CN112993605A - 一种石墨烯复合接地体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯复合接地体，包括石墨烯接地棒，在相邻的两个石墨烯接地棒端部之间设有筒体，沿石墨烯接地棒的轴向在其外圆周壁上开有多个导向槽，沿石墨烯接地棒的周向在其外圆周壁上开有环形槽，在筒体的中部设有限位板，在限位板的两个侧壁上分别固定有拉伸弹簧，沿所述筒体的周向在其两端外圆周壁上分别开有多个弧形孔，在筒体上设有套环，在套环的内圆周壁上设有多个连杆，连杆活动贯穿弧形孔后向筒体内不延伸，在连杆的延伸段上设有滑块。本发明在施工前仅需通过筒体连接即能实现相邻两个石墨烯接地棒之间的对中，通过旋转套环，即实现两个石墨烯接地棒之间的稳定连接，摒弃了传统连接方式中的焊接、螺纹连接等工序。

Description

一种石墨烯复合接地体

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，具体涉及一种石墨烯复合接地体。

背景技术

石墨烯复合接地材料主要分为两大类，即水平接地体和垂直接地体，石墨烯复合接地材料导体之间连接采用石墨烯合金夹具或热熔焊接方式连接。石墨烯水平接地体采用石墨烯合金连接导线，一般根据线路等级和目标降阻值选用不同截面积的线材，石墨烯合金连接导线之间采用石墨烯合金十字连接器连接或热熔焊接方式连接。

石墨烯接地棒广泛应用于电力设备中，在安装时需要通过电锤将石墨烯接地棒打入土层中，为了保证接地长度，需要将多根接地棒竖直连接后再推进至土层中，具体现场施工时首先通过驱动设备打入一根或多根接地棒，然后将另一根接地棒与先打入土层的最上方的接地棒连接后，再通过驱动设备继续打入土层。现有接地棒的连接方式有一下三种：一种是相邻接地棒焊接，这种连接方式需要现场焊接作业，工作耗时长，并且在电锤打入土层时容易由于震动出现断裂的问题；第二种是相邻接地棒通过螺纹连接，即两个接地棒端部分别设置螺纹孔和螺头，在打入土层时产生的震动容易造成连接处松动，容易在其连接处出现断裂；第三种连接方式是一个接地棒通过插接柱插接至另一个接地棒的插接孔中，并且插接柱和插接孔需要过盈配合，该种连接方式虽具有较好的连接强度，但由于插接柱和插接孔是过盈配合，需要在接地棒下潜时进行反复插接施工，同样会耗费大量的工时。

发明内容

本发明目的在于提供一种石墨烯复合接地体，以解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种石墨烯复合接地体，包括至少两个同轴设置的石墨烯接地棒，在相邻的两个石墨烯接地棒端部之间设有筒体，沿石墨烯接地棒的轴向在其外圆周壁上开有多个导向槽，沿石墨烯接地棒的周向在其外圆周壁上开有与多个导向槽连通的环形槽，在筒体的中部设有限位板，且在限位板的两个侧壁上分别固定有拉伸弹簧，在限位板中部固定有石墨烯连接体，在每一个石墨烯接地棒的端面上均开有盲孔，石墨烯连接体的两个端部分别置于两个盲孔内，两个石墨烯接地棒相对的端部分别贯穿筒体的两个开放端后与拉伸弹簧接触，沿所述筒体的周向在其两端外圆周壁上分别开有多个弧形孔，在筒体的外圆周壁上设有两个螺纹段，每一个螺纹段分布在弧形孔的两侧，在筒体上设有与螺纹段螺纹配合的套环，在套环的内圆周壁上设有多个连杆，连杆活动贯穿弧形孔后向筒体内不延伸，且在连杆的延伸段上设有呈弧形的滑块，滑块能在所述导向槽内自由滑动，所述滑块沿筒体轴线方向上的长度小于所述环形槽的轴向长度。针对现有技术中，在布施石墨烯接地体时，需要多根接地棒组合连接后才能满足施工的长度要求，且现有的接地棒连接方式具有诸多不足，在下压接地棒时，相邻两个石墨烯接地棒之间的连接处容易出现松动、断裂，进而影响石墨烯接地体的功能，对此，申请人研究出一种石墨烯复合接地体，在施工前仅需通过筒体连接即能实现相邻两个石墨烯接地棒之间的对中，通过旋转套环，即能实现两个石墨烯接地棒之间的稳定连接，操作方便简单，摒弃了传统连接方式中的焊接、螺纹连接等工序，同时还能保证已下潜至土层深处的多个石墨烯接地棒之间的连接稳定性。

具体操作时，首先需要对两个石墨烯接地棒进行对中，将滑块移动至石墨烯接地棒外壁的导向槽内，推动石墨烯接地棒本体，直至滑块进入至环形槽内，此时拉伸弹簧被压缩，而石墨烯连接体端面与盲孔底面之间的间距缩小，旋转套环，使得滑块远离导向槽且同时被环形槽所限定，即完成相邻两个石墨烯接地棒之间的连接固定；当外界驱动设备对石墨烯接地棒进行推动下移时，位于上方的石墨烯接地棒受到竖直向下的作用力，石墨烯连接体端面与盲孔底面之间的间距进一步缩小，而拉伸弹簧在持续变形的同时其回复弹性形变所产生的反向作用力会将石墨烯接地棒所受到的作用应力抵消，进而确保相邻两个石墨烯接地棒之间的连接稳定性。需要进一步地指出的是，环形槽的轴向长度大于滑块的轴向长度，使得位于上方的石墨烯接地棒在受力时，滑块与环形槽之间具备一定幅度的相对位移，即滑块与环形槽之间不会产生直接的硬性碰撞，能够大幅度降低石墨烯接地棒在下潜时的受损量；而在石墨烯接地棒下移的过程中，石墨烯连接体始终保持与盲孔内壁接触，确保相邻的石墨烯接地棒连接始终有效。其中，设置在筒体外壁的两个螺纹段分布在弧形孔的两侧，且相邻两个弧形孔之间不存在螺纹，初始状态下，套环与螺纹段螺纹配合后保持自身固定，当在实现两个石墨烯接地棒的固定连接时，弧形孔的周向长度足够连杆移动至其最大位移处，旋转套环，使得套环与螺纹段脱离，此时套环层自由状态，即能绕筒体轴线做周向运动，即使在对位于上方的石墨烯接地棒施加作用力，套环与位于弧形孔上方的螺纹段之间并未实际接触，并且位于弧形孔下方的螺纹段能防止套环下移，即外界的作用力也无法对套环或是螺纹段造成任何损伤。

在每一个所述环形槽内滑动设置有多个呈弧形的橡胶板，当相邻的两个石墨烯接地棒完成对接时，多个橡胶板与多个滑块拼接构成一个完整的环形。进一步地，在环形槽内设置多个橡胶板，使得多个滑块之间实现柔性接触，同时，多个橡胶板与多个滑块拼接构成一个完整的环形能将环形槽完全填充，能够在一定程度上防止土层中的固相颗粒进入至筒体内部；并且由于套环处于自由选择状态，在随石墨烯接地棒下移过程中，套环会与土层发生摩擦而产生不定向的移动，在环形槽内设置弧形的橡胶板，使得在套环转动时，多个滑块与多个橡胶板同步转动，能够降低在石墨烯接地棒受到竖直向下的作用力的同时滑块移动至环形槽与导向槽的连接处，以防止已经下潜至一定深度的石墨烯接地棒上的滑块从环形槽中移出，确保相邻两个石墨烯接地棒之间的连接稳定性。

所述限位板呈与筒体内部匹配的圆形，且在限位板的两侧壁上分别设有多个与导向槽对中的限位柱。进一步地，当拉伸弹簧受力压缩时，限位柱能够移动至导向槽内，且限位柱与导向槽相匹配，在石墨烯接地棒受到冲击时，多个限位柱与导向槽的配合能够避免石墨烯接地棒产生周向的转动。

初始状态下，所述限位柱端部与所述石墨烯接地棒的端面齐平，当石墨烯接地棒受力向土层中推进时，限位柱局部进入至导向槽内。进一步地，限位柱端部与所述石墨烯接地棒的端面齐平，限位板固定在筒体内部，能够省略在安装时限位柱与导向槽之间的对中过程，缩短相邻两个石墨烯接地棒之间的连接安装时间。

初始状态下，所述限位柱端部置于导向槽内，当石墨烯接地棒受力向土层中推进时，限位柱端部与橡胶板侧壁接触。进一步地，初始状态下，限位柱端部置于导向槽内，限位柱能够对石墨烯接地棒预先进行周向位移限定，能够确保在石墨烯接地棒受力时，继而限定拉伸弹簧的形变方向只能沿筒体的轴向进行，进而降低石墨烯接地棒在布施时拉伸弹簧的损耗量。

在所述限位柱的端部上设有橡胶凸起。作为优选，当在初始状态下，限位柱端部置于导向槽内时，拉伸弹簧受力压缩时，限位柱会与橡胶板或是滑块侧壁接触，设置的橡胶凸起能够起到二次缓冲作用，确保限位柱与橡胶板或是滑块之间形成柔性接触。

所述滑块沿筒体轴线方向上的长度为L，所述环形槽的轴向长度为S，且满足S≤3L≤2S。作为优选，在石墨烯接地棒下移过程中滑块会与环形槽之间产生一定的相对位移，将滑块沿筒体轴线方向上的长度设置为L，所述环形槽的轴向长度设置为S，且满足S≤3L≤2S，能够确保滑块与环形槽的两个侧壁之间不会硬性接触，降低连杆折断的几率，同时保证滑块的移动与拉伸弹簧的形变匹配且同步。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种石墨烯复合接地体，在施工前仅需通过筒体连接即能实现相邻两个石墨烯接地棒之间的对中，通过旋转套环，即能实现两个石墨烯接地棒之间的稳定连接，操作方便简单，摒弃了传统连接方式中的焊接、螺纹连接等工序，同时还能保证已下潜至土层深处的多个石墨烯接地棒之间的连接稳定性。

2、本发明一种石墨烯复合接地体，套环与螺纹段螺纹配合后保持自身固定，当在实现两个石墨烯接地棒的固定连接时，弧形孔的周向长度足够连杆移动至其最大位移处，旋转套环，使得套环与螺纹段脱离，此时套环层自由状态，即能绕筒体轴线做周向运动，即使在对位于上方的石墨烯接地棒施加作用力，套环与位于弧形孔上方的螺纹段之间并未实际接触，并且位于弧形孔下方的螺纹段能防止套环下移，即外界的作用力也无法对套环或是螺纹段造成任何损伤。

3、本发明一种石墨烯复合接地体，将滑块沿筒体轴线方向上的长度设置为L，所述环形槽的轴向长度设置为S，且满足S≤3L≤2S，能够确保滑块与环形槽的两个侧壁之间不会硬性接触，降低连杆折断的几率，同时保证滑块的移动与拉伸弹簧的形变匹配且同步。

4、本发明一种石墨烯复合接地体，在初始状态下，限位柱端部置于导向槽内时，拉伸弹簧受力压缩时，限位柱会与橡胶板或是滑块侧壁接触，设置的橡胶凸起能够起到二次缓冲作用，确保限位柱与橡胶板或是滑块之间形成柔性接触。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为筒体的结构示意图；

图3为本发明的剖视图；

图4为限位板的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-石墨烯接地棒、2-筒体、3-弧形孔、4-连杆、5-套环、6-限位柱、7-限位板、8-拉伸弹簧、9-橡胶凸起、10-导向槽、11-滑块、12-环形槽、13-橡胶板、14-螺纹段、15-盲孔、16-石墨烯连接体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～4所示，本实施例包括至少两个同轴设置的石墨烯接地棒1，在相邻的两个石墨烯接地棒1端部之间设有筒体2，沿石墨烯接地棒1的轴向在其外圆周壁上开有多个导向槽10，沿石墨烯接地棒1的周向在其外圆周壁上开有与多个导向槽10连通的环形槽12，在筒体2的中部设有限位板7，且在限位板7的两个侧壁上分别固定有拉伸弹簧8，在限位板7中部固定有石墨烯连接体16，在每一个石墨烯接地棒1的端面上均开有盲孔15，石墨烯连接体16的两个端部分别置于两个盲孔15内，两个石墨烯接地棒1相对的端部分别贯穿筒体2的两个开放端后与拉伸弹簧8接触，沿所述筒体2的周向在其两端外圆周壁上分别开有多个弧形孔3，在筒体2的外圆周壁上设有两个螺纹段14，每一个螺纹段14分布在弧形孔3的两侧，在筒体2上设有与螺纹段14螺纹配合的套环5，在套环5的内圆周壁上设有多个连杆4，连杆4活动贯穿弧形孔3后向筒体2内不延伸，且在连杆4的延伸段上设有呈弧形的滑块11，滑块11能在所述导向槽10内自由滑动，所述滑块11沿筒体2轴线方向上的长度小于所述环形槽12的轴向长度。

具体操作时，首先需要对两个石墨烯接地棒1进行对中，将滑块11移动至石墨烯接地棒1外壁的导向槽10内，推动石墨烯接地棒1本体，直至滑块11进入至环形槽12内，此时拉伸弹簧8被压缩，而石墨烯连接体16端面与盲孔15底面之间的间距缩小，旋转套环5，使得滑块11远离导向槽10且同时被环形槽12所限定，即完成相邻两个石墨烯接地棒1之间的连接固定；当外界驱动设备对石墨烯接地棒1进行推动下移时，位于上方的石墨烯接地棒1受到竖直向下的作用力，石墨烯连接体16端面与盲孔15底面之间的间距进一步缩小，而拉伸弹簧8在持续变形的同时其回复弹性形变所产生的反向作用力会将石墨烯接地棒1所受到的作用应力抵消，进而确保相邻两个石墨烯接地棒1之间的连接稳定性。需要进一步地指出的是，环形槽12的轴向长度大于滑块11的轴向长度，使得位于上方的石墨烯接地棒1在受力时，滑块11与环形槽12之间具备一定幅度的相对位移，即滑块11与环形槽12之间不会产生直接的硬性碰撞，能够大幅度降低石墨烯接地棒1在下潜时的受损量；而在石墨烯接地棒1下移的过程中，石墨烯连接体16始终保持与盲孔15内壁接触，确保相邻的石墨烯接地棒1连接始终有效。其中，设置在筒体2外壁的两个螺纹段14分布在弧形孔3的两侧，且相邻两个弧形孔3之间不存在螺纹，初始状态下，套环5与螺纹段14螺纹配合后保持自身固定，当在实现两个石墨烯接地棒1的固定连接时，弧形孔3的周向长度足够连杆4移动至其最大位移处，旋转套环5，使得套环5与螺纹段14脱离，此时套环5层自由状态，即能绕筒体2轴线做周向运动，即使在对位于上方的石墨烯接地棒1施加作用力，套环5与位于弧形孔3上方的螺纹段14之间并未实际接触，并且位于弧形孔3下方的螺纹段14能防止套环5下移，即外界的作用力也无法对套环5或是螺纹段14造成任何损伤。

本实施例中，在每一个所述环形槽12内滑动设置有多个呈弧形的橡胶板13，当相邻的两个石墨烯接地棒1完成对接时，多个橡胶板13与多个滑块11拼接构成一个完整的环形。在环形槽12内设置多个橡胶板13，使得多个滑块11之间实现柔性接触，同时，多个橡胶板13与多个滑块11拼接构成一个完整的环形能将环形槽12完全填充，能够在一定程度上防止土层中的固相颗粒进入至筒体2内部；并且由于套环5处于自由选择状态，在随石墨烯接地棒1下移过程中，套环5会与土层发生摩擦而产生不定向的移动，在环形槽12内设置弧形的橡胶板13，使得在套环5转动时，多个滑块11与多个橡胶板13同步转动，能够降低在石墨烯接地棒1受到竖直向下的作用力的同时滑块11移动至环形槽12与导向槽10的连接处，以防止已经下潜至一定深度的石墨烯接地棒1上的滑块11从环形槽12中移出，确保相邻两个石墨烯接地棒1之间的连接稳定性。

实施例2

如图1～4所示，本实施例在实施例1的基础之上，所述限位板7呈与筒体2内部匹配的圆形，且在限位板7的两侧壁上分别设有多个与导向槽10对中的限位柱6。当拉伸弹簧8受力压缩时，限位柱6能够移动至导向槽10内，且限位柱6与导向槽10相匹配，在石墨烯接地棒1受到冲击时，多个限位柱6与导向槽10的配合能够避免石墨烯接地棒1产生周向的转动。

初始状态下，所述限位柱6端部与所述石墨烯接地棒1的端面齐平，当石墨烯接地棒1受力向土层中推进时，限位柱6局部进入至导向槽10内。限位柱6端部与所述石墨烯接地棒1的端面齐平，限位板7固定在筒体2内部，能够省略在安装时限位柱6与导向槽10之间的对中过程，缩短相邻两个石墨烯接地棒1之间的连接安装时间。

初始状态下，所述限位柱6端部置于导向槽10内，当石墨烯接地棒1受力向土层中推进时，限位柱6端部与橡胶板13侧壁接触。初始状态下，限位柱6端部置于导向槽10内，限位柱6能够对石墨烯接地棒1预先进行周向位移限定，能够确保在石墨烯接地棒1受力时，继而限定拉伸弹簧8的形变方向只能沿筒体2的轴向进行，进而降低石墨烯接地棒1在布施时拉伸弹簧8的损耗量。

作为优选，当在初始状态下，限位柱6端部置于导向槽10内时，拉伸弹簧8受力压缩时，限位柱6会与橡胶板13或是滑块11侧壁接触，设置的橡胶凸起9能够起到二次缓冲作用，确保限位柱6与橡胶板13或是滑块11之间形成柔性接触。

实施例3

如图1～4所示，本实施例在实施例1的基础之上，所述滑块11沿筒体2轴线方向上的长度为L，所述环形槽12的轴向长度为S，且满足S≤3L≤2S。在石墨烯接地棒1下移过程中滑块11会与环形槽12之间产生一定的相对位移，将滑块11沿筒体2轴线方向上的长度设置为L，所述环形槽12的轴向长度设置为S，且满足S≤3L≤2S，能够确保滑块11与环形槽12的两个侧壁之间不会硬性接触，降低连杆4折断的几率，同时保证滑块11的移动与拉伸弹簧8的形变匹配且同步。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种石墨烯复合接地体，其特征在于：包括至少两个同轴设置的石墨烯接地棒(1)，在相邻的两个石墨烯接地棒(1)端部之间设有筒体(2)，沿石墨烯接地棒(1)的轴向在其外圆周壁上开有多个导向槽(10)，沿石墨烯接地棒(1)的周向在其外圆周壁上开有与多个导向槽(10)连通的环形槽(12)，在筒体(2)的中部设有限位板(7)，且在限位板(7)的两个侧壁上分别固定有拉伸弹簧(8)，在限位板(7)中部固定有石墨烯连接体(16)，在每一个石墨烯接地棒(1)的端面上均开有盲孔(15)，石墨烯连接体(16)的两个端部分别置于两个盲孔(15)内，两个石墨烯接地棒(1)相对的端部分别贯穿筒体(2)的两个开放端后与拉伸弹簧(8)接触，沿所述筒体(2)的周向在其两端外圆周壁上分别开有多个弧形孔(3)，在筒体(2)的外圆周壁上设有两个螺纹段(14)，每一个螺纹段(14)分布在弧形孔(3)的两侧，在筒体(2)上设有与螺纹段(14)螺纹配合的套环(5)，在套环(5)的内圆周壁上设有多个连杆(4)，连杆(4)活动贯穿弧形孔(3)后向筒体(2)内不延伸，且在连杆(4)的延伸段上设有呈弧形的滑块(11)，滑块(11)能在所述导向槽(10)内自由滑动，所述滑块(11)沿筒体(2)轴线方向上的长度小于所述环形槽(12)的轴向长度。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：在每一个所述环形槽(12)内滑动设置有多个呈弧形的橡胶板(13)，当相邻的两个石墨烯接地棒(1)完成对接时，多个橡胶板(13)与多个滑块(11)拼接构成一个完整的环形。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：所述限位板(7)呈与筒体(2)内部匹配的圆形，且在限位板(7)的两侧壁上分别设有多个与导向槽(10)对中的限位柱(6)。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：初始状态下，所述限位柱(6)端部与所述石墨烯接地棒(1)的端面齐平，当石墨烯接地棒(1)受力向土层中推进时，限位柱(6)局部进入至导向槽(10)内。

5.根据权利要求3所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：初始状态下，所述限位柱(6)端部置于导向槽(10)内，当石墨烯接地棒(1)受力向土层中推进时，限位柱(6)端部与橡胶板(13)侧壁接触。

6.根据权利要求3所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：在所述限位柱(6)的端部上设有橡胶凸起(9)。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种石墨烯复合接地体，其特征在于：所述滑块(11)沿筒体(2)轴线方向上的长度为L，所述环形槽(12)的轴向长度为S，且满足S≤3L≤2S。

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