一種防腐蝕高碳柔性接地體及制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種防腐蝕高碳柔性接地體及制備方法，該柔性接地體，從內向外依次為由中間內芯、外部柔性編織層和防腐層，其中：中間內芯為單根鎳絲，鎳絲直徑為1～3mmm；外部柔性編織層為多股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得；高碳柔性線由高碳柔性帶捻合獲得，高碳柔性帶包括兩層高碳紙層和鋪設于兩層高碳紙層層間的骨架細鎳絲；防腐層包覆在外部柔性編織層的外表面，厚度為1～1.5mm。本發明材料性能穩定，自身電阻率低，不但解決了外部柔性無法定型的難題，還增強了接地裝置的導電性能，降低安裝和施工成本。
【專利說明】
一種防腐蝕高碳柔性接地體及制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種防腐蝕高碳柔性接地體及制備方法。
【背景技術】
[0002]電力接地系統是保證電力設備安全可靠運行、保障電力運行人員人身安全的重要電力設施。現行電力系統接地網多采用碳鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼、銅、銅包鋼等金屬接地材料，形狀多為圓柱型金屬棒或者扁平狀金屬帶。
[0003]當電力系統發生雷擊故障時，雷電流幅值多集中在10?200kA，根據實際采集到的雷電流波形可知，大部分的雷電流幅值都超過20kA。當電力系統發生短路故障時，由于電流幅值高達數千安且持續時間可達毫秒級，短時能量極大。電力系統接地網作為排散雷電流或者短路故障電流的主要路徑，當發生雷擊或者短路故障時，幅值較大或者持續時間較長的雷電流通過接地體散流到土壤中。現行接地體多為實心金屬接地材料，接地體由于趨膚效應使得只有部分接地體參與散流。接地是保障電力系統、電氣設備的安全運行，同時確保電氣運行人員及其他人員的人身安全。接地功能是通過接地裝置或接地系統來實現的。現在我們處處享受著電給我們帶來的方便，甚至可以說人類離開了電無法生存。在要求電力、電子、通訊設備安全而穩定的同時，隨著科技的發展，大量精密儀器的應用對接地技術也提出了更高的要求。
[0004]腐蝕問題是埋地鋼接地網運行中的一大困擾;接地網的腐蝕:最嚴重的腐蝕部位，通常在接地引下線部分的地面下30?80cm處，其原因是該部位土壤內水分和氧氣自由通暢，再加上引下線受到更強的泄漏電流的影響。
[0005]土壤的物理化學性質對埋地鋼接地網腐蝕的影響，輸電線路和桿塔之間的感應所產生的泄漏電流，經引下線流經接地網，這是造成地網金屬腐蝕的另一重要因素。由于接地引下線比地網分支導體更靠近地表和承載更大的故障電流、雷電流或泄漏電流密度，因此通常遭受的腐蝕也更嚴重。
[0006]我國《電力設備接地設計技術規程》規定:敷設在腐蝕較強場所的接地裝置，應根據腐蝕性質采取熱鍍錫、熱鍍鋅等防腐措施。在此情況下，由于熱鍍錫成本很高，所以我國基本上是采用熱鍍鋅，但對其耐蝕效果，下列論述值得關注:(I)、印度的實踐經驗表明，隨著鍍層保護效果的降低，鋼的腐蝕加速。因此，不推薦鍍鋅作為鋼接地體的基本防腐措施。
(2)、鋅鍍層在初期可保護基體金屬，但是當鍍層的完整性受到破壞時，則基體金屬(鋼)就會以正常甚至超過正常的速度發生腐蝕。鍍鋅鋼雖然是最常用的鍍層形式，但是鍍層作為唯一的防腐措施不是很有效的。(3)、已知鍍鋅對鋼只能提供有限的保護作用。能夠提供長期保護作用的常用措施，是陰極保護一一外加電流、犧牲陽極或者二者聯合的保護方式。在選擇陰極保護方式時，通常不考慮外加電流法，因為在發生接地故障時，可能存在高電位梯度。因此，選用犧牲陽極用于鋼接地網的腐蝕防護。(4)、鍍鋅層對鋼的保護作用通常歸結為兩種效應，即與腐蝕介質的隔離保護作用和鋅對鋼的電化學(陰極)保護作用。前者取決于鋅對腐蝕介質的耐蝕性，而且與鍍層厚度和質量有關;而后者則取決于鍍鋅層一旦受損，鋅的保護范圍和鋅自身的電化學腐蝕。
[0007]我國生產降阻接地劑已近二十年的歷史了，它在解決高土壤電阻率低接地電阻工程中起到了重要作用。但傳統的降阻劑在防腐及環境保護方面還略顯不足，一直困擾著業主和工程技術人員。雖然說熱鍍錫、熱鍍鋅防腐措施在一定程度上解決了腐蝕問題，但導電性能下降，且柔軟不成型。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本發明提供一種防腐蝕高碳柔性接地體及制備方法。
[0009]本發明的技術方案如下:
[0010]—種防腐蝕高碳柔性接地體，從內向外依次為由中間內芯、外部柔性編織層和防腐層，其中:
[0011 ] 中間內芯為單根鎳絲，鎳絲直徑為1?3_?;
[0012]外部柔性編織層為多股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得；
[0013]高碳柔性線由高碳柔性帶捻合獲得，高碳柔性帶包括兩層高碳紙層和鋪設于兩層高碳紙層層間的骨架細鎳絲；
[0014]防腐層包覆在外部柔性編織層的外表面，厚度為I?1.5mm。
[0015]本發明優選的，所述的高碳柔性線每米重5?6g。
[0016]本發明優選的，所述的高碳柔性線中高碳紙占高碳柔性線重量的85?95%，細鎳絲占高碳柔性線重量的5?15%。
[0017]進一步優選的，所述的尚碳柔性線中尚碳紙占尚碳柔性線重量的90%，細銀絲占高碳柔性線重量的10 %。
[0018]本發明優選的，高碳紙碳含量大于等于99%。
[0019]本發明優選的，外部柔性編織層由至少100股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得。進一步優選的，外部柔性編織層由100?400股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得。
[0020]本發明優選的，所述的防腐層為環氧樹脂防腐層。
[0021 ]本發明的防腐蝕高碳柔性接地體可以制成不同規格的接地體，如直徑16mm，20mm、24mm等，可以根據本領域的需求進行變化。
[0022]本發明優選的，所述的高碳柔性線是按如下方法制得，具體步驟如下:
[0023](I)將含碳量大于等于99%的石墨礦粉加熱至溫度800°C-1100°C，加熱5?20min使石墨礦粉高壓瞬間膨化；
[0024](2)將步驟(I)加熱膨化后石墨礦粉通過碾壓機成型，將膨脹石墨壓延成型制得高碳紙；
[0025](3)用兩層高碳紙將由細鎳絲排成的線列上、下兩層包裹;將兩層包裹好的線列輥壓結合在一起；
[0026](4)按鎳絲排列反向將線列分割成高碳柔性帶，將每條高碳柔性帶擰成一股線束，即得高碳柔性線。
[0027]本發明優選的，所述高碳紙的克重為10?40g。
[0028]本發明的的高碳柔性線在材料上進行了改進，改變了碳的含量，增加了其導電的性能，提高了接地電阻率。在中間加入鎳絲，改變了以前柔軟不成型的缺陷。
[0029]本發明還提供一種防腐蝕高碳柔性接地體材料的應用。
[0030]上述高碳柔性接地體的應用，用于接地保護的接地體，用于電力系統的接地，保障電力系統、電氣設備的安全運行。
[0031 ]本發明優選的，上述高碳柔性接地體的應用方法，具體如下:
[0032]按設計要求進行安裝施工，連接方式為搭接連接，適用口型安裝，兩接頭閉口，用高碳柔性線扎緊即可，連接時，搭接長度為高碳柔性接地體直徑的10?15倍，形成導電通路，降低接觸電阻。用量可參照Φ12_的鍍鋅圓鋼的使用量計算。
[0033]本發明的高碳柔性接地體使用時接地體溝要平，用細濕土埋，分層夯實，穿越路基時要用鋼管套護，在特殊地段使用時，其連接體需要加固防護套。
[0034]本發明具有以下優點和有益效果:
[0035]1、本發明的高碳柔性接地體是由非金屬導電材料制成，中間內芯為單根鎳絲，中間內芯外包纏硬化耐腐蝕材料外部柔性編織層，材料性能穩定，自身電阻率低，不但解決了外部柔性無法定型的難題，還增強了接地裝置的導電性能，降低安裝和施工成本。外表面涂加樹脂合成材料，增強了其耐腐蝕性和美觀性。耐高、低溫，耐酸、堿腐蝕;無毒、無污染、安全環保;在土壤中不降解，使用壽命長達30年;適應各種環境，產品輕便，施工簡單，能滿足客戶不同需要。
[0036]2、本發明的高碳柔性接地體不含腐蝕性離子，主要依靠電子導電原理，彼此電子鏈相互接觸緊密，導電性優越。電子導電不同于離子導電，不依靠水分溶解離子就行，因此，具有抗腐蝕，不生銹，導電性能優良，電阻穩定，耐高低溫、抗凍，韌性大，可彎曲，不易折斷損壞，可以更好的適用于干旱少雨的山區。
[0037]3、本發明的高碳柔性接地體相對于傳統接地體，本接地裝置與土壤的接觸性能有車父多的提尚。
[0038]4、本發明的高碳柔性接地體呈電纜狀，采用中間內芯外包纏硬化耐腐蝕材料外部柔性編織層制造，與桿塔連接的連接端頭采用不銹耐酸鋼，屬非金屬導電體，耐腐蝕、不生銹、接地電阻穩定、大電流沖擊不反擊、不損壞、電阻不變，耐高、低溫，使用壽命長30年，免維護、安全可靠。使用不受環境、氣候條件限制，安裝便捷，無需電氣焊，省工省時，節省材料、經費，節能、環保、防盜，尤其適合酸性土壤、堿性土壤、沼澤、濕熱地帶和海灘使用。
[0039]本發明的高碳柔性接地體的技術指標
[0040]1、固態電阻率:0.06Ω.m
[0041]2、沖擊電流耐受:(200KA) AR% <0
[0042]3、工頻電流耐受:AR% <0
[0043]4、高溫性能:300°C
[0044]5、低溫性能:-60 °C
[0045]6、抗壓強度:2 1200Mpa
[0046]7、抗拉強度:2 1200Mpa
[0047]8、KH_559防腐蝕高碳柔性接地線層表面摩斯硬度:1-2
[0048]9、埋地表面年平均腐蝕率:O
【具體實施方式】
[0049]下面結合實施例對本發明的技術方案做進一步說明，但本發明的范圍并不局限于此。
[0050]實施例中使用的原料均為普通市售。
[0051 ] 實施例1
[0052]一種防腐蝕高碳柔性接地體，從內向外依次為由中間內芯、外部柔性編織層和防腐層，其中:
[0053]中間內芯為單根鎳絲，鎳絲直徑為2mmm;
[0054]外部柔性編織層由200股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得。
[0055]高碳柔性線由高碳柔性帶捻合獲得，高碳柔性帶包括兩層高碳紙層和鋪設于兩層高碳紙層層間的骨架細鎳絲;高碳柔性線每米重5g，高碳柔性線中高碳紙占高碳柔性線重量的90%，細鎳絲占高碳柔性線重量的10%。
[0056]防腐層為環氧樹脂防腐層，包覆在外部柔性編織層的外表面，厚度為1.5mm。
[0057]高碳柔性線是按如下方法制得，具體步驟如下:
[0058](I)將含碳量大于等于99%的石墨礦粉加熱至溫度900°C，加熱5min使石墨礦粉高壓瞬間膨化；
[0059](2)將步驟(I)加熱膨化后石墨礦粉通過碾壓機成型，將膨脹石墨壓延成型制得高碳紙，高碳紙的克重為I Og
[0060](3)用兩層高碳紙將由細鎳絲排成的線列上、下兩層包裹;將兩層包裹好的線列輥壓結合在一起；
[0061](4)按鎳絲排列反向將線列分割成高碳柔性帶，將每條高碳柔性帶擰成一股線束，即得高碳柔性線。
[0062]上述高碳柔性接地體的應用，用于接地保護的接地體，用于電力系統的接地，保障電力系統、電氣設備的安全運行。
[0063]具體應用方法:
[0064]按設計要求進行安裝施工，連接方式為搭接連接，適用口型安裝，兩接頭閉口，用高碳柔性線扎緊即可，連接時，搭接長度為高碳柔性接地體直徑的10倍，形成導電通路，降低接觸電阻。用量可參照Φ 12mm的鍍鋅圓鋼的使用量計算。高碳柔性接地體使用時接地體溝要平，用細濕土埋，分層夯實，穿越路基時要用鋼管套護，在特殊地段使用時，其連接體需要加固防護套。
[0065]實施例2
[0066]—種防腐蝕高碳柔性接地體，從內向外依次為由中間內芯、外部柔性編織層和防腐層，其中:
[0067 ] 中間內芯為單根鎳絲，鎳絲直徑為2.5mmm ；
[0068]外部柔性編織層由280股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得。
[0069]高碳柔性線由高碳柔性帶捻合獲得，高碳柔性帶包括兩層高碳紙層和鋪設于兩層高碳紙層層間的骨架細鎳絲;高碳柔性線每米重5.5g，高碳柔性線中高碳紙占高碳柔性線重量的85%，細鎳絲占高碳柔性線重量的15%。
[0070]防腐層為環氧樹脂防腐層，包覆在外部柔性編織層的外表面，厚度為1.2mm。
[0071 ]高碳柔性線是按如下方法制得，具體步驟如下:
[0072](I)將含碳量大于等于99%的石墨礦粉加熱至溫度980°C，加熱1min使石墨礦粉高壓瞬間膨化；
[0073](2)將步驟(I)加熱膨化后石墨礦粉通過碾壓機成型，將膨脹石墨壓延成型制得高碳紙，高碳紙的克重為18g
[0074](3)用兩層高碳紙將由細鎳絲排成的線列上、下兩層包裹;將兩層包裹好的線列輥壓結合在一起；
[0075](4)按鎳絲排列反向將線列分割成高碳柔性帶，將每條高碳柔性帶擰成一股線束，即得高碳柔性線。
[0076]上述高碳柔性接地體的應用，用于接地保護的接地體，用于電力系統的接地，保障電力系統、電氣設備的安全運行。
[0077]具體應用方法:
[0078]按設計要求進行安裝施工，連接方式為搭接連接，適用口型安裝，兩接頭閉口，用高碳柔性線扎緊即可，連接時，搭接長度為高碳柔性接地體直徑的12倍，形成導電通路，降低接觸電阻。用量可參照Φ 12mm的鍍鋅圓鋼的使用量計算。高碳柔性接地體使用時接地體溝要平，用細濕土埋，分層夯實，穿越路基時要用鋼管套護，在特殊地段使用時，其連接體需要加固防護套。
【主權項】
1.一種防腐蝕高碳柔性接地體，從內向外依次為由中間內芯、外部柔性編織層和防腐層，其中: 中間內芯為單根鎳絲，鎳絲直徑為I?3_?; 外部柔性編織層為多股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得； 高碳柔性線由高碳柔性帶捻合獲得，高碳柔性帶包括兩層高碳紙層和鋪設于兩層高碳紙層層間的骨架細鎳絲； 防腐層包覆在外部柔性編織層的外表面，厚度為I?1.5_。2.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述的高碳柔性線每米重5?6g。3.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述的高碳柔性線中高碳紙占高碳柔性線重量的85?95%，細鎳絲占高碳柔性線重量的5?15%。4.根據權利要求3所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述的高碳柔性線中高碳紙占高碳柔性線重量的90%，細鎳絲占高碳柔性線重量的10%。5.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，高碳紙碳含量大于等于99%。6.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，外部柔性編織層由至少100股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得;優選的，外部柔性編織層由100?400股高碳柔性線繞中間內芯外側編織獲得。7.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述的防腐層為環氧樹脂防腐層。8.根據權利要求1所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述的高碳柔性線是按如下方法制得，具體步驟如下: (1)將含碳量大于等于99%的石墨礦粉加熱至溫度800°C-1100°C，加熱5?20min使石墨礦粉尚壓瞬間膨化； (2)將步驟(I)加熱膨化后石墨礦粉通過碾壓機成型，將膨脹石墨壓延成型制得高碳紙； (3)用兩層高碳紙將由細鎳絲排成的線列上、下兩層包裹;將兩層包裹好的線列輥壓結合在一起； (4)按鎳絲排列反向將線列分割成高碳柔性帶，將每條高碳柔性帶擰成一股線束，即得高碳柔性線。9.根據權利要求8所述的防腐蝕高碳柔性接地體，其特征在于，所述高碳紙的克重為10?40go10.權利要求1所述的高碳柔性接地體的應用，用于接地保護的接地體，用于電力系統的接地，保障電力系統、電氣設備的安全運行;具體如下: 按設計要求進行安裝施工，連接方式為搭接連接，適用口型安裝，兩接頭閉口，用高碳柔性線扎緊即可，連接時，搭接長度為高碳柔性接地體直徑的10?15倍，形成導電通路，降低接觸電阻。
【文檔編號】H01R43/00GK105826705SQ201610333899
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】丁亮, 丁長顯
【申請人】山東華安鐵塔有限公司