[发明专利]一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料的制备方法，方法包括：制备连续碳纤维网面；将多层的连续碳纤维网面浸置于鳞片石墨分散剂的水溶液中，使得鳞片石墨的分散剂的水溶液充分分散于多层的连续碳纤维网面；将混合鳞片石墨的分散剂的水溶液的多层的连续碳纤维网面进行高温烘干，使得鳞片石墨的分散剂的水溶液中的鳞片石墨经过高温膨化成柔性石墨；柔性石墨穿过多层的连续碳纤维网，形成复合导电接地材料的预制体；将复合导电接地材料的预制体进行多层叠合，对多层的复合导电接地材料的预制体进行施压，多层的复合导电接地材料的预制体通过柔性石墨的自铆形式进行稳定，生成包括柔性石墨和连续碳纤维的复合导电接地材料。

技术领域

本发明涉及电力系统接地技术领域，更具体地，涉及一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料及其制备方法。

背景技术

架空输电线路杆塔的接地性能是直接影响线路故障率水平的重要影响因素，也是保障二次保护系统有效动作的重要手段。输电线路杆塔的人工接地装置是为了保障杆塔的接地性能而设计敷设的导电装置。工程中接地材料的用量非常巨大，考虑到工程经济型，我国杆塔的人工接地装置目前多采用镀锌钢材料。镀锌钢的价格虽然较便宜，但是其缺陷也十分明显：与铜相比镀锌钢更容易出现腐蚀问题。一旦出现材料腐蚀，可能引起接地引下线与主地网脱离、接触不良，或者接地导体腐蚀变细后不满足短路、冲击电流下的动、热稳定性等问题，将给输电线路的运行埋下巨大的安全隐患。

解决接地材料腐蚀问题的最有效方法是采用高分子复合导电材料替代金属材料。目前，一些高分子复合导电材料已在我国部分电网杆塔的接地设计中得到了初步应用。此类复合接地材料产品大多采用热塑辊压成型工艺将膨胀石墨和合成纤维制备成石墨线，再通过各种线层结构编织成型。因此防腐方面的性能上有了极大的提升。但同时，在应用中也反映了一些问题：1)为了保证接地材料的结构致密性和力学性能，市场上的此类结构的石墨基导电材料在制备中需要导电胶类的粘合剂将纤维材料与膨胀石墨进行粘合。导电胶是一种不连续的碳系导电介质，力学性能和导电性能都弱于连续碳系介质，且导电胶易与碳系介质形成界面，影响材料的热稳定性。所以，一旦材料中通过较大的故障电流，产生的温升会使得粘合剂出现一定程度的降解和失效，严重影响接地材料的稳定性；2)由于此类复合导电材料中纤维材料的布置方向相对单一，导致在复合导电材料与金属导体之间的连接施工或产品预制过程中，时常会出现纤维材料碎裂的现象。

因此，需要一种技术，以制备一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料。

发明内容

本发明技术方案提供一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料及制备方法，以解决如何制备柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种柔性石墨/连续碳纤维复合导电接地材料的制备方法，所述方法包括：

制备连续碳纤维网面；

将多层的所述连续碳纤维网面浸置于鳞片石墨分散剂的水溶液中，使得所述鳞片石墨的分散剂的水溶液充分分散于多层的所述连续碳纤维网面；

将混合所述鳞片石墨的分散剂的水溶液的多层的所述连续碳纤维网面进行高温烘干，使得所述鳞片石墨的分散剂的水溶液中的鳞片石墨经过高温膨化成柔性石墨；

所述柔性石墨穿过多层的所述连续碳纤维网，形成复合导电接地材料的预制体；

将所述复合导电接地材料的预制体进行多层叠合，对多层的所述复合导电接地材料的预制体进行施压，多层的所述复合导电接地材料的预制体通过柔性石墨的自铆形式进行稳定，生成包括柔性石墨和连续碳纤维的复合导电接地材料。

优选地，多层的所述连续碳纤维网面构成所述复合导电接地材料轴向导电网络。

优选地，所述柔性石墨为所述复合导电接地材料的主导电材料，并且构成所述复合导电接地材料的周向导电网络。