一種接地引下線包覆防腐填料的制作方法
【專利說明】一種接地引下線包覆防腐填料
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種接地引下線包覆防腐填料，屬電力接地防腐技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]接地裝置由接地引下線和埋入地下的金屬接地體構(gòu)成，兼有泄流和均壓的作用，保護人身及電力、電子設(shè)備安全。接地引下線是電氣裝置的接地端子與接地體連接用的金屬導(dǎo)體，要承受流入接地網(wǎng)的總故障電流。
[0003]接地引下線大部分采用鋼材，部分露于空氣中，其短時發(fā)熱的允許溫升可按400°C考慮，當(dāng)利用混凝土中的鋼筋作接地引下線時，由于溫度達到350~400°C時混凝土間的結(jié)合力將被破壞，此時鋼筋的最大允許溫升應(yīng)按100 °C考慮。
[0004]接地裝置的使用壽命取決于局部腐蝕，如果由于局部腐蝕而穿孔，盡管機械強度仍能滿足要求，但已不能正常使用。如果全面腐蝕情況并不嚴重，而接地引下線由于嚴重的局部腐蝕使截面很細甚至銹蝕斷裂，此時該設(shè)備入地端接地電阻趨于開路，接地裝置已不能正常使用。短路電流會加速局部腐蝕破壞，由于發(fā)熱使原來的坑狀或縫隙腐蝕而部分斷裂，熱應(yīng)力可加速接地裝置不能正常使用的進程。
[0005]實際上，接地裝置總存在局部腐蝕現(xiàn)象。通常接地引下線是接地裝置最容易發(fā)生腐蝕的部位之一，因其一部分在空氣中，另一部分在土壤中，接地引下線的地表上5cm和地表下40cm范圍內(nèi)氧腐蝕嚴重。我國目前使用的接地材料主要為鋼材，鋼材的腐蝕電位低，耐腐蝕性較差。有的扁鋼銹蝕薄似刀片，圓鋼則銹成針尖，有的干脆斷裂，還有的雖然未斷，但銹蝕部分全部是氧化物導(dǎo)致電阻增大。
[0006]接地引下線地表上5cm和地表下40cm范圍腐蝕嚴重主要原因，此處常常干濕交替變化，地表和地下的氧氣濃度差大，大氣中的酸性腐蝕性成分如二氧化硫、氯、氮氧化物會溶解在金屬表面的水膜中加速腐蝕。
[0007]傳統(tǒng)的接地引下線涂刷瀝青，在高溫與濕潤環(huán)境中瀝青容易開裂和脫落；有的采用熱塑性有機材料對引下線進行表面套膜，接地引下線在有故障電流時溫度會劇烈升高，有機材料很容易碳化，且熱塑性材料與瀝青類似，也易于老化開裂；有的對引下線進行分段處理，形成引下線組件，增加了連接界面、彎折面及死角，易于積累潮氣，加重腐蝕；有的將接地體密封于金屬槽盒中，槽盒中添加降阻劑，而金屬槽盒能否抵御大氣及土壤環(huán)境的腐蝕卻不予考慮，由于槽盒內(nèi)部是降阻劑，外部是土壤，環(huán)境差異大，槽盒腐蝕速度會顯著增大，一旦金屬槽盒腐蝕破損，整個體系就解體了 ；有的采用鎂基合金作為陽極內(nèi)置銅芯，保護陰極的鋼材，但銅的存在會大大加速陽極消耗，一旦鎂基合金提供的電子無法滿足銅表面吸氧腐蝕消耗，鋼材將作為陽極發(fā)生腐蝕，且此方法成本高；有的使用混凝土給引下線做一個小型的保護箱，隔離空氣中的氧，從而將接地引下線的腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷林袖摰母g，然而即便使用的抗?jié)B性混凝土，其自身結(jié)構(gòu)特點決定了其滲透率也遠遜于膨潤土，在戶外混凝土本身會發(fā)生腐蝕而崩解，溫濕度變化會使得混凝土產(chǎn)生微小裂隙從而加劇鋼的腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是，根據(jù)傳統(tǒng)接地引下線存在的諸多問題，本發(fā)明公開一種接地引下線包覆防腐填料。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明一種接地引下線包覆防腐填料，主要包括下述質(zhì)量配比:
膨潤土:75~88% ；
水泥:10~23% ；
有機硅防水劑0.5-2% ；
石膏緩凝齊1J:0.1-1% ；
所述膨潤土顆粒目數(shù)不低于200目。
[0010]本發(fā)明的工作原理是，本發(fā)明接地引下線包覆防腐填料通過在接地引下線地表上5cm和地表下40cm范圍內(nèi)進行包覆，抑制了大氣中的氧的擴散，減小了該區(qū)域溫濕度和氧氣濃度差，當(dāng)氧氣擴散到接地引下線表面時，提高腐蝕產(chǎn)物的附著力和腐蝕產(chǎn)物的致密度，從而阻礙氧的進一步滲入接地材料本體表面，達到減弱陰極去極化作用，并減小活性陽極面積，增大陽極極化，同時金屬表面產(chǎn)生的覆蓋層，具有減緩腐蝕過程中電子和離子的迀移的作用，從而大幅度降低金屬材料的腐蝕速率；包覆材料對于大氣中的酸性物質(zhì)具有良好的緩沖作用，抑制其對金屬表面覆蓋層的破壞。
[0011]本發(fā)明中膨潤土的作用:膨潤土主要成分是蒙脫石，蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2:1型晶體結(jié)構(gòu)，蒙脫石晶胞形成的層片之間的離子由于電荷的作用將吸附水分子并使水分子充滿層和層之間，使這些層片分開，形成宏觀上的膨脹現(xiàn)象。經(jīng)水化的膨潤土表面陽離子吸附一定量的水分子后，膨潤土形成凝膠，靜態(tài)下不再進行水分子的交換。當(dāng)這層凝膠在受到均勻局限的情況下，其透水系數(shù)可達10-nm/s，從而形成優(yōu)異的防水層。膨潤土是耐高溫、耐腐蝕的天然礦物質(zhì)，呈弱堿性，能使得鋼材表面的腐蝕產(chǎn)物保持穩(wěn)定，不溶解，從而阻礙金屬基體進一步發(fā)生腐蝕。
[0012]本發(fā)明中有機硅防水劑作用:形成的水溶性聚合物，其枝狀、鏈狀、網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)起到封堵膨潤土中的毛細孔、貫通孔的作用，使得膨潤土的微觀結(jié)構(gòu)更加致密。有機硅酸鹽分子中含有娃酸根基團，具有娃酸根的一般性質(zhì)，有機娃酸鹽的娃酸根基團中的S1-O與膨潤土的S1-O發(fā)生反應(yīng)，形成具有鍵能較大S1-O-Si鏈鍵的一層較堅固的薄膜；帶負電的有機硅酸鹽分子因擴散和水力流動而進入膨潤土微小孔隙中，當(dāng)水的PH值降低并接近中性時，會克服凝聚而形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，同時微孔隙水中的多價金屬離子迅速與有機硅酸鹽劑反應(yīng)生成不溶沉淀物，有效封堵孔隙，由此形成的物理屏障可進一步降低膨潤土的滲透率。此外，有機硅酸鹽形成的聚合物有一定的塑性強度，可有效減少膨潤土的干燥收縮，提升膨潤土的抗裂性。
[0013]本發(fā)明中水泥和石膏的作用:水泥的添加時提高包覆填料的可塑性和粘結(jié)性，石膏的添加是延緩包覆填料的硬化時間。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，接地引下線是最易發(fā)生腐蝕的部位，直接關(guān)系到接地網(wǎng)的安全運行，本發(fā)明采用包覆技術(shù)，通過在接地引下線地表上5cm和地表下40cm范圍內(nèi)包覆防腐填料，抑制大氣中的氧的擴散，大幅度降低吸氧腐蝕，包覆填料呈弱堿性，結(jié)構(gòu)致密，水、氣滲透率低，內(nèi)部微小孔隙由于凝膠結(jié)構(gòu)的封堵，減少了內(nèi)部物質(zhì)交換，從而大幅度降低被包覆金屬材料的腐蝕速率，有效解決接地引下線銹蝕問題。本發(fā)明配制簡單，使用方便。
[0015]本發(fā)明適用于電力接地引下線包覆防腐。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0017]實施例1
本實施例包覆防腐填料主要包括下述質(zhì)量配比:
膨潤土:85% ；
水泥:13% ；
有機硅防水劑1.6% ；
石膏緩凝劑:0.4%。
[0018]實施例2
本實施例包覆防腐填料主要包括下述質(zhì)量配比:
膨潤土:80% ；
水泥:18% ；
有機硅防水劑1.4% ；
石膏緩凝劑:0.6%。
[0019]本發(fā)明包覆防腐填料配制簡單，只需要將所述配比的各組分在干燥環(huán)境下混合均勻，包裝方式為桶裝或袋裝，密封貯存和運輸?，F(xiàn)場施工時，先將接地引下線周圍土壤清除，暴露出引下線地表下40cm區(qū)段，用中空的夾具固定在接地引下線地表上5cm和地表下40cm的部分。將本發(fā)明包覆防腐填料與清水按體積比3:1~4:1調(diào)制成粘稠的糊狀物緩慢灌入中空的夾具中，期間避免帶入空氣，后壓實填料。回填夾具周圍的土壤，夾具埋入土壤后上部須露出地表不少于5cm。
【主權(quán)項】
1.一種接地引下線包覆防腐填料，其特征在于，所述防腐填料包括下述成份的質(zhì)量配比: 膨潤土:75~88% ； 水泥:10~23% ； 有機硅防水劑0.5-2% ； 石膏緩凝劑:0.1~1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地引下線包覆防腐填料，其特征在于，所述膨潤土顆粒目數(shù)不低于200目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接地引下線包覆防腐填料，其特征在于，所述包覆防腐填料使用時，與清水按體積比3:1~4:1調(diào)制。
【專利摘要】一種接地引下線包覆防腐填料，包括下述質(zhì)量配比：膨潤土：75~88%；水泥：10~23%；有機硅防水劑0.5~2%；石膏緩凝劑：0.1~1%；所述膨潤土顆粒目數(shù)不低于200目。本發(fā)明采用包覆技術(shù)，通過在接地引下線地表上5cm和地表下40cm范圍內(nèi)包覆防腐填料，抑制大氣中的氧的擴散，大幅度降低吸氧腐蝕，包覆填料呈弱堿性，結(jié)構(gòu)致密，水、氣滲透率低，內(nèi)部微小孔隙由于凝膠結(jié)構(gòu)的封堵，減少了內(nèi)部物質(zhì)交換，從而大幅度降低被包覆金屬材料的腐蝕速率，有效解決接地引下線銹蝕問題。本發(fā)明配制簡單，使用方便。
【IPC分類】C04B24-42, C04B28-14, C04B14-10
【公開號】CN104844133
【申請?zhí)枴緾N201510218975
【發(fā)明人】裴鋒, 劉欣, 田旭, 賈蕗路, 張宇, 周友武, 饒斌斌, 曹鳳香, 毛榮軍
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月4日