[发明专利]新型石墨复合接地材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力系统接地技术领域，尤其涉及一种新型石墨复合接地材料及其制备方法。

背景技术

电力接地系统是保证电力设备安全可靠运行的重要设施。现行电力设备的接地体主要存在以下不足之处：（1）抗腐蚀能力差。一般金属接地体预计使用寿命20年，有的甚至3～5年即已严重锈蚀。（2）造价高。铜接地材料造价高国内应用率低，镀锌钢的有一定防腐效果，但价格也远高于普通钢材。（3）与土壤结合紧密度不高。金属接地体由于其本身的硬脆性特点，在敷设过程中与土壤结合不够紧密，接触电阻大且容易形成氧浓差电化学腐蚀。（4）不便运输及施工。金属接地材料重量重、体积大不便运输及施工。（5）金属材料易遭盗窃破坏。由于金属材料二次贩卖价值高，接地引线、接地盒、接地体等屡遭人为盗窃、破坏。

石墨材料导电性能优异，具有良好的可塑性和稳定性，同时又是很好的耐腐蚀材料，在我国储藏量丰富。石墨材料广泛应用于冶炼、电池等工业领域。在电力系统接地技术领域，长方体形和圆柱体形的石墨接地模块及石墨降阻剂已成为一种接地改造材料。公告号CN1042077C的中国专利《石墨防雷接地装置及其制作和施工方法》、公告号CN201478468U的中国专利《防腐接地模块》、公布号CN102496790A的中国专利《一种石墨接地模块》、公开号CN1110013A的中国专利《碳素复合材料防雷接地装置及其制造方法》、公告号CN1047881C的中国专利《低电阻接地模块材料的制作方法》、公告号CN2454912Y的中国专利《金属石墨接地体》、公告号CN1194930C的中国专利《接地导电混凝土》、公告号CN2845202Y的中国专利《物理性降阻剂接地模块》、公告号CN2733631Y的中国专利《整体连接式膨胀石墨非金属接地体》、公告号CN101030458B的中国专利《无腐蚀组合接地极及降阻材料及其生产方法》等专利记载了将方形或圆柱体的石墨与金属相连，埋入地下即可实现耐腐蚀的接地。

石墨作为降阻剂材料在电力系统接地中也有应用，公告号CN101752021B的中国专利《长效防腐物理性降阻剂》、公告号CN100498978C的中国专利《长效接地防腐降阻剂(改进型)》、公告号CN100490020C的中国专利《一种降阻剂》、公告号CN1249730C的中国专利《固体接地降阻剂及其制备方法》等记载了用于接地改造的石墨降阻剂。

石墨接地模块由于生产成本高、脆性易断裂、安装不便等问题，实际推广面临一些困难；石墨降阻剂由于其稳定性差、降阻效果有限、易造成金属接地体腐蚀、污染土壤等方面的缺点使得其应用仍受到一定限制。

发明内容

针对现有电力系统防雷接地体存在的问题，本发明提供了一种耐腐蚀、导电性良好、柔韧性好、成本低廉的新型石墨复合接地材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一、一种新型石墨复合接地材料，其外观为绳状或绞线状，包括复合石墨线内芯和复合石墨线内芯外侧包裹的复合石墨线编织层，其中：

复合石墨线内芯为多根第一复合石墨线构成的复合石墨线束或单根第一复合石墨线，第一复合石墨线由第一复合石墨带经捻制得到，所述的第一复合石墨带包括上、下蠕虫石墨层和位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维；

复合石墨线编织层由第二复合石墨线编织获得，第二复合石墨线由第二复合石墨带经捻制得到，所述的第二复合石墨带包括上、下蠕虫石墨层和位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维。

第一复合石墨带和第二复合石墨带的位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维主要起“骨架”支撑作用，所述的位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维为有机纤维、无机纤维和金属纤维中的一种或多种。第一复合石墨带和第二复合石墨带的位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维可以相同或不同。

为增强复合石墨线内芯的导电性，一种优选方案为：第一复合石墨带的位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维至少包括导电纤维，所述的导电纤维为金属纤维、合金纤维和导电碳纤维中的一种或多种，导电纤维占骨架纤维的比例视实际制作成本而定。若导电纤维为导电碳纤维，则第一复合石墨带中导电碳纤维优选数量不超过2根。

为增强复合石墨线编织层的力学性能，一种优选方案为：第二复合石墨带的位于上、下蠕虫石墨层之间的骨架纤维至少包括增韧纤维，所述的增韧纤维优选为凯夫拉纤维、碳纤维和镍纤维中的一种或多种，增韧纤维占骨架纤维的比例视实际制作成本而定。第二复合石墨带中增韧纤维优选数量为不超过骨架纤维数量的1/3。