[发明专利]一种复合接地极

说明书

技术领域

本发明涉及电气接地技术领域，尤其涉及一种复合接地极。

背景技术

接地系统是电力系统的一个重要组成部分，负责把电气设备与大地连接，从而提供稳定的参考地电位，为工作电流、故障电流、雷击电流提供释放通道，因此接地系统的稳定性对电力系统的安全运行具有重要意义。接地系统的使用年限是一个非常值得关注的指标，一般来说接地系统的寿命应与地上对应设施的预计使用年限相匹配，根据电力设备全寿命期30年的要求，现在通常使用的镀锌钢铁类接地材料很难满足接地网的使用年限。同时，在正常运转状态下接地系统更新会比第一次建设投入更高。铜类接地材料虽然能满足接地使用年限的要求，但铜属于重金属，腐蚀后产生的铜离子对地下水及土壤有很强的污染能力；另一方面，铜属于货币金属，这也造成铜的价格相对于钢铁来说要昂贵得多。

此外，接地电阻也是评价接地系统性能的一个重要指标。现有技术中，为了降低接地电阻，通常有换土、换降阻剂、深井接地、外引接地网等各种方案，但是这些方案无形之中增加了接地成本。最为廉价的更换降阻剂方案也存在很大问题，由于降阻剂必然含有盐碱类的离子成分，因此降阻剂会加剧金属接地极的电化学腐蚀速率；其次，降阻剂还会影响土壤环境，导致土壤盐碱化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种复合接地极，该装置采用金属与非金属相结合的多层复合结构，既具备常规金属接地极较高的电导率，又具备复合材料的耐腐蚀性能，同时具有趋肤效应弱、抗电磁干扰能力强的特点，经久耐用，安全环保，非常实用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种复合接地极，其由内向外依次包括金属芯体、钝化层、导电树脂层、石墨布层和导电石墨线层。

具体地，金属芯体为正圆柱体或椭圆柱体，也可以是其他各种能够想到的可行形状。

具体地，导电树脂层的厚度为0.5～1毫米。

具体地，石墨布层的厚度为1～2毫米。

具体地，钝化层的钝化材料为锌、锡或银，钝化材料的选取原则是：钢铁类金属芯体用金属锡或锌钝化，铝、铜类金属芯体用金属银钝化。

具体地，石墨布层包含2～8层石墨布。

具体地，石墨布从一面到另一面依次包括第一高碳柔性石墨层、第一石墨烯微片层、纤维层、第二石墨烯微片层和第二高碳柔性石墨层，每两层之间通过导电胶粘结，纤维层由玻璃纤维和碳纤维组成。

进一步地，石墨布按重量百分比表示的组成为：75%的高碳柔性石墨、2%的石墨烯微片、15%的玻璃纤维、3%的碳纤维，以及5%的导电胶。

具体地，导电石墨线层由12～18根导电石墨线编织而成。

进一步地，导电石墨线按重量百分比表示的组成为：77%的高碳柔性石墨、15%的玻璃纤维、3%的碳纤维，以及5%的导电胶。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明具有金属材料优异的导通性能，外层的钝化层能有效保护金属芯体，防止金属芯体在无氧状态下受到电化学腐蚀，导电树脂层能有效的密封金属芯体，保证其隔绝空气、水和离子成分的侵蚀，石墨布层实现了一种大比表面积结构，保证本发明的电荷吸纳能力和释放能力，外层的石墨线使得本发明具有良好的土壤结合性能，增大了与周围土壤的接触面积，从而进一步降低了接地极的接地电阻和接触电阻。本发明接地极与现有技术接地极相比具有较大地结构改进，克服了现有接地极使用寿命短、环境不友好、导通能力弱的缺点，非常适于推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中石墨布层的结构示意图；

图3是图2中石墨布的结构示意图。

图中：1、金属芯体；2、钝化层；3、导电树脂层；4、石墨布层；41、石墨布；411、玻璃纤维；412、碳纤维；413、高碳柔性石墨层；414、石墨烯微片；5、导电石墨线层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种复合接地极，其由内向外依次包括金属芯体1、钝化层2、导电树脂层3、石墨布层4和导电石墨线层5；其制作过程包含如下步骤：

（1）采用正圆柱形的钢铁材质金属芯体1，要求金属芯体1表面光亮，表面粗糙度不大于6.3；