[发明专利]物理型固体接地降阻剂

说明书

本发明涉及的是降阻剂，尤其是涉及一种物理型固体接地降阻剂。

长期以来，人们一直在为建筑设施所要求的安全接地以及电气设备的防雷进行着各种不懈的努力。早在五十年代，人们对高电阻土壤接地采用的是大量的金属导电材料或碳棒等，或是通过扩大几何尺寸来降低接地电阻，这样的接地方法不但耗费大量金属，而且，占地面积施工费用都大。到了六十年代，人们普遍使用矿渣、废渣(电石渣、石灰、木炭黄泥……)中加入5％食盐作为降阻材料，这些降阻措施由于没有胶凝物对电解质的滞留作用，天长日久季节变化，食盐电解液流失和对金属的腐蚀导致不能长效的根本所在。七十年代以来人们注视着化学降阻剂的研究，力求用不同的胶凝物固化后形成网络结构来阻止电解液的流失，于是国际国内根据本国本地区资源出现了各种模式的化学降阻剂，它们共同之处是电解质中离子为导电主体，具有代表性的例子，如国内常采用的尿醛型和丙烯酰胺型；JP56014467所公开的耐久性接地降阻剂，其采用的胶凝物为：Ca₃SiO₅，Ca₂SiO₄和Al₂(SO₄)₃；CN1030666A公开了一种固体无机化学接地降阻剂，其采用的胶凝物为：铝硅酸盐水泥。从理论上分析电解液受胶凝物的制约减小流失，对前期降阻效果有所改善，虽然固化后的有机胶富有塑性与无机胶凝制约能力强，但液体的固化剂需要在施工现场加入，其用量、固化时间、固化温度等因素不易控制，操作繁琐不易被一般人员所掌握，且有机原料不仅有毒且价格高，同时地下生物还会降解，因而难以普通推广。在八十年代，我国特别注视着固体无机化学降阻剂的研究，即以CN1030666A的代表，它试图采用加入一些金属自由电子材料来改善电解液流失的不利影响，然而金属及其氧化物粉末与电解质中的SO^--、Cl^-同处于体系内要发生化学反应，不可能长期保持其原态的作用，从物质的价值来讲，这是优质劣用不宜工业实施，虽然在其中还加入了石墨，但量少构不成导电主体，弥补强电解质流失导电作用甚小，其原因是当干燥的降阻层中炭粒间液膜失水盐类结晶析出，高电阻无水盐隔离着炭粒发挥不出自由电子的导电作用。

从上述分析可见，迄今为止接地降阻剂的研究、生产，其共同点都是用强电解质为导电主体而得到的化学降阻剂，在有水时，电解质向土壤层渗透有利于初期降阻，但其活性阴离子SO^--，Cl^-对金属电极腐蚀是不可避免的，尤其是直流电正极入地更为严重，降阻层与土壤间存在着电解液浓度差，当季节变化，土壤水位涨落电解质流失，其渗透是不可逆的，所以，用胶凝物来制约电解质不流失，想其接地降阻长效，耐久、不腐蚀金属电极是不可能的，也经不起实践的检验。

本发明的目的就是针对现有技术中存在的问题，利用水泥、炭素稳定的共性，并发挥其独特作用而将其用作稳定的导电体，从而提供一种电阻率低稳定性好的物理型固体接地降阻剂，用以取代化学降阻剂，根除了电解质的负作用。

为了达到本发明的目的，本发明的物理型固体接地降阻剂的组成如下：(按重量百分比计)粒度要求200目以下。

1)碳基合金(含符合指标要求的天然矿产及各种石墨制品的主副产品)12.4～61；

2)乙炔黑0.06～5.2；

3)亚硝酸钠0.50～3.3；

4)亚硝酸钙0.03～5.0；

5)氧化钙0.40～5.91；

6)木素磺酸盐0.03～2.6；

7)烷基磺酸盐0.06～2.0；

8)晶体碳(含焦炭、石墨、电炭粉)3.4～44.8；

9)水泥≥425#  27～60(普通硅酸盐水泥)。

其中碳基合金是在片状石墨的液晶空洞和片的边缘嵌入导电粒子接通乱层片间的电子通道制成的低电阻材料。所制成的碳基合金既具有类似于金属的导电性能，又有石墨的特性。

由于采用了这种物理型固体接地降阻剂，从而取代了现有包装、使用繁锁，强电解腐蚀严重的化学降阻剂，不仅在理论上具有实际意义，也解决了使用者对接地不能长期稳定的后患。