一種電力系統(tǒng)接地極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)接地極，尤其是涉及一種有機導(dǎo)電材料電力系統(tǒng)離子接地極。
【背景技術(shù)】
[0002]接地是指電力系統(tǒng)的某點或被保護電氣設(shè)備與大地之間的導(dǎo)電連接，用于穩(wěn)定電位，為靜電電荷、故障電流、雷電流或其他暫態(tài)電流等提供泄放通道。電力系統(tǒng)中發(fā)電站、變電站中的接地系統(tǒng)由接地裝置、電氣設(shè)備及電纜接地、架空地線、二次系統(tǒng)接地共同構(gòu)成的系統(tǒng)。特別是對于電力系統(tǒng)中的發(fā)電站及變電站而言，接地系統(tǒng)及其接地裝置對于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，保護電力設(shè)備安全、運行檢修人員的人身安全起到至關(guān)重要的作用。
[0003]接地電阻是衡量接地裝置性能的重要指標，當接地電阻不能滿足標準規(guī)定的要求時，需要采取降阻措施。多年來接地降阻工程中存在著兩個突出的問題:第一，已有的接地降阻技術(shù)無法解決工程中的一些降阻難題，開發(fā)使用具有較好降阻作用的新型接地體成為解決問題的新思路；第二，為確保接地網(wǎng)的長期使用壽命，減少接地網(wǎng)的維護工作，需要開發(fā)使用耐腐蝕的接地材料，由此，離子接地極應(yīng)運而生。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的離子接地極外表多為銅，內(nèi)部填充材料含有無機鹽類化合物，無機鹽類化合物通過銅管頂端的小孔，吸收空氣中的水分，通過潮解作用，無機鹽類化合物溶解、電離成為可以導(dǎo)電的離子釋放到土壤中，并利用離子的滲透作用，降低附近區(qū)域的土壤電阻率。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的離子接地棒示意圖，接地極外部還有配套的回填料，主要目的是輔助降阻、降低接觸電阻、腐蝕防護。由于離子接地極可以通過離子滲透到土壤來降低附近區(qū)域的土壤電阻率，因此能夠降低其接地電阻。同時，由于離子接地極使用銅作管材，因此耐腐蝕性比較強。
[0005]然而，由于銅材短缺且價格昂貴，導(dǎo)致離子接地極價格很高，降阻工程成本大幅上升，很難大量使用。而使用便宜些的金屬材料，比如鋼鐵，由于離子的腐蝕作用，相應(yīng)離子接地極將很快被腐蝕消失，從而失去降阻的作用。若使用腐蝕性能好的高標號不銹鋼則其成本與銅接近。同時，使用金屬材料作為接地極時，由于常用金屬材料不能在所有性質(zhì)的土壤中保持較高的耐腐蝕性，即便是銅材，其在堿性土壤中的耐腐蝕性也是較差的，因此金屬材料離子接地極在不同土壤中的適用性受到很大限制。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種電力系統(tǒng)接地極，其同時具備低電阻率、耐腐蝕、抗老化的特性，且成本低廉，還能增加在各種土壤中的適用范圍。
[0007]解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種電力系統(tǒng)接地極，其特征是:包括乙丙橡膠基復(fù)合有機導(dǎo)電材料管體1，所述的管體內(nèi)充無機鹽類化合物離子填料2、兩端以有機導(dǎo)電材料制成的端塞3封堵以及壁上均布小孔4，管體還設(shè)有伸入管體內(nèi)或與管體電連接的引出線5，管體外圍有與土壤間隔的回填料。
[0009]所述的管體外徑50至55毫米、壁厚5毫米，管體壁上均布小孔為:沿管體軸向間隔0.5至0.6米、管體圓周上均布3個直徑4.5毫米的孔，管體兩端的小孔距離端塞50毫米，所述的引出線為0.5米長、截面積為100平方毫米的銅絞線，銅絞線伸入管體內(nèi)或與管體電連接。
[0010]所述的管體長度為1.5米、3米或按客戶定制，端塞的長度為35毫米。
[0011]上述電力系統(tǒng)接地極的制作使用方法，包括以下步驟:
[0012]SI，制備有機導(dǎo)電材料:選用耐腐蝕、耐水熱、耐老化的乙丙橡膠作為基體，向其中添加體積比為15%?45% ($父佳為20%)的導(dǎo)電石墨提尚有機物的導(dǎo)電性，完成慘雜后在200°C?250°C (較佳為200°C )進行混煉30?60 (較佳為30分鐘)，得到備用的外層導(dǎo)電有機物材料；
[0013]S2，制作有機導(dǎo)電材料管體:將導(dǎo)電有機物在200°C高溫干燥環(huán)境下，制成外徑50mm?55mm，壁厚5mm的管狀，在室溫下冷卻，即獲得有機導(dǎo)電材料管體；
[0014]S3，制作有機導(dǎo)電材料離子接地極:使用有機導(dǎo)電材料管體，填入傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地極的內(nèi)填料，有機導(dǎo)電材料管體兩端用使用同樣有機導(dǎo)電材料制成的塞子塞上，并在沿管間隔0.5?0.6m等距布置環(huán)繞小孔，孔徑4.5mm，每圈3個孔；然后將銅纜與有機導(dǎo)電材料管體緊密連接作為引線；
[0015]S4,用密封膠帶將管上環(huán)繞布置的小孔封上(安裝時再打開，否則內(nèi)填料潮解)即制成備用的有機導(dǎo)電材料離子接地極；
[0016]S5，安裝時管體外與土壤之間填充與傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地極相同的外填料。
[0017]本實用新型的目的是開發(fā)一種替代銅材作為離子接地極外殼的有機導(dǎo)電材料，并用其制作離子接地極，利用導(dǎo)電摻雜使高性能有機物同時具備低電阻率、耐腐蝕、抗老化的特性，不僅使用其制造的新型離子接地極整體接地電阻水平滿足接地裝置的要求，而且整體的耐腐蝕性有極大的提尚；選用尚物理性能的乙丙橡妝作為有機物基體，不僅具有良好的耐腐蝕、耐水熱、耐老化性能，而且其較高的彈性和延展性使得復(fù)合材料便于加工；同時，該材料與銅相比重量輕、價格低，具備廣闊的應(yīng)用前景，為電力系統(tǒng)中各接地系統(tǒng)及接地裝置提供高性能、低成本的降阻措施選擇。
[0018]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0019]1、采用乙丙橡膠作為離子接地極管體，摻雜導(dǎo)電石墨，確保了其優(yōu)良的導(dǎo)電性，也使得外層導(dǎo)電有機物具有乙丙橡膠的優(yōu)異物理特性(如耐腐蝕、耐水熱、耐老化等)，從而提高了復(fù)合接地材料對惡劣土壤環(huán)境的耐受能力，確保了復(fù)合接地材料的優(yōu)異性能。
[0020]2、本實用新型具有耐腐性強，不易受到水分、PH值等影響，使用壽命得到極大的延長，且適用于不同類型的土壤環(huán)境，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0021]3、本實用新型較傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地棒價格便宜，僅為其價格的三分之一
[0022]4、本實用新型與其他離子接地極相比，由于采用乙丙橡膠作為管體，使得有機物具備高彈性和高延展性，并且重量輕，易于包裝、運輸和安裝。
【附圖說明】
[0023]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的離子接地棒的原理；
[0024]圖2是本實用新型的有機導(dǎo)電材料離子接地極示意圖。
[0025]圖中:1-管體，2-填料，3-端塞，4-小孔，5-引出線。
【具體實施方式】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的離子接地極，圖2所示為本實用新型的電力系統(tǒng)接地極實例，包括以乙丙橡膠為基體、摻雜體積比為15%?45%的導(dǎo)電石墨混煉得到的復(fù)合有機導(dǎo)電材料制成的管體1，管體內(nèi)充無機鹽類化合物離子填料2，管體兩端塞有有機導(dǎo)電材料制成的端塞3，管體壁上均布小孔4，管體設(shè)有引出線5 ;管體外徑50至55毫米、壁厚5毫米，管體壁均布小孔為:沿管軸向間隔0.5至0.6米、管體圓周上均布3個直徑4.5毫米的孔，兩端的小孔距離端塞50毫米，引出線為0.5米長、截面積為100平方毫米的銅絞線，銅絞線伸入管體內(nèi)或與管體電連接；管體長度為1.5米、3米或客戶定制，端塞的長度為35毫米。使用時管外與土壤之間填充與傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地極相同的外填料。
[0027]以下介紹本實用新型提出的有機導(dǎo)電材料離子接地極的制備過程:
[0028]首先，制備有機導(dǎo)電材料。選用耐腐蝕、耐水熱、耐老化的乙丙橡膠作為基體，向其中添加體積比為15 %?45 %的石墨提尚有機物的導(dǎo)電性，完成慘雜后在200 C?250 C進行混煉30?60分鐘，得到備用的外層導(dǎo)電有機物材料。在選擇石墨的體積比時要根據(jù)對于外層有機物材料的電阻率的要求而定。對于接地體的電阻率要求遠低于接地環(huán)境中的土壤電阻率(幾Ω.πι?百Ω.πι，甚至更高)，一般而言，接地體的電阻率應(yīng)控制在0.1 Ω.m以下。由于乙丙橡膠的密度較低、填充性較高，高填充下有機物的物理特性與基體相比變化不大。
[0029]然后制作有機導(dǎo)電材料管體。將導(dǎo)電有機物在200°C高溫干燥環(huán)境下，制成外徑50mm?55mm，壁厚5mm的管狀，在室溫下冷卻，即獲得有機導(dǎo)電材料管體。
[0030]對本實用新型的一個實施實例中，選擇石墨體積比20%，圓管直徑5cm，厚度5mm，獲得復(fù)合接地材料的電阻率小于0.1 Ω.m，且實驗驗證具有良好的耐腐蝕、耐水熱、耐老化等物理性能。
[0031]最后制作有機導(dǎo)電材料離子接地極。使用有機導(dǎo)電材料管體，填入傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地極的內(nèi)填料，有機導(dǎo)電材料管體兩端用使用同樣有機導(dǎo)電材料制成的塞子塞上，并在沿管間隔0.5?0.6m等距布置環(huán)繞小孔，孔徑4.5mm，每圈3個孔。然后將銅纜與有機導(dǎo)電材料管體緊密連接作為引線。最后用密封膠帶將管上環(huán)繞布置的小孔封上，安裝時再打開，否則內(nèi)填料潮解。即制成備用的有機導(dǎo)電材料離子接地棒；
[0032]使用時管外與土壤之間填充與傳統(tǒng)銅質(zhì)離子接地極相同的外填料。
【主權(quán)項】
1.一種電力系統(tǒng)接地極，其特征是:包括乙丙橡膠基復(fù)合有機導(dǎo)電材料管體(I)，所述的管體內(nèi)充無機鹽類化合物離子填料(2)、兩端以有機導(dǎo)電材料制成的端塞(3)封堵以及壁上均布小孔(4)，管體還設(shè)有伸入管體內(nèi)或與管體電連接的引出線(5)，管體外圍有與土壤間隔的回填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)接地極，其特征是:所述的管體外徑50至55毫米、壁厚5毫米，管體壁上均布小孔為:沿管體軸向間隔0.5至0.6米、管體圓周上均布3個直徑4.5毫米的孔，管體兩端的小孔距離端塞50毫米，所述的引出線為0.5米長、截面積為100平方毫米的銅絞線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)接地極，其特征是:所述的管體長度為1.5米、3米或按客戶定制，端塞的長度為35毫米。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)接地極：包括乙丙橡膠基復(fù)合有機導(dǎo)電材料管體，所述的管體內(nèi)充無機鹽類化合物離子填料、兩端以有機導(dǎo)電材料制成的端塞封堵以及壁上均布小孔，管體還設(shè)有伸入管體內(nèi)或與管體電連接的引出線，管體外圍有與土壤間隔的回填料。采用本電力系統(tǒng)接地極，同時具備低電阻率、耐腐蝕、抗老化的特性，且成本低廉，還能增加在各種土壤中的適用范圍。
【IPC分類】H01R4-66
【公開號】CN204481141
【申請?zhí)枴緾N201420645880
【發(fā)明人】彭剛, 張云, 肖磊石, 李謙, 唐松平, 董玉璽, 王云龍, 鐘振鑫, 馬志學(xué), 張波
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局, 廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學(xué)研究院, 清華大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年10月31日