CN204481141U - 一种电力系统接地极 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电力系统接地极：包括乙丙橡胶基复合有机导电材料管体，所述的管体内充无机盐类化合物离子填料、两端以有机导电材料制成的端塞封堵以及壁上均布小孔，管体还设有伸入管体内或与管体电连接的引出线，管体外围有与土壤间隔的回填料。采用本电力系统接地极，同时具备低电阻率、耐腐蚀、抗老化的特性，且成本低廉，还能增加在各种土壤中的适用范围。

Description

一种电力系统接地极

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统接地极，尤其是涉及一种有机导电材料电力系统离子接地极。

背景技术

接地是指电力系统的某点或被保护电气设备与大地之间的导电连接，用于稳定电位，为静电电荷、故障电流、雷电流或其他暂态电流等提供泄放通道。电力系统中发电站、变电站中的接地系统由接地装置、电气设备及电缆接地、架空地线、二次系统接地共同构成的系统。特别是对于电力系统中的发电站及变电站而言，接地系统及其接地装置对于保障电力系统稳定运行，保护电力设备安全、运行检修人员的人身安全起到至关重要的作用。

接地电阻是衡量接地装置性能的重要指标，当接地电阻不能满足标准规定的要求时，需要采取降阻措施。多年来接地降阻工程中存在着两个突出的问题：第一，已有的接地降阻技术无法解决工程中的一些降阻难题，开发使用具有较好降阻作用的新型接地体成为解决问题的新思路；第二，为确保接地网的长期使用寿命，减少接地网的维护工作，需要开发使用耐腐蚀的接地材料，由此，离子接地极应运而生。

现有技术的离子接地极外表多为铜，内部填充材料含有无机盐类化合物，无机盐类化合物通过铜管顶端的小孔，吸收空气中的水分，通过潮解作用，无机盐类化合物溶解、电离成为可以导电的离子释放到土壤中，并利用离子的渗透作用，降低附近区域的土壤电阻率。图1为现有技术的离子接地棒示意图，接地极外部还有配套的回填料，主要目的是辅助降阻、降低接触电阻、 腐蚀防护。由于离子接地极可以通过离子渗透到土壤来降低附近区域的土壤电阻率，因此能够降低其接地电阻。同时，由于离子接地极使用铜作管材，因此耐腐蚀性比较强。

然而，由于铜材短缺且价格昂贵，导致离子接地极价格很高，降阻工程成本大幅上升，很难大量使用。而使用便宜些的金属材料，比如钢铁，由于离子的腐蚀作用，相应离子接地极将很快被腐蚀消失，从而失去降阻的作用。若使用腐蚀性能好的高标号不锈钢则其成本与铜接近。同时，使用金属材料作为接地极时，由于常用金属材料不能在所有性质的土壤中保持较高的耐腐蚀性，即便是铜材，其在碱性土壤中的耐腐蚀性也是较差的，因此金属材料离子接地极在不同土壤中的适用性受到很大限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种电力系统接地极，其同时具备低电阻率、耐腐蚀、抗老化的特性，且成本低廉，还能增加在各种土壤中的适用范围。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电力系统接地极，其特征是：包括乙丙橡胶基复合有机导电材料管体1，所述的管体内充无机盐类化合物离子填料2、两端以有机导电材料制成的端塞3封堵以及壁上均布小孔4，管体还设有伸入管体内或与管体电连接的引出线5，管体外围有与土壤间隔的回填料。

所述的管体外径50至55毫米、壁厚5毫米，管体壁上均布小孔为：沿管体轴向间隔0.5至0.6米、管体圆周上均布3个直径4.5毫米的孔，管体两端的小孔距离端塞50毫米，所述的引出线为0.5米长、截面积为100平方毫米的铜绞线，铜绞线伸入管体内或与管体电连接。

所述的管体长度为1.5米、3米或按客户定制，端塞的长度为35毫米。

上述电力系统接地极的制作使用方法，包括以下步骤：

S1，制备有机导电材料：选用耐腐蚀、耐水热、耐老化的乙丙橡胶作为基体，向其中添加体积比为15％～45％(较佳为20％)的导电石墨提高有机物的导电性，完成掺杂后在200℃～250℃(较佳为200℃)进行混炼30～60(较佳为30分钟)，得到备用的外层导电有机物材料；

S2，制作有机导电材料管体：将导电有机物在200℃高温干燥环境下，制成外径50mm～55mm，壁厚5mm的管状，在室温下冷却，即获得有机导电材料管体；

S3，制作有机导电材料离子接地极：使用有机导电材料管体，填入传统铜质离子接地极的内填料，有机导电材料管体两端用使用同样有机导电材料制成的塞子塞上，并在沿管间隔0.5～0.6m等距布置环绕小孔，孔径4.5mm，每圈3个孔；然后将铜缆与有机导电材料管体紧密连接作为引线；

S4，用密封胶带将管上环绕布置的小孔封上(安装时再打开，否则内填料潮解)即制成备用的有机导电材料离子接地极；

S5，安装时管体外与土壤之间填充与传统铜质离子接地极相同的外填料。

本实用新型的目的是开发一种替代铜材作为离子接地极外壳的有机导电材料，并用其制作离子接地极，利用导电掺杂使高性能有机物同时具备低电阻率、耐腐蚀、抗老化的特性，不仅使用其制造的新型离子接地极整体接地电阻水平满足接地装置的要求，而且整体的耐腐蚀性有极大的提高；选用高物理性能的乙丙橡胶作为有机物基体，不仅具有良好的耐腐蚀、耐水热、耐老化性能，而且其较高的弹性和延展性使得复合材料便于加工；同时，该材料与铜相比重量轻、价格低，具备广阔的应用前景，为电力系统中各接地系 统及接地装置提供高性能、低成本的降阻措施选择。

本实用新型具有以下优点：

1、采用乙丙橡胶作为离子接地极管体，掺杂导电石墨，确保了其优良的导电性，也使得外层导电有机物具有乙丙橡胶的优异物理特性(如耐腐蚀、耐水热、耐老化等)，从而提高了复合接地材料对恶劣土壤环境的耐受能力，确保了复合接地材料的优异性能。

2、本实用新型具有耐腐性强，不易受到水分、PH值等影响，使用寿命得到极大的延长，且适用于不同类型的土壤环境，具有广阔的应用前景。

3、本实用新型较传统铜质离子接地棒价格便宜，仅为其价格的三分之一

4、本实用新型与其他离子接地极相比，由于采用乙丙橡胶作为管体，使得有机物具备高弹性和高延展性，并且重量轻，易于包装、运输和安装。

附图说明

图1是现有技术的离子接地棒的原理；

图2是本实用新型的有机导电材料离子接地极示意图。

图中：1-管体，2-填料，3-端塞，4-小孔，5-引出线。

具体实施方式

图1为现有技术的离子接地极，图2所示为本实用新型的电力系统接地极实例，包括以乙丙橡胶为基体、掺杂体积比为15％～45％的导电石墨混炼得到的复合有机导电材料制成的管体1，管体内充无机盐类化合物离子填料2，管体两端塞有有机导电材料制成的端塞3，管体壁上均布小孔4，管体设有引出线5；管体外径50至55毫米、壁厚5毫米，管体壁均布小孔为：沿管轴向间隔0.5至0.6米、管体圆周上均布3个直径4.5毫米的孔，两端的小孔距 离端塞50毫米，引出线为0.5米长、截面积为100平方毫米的铜绞线，铜绞线伸入管体内或与管体电连接；管体长度为1.5米、3米或客户定制，端塞的长度为35毫米。使用时管外与土壤之间填充与传统铜质离子接地极相同的外填料。

以下介绍本实用新型提出的有机导电材料离子接地极的制备过程：

首先，制备有机导电材料。选用耐腐蚀、耐水热、耐老化的乙丙橡胶作为基体，向其中添加体积比为15％～45％的石墨提高有机物的导电性，完成掺杂后在200℃～250℃进行混炼30～60分钟，得到备用的外层导电有机物材料。在选择石墨的体积比时要根据对于外层有机物材料的电阻率的要求而定。对于接地体的电阻率要求远低于接地环境中的土壤电阻率(几Ω·m～百Ω·m，甚至更高)，一般而言，接地体的电阻率应控制在0.1Ω·m以下。由于乙丙橡胶的密度较低、填充性较高，高填充下有机物的物理特性与基体相比变化不大。

然后制作有机导电材料管体。将导电有机物在200℃高温干燥环境下，制成外径50mm～55mm，壁厚5mm的管状，在室温下冷却，即获得有机导电材料管体。

对本实用新型的一个实施实例中，选择石墨体积比20％，圆管直径5cm，厚度5mm，获得复合接地材料的电阻率小于0.1Ω·m，且实验验证具有良好的耐腐蚀、耐水热、耐老化等物理性能。

最后制作有机导电材料离子接地极。使用有机导电材料管体，填入传统铜质离子接地极的内填料，有机导电材料管体两端用使用同样有机导电材料制成的塞子塞上，并在沿管间隔0.5～0.6m等距布置环绕小孔，孔径4.5mm，每圈3个孔。然后将铜缆与有机导电材料管体紧密连接作为引线。最后用密封 胶带将管上环绕布置的小孔封上，安装时再打开，否则内填料潮解。即制成备用的有机导电材料离子接地棒；

使用时管外与土壤之间填充与传统铜质离子接地极相同的外填料。

Claims (3)

1.一种电力系统接地极，其特征是：包括乙丙橡胶基复合有机导电材料管体（1），所述的管体内充无机盐类化合物离子填料（2）、两端以有机导电材料制成的端塞（3）封堵以及壁上均布小孔（4），管体还设有伸入管体内或与管体电连接的引出线（5），管体外围有与土壤间隔的回填料。

2.根据权利要求1所述的电力系统接地极，其特征是：所述的管体外径50至55毫米、壁厚5毫米，管体壁上均布小孔为：沿管体轴向间隔0.5至0.6米、管体圆周上均布3个直径4.5毫米的孔，管体两端的小孔距离端塞50毫米，所述的引出线为0.5米长、截面积为100平方毫米的铜绞线。

3.根据权利要求1所述的电力系统接地极，其特征是：所述的管体长度为1.5米、3米或按客户定制，端塞的长度为35毫米。