场组装，在有垂直体的接地系统中，垂直接地体组装到设定长度后，将水平石墨导体垂直穿过垂直接地体的上端，在水平石墨导体与垂直接地模块接触位置实现石墨与石墨的直接接触
（3）在没有垂直体的接地系统中，水平接地体可以直接水平放入地下，石墨接地导体的四周设置降阻剂层。边开挖，边敷设，边回填。
作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（2）通过两种方式实现石墨与石墨直接接触，具体如下：
（2.1）水平石墨导体与垂直接地体连接位置处设置有开孔，水平体内的石墨通过管壁上的开孔，同垂直体内的石墨直接结合到一起，实现水平石墨导体内石墨与垂直接地体石墨直接接触；
（2.2）水平石墨导体在垂直接地体内部形成一段间断，在间断处由石墨材料完全填充，实现水平石墨导体的石墨与垂直接地模块的石墨接触。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明采用带孔高强度热镀锌管或带孔不锈钢管包裹膨胀石墨芯的办法，既保证了高导电性，又具备高机械强度，还有一定的柔韧性，不易断裂。因其特殊的构造，导电主要是由石墨芯来完成的，即使金属铠甲氧化生锈，但机械强度还在，整个产品的导电性不会受到影响复合型石墨接地导体将石墨的导电性和耐腐蚀性同金属材料的物理性能有机结合在一起，质地密实，并且具有高强度的抗压、抗拉、耐冲击性的特点。复合型石墨接地导体不受复杂环境，恶劣气候影响的限制，石墨接地导体具有不腐蚀、不生锈的特点，适合酸性土壤、碱性土壤、山区，沙漠等各种环境使用。复合石墨接地导体的高物理稳定性和高导电性能将会大大减少电网运行的故障与维护。使用寿命能达到50年，远远超越了普通金属接地导体使用3-5年就需要维修更换的弊端。
本发明的另一个显著优点是，垂直接地体和水平石墨导体的制造工艺和所用材料完全一样，只是尺寸不同。在整个的接地系统中，金属套管内的石墨连为一体，承担着送电放电的任务；金属套管除了承担部分的送电放电任务以外，主要是给石墨内心提供足够的机械支撑。
附图说明
图1为本发明优选实施例的结构示意图。
图2为本发明水平石墨导体与垂直接地模块一种连接方式剖示图。
图3为本发明水平石墨导体与垂直接地模块另一种连接方式剖示图。
图4为本发明复合石墨接地导体在沙漠地区的安装示意图。
图5为本发明复合石墨接地导体在山区的安装示意图。
图中，1、套管，2、内芯，3、通孔，4、垂直接地体，5、降阻剂层，6、固定件，7、水平石墨导体，8、干沙层，9、湿沙层，11、传统接地体，12、地下层。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
参见图1-图5，本发明包括耐腐蚀的套管，所述套管内填充有高碳石墨内芯，所述套管上分布有一组通孔。
所述套管为圆柱形。
所述套管为热镀锌管或者不锈钢管。
本发明的套管的直径和管壁厚度可以根据实际需求来设计，例如套管的直径可以为5-10mm，套管的管壁厚度可以为2-4mm。
所述通孔均匀布置于所述套管上。
一种复合石墨接地导体制备方法，包括如下步骤：
（1）采用高纯度的膨胀石墨作为原材料；
（2）选择高强度粘合剂作为粘合剂；
（3）经过20吨/平方厘米以上高压处理将石墨填充到耐腐蚀套管内；
（4）将一组耐腐蚀套管无缝焊接，形成设定长度的套管。
所述步骤(1)的高纯度石墨的纯度为99%以上。
所述粘合剂为纤维素。
本发明还提供了一种复合石墨接地导体使用方法，包括如下步骤：
一种复合石墨接地导体使用方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）根据环境需求选择石墨接地导体的安装方式，若是需要石墨与石墨垂直接触安装，则转步骤（2），若需要石墨接地导体水平安装，转步骤（3）；
（2）制作完毕的石墨接地导体较容易组装，将垂直体组装到设定长度，将水平石墨导体垂直穿过垂直接地模块，在水平石墨导体与垂直接地模块接触位置实现石墨与石墨的直接接触，水平石墨导体和垂直接地模块通过固定件6固定连接。例如在沙漠中，组装好的垂直接地体可以穿过沙漠地区的干沙层 直到湿沙层以及水层；传统的石墨垂直体由于材料和制造方法所限，不能做得足够长，也就不能到达湿润的沙层，放电效果大大减小。而本发明产品，由于可对接，其长度是传统产品的几倍至几十倍，不仅可以到达湿沙层，而且可以到达水层，其导电放电效果是传统产品的若干倍。
（4）在岩石山区，放置垂直接体是非常困难的一件事情。而本发明产品可以使水平体周围的土壤离子化，极大的增加了放电效果，这样既可以极大的减少垂直接地体的使用甚至不用放置垂直接地体。在石墨接地导体的周围放置一定的降阻剂层，可以完全免除垂直接地体的使用。
所述步骤（2）通过两种方式实现石墨与石墨直接连接，具体如下：
（2.1）水平石墨导体与垂直接地模块连接位置处设置有通孔，实现水平石墨导体内石墨与垂直接地模块石墨直接接触；
（2.2）水平石墨导体在垂直接地模块内部形成一段间断，实现水平石墨导体的石墨与垂直接地模块的石墨接触。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合石墨接地导体，其特征是：包括耐腐蚀的套管，所述套管内填充有高碳石墨内芯，所述套管上分布有一组通孔。
2.根据权利要求1所述的复合石墨接地导体，其特征是：所述套管为圆柱形。
3.根据权利要求1所述的复合石墨接地导体，其特征是：所述套管为热镀锌管或者不锈钢管。
4.根据权利要求1所述的复合石墨接地导体，其特征是：所述通孔均匀布置于所述套管上。
5.一种复合石墨接地导体制备方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）采用高纯度的膨胀石墨作为原材料；
（2）选择高强度粘合剂作为粘合剂；
（3）经过20吨/平方厘米以上高压处理将石墨填充到耐腐蚀套管内；
（4）将一组耐腐蚀套管无缝焊接，形成设定长度的套管。
6.根据权利要求5所述的复合石墨接地导体制备方法，其特征是：所述步骤(1)的高纯度石墨的纯度为99%以上。
7.根据权利要求5所述的复合石墨接地导体制备方法，其特征是：所述粘合剂为纤维素。
8.一种复合石墨接地导体使用方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）根据环境需求选择石墨接地导体的安装方式，若是需要石墨与石墨垂直接触安装，则转步骤（2），若需要石墨接地导体水平安装，转步骤（3）；
（2）在有垂直接地体的接地系统中，将复合石墨接地导体组装到设定长度后组成垂直接地体，将水平石墨导体垂直穿过垂直接地体的上端，在水平石墨导体与垂直接地模块接触位置实现石墨与石墨的直接接触；
（3）在没有垂直接地体的接地系统中，水平接地导体可以直接水平放入地下，石墨接地导体的四周设置降阻剂层。
9.根据权利要求8所述的复合石墨接地导体使用方法，其特征是：所述步骤（2）通过两种方式实现石墨与石墨直接接触，具体如下：
（2.1）水平石墨导体与垂直接地体连接位置处设置有开孔，水平石墨导体体内的石墨通过管壁上的开孔，同垂直接地体内的石墨直接结合到一起，实现水平石墨导体内石墨与垂直接地体石墨直接接触；
（2.2）水平石墨导体在垂直接地模块内部形成一段间断，在间断处由石墨材料完全填充，实现水平石墨导体的石墨与垂直接地体的石墨接触。
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