防破坏石墨线及其制备方法
【专利说明】防破坏石墨线及其制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种电力系统接地材料，尤其涉及一种防破坏石墨线及其制备方法。
【背景技术】
[0003]我国电力系统电力设备的防雷接地装置是保障电力系统安全稳定，确保电力施工人员人身安全的重要设施，低接地电阻值、长期稳定不腐蚀、低运行维护成本是电力系统接地装置的目标。我国现行接地材料主要以金属接地材料为主，例如低碳钢、镀锌钢、不锈钢、铜、铜包钢等。但是这些金属接地材料除了价格较高的铜接地材料之外，往往耐腐蚀性能较差，使用寿命低，维护成本高。并且在使用过程中往往面临着运输及施工困难，由于不便弯曲使得难以根据地形选择施工方式等问题。另外，由于铜、钢等金属材料的二次利用价值高，因此接地体遭受人为盗窃、破坏的事故层出不穷，给电力系统带来严重隐患。
[0004]针对金属材料的输电线路杆塔接地网的腐蚀问题，一些非金属接地材料应运而生。如专利ZL201320654859.5《新型石墨复合接地材料》提出了一种石墨复合接地材料，有效地避免了金属接地材料的腐蚀等问题。但是，由于石墨材料本身质软，强度不高，且接地体中其他纤维如玻璃纤维等机械强度也不尽如人意，导致柔性石墨接地体较易被一些尖锐的物体切割破坏。然而，很多输电线路往往经过人烟稀少的山区，无人看管，猛兽及一些人为破坏容易对接地网引下线的地上部分造成破坏，进而使整个杆塔接地网失效。
【发明内容】
[0005]针对现有石墨复合接地材料易被破坏的问题，本发明提供了一种防破坏石墨线及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
一种防破坏石墨线，包括复合石墨线内芯和硬质金属纤维编织外层；复合石墨线由复合石墨带捻合获得，复合石墨带包括两层蠕虫石墨层和敷设于两层石墨层间的骨架纤维；骨架纤维为无机纤维，其包覆有粘合剂层。
[0007]骨架纤维优选为抗腐蚀、低成本的无机纤维，例如，玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、凯芙拉纤维或陶瓷纤维。
[0008]作为优选，骨架纤维直径为0.08-0.2mm。
[0009]作为优选，硬质金属纤维为不锈钢纤维或镍纤维。
[0010]作为优选，硬质金属纤维直径为0.1-0.2mm。
[0011]上述防破坏石墨线的制备方法，包括步骤:
步骤I，对螺虫石墨进打棍压制成螺虫石墨纸；
步骤2，将骨架纤维表面浸润粘合剂，并敷设于两层蠕虫石墨纸间，经热固、辊压得到复合石墨纸； 步骤3，裁切复合石墨纸得到复合石墨带，对复合石墨带进行捻合获得复合石墨线；步骤4，以复合石墨线为芯，采用硬质金属纤维在复合石墨线外层进行双向编制，获得防破坏石墨线。
[0012]作为优选，蠕虫石墨原材料的碳含量高于85%。
[0013]作为优选，螺虫石墨纸厚度为0.l~lmm。
[0014]作为优选，骨架纤维等间隔敷设于两层蠕虫石墨纸间，且相邻骨架纤维间隔0.5—1.2mm。
[0015]作为优选，复合石墨带宽度为10~25mm。
[0016]作为优选，进行双向编制的硬质金属纤维数量不多于24根。
[0017]和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果:
1、本发明石墨线表层由硬质金属纤维包裹，无惧尖锐物体割破，可解决柔性石墨接地体由于质软而易被破坏的问题。
[0018]2、制备工艺简便易行，原料成本低，适应于电力系统接地工程。
【附图说明】
[0019]图1是防破坏石墨线的制备工艺流程；
图2是防破坏石墨线结构示意图。
[0020]其中，1-复合石墨线内芯，2-硬质金属纤维编织外层。
具体实施例
[0021]具体实施中，本发明主要制备原料包括碳含量高于85%的高纯蠕虫石墨、丙烯酸乙酯水溶性粘合剂、玻璃纤维和硬质金属纤维，硬质金属纤维可为不锈钢纤维或镍纤维。对螺虫石墨进行棍压制成表面光滑平整、厚度均勻的螺虫石墨纸，螺虫石墨纸厚度以0.1-1mm为宜，蠕虫石墨纸厚度过大，捻合时石墨带易发生断裂。
[0022]复合石墨带的具体制备方法如下:选用直径0.08~0.2mm的玻璃纤维，采用粘合剂将玻璃纤维表层浸润，并等间距敷设于上下两层蠕虫石墨纸间，相邻玻璃纤维间隔0.5mm~l.2mm。于80~120°C温度保持60~100s进行热固处理；然后，经两次以上辊压得到复合石墨纸。进一步地，裁切复合石墨纸得到宽度10mm~25mm的复合石墨带，所得复合石墨带表面应光滑平整，无骨架纤维裸露出石墨带表层。
[0023]对复合石墨带进行捻合得到复合石墨线，以复合石墨线为轴，在复合石墨线外层采用不多于24根的、直经0.1-0.2mm硬质金属纤维双向编制硬质金属纤维外层，即得到本发明防破坏石墨线。
[0024]本发明提供的防破坏石墨线的几种具体实施例如下:
实施例1
复合石墨纸采用碳含量约95%的蠕虫石墨、直径约0.15mm的玻璃纤维和丙烯酸乙酯水溶性粘合剂制备，经热固、辊压、裁切得到宽度为22mm、厚度为0.28mm的玻璃纤维石墨带，复合石墨带表面光滑平整无纤维裸露。选择一条玻璃纤维石墨带捻合成复合石墨线，以复合石墨线为芯，其外层利用24根直径0.1mm的不锈钢纤维双向编制，得到外包不锈钢纤维层的防破坏石墨线。
[0025]实施例2
复合石墨纸采用碳含量约95%的蠕虫石墨、直径约0.15mm的玻璃纤维和丙烯酸乙酯水溶性粘合剂制备，经热固、辊压、裁切得到宽度为22mm、厚度为0.28mm的玻璃纤维石墨带，复合石墨带表面光滑平整无纤维裸露。选择一条玻璃纤维石墨带捻合成复合石墨线，以复合石墨线为芯，其外层利用24根直径0.1mm的镍纤维双向编制，得到外包不锈钢纤维层的防破坏石墨线。
[0026]上述实施例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。
【主权项】
1.一种防破坏石墨线，其特征是: 包括复合石墨线内芯和硬质金属纤维编织外层；复合石墨线由复合石墨带捻合获得，复合石墨带包括两层蠕虫石墨层和敷设于两层石墨层间的骨架纤维；骨架纤维为无机纤维，其包覆有粘合剂层。
2.如权利要求1所述的防破坏石墨线，其特征是: 所述的无机纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、凯芙拉纤维或陶瓷纤维。
3.如权利要求1所述的防破坏石墨线，其特征是: 所述的无机纤维直径为0.08-0.2mm。
4.如权利要求1所述的防破坏石墨线，其特征是: 所述的硬质金属纤维为不锈钢纤维或镍纤维。
5.如权利要求1所述的防破坏石墨线，其特征是: 所述的硬质金属纤维直径为0.1-0.2mm。
6.一种防破坏石墨线的制备方法，其特征是，包括步骤: 步骤I，对螺虫石墨进打棍压制成螺虫石墨纸； 步骤2，将骨架纤维表面浸润粘合剂，并敷设于两层蠕虫石墨纸间，经热固、辊压得到复合石墨纸； 步骤3，裁切复合石墨纸得到复合石墨带，对复合石墨带进行捻合获得复合石墨线；步骤4，以复合石墨线为芯，采用硬质金属纤维在复合石墨线外层进行双向编制，获得防破坏石墨线。
7.如权利要求6所述的防破坏石墨线的制备方法，其特征是: 所述的螺虫石墨纸厚度为0.l~lmm。
8.如权利要求6所述的防破坏石墨线的制备方法，其特征是: 步骤2中，所述的骨架纤维等间隔敷设于两层蠕虫石墨纸间，且相邻玻璃纤维间隔0.5mm~l.2mm。
9.如权利要求6所述的防破坏石墨线的制备方法，其特征是: 步骤3中，所述的复合石墨带宽度为10~25mm。
10.如权利要求6所述的防破坏石墨线的制备方法，其特征是: 步骤4中，进行双向编制的硬质金属纤维数量不多于24根。
【专利摘要】本发明提供了一种防破坏石墨线及其制备方法，该防破坏石墨线包括复合石墨线内芯和硬质金属纤维编织外层；复合石墨线由复合石墨带捻合获得，复合石墨带包括两层蠕虫石墨层和敷设于两层石墨层间的骨架纤维；骨架纤维为无机纤维，其包覆有粘合剂层。发明制备工艺简便易行，原料成低，可解决柔性石墨接地体由于质软而易被破坏的问题，适应于电力系统接地工程。
【IPC分类】H01R4-66, H01R43-00
【公开号】CN104577365
【申请号】CN201510042575
【发明人】阮江军, 龚若涵, 葛贺飞
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月28日