CN108075248A - 一种石墨防雷接地模块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石墨防雷接地模块及其制备方法，它包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块；所述石墨接地极由如下原料制成：膨胀石墨、铝粉、铜粉和镁粉；所述圆柱状石墨模块由如下原料制成：水、硅酸盐水泥、石墨粉、甘油、膨润土、熟石膏粉；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：（40~100）；具体的制备方法是将石墨接地极组装制圆柱状石墨模块中；该方法制备的石墨防雷接地模块降低了生产成本，提高产品使用寿命，检修维护容易，使产品能够适应更加恶劣复杂的工况。

Description

一种石墨防雷接地模块及其制备方法
技术领域
本发明属于防雷接地装置技术领域，具体涉及一种石墨防雷接地模块及其制备方法。
背景技术
防雷，是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地面的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。
在脉冲电网系统中，雷电的干扰会直接影响到脉冲电网系统的工作，因此必须做好脉冲电网系统的防雷工程。接地是防雷工程的最重要环节，不论是直击雷防护，还是雷电的静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护技术，最终都是把雷电流送入大地。因此没有良好的接地技术，就不可能有合格的防雷过程。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷而本发明提供了一种石墨防雷接地模块及其制备方法，该方法制备的石墨防雷接地模块降低了生产成本，提高产品使用寿命，检修维护容易，使产品能够适应更加恶劣复杂的工况。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种石墨防雷接地模块，包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块；所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水20~30份、硅酸盐水泥40~60份、石墨粉10~20份、甘油4~7份、膨润土20~40份、熟石膏粉8~18份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：（40~100）。
所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨。
根据上述的石墨防雷接地模块的制备方法，包括以下步骤：
（1）石墨接地极的制备：向膨胀石墨中加入配比量的铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀，在6~7MPa压力下挤压成圆柱体状毛坯，圆柱状毛坯的直径为1~3cm，圆柱体状毛坯于1100~1350℃下焙烧6~8d；
（2）圆柱状石墨模块的制备：按照上述配比将原料水、硅酸盐水泥、石墨粉、甘油、膨润土和熟石膏粉混匀得到浆料，接着将浆料浇筑至模具中得到内径为1~3cm、外径为15~25cm的圆柱筒结构；其中，圆柱筒的内径与圆柱状毛坯的直径相等；
（3）将步骤（1）得到的石墨接地极组装制圆柱状石墨模块中，得到产品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1. 本发明石墨接地极以石墨为主材，加入镁、铝、铜等金属离子，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。适用于变电所接地、建筑物接地，特别适用于输电线路杆塔、气象站所在的高土壤电阻率区域的接地。
2. 本发明的结构包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块，增加了散流面积，从而增加了接地模块的散流作用，这也使得模块对石墨导电混凝土的电阻率要求不高，进而可以降低石墨导电混凝土中石墨含量进一步加强石墨接地模块的强度。
具体实施方式
以下实施例是对本发明进行详细具体的说明，但本发明的内容并不限定如此。
实施例1
一种石墨防雷接地模块，包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块；所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水20~30份、硅酸盐水泥40~60份、石墨粉10~20份、甘油4~7份、膨润土20~40份、熟石膏粉8~18份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：（40~100）。
所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨。
上述的石墨防雷接地模块的制备方法，包括以下步骤：
（1）石墨接地极的制备：向膨胀石墨中加入配比量的铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀，在6~7MPa压力下挤压成圆柱体状毛坯，圆柱状毛坯的直径为1~3cm，圆柱体状毛坯于1100~1350℃下焙烧6~8d；
（2）圆柱状石墨模块的制备：按照上述配比将原料水、硅酸盐水泥、石墨粉、甘油、膨润土和熟石膏粉混匀得到浆料，接着将浆料浇筑至模具中得到内径为1~3cm、外径为15~25cm的圆柱筒结构；其中，圆柱筒的内径与圆柱状毛坯的直径相等；
（3）将步骤（1）得到的石墨接地极组装制圆柱状石墨模块中，得到产品。
实施例2
一种石墨防雷接地模块，包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块；所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨100份、铝粉5份、铜粉3份和镁粉12份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水25份、硅酸盐水泥50份、石墨粉15份、甘油5份、膨润土30份、熟石膏粉12份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：80。
所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80目的石墨粉100份、200份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1.5h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积100倍得到膨胀石墨。
上述的石墨防雷接地模块的制备方法，包括以下步骤：
（1）石墨接地极的制备：向膨胀石墨中加入配比量的铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀，在6~7MPa压力下挤压成圆柱体状毛坯，圆柱状毛坯的直径为2cm，圆柱体状毛坯于1250℃下焙烧7d；
（2）圆柱状石墨模块的制备：按照上述配比将原料水、硅酸盐水泥、石墨粉、甘油、膨润土和熟石膏粉混匀得到浆料，接着将浆料浇筑至模具中得到内径为2cm、外径为20cm的圆柱筒结构；其中，圆柱筒的内径与圆柱状毛坯的直径相等；
（3）将步骤（1）得到的石墨接地极组装制圆柱状石墨模块中，得到产品。
实施例3
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨80份、铝粉8份、铜粉2份和镁粉15份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水30份、硅酸盐水泥40份、石墨粉20份、甘油4份、膨润土40份、熟石膏粉8份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：50。
实施例4
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨90份、铝粉7份、铜粉3份和镁粉14份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水28份、硅酸盐水泥45份、石墨粉18份、甘油5份、膨润土36份、熟石膏粉15份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：65。
实施例5
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨100份、铝粉6份、铜粉4份和镁粉13份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水26份、硅酸盐水泥48份、石墨粉16份、甘油6份、膨润土33份、熟石膏粉9份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：70。
实施例6
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨110份、铝粉5份、铜粉4.5份和镁粉11份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水24份、硅酸盐水泥50份、石墨粉17份、甘油5份、膨润土30份、熟石膏粉12份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：75。
实施例7
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨120份、铝粉4份、铜粉3份和镁粉13份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水28份、硅酸盐水泥55份、石墨粉19份、甘油6份、膨润土35份、熟石膏粉15份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：90。
实施例8
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨95份、铝粉7份、铜粉3份和镁粉12份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水25份、硅酸盐水泥60份、石墨粉20份、甘油4.5份、膨润土39份、熟石膏粉12份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：100。
实施例9
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨120份、铝粉3份、铜粉5份和镁粉8份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水20份、硅酸盐水泥40份、石墨粉20份、甘油6份、膨润土30份、熟石膏粉16份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：80。
实施例10
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨105份、铝粉5.5份、铜粉4份和镁粉12份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水29份、硅酸盐水泥45份、石墨粉18份、甘油5份、膨润土35份、熟石膏粉9份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：95。
实施例11
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨115份、铝粉7份、铜粉4份和镁粉12份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水25份、硅酸盐水泥60份、石墨粉10份、甘油4份、膨润土20份、熟石膏粉10份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：75。
实施例12
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨85份、铝粉4份、铜粉3份和镁粉13份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水30份、硅酸盐水泥55份、石墨粉12份、甘油6份、膨润土30份、熟石膏粉14份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：85。
实施例13
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨92份、铝粉5份、铜粉3.5份和镁粉12份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水28份、硅酸盐水泥46份、石墨粉17份、甘油6份、膨润土32份、熟石膏粉13份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：60。
实施例14
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨80份、铝粉4份、铜粉5份和镁粉9份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水25份、硅酸盐水泥40份、石墨粉16份、甘油5份、膨润土30份、熟石膏粉10份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：80。
实施例15
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨110份、铝粉4份、铜粉3份和镁粉10份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水24份、硅酸盐水泥42份、石墨粉13份、甘油6.5份、膨润土22份、熟石膏粉12份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：90。
实施例16
本实施例与实施例2相同部分不再重述，不同之处在于所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨120份、铝粉3份、铜粉4份和镁粉9份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水27份、硅酸盐水泥49份、石墨粉14份、甘油5份、膨润土22份、熟石膏粉14份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：80。
实施例2~16进行测试，产品抗压强度5.5~6.0Mpa，电阻率14.4×10-6~14.5×10-6Ω.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％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种石墨防雷接地模块，其特征在于包括石墨接地极及其周围包裹的由导电混凝土浇注而成的圆柱状石墨模块；所述石墨接地极由如下重量份原料制成：膨胀石墨80~120份、铝粉3~8份、铜粉2~5份和镁粉8~15份；所述圆柱状石墨模块由如下重量份的原料制成：水20~30份、硅酸盐水泥40~60份、石墨粉10~20份、甘油4~7份、膨润土20~40份、熟石膏粉8~18份；所述石墨接地极与圆柱状石墨模块的质量比为1：（40~100）。
2.根据权利要求1所述的石墨防雷接地模块，其特征在于：所述膨胀石墨通过以下步骤制备而成：
a. 备料：以重量份计，粒度为80~120目的石墨粉100份、150～250份98wt%的浓硫酸；
b. 按配比将石墨粉置于98wt%的浓硫酸中搅拌浸泡1～2h进行酸洗，水洗至pH值为中性后，脱水使水分小于30wt％；
c. 将步骤b得到的产物在900～950℃范围膨化，使其膨胀自身体积80～120倍得到膨胀石墨。
3.根据权利要求1所述的石墨防雷接地模块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）石墨接地极的制备：向膨胀石墨中加入配比量的铝粉、铜粉和镁粉，搅拌均匀，在6~7MPa压力下挤压成圆柱体状毛坯，圆柱状毛坯的直径为1~3cm，圆柱体状毛坯于1100~1350℃下焙烧6~8d；
（2）圆柱状石墨模块的制备：按照上述配比将原料水、硅酸盐水泥、石墨粉、甘油、膨润土和熟石膏粉混匀得到浆料，接着将浆料浇筑至模具中得到内径为1~3cm、外径为15~25cm的圆柱筒结构；其中，圆柱筒的内径与圆柱状毛坯的直径相等；
（3）将步骤（1）得到的石墨接地极组装制圆柱状石墨模块中，得到产品。
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