CN109888519A - 一种利于导电的石墨接地体及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利于导电的柔性石墨接地体，包括内层石墨线束和外层石墨线编织层，内层石墨线束由石墨线平行排列构成，外层石墨线编织层由石墨线编织获得。本发明的柔性石墨接地体具有耐腐蚀、不生锈、大电流冲击不反击、耐高低温、接地电阻稳定、免维护、免更新、安全可靠的优点，适合酸性土地、碱性土壤、沼泽地、湿热地带、海盐以及高山丘陵等施工困难、土壤电阻率较高的地方使用。

Description

一种利于导电的石墨接地体及加工工艺

技术领域

本发明属于防雷接地技术领域，特别是涉及一种石墨接地体。

背景技术

随着电网的不断发展，输电线路的建设随之增多，为保证线路的安全稳定运行，对接地网的要求也随之提高。线路的雷击事故多发生在雷电活动频繁以及高土壤电阻率的地区，这给电力系统带来了巨大的安全隐患和经济损失。

目前我国防雷接地体分为金属与非金属两类。市场主流防雷接地体为金属接地体，使用材料包括碳钢，镀锌钢，不锈钢，铜等多种金属材质。但是这些金属材料除了价格较高的铜接地材料之外，大多耐腐蚀性能较差，使用寿命短，维护成本高。并且在使用过程中往往面临着运输及施工困难，由于不便弯曲使得难以根据地形选择施工方式等问题。另外，由于金属材料的二次利用价值高，因此金属接地体遭受人为盗窃、破坏的事故层出不穷，给电力系统带来严重隐患。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利于导电的柔性石墨接地体。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利于导电的柔性石墨接地体，包括内层石墨体和包裹所述内层石墨体的外层石墨体，所述内层石墨体由石墨线平行排列构成，所述外层石墨体由石墨线编织而成。

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，包括以下步骤：

S1、选取碳含量≥99%的石墨，经水洗、酸洗、干燥工序后，在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫；

S2、采用基质材料作为骨架，加石墨蠕虫和粘胶剂，在5吨压力下定型，制作成宽450～550mm的布；

S3、将步骤S2制成的布分割成条状，搓捻成石墨细线；

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线；

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体，并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

进一步的，所述粘胶剂为丙烯酸酯类压敏胶乳液。

进一步的，所述基质材料、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。

进一步的，所述步骤S1中，酸洗所使用的洗涤剂为浓硫酸。

进一步的，所述基质材料为耐碱玻璃纤维或镀镍不锈钢丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的柔性石墨接地体属非金属导电体，耐腐蚀、不生锈、大电流冲击不反击、耐高低温、接地电阻稳定、免维护、免更新、安全可靠。使用不受环境、气候条件限制、安装便捷、无需电气焊，省时省工、缩短施工周期，产品轻巧、用量少、接地效果显著、节约土地资源和施工周期，节能、环保、防盗，尤其适合酸性土地、碱性土壤、沼泽地、湿热地带、海盐以及高山丘陵等施工困难、土壤电阻率较高的地方使用。

附图说明

图1为本发明的柔性石墨接地体的示意图；

图中，1-外层石墨线编织层，2-内层石墨线束。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种利于导电的柔性石墨接地体，包括内层石墨体和包裹所述内层石墨体的外层石墨体，所述内层石墨体由石墨线平行排列构成，所述外层石墨体由石墨线编织而成。

实施例1

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，包括以下步骤：

S1、选取碳含量≥99%的石墨，经水洗、浓硫酸洗、干燥工序后，在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫，膨化后，石墨外观为蓬松的粉末堆，显微镜下为蠕虫状；

S2、采用耐碱玻璃纤维作为骨架，加石墨蠕虫和丙烯酸酯类压敏胶乳液，其中耐碱玻璃纤维、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。在5吨压力下定型，制作成宽450～550mm的布；

S3、将步骤S2制成的布分割成条状，搓捻成石墨细线；

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线；

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体，并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

其中粘胶剂采用丙烯酸酯类压敏胶乳液，无毒、无污染,并且具有优良的耐老化性、耐候性、压敏性和粘合性。

实施例2

一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，包括以下步骤：

S1、选取碳含量≥99%的石墨，经水洗、浓硫酸洗、干燥工序后，在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫，膨化后，石墨外观为蓬松的粉末堆，显微镜下为蠕虫状；

S2、采用镀镍不锈钢丝作为骨架，加石墨蠕虫和丙烯酸酯类压敏胶乳液，其中镀镍不锈钢丝、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。在5吨压力下定型，制作成宽450～550mm的布；

S3、将步骤S2制成的布分割成条状，搓捻成石墨细线；

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线；

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体，并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

其中粘胶剂采用丙烯酸酯类压敏胶乳液，无毒、无污染,并且具有优良的耐老化性、耐候性、压敏性和粘合性。

本发明的柔性石墨接地体的主要性能特点如下：

（1）良好的导电性与冲击电流耐受特性。

通过检测，柔性石墨接地体实测电阻率≤5×10^-5Ω•m。实际试验表明，柔性石墨接地体在120kA以上的冲击电流作用下结构稳定，满足雷电流和短路故障电流的排散。石墨柔性接地体是由非金属导电材料制成，依靠导电材料致密的电子连接，导电性能优越，不受水分的影响。这种依靠电子导电机理的软体石墨接地极尤其适用于干旱、少雨的山区及高土壤电阻率地区，即使水分散去，电阻率依然维持在较低的状态，这样才能达到良好的降阻效果。

（2）优良的耐腐蚀性。

石墨化学性质稳定，在酸、碱、盐等土壤条件下的耐腐蚀性远优于金属接地材料，并且与降阻剂的配合使用不会造成接地的腐蚀，降低了接地装置的全寿命周期成本。

采用耐碱玻璃纤维是玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料，是100%无机纤维，在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。耐碱玻璃纤维的特点是耐碱性好，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，握裹力强，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高，不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能卓越，具有可设计性强，易成型等特点，耐碱玻璃纤维是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。

（3）结构稳定性好。

石墨复合接地材料的抗拉强度≥150MPa，抗压强度≥300MPa，接地材料的柔性特点使其抗弯、抗扭性能良好，可满足实际接地施工需求。

柔性石墨接地体主要以非金属导电碳素材料编织成型，在土壤中不降解、不流失、不受雨水冲刷影响，同时软体石墨接地极内部还含有增加强度的玻璃纤维丝，材料性质稳定，使用寿命长。

在高温（1000℃试验）与低温（-60℃试验）条件下结构稳定，并且其电阻具有负温度特性。

柔性石墨接地体耐酸、碱腐蚀，耐大冲击电流，电阻值稳定。

（4）环保型

柔性石墨接地体无毒、无污染，不生成其它有害物质，且对水资源、植被无影响，安全环保。

（5）运输及施工方便，与土壤贴合度高。

石墨复合接地材料具有柔性可弯曲的特点，可以根据实际地形条件灵活选择施工方式，降低施工成本。接地体与土壤承受相同的外力形变，降低两者的空气间隙和接触电阻。

（6）预防偷盗及人为破坏。

石墨复合接地材料二次利用价值低，有效地预防人为偷盗及破坏。

以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作地等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种利于导电的柔性石墨接地体，其特征在于，所述柔性石墨接地体包括内层石墨体和包裹所述内层石墨体的外层石墨体，所述内层石墨体由石墨线平行排列构成，所述外层石墨体由石墨线编织而成。

2.如权利要求1所述的一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取碳含量≥99%的石墨，经水洗、酸洗、干燥工序后，在700-1200℃温度下使其膨胀成自身体积200倍以上的石墨蠕虫；

S2、采用基质材料作为骨架，加石墨蠕虫和粘胶剂，在5吨压力下定型，制作成宽450～550mm的布；

S3、将步骤S2制成的布分割成条状，搓捻成石墨细线；

S4、将多根石墨细线绞合成所需的不同截面的石墨线；

S5、采用制成的石墨线分别制作内层石墨体和外层石墨体，并经组装制得所述的柔性石墨接地体。

3.根据权利要求2所述的一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，其特征在于，所述粘胶剂为丙烯酸酯类压敏胶乳液。

4. 根据权利要求2所述的一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，其特征在于，所述基质材料、石墨蠕虫、粘胶剂的重量比例为 15∶75∶10。

5.根据权利要求2所述的一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，其特征在于，所述步骤S1中，酸洗所使用的洗涤剂为浓硫酸。

6.根据权利要求2所述的一种利于导电的柔性石墨接地体的制作工艺，其特征在于，所述基质材料为耐碱玻璃纤维或镀镍不锈钢丝。