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石墨基材料

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石墨基材料
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產品描述
參數

石墨基柔性復合接地材料(Flexible Graphite Composite Electrical Grounding Material產品介紹

 

石墨基柔性接地材料是國網公司和南方電網公司重點推廣的復合防雷接地材料,其結構如圖所示。采用了Litz 線的結構原理,其內部的電磁場能夠比較均勻地分布,從而使得各根石墨導體上的電流分布較為平均。其制備選用高純鱗片石墨(純度95%),通過石墨的預處理制備膨脹石墨,并選用無機纖維與合成纖維以及一定配比的水乳型導電粘合劑,通過輥壓、熱塑以及絞線成型工藝制備而成,其柔化工藝將具有良好導電性和耐腐性的石墨進行柔化改性,使其電氣性能、理化性能、力學性能滿足防雷接地技術及工程施工要求, 較好解決了輸電線路桿塔、變電站、發電廠、通訊基站、鐵路、港口碼頭、油氣設施、建筑等工業及民用接地設施腐蝕及接地電阻不穩定問題,在實際應用中同傳統的銅鋁接地材料相比具有明顯的優勢。

 

石墨基柔性接地材料主要特性

1)良好的導電性與抗沖擊性能,實測電阻率約 3.25×10-5Ω·m 10-6Ω·m 級別), 試驗表明,接地體及連接點在 120kA以上的沖擊電流作用下結構穩定,滿足雷電流和短路故障電流的排散。

2)穩定的防腐蝕性能。在酸、堿、鹽等土壤條件下的耐腐蝕性遠優于金屬接地材料,并且與降阻劑的配合使用不會造成接地體的腐蝕,降低了接地裝置的全壽命周期成本。

3)力學結構穩定。石墨復合接地材料(Φ 28mm)的抗拉強度23kN,連接點的抗拉強度7kN,滿足實際接地施工需求。

4)良好的熱穩定性。新型接地材料在高溫( 200℃試驗)與低溫( -40℃試驗)條件下結構穩定,并且其電阻率具有負溫度特性。

5)石墨復合接地材料具有柔性可彎曲的特點,可以根據實際地形條件靈活選擇施工方式,降低施工成本。接地體與土壤承受相同的外力形變,與土壤貼合度高。

6)石墨復合接地材料二次利用價值低,有效地預防人為偷盜及破壞。

7)材料生產成本可控,相對于銅等金屬材料等具有成本優勢。

 

石墨基柔性接地材料主要性能指標

序號

性能項目

實測結果

  1.  

外觀檢查

產品外觀緊致,粗細均勻,表面平整光滑,無明顯斷線續點。

  1.  

尺寸檢查

橫截面為圓形,直徑28mm,測量值與設計尺寸的比值在0.95-1.15

  1.  

電阻測量試驗

產品直流電阻率不大于5´10-5Ω•m

  1.  

工頻電流耐受試驗

對產品分別施加20A工頻電流1010s,單位長度直流電阻率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

沖擊電流耐受試驗

對產品分別施加8/20µs50kA沖擊電流20次,單位長度直流電阻率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

抗彎性能檢測

按曲率半徑不小于0.3米進行正反方向各10次弧度90度折彎。從外觀無斷股、破損等缺陷,單位長度直流電阻變化率不大于10%

  1.  

抗扭性能檢測

經受5/m扭轉5圈,并保持10s,外觀外觀無斷股、破損等缺陷,單位長度直流電阻變化率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

抗拉性能檢測

施加1kN時停止加載并保持10s,接續件與產品連接部位無明顯滑脫現象,單位長度直流電阻變化率不大于7.5%

  1.  

高溫耐受性能檢測

產品置于100℃恒溫箱中保持0.5h后取出,恢復室溫后,重復抗拉試驗,單位長度直流電阻變化率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

低溫耐受性能檢測

產品置于-55℃恒溫箱中保持0.5h后取出,恢復室溫后,單位長度直流電阻變化率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

抗腐蝕性能檢測

酸堿土壤模擬溶液PH3-9五中浸泡72h后洗凈烘干,單位長度直流電阻變化率不大于10%,接續電阻不大于5mΩ。

  1.  

阻燃性能檢測

將產品一端在本生燈火焰中灼燒并保持10秒鐘,試驗過程中,不存在有焰燃現象,施加火焰后引發的跌落物不點燃脫脂棉等。

 

 

石墨基柔性接地材料在工程應用中的優勢

1)作為一種新型的非金屬接地材料,石墨復合接地材料相比于現行的金屬接地材料, 具有防腐蝕、低成本、易運輸施工、與土壤貼合緊密、防偷盜等特點。

2)相比于金屬接地材料,石墨復合接地材料趨膚效應不明顯,材料利用率高,并且電感效應小于鋼接地材料。這使得石墨復合接地材料的工頻接地電阻小于鋼接地材料, 高頻雷電流作用下的沖擊接地阻抗遠小于鋼。

3)石墨復合接地材料在惡劣地質條件下滿足輸電線路桿塔接地工程應用要求,具有實際應用價值與前景。

 

 

石墨基柔性接地材料的實際應用

 

應用1:桿塔防雷接地

  • 工程目標:“保工頻、降沖擊”
  • 施工方法:兩步法,
  • 1)根開+火花刺→降沖擊電阻
  • 2)放射線→降工頻電阻

 

 

 

 

應用2:電廠大型接地網改造

 

  • 1)改造目標:可從0.28W降到0.15W
  • 2)不能用扁鋼作為接地改造用材,磁性材料感抗大。
  • 3)不能用銅棒作為接地用材,電解腐蝕。
  • 4)只能采用柔性石墨復合接地體,才能較好完成改造任務

 

 

應用3:通信調度大樓降阻改造

  • 可從3.3W降到0.5W 
  • 園區面積小,如果不利用附近條件,無法完成
  • 河道污水是良好的散流體
  • 河道中,銅、扁鋼都不能用

 

應用4:變電站接地改造方案

  • 可從現有地網的1.2W降到0.5W 
  • 在變電站內改造傳統方式不能達到降阻要求
  • 利用站外綠化帶,不破壞園林景觀

 

應用5:柔性石墨輔助陽極

  • 滿足陽極材料的要求:
    • 良好的導電性(10-5Wm)
    • 與土壤或地下水接觸時有穩定的接地電阻(柔性編織,土壤粘合緊密)
    • 在高電流密度下,其表面的極化較小(允許電流密度5-10A/m2
    • 在惡劣環境中腐蝕率小,化學穩定性好(本質耐腐)
    • 有足夠的機械強度(1kN),便于施工安裝(壓接)
    • 價格低,來源方便(儲量豐富)
    • 降阻效果好(易延展)
    • 避免土壤金屬污染,降低排放
    • 無需敷設陽極地床
  • 常用的輔助陽極:
    • 高硅鑄鐵、石墨、鋼鐵
    • 銅芯柔性陽極、貴金屬氧化物
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