專利名稱：一種新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接地導電材料，用于降低各類接地裝置的接地電阻。
二背景技術(shù)：
為了保護建筑物和電氣、電子設(shè)備的安全運行， 一般都必須安裝防雷擊、防靜電和抗千 擾的接地降阻裝置。二十世紀八十年代以前，主要是以金屬材料和化學降阻的方法來作為接 地降阻，不僅成本高而且化學性質(zhì)不穩(wěn)定，對環(huán)境有一定的污染。二十世紀九十年代以后， 主要以化學性質(zhì)穩(wěn)定、污染少的電極石墨為非金屬導電材料的物理降阻劑為主。目前，國內(nèi) 廠家主要以電極石墨作為非金屬導電材料，與堿性膠凝物混合成降阻劑，與膠粘劑、金屬構(gòu) 件組成接地降阻模塊。2002年，公開號為CN1472750A的中國發(fā)明專利公開了一項物理性接 地降阻劑，該降阻劑的主要成份為電極石墨和水泥?，F(xiàn)有廠家也基本采用生產(chǎn)降阻劑的原理 和方法，通過增加電極石墨的配比來生產(chǎn)接地降阻模塊。其優(yōu)點是電極石墨的含碳量高化學 性質(zhì)穩(wěn)定、導電性能較強，但其存在的明顯不足 一是電極石墨成本過高， 一噸電極的價格 上萬元，電極石墨碎的價格也在每噸4000元左右；二是在生產(chǎn)電極石墨的過程中產(chǎn)生污染物 排放量較大；三是電極石墨加工成石墨粉時成本較高，同時也產(chǎn)生粉塵污染環(huán)境。因此，以 電極石墨為主要成份加工生產(chǎn)的降阻劑和降阻模塊其成本高，對環(huán)境的污染較大，產(chǎn)品在應(yīng) 用過程中有一定的局限性。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊是以天然微晶石墨為主添加膠凝物、 導電膠等進行固化，其特點 一是生產(chǎn)成本低， 一噸微晶石墨的價格為800~1000元，是電 極石墨碎價格的四分之一；二是生產(chǎn)簡單，符合要求的微晶石墨進行簡單的物理加工即可； 三是導電電阻率低，微晶石墨的導電性與其所含的微晶體的量有關(guān)，微晶體含量高的微晶石 墨其導電能力較強；四是化學性質(zhì)穩(wěn)定，微晶石墨的主要化學成分為碳，其化學性質(zhì)穩(wěn)定； 五是生產(chǎn)過程中污染小，生產(chǎn)過程為配料、混合、固化和包裝。為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的， 本發(fā)明在理論指導下，通過大量的實踐摸索應(yīng)用，采取如下的技術(shù)配方方案，即新型接地降 阻劑的主要組成組分以及重量百分比為微晶石墨40%-85%，膠凝物10-30%,防腐劑1_5%,
分散劑5-20% ;新型接地降阻模塊的主要組成組分以及重量百分比為微晶石墨70%—95%， 堿性導電膠5%—20%，金屬構(gòu)件5%—15% 。
本發(fā)明提供的新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊，是以微晶石墨為主要成份。微晶石 墨是指由微小的天然石墨晶體構(gòu)成的致密狀集合體，顏色灰黑或鋼灰，有金屬光澤，具滑感， 易染手，化學性能穩(wěn)定，能傳熱導電，耐高溫，耐酸堿，耐腐蝕，抗氧化。由于其晶體大于 l微米，可塑性強，粘附力良好。湖南郴州蘊藏的微晶石墨占全國微晶石墨總儲量的80%，是 目前我國乃至亞洲最大的微晶石墨產(chǎn)地。其銷售水平對國內(nèi)外微晶石墨的銷售價格具有巨大 的影響力。本發(fā)明采用的微晶石墨產(chǎn)于湖南郴州，其化學性穩(wěn)定，不與強酸、強堿及其鹽類 發(fā)生化學反應(yīng)。從礦物晶體的微觀角度上來分析， 一般單晶粒度在1至10微米的天然石墨稱 為微晶石墨，微晶石墨中單晶的含量高其導電性能優(yōu)良，可作為良好的導電材料。因此，微 晶石墨的物理性能優(yōu)于土狀石墨和無定型石墨。由于晶體結(jié)晶格子中存在著容易運動的電子， 它能傳送電流之固，其導電性能比土狀石墨和無定型石墨要高8到10倍，為降阻劑和降阻模 塊提供豐富的降低接地體電阻的自由電豐，使本發(fā)明的降阻劑和降阻模塊電阻率低。郴州微 晶石墨原礦則完全國標要求。微晶石墨中單晶含量根據(jù)GB/T35H95測定郴州石墨晶體為1 一10微米，所以命名為微晶石墨。還可以用微晶石墨的導電率、強度等物理性質(zhì)來確定，也 可以用微晶石墨含碳量進行初步界定。本發(fā)明中郴州微晶石墨的單晶含量用微晶石墨含碳量 為指標來初步衡量。實驗證明，同等條件下，降阻劑和降阻模塊的降阻效果與其所用微晶石 墨含碳量有關(guān)，以含碳量為82%的微晶石墨為例本發(fā)明如用使用的微晶石墨的比例小于60%, 其降阻效果不理想，當其使用微晶石墨的比例增加時，降阻劑效果則會得到改善。但微晶石 墨降阻劑和降阻模塊中微晶石墨的含量過多將導致其它組分含量減少，其親合度和強度減少。
因此，微晶石墨的比例必須適當。在配制降阻劑時添加防腐劑是為了防止氧滲透到接地極， 保護金屬接地極防止其氧化腐蝕，更好地改善降阻劑的耐腐蝕性，穩(wěn)定其性能。為使微晶石 墨與其它組份能夠均勻混合，從而使接地體的導電性均勻，在降阻劑中可以添加適量的分散 劑以改善降阻劑的施工性能。在配制降阻模塊時添加堿性導電膠是為了使微晶石墨與預埋的 金屬構(gòu)件固化成型一體，金屬構(gòu)件在模塊兩端有伸出，新型接地降阻模塊之間的連接方式是 將伸出的金屬件焊接。降阻模塊的形狀一般有長方體和園柱體，但也可以根據(jù)用戶的需要和 當?shù)厥┕l件要求，用不同的模具制成各種異形體。為了檢驗本發(fā)明的新型接地降阻劑的效 果，2004年初對產(chǎn)品進行了中試，2004年12月05日至2005年2月20日，將本發(fā)明的新型 接地降阻劑樣品即雙豐牌長效防腐接地降阻劑送往國家電網(wǎng)公司武漢高壓研究所試驗，2005
年3月26日，國家電網(wǎng)公司武漢高壓研究所依據(jù)全國電力系統(tǒng)高壓專業(yè)工作網(wǎng)《接地降阻劑 暫行技術(shù)條件》(1991.5.)要求測試，得出(2005)雷字第02號試驗報告，結(jié)論是根據(jù)《接 地降阻劑暫行技術(shù)條件》對委托單位送來接地降阻劑進行了電阻率測量；理化性能考核；沖 擊電流耐受試驗；工頻電流耐受試驗；PH值測量；溫度特性試驗；腐蝕試驗，所試項目合格。 由于新型接地降阻模塊中微晶石墨含量高于新型接地降阻劑，且新型接地降阻模塊中預埋了 金屬構(gòu)件，因此，其各種性能指標均優(yōu)于新型接地降阻劑。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下比較突出的優(yōu)點 一是由于本發(fā)明新型接地降阻劑和新 型接地降阻模塊的主要成份為天然的微晶石墨，成份單一，不含有毒物質(zhì)。二是本發(fā)明以微 晶石墨為主要成分提供導電的自由電子，其石墨組分與金屬接地極能更好地接觸，導電性更 為均勻，具有很好的降阻性。三是本發(fā)明的降阻劑由于添加了防止氧滲透的防腐劑，可有效 地防止氧滲透到金屬接地極，防止了氧對金屬接地極的氧化腐蝕，具有穩(wěn)定長期的優(yōu)良導電 性，其所保護的設(shè)備、建筑能更好地避免雷擊。四是本發(fā)明以天然的微晶石墨為主，其資源 豐富，價格低。五是本發(fā)明的降阻劑和降阻模塊，配制方便。因此，本發(fā)明的新型接地降阻 劑和新型接地降阻模塊原料來源廣，生產(chǎn)成本價格低，性能優(yōu)越，環(huán)境污染小，市場行情看 好。
本發(fā)明的新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊在使用過程中不受季節(jié)變化的影響，性能 穩(wěn)定、長效防腐，具有不流失，無毒無腐蝕，不對土壤及地下水環(huán)境造成污染的優(yōu)點，是十 分理想的接地材料，能適用于各種地區(qū)使用。
四

附圖是本發(fā)明新型接地降阻模塊的示意圖。 圖中，l為降阻模塊，2為金屬構(gòu)件伸出部分。
五具體實施例方式
下面以含碳量為85%的微晶石墨配制新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊，其中各實施 例中組分百分比均為重量占降阻劑總重量的百分比。
實施例1:
微晶石墨68%，分散劑15%，堿性膠凝物14%，防腐劑1—2%，以上各組分進行充分混合 均勻，再進行防潮包裝后，即制備了本發(fā)明的新型接地降阻劑，適用于一般土壤的接地。
實施例2:
微晶石墨65%，分散劑18%，堿性膠凝物15%，防腐劑3%，以上各組分進行充分混合均勻， 再進行防潮包裝后，即制備了本發(fā)明的新型接地降阻劑。 實施例3:
微晶石墨65%，分散劑15%,堿性膠凝物19%，防腐劑2%，以上各組分進行充分混合均勻， 再進行防潮包裝后，即制備了本發(fā)明的新型接地降阻劑。 實施例4:
微晶石墨85%，堿性導電膠8%,金屬構(gòu)件7%，將金屬構(gòu)件焊接好后裝入長方形模具中， 微晶石墨和堿性導電膠倒入長方形模具中與金屬構(gòu)件成為一體，成型后脫模包裝，成為長方 形的微晶石墨模塊。施工時可按要求將各微晶石墨模塊兩端伸出的金屬件焊接后防銹處理， 埋入土壤。
實施例5:
微晶石墨80%，堿性導電膠12%，金屬構(gòu)件8%，將金屬構(gòu)件焊接好后裝入園柱形模具中， 微晶石墨和堿性導電膠倒入園柱形模具中與金屬構(gòu)件成為一體，成型后脫模包裝，成為園柱 形微晶石墨模棒。施工時可按要求將各微晶石墨模塊棒兩端伸出的金屬件焊接后防銹處理， 埋入土壤。
權(quán)利要求
1、一種由非金屬導電材料、堿性膠凝物、分散劑、防腐劑組成的新型接地降阻劑，其特征在于非金屬導電材料采用天然石墨。
2、 一種由非金屬導電材料、粘膠劑、金屬構(gòu)件組成的新型接地降阻模塊，其特征在于非金屬 導電材料采用天然石墨。
3、 如權(quán)利要求l、 2所述的新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊，其特征在于所采用的天然石 墨是微晶石墨。
4、 如權(quán)利要求l、 3所述的新型接地降阻劑，其特征在于主要組成組分以及各組分的重量百分 比如下微晶石墨 40%—85% 堿性膠凝物 10%—30% 分散劑 5%—20% 防腐劑 1%—5%。
5、 如權(quán)利要求2、 3所述的新型接地降阻模塊，其特征在于其主要組成組分以及各組分的重量 百分比如下微晶石墨 70%—95% 粘膠劑 5%—20% 金屬構(gòu)件 5%—15%。
6、 如權(quán)利要求l、 4所述的新型接地降阻劑，其特征在于新型接地降阻劑中微晶石墨和膠凝物 等組份的含碳量為30%—75%。
7、 如權(quán)利要求l、 4所述的新型接地降阻劑，其特征在于所說的膠凝物為水泥和石灰。
8、 如權(quán)利要求l、 4所述的新型接地降阻劑，其特征在于所說的防腐劑、分散劑分別為磷酸三 鈉、膨潤土。
9、 如權(quán)利要求2、 5所述的新型接地降阻模塊，其特征在于接地降阻模塊中非金屬導電材料的 含碳量為75%—95%。
10、 如權(quán)利要求2、 5所述的新型接地降阻模塊，其特征在于其粘膠劑為堿性導電樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型接地降阻劑和新型接地降阻模塊。新型接地降阻劑主要由非金屬導電材料微晶石墨與堿性膠凝物構(gòu)成，新型接地降阻模塊主要由非金屬導電材料微晶石墨與膠粘劑、金屬構(gòu)件組成。附圖是本發(fā)明新型接地降阻模塊的示意圖，圖中，1為降阻模塊，2為金屬構(gòu)件伸出部分。本發(fā)明具有電阻率低、長效穩(wěn)定、無毒無害、能適用于各種惡劣氣候和各種地質(zhì)環(huán)境條件下對電氣設(shè)備和建筑物長效接地保護的要求，且生產(chǎn)成本低，實施簡便，原料來源豐富，是一種理想的接地導電材料。其特征在于新型接地降阻劑和新型接地模塊中非金屬導電材料采用天然石墨中的微晶石墨。
文檔編號H01R4/66GK101388260SQ20071003575
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月16日
發(fā)明者任滌權(quán) 申請人:任滌權(quán)