[发明专利]一种石墨基柔性铜导体接地装置及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及户外工程接地技术领域，具体而言，涉及一种石墨基柔性铜导体接地装置及其制备方法与应用。本发明石墨基柔性铜导体接地装置结构简单，制备方法工艺简单，抗腐蚀性能好，降低接地电阻效果显著，泄流能力强，柔韧性好，重量轻，易施工，全寿命周期成本低，节能环保，解决了目前各类接地材料的缺点，是现有金属接地材料的替代接地材料，是接地材料的首选。

技术领域

本发明涉及户外工程接地技术领域，具体而言，涉及一种石墨基柔性铜导体接地装置及其制备方法与应用。

背景技术

我国现有电气化铁路牵引变电所防雷接地装置材料，多采用金属材料(纯铜裸绞线或扁钢等)。敷设时成网格形式分布。接地网埋深应在冻土层之下0.2m，一般冻土层厚度为1m。接地体敷设时应避开设备架构基础。室内外电缆沟支架均应采用专用接地线与接地网连接，接地线采用50mm*5mm热镀锌扁钢，将接地网铜绞线引入沟内与扁钢连接。室外架构，室外地上设备支架采用50mm*5mm热镀锌扁钢做接地引下线，将接地网铜绞线引出地面200mm后与扁钢连接。设备底座与架构接地方法由施工单位按有关规程施工，所有接地网的连接采用热熔焊接，焊接应牢固，不应有裂缝、气孔、脱焊、漏焊等缺陷。焊缝应饱满，当焊接完成后，还应在焊缝处涂一层防锈漆。所有外漏接地线均应图红丹及黑漆。其地下靠近地表层均应涂沥青。设备接地引下线采用50mm*5mm热镀锌扁钢，避雷器接地引下线，应与设备架构绝缘，将接地网铜绞线引出地面200mm后与扁钢连接。所有隔离开关支架接地线距地面0.5m处焊接，M12mm*30mm螺栓供检修挂接地线用。独立避雷针的接地装置与变电所接地网地中距离不得小于3m。接地工程施工前，应对土壤电阻率进行复测，测量工作应严格执行《铁路工程物理勘探规程》(TB10013-2010)的规定。测量完毕应将测量结果提供给设计单位。接地网埋好后，应实测其接地电阻值。独立避雷针接地电阻不得大于10欧姆，主接地网接地电阻值不应大于1欧姆。且应满足接触电势和跨步电势的安全要求。接地线之间采用热熔焊接，所有外漏钢接地线应采用热镀锌防锈处理。主控室沿墙距地300mm水平安装室内接地母线(50mm*5mm热镀锌扁钢)，用支持卡子固定在墙上，支持卡子之间的距离不大于1m，敷设时不得有高低起伏弯曲等现象。室内接地母线与室外接地网之间的连接采用铜绞线。室内设备基础预埋件通过50mm*5mm热镀锌扁钢与室内接地母线连接，连接点不少于两处。

相关技术中的防雷接地装置材料虽然能够起到作用，但却存在诸多问题，主要包括：

易腐蚀：铜绞线或其它金属材料作为接地材料，长期埋于地下容易腐蚀，使用寿命有限，需经常进行维修，造成重复投资；关键是在使用过程中由于接地电阻的增加，不能可靠泄流，易引起设备和人身安全事故发生。金属在土壤中的腐蚀，除了土壤本身存在的土壤差、氧浓差、盐浓差、温度差导致的腐蚀，还有土壤的酸碱污染、杂散电流等导致的腐蚀，以及金属的焊接(电偶)、弯曲(应力)等导致的腐蚀。

泄流能力差：铜绞线或其它金属材料作为接地材料，在高频雷电流或冲击电流作用下，由于金属材料集肤效应的影响，其有效泄流截面比其标称截面具有显著减少的缺点，不能充分迅速泄流，是目前防雷接地事故频发的主要因素。

接地电阻不断升高：由于铜或其它金属材料作为接地体，长期埋于各种土壤环境的地下，易腐蚀生锈，导致接地电阻不断升高，且不可恢复，在此时遭受雷击或过电压将造成设备和人身安全事故。

易被偷盗：铜绞线或其它金属材料作为接地材料，具有回收价值，也很容易回收，难以避免偷盗损害，如不能及时发现，将在过流或雷电情况下造成巨大损害。

此外，相关技术中采用的一些特定防雷接地装置材料，也具有不同的缺点：

不锈钢：抗腐蚀性较好，抗Cl^-离子腐蚀，但成本较高，性价比不高，使用较少；

铜包钢：抗腐蚀性较好，工程性较差，成本较高；

石墨块：受热易碎，耐冲击差，使用周期较短；