CN106992418A - 一种耐腐蚀变电站接地材料的制备方法 - Google Patents

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王艳芹
李雪晴
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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀变电站接地材料的制备方法，属于接地材料的技术领域。本发明首先将聚乙烯醇溶液、过氧化氢等混合并在低温下反应，随后在氮气气氛下，与吡咯单体混合搅拌，洗涤干燥后制得干燥导电纤维，接着将去杂的滩涂淤泥干燥并与去离子水混合离心后得干燥滩涂砂石，随后与赤泥颗粒和干燥导电纤维球磨制得球磨粉末，然后将盐渍土颗粒与去离子水混合，离心分离后与球磨粉末混合并浇筑至模具，脱模煅烧后即可得耐腐蚀变电站接地材料，本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高，易于运输与施工，同时由于成本低廉，还可避免人为盗窃破坏。

Description

一种耐腐蚀变电站接地材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种耐腐蚀变电站接地材料的制备方法，属于接地材料的技术领域。
背景技术
变电站接地系统是保证变电设备安全有效运行的一个重要因素。现阶段我国变电站接地材料主要采用镀锌钢或者扁钢，虽然材料成本低廉易得，但其电阻较高，并且在土壤中极易发生腐蚀，经过多年运行后接地材料逐渐减少甚至消失，严重影响电网的正常运行。国外发达国家如美国、日本等国家采用纯铜作为接地材料，纯铜具有电阻低、不易腐蚀等特点，但存在成本颇高，机械强度较低等缺点。铜包钢接地材料是目前发展出来的新接地材料，兼具铜的低电阻、耐腐蚀性和钢的高机械强度等特点。铜包钢接地材料有电镀、热浸镀法、包覆法和水平连铸等生产工艺，但目前电镀生产的铜包钢接地材料具有铜纯度高、铜层覆盖均匀、与
钢基结合牢固等优点成为市场的主流。铜包钢接地材料埋在中性或碱性土壤中会发生钝化，具有较强的耐腐蚀性能；但在酸性、高盐分土壤中仍会发生腐蚀。目前我国部分地区酸雨较为严重，导致土壤酸化；盐湖、沿海地区土壤盐分含量较高，具有较强的腐蚀性，均会对铜包钢接地材料造成不同程度的腐蚀，缩短其使用寿命。
现行电力设备的接地体主要存在以下不足之处：（1）抗腐蚀能力差。一般金属接地体预计使用寿命20年，有的甚至3～5年即已严重锈蚀。（2）造价高。铜接地材料造价高国内应用率低，镀锌钢的有一定防腐效果，但价格也远高于普通钢材。（3）与土壤结合紧密度不高。金属接地体由于其本身的硬脆性特点，在敷设过程中与土壤结合不够紧密，接触电阻大且容易形成氧浓差电化学腐蚀。（4）不便运输及施工。金属接地材料重量重、体积大不便运输及施工。（5）金属材料易遭盗窃破坏。由于金属材料二次贩卖价值高，接地引线、接地盒、接地体等屡遭人为盗窃、破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前变电站接地材料的抗腐蚀能力差，造价高，与土壤的结合紧密度不高，金属材料重量重、体积大，不便运输与施工，同时易遭盗窃破坏的缺陷，提供了一种通过将赤泥颗粒与滩涂砂石复合，经盐碱土浸提液激发后，再与导电纤维复合，经导电纤维形成的交织导电网络进行导电接地，同时，由于赤泥与滩涂砂石形成类似水泥的胶凝材料，提高接地材料与土壤环境结合强度的方法，本发明首先将聚乙烯醇溶液、过氧化氢等混合并在低温下反应，随后在氮气气氛下，与吡咯单体混合搅拌，洗涤干燥后制得干燥导电纤维，接着将去杂的滩涂淤泥干燥并与去离子水混合离心后得干燥滩涂砂石，随后与赤泥颗粒和干燥导电纤维球磨制得球磨粉末，然后将盐渍土颗粒与去离子水混合，离心分离后与球磨粉末混合并浇筑至模具，脱模煅烧后即可得耐腐蚀变电站接地材料，本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高，易于运输与施工，同时由于成本低廉，还可避免人为盗窃破坏。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份质量份数10%聚乙烯醇溶液、3～5份过氧化氢、1～2份对甲苯磺酸和10～15份去离子水置于烧杯中，在0～5℃下冰水浴反应5～8min后，收集得混合改性液；
（2）将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应45～60min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，再在65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥导电纤维；
（3）选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在75～80℃下干燥6～8h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在3500～5000r/min下离心分离10～15min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于350～400r/min下球磨3～5h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；
（4）选取pH为9.5～10.0重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液制备得改性盐碱液；
（5）按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与步骤（3）制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化20～24h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于120～150℃马弗炉中煅烧6～8h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
本发明的应用方法是：将本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料加工成直径为16.5～17.5mm，长度为2～3 m铜覆钢材料，控制铜覆钢的厚度为0.7～0.9mm，随后使用手锤将一端垂直打入地下，控制顶端距地面0.6～0.8m，用原土回填即可，经检测，本发明所得耐腐蚀变电站接地材料在自然环境下，使用寿命较目前使用的接地材料延长了3～5年，抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高，易于运输与施工，同时由于成本低廉，还可避免人为盗窃破坏；
（2）本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料制备简单，使用方便，值得推广使用。
具体实施方式
按重量份数计，分别称量45～50份质量份数10%聚乙烯醇溶液、3～5份过氧化氢、1～2份对甲苯磺酸和10～15份去离子水置于烧杯中，在0～5℃下冰水浴反应5～8min后，收集得混合改性液；将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应45～60min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，再在65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥导电纤维；选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在75～80℃下干燥6～8h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在3500～5000r/min下离心分离10～15min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于350～400r/min下球磨3～5h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；选取pH为9.5～10.0重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液制备得改性盐碱液；按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化20～24h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于120～150℃马弗炉中煅烧6～8h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
实例1
按重量份数计，分别称量45份质量份数10%聚乙烯醇溶液、3份过氧化氢、1份对甲苯磺酸和10份去离子水置于烧杯中，在0℃下冰水浴反应5min后，收集得混合改性液；将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应45min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3次后，再在65℃下干燥6h，制备得干燥导电纤维；选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在75℃下干燥6h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在3500r/min下离心分离10min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于350r/min下球磨3h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；选取pH为9.5重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在2500r/min下离心分离10min，收集上层清液制备得改性盐碱液；按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化20h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于120℃马弗炉中煅烧6h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
将本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料加工成直径为16.5mm，长度为2m铜覆钢材料，控制铜覆钢的厚度为0.7mm，随后使用手锤将一端垂直打入地下，控制顶端距地面0.6m，用原土回填即可，经检测，本发明所得耐腐蚀变电站接地材料在自然环境下，使用寿命较目前使用的接地材料延长了3年，抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高。
实例2
按重量份数计，分别称量50份质量份数10%聚乙烯醇溶液、5份过氧化氢、2份对甲苯磺酸和15份去离子水置于烧杯中，在5℃下冰水浴反应8min后，收集得混合改性液；将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应60min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤5次后，再在70℃下干燥8h，制备得干燥导电纤维；选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在80℃下干燥8h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在5000r/min下离心分离15min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于400r/min下球磨5h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；选取pH为10.0重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在3000r/min下离心分离15min，收集上层清液制备得改性盐碱液；按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化24h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于150℃马弗炉中煅烧8h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
将本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料加工成直径为17.5mm，长度为3 m铜覆钢材料，控制铜覆钢的厚度为0.9mm，随后使用手锤将一端垂直打入地下，控制顶端距地面0.8m，用原土回填即可，经检测，本发明所得耐腐蚀变电站接地材料在自然环境下，使用寿命较目前使用的接地材料延长了5年，抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高。
实例3
按重量份数计，分别称量47份质量份数10%聚乙烯醇溶液、4份过氧化氢、1份对甲苯磺酸和13份去离子水置于烧杯中，在3℃下冰水浴反应6.5min后，收集得混合改性液；将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应52min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤4次后，再在67℃下干燥7h，制备得干燥导电纤维；选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在77℃下干燥7h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在4250r/min下离心分离13min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于375/min下球磨4h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；选取pH为9.7重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在2750r/min下离心分离13min，收集上层清液制备得改性盐碱液；按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化22h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于135℃马弗炉中煅烧7h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
将本发明所得的耐腐蚀变电站接地材料加工成直径为17mm，长度为2.5 m铜覆钢材料，控制铜覆钢的厚度为0.8mm，随后使用手锤将一端垂直打入地下，控制顶端距地面0.7m，用原土回填即可，经检测，本发明所得耐腐蚀变电站接地材料在自然环境下，使用寿命较目前使用的接地材料延长了4年，抗腐蚀能力好，与土壤的结合紧密度高。

Claims (1)

1.一种耐腐蚀变电站接地材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份质量份数10%聚乙烯醇溶液、3～5份过氧化氢、1～2份对甲苯磺酸和10～15份去离子水置于烧杯中，在0～5℃下冰水浴反应5～8min后，收集得混合改性液；
（2）将上述制备的混合改性液置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛下，按质量比1:10，将吡咯单体滴加至混合改性液中，控制滴加速度为2mL/min，待滴加完成后，搅拌反应45～60min，随后过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，再在65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥导电纤维；
（3）选取滩涂淤泥并筛除大颗粒石块与贝壳后，在75～80℃下干燥6～8h，收集干燥滩涂淤泥并按质量比1:10与去离子水搅拌混合，再在3500～5000r/min下离心分离10～15min，收集下层砂石并自然晾干，制备得干燥滩涂砂石，按质量比1:1:5，将干燥滩涂砂石、赤泥颗粒与上述制备的干燥导电纤维混合并置于350～400r/min下球磨3～5h，过100目筛制备得球磨粉末，备用；
（4）选取pH为9.5～10.0重度盐碱地盐渍土，将其研磨并过80目筛，收集得盐渍土颗粒，随后按质量比1:10，将盐渍土颗粒与去离子水搅拌混合，在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液制备得改性盐碱液；
（5）按质量比1:3，将上述制备的改性盐碱液与步骤（3）制备的球磨粉末搅拌混合并浇注至模具中，在室温下静置固化20～24h后，将其脱模并收集得坯料，再将坯料置于120～150℃马弗炉中煅烧6～8h后，停止加热并静置冷却至室温，即可制备得一种耐腐蚀变电站接地材料。
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