本發(fā)明屬于防雷系統(tǒng)保護領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維石墨接地體。

背景技術(shù)：

目前我國防雷接地體分為金屬與非金屬兩類。金屬防雷接地體歷史悠久，應(yīng)用廣泛，使用量最大的是鍍鋅鋼鐵制品，其次是應(yīng)用量較少的鍍銅、純銅、合金制品；非金屬接地體主要是降阻模塊類產(chǎn)品。

通過研究及相關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前我國防雷接地體被廣泛推廣應(yīng)用的是鍍鋅鋼鐵類制品，占市場的99.7％以上。鍍銅、純銅、合金、降阻模塊和燒結(jié)碳棒制品，上述雖然制品導(dǎo)電性能優(yōu)良，但因污染環(huán)境嚴重、耗能高、浪費材料，社會上應(yīng)用量較少，都不同程度地存在著問題，如：具有代表性的鍍鋅鋼鐵制品不耐腐蝕、易生銹、使接地電阻升高導(dǎo)致雷電事故，使用壽命短(5年左右)，更新改造頻繁，浪費材料、土地、經(jīng)費嚴重，且生產(chǎn)接地體還會排放有毒廢液，污染環(huán)境，耗能高。碳棒產(chǎn)品制造工藝復(fù)雜、耗能高，污染環(huán)境嚴重，韌性差、脆性大、易折斷，金屬連接線易銹蝕損壞，安裝連接困難。目前在我國凡是使用上述傳統(tǒng)防雷接地體的單位，都不同程度的深受產(chǎn)品問題的困擾和危害，但該問題在我國至今無法解決。用戶唯一辦法是勤檢查、勤更換，該法費用大、浪費材料、土地，這與我國節(jié)能、減排、環(huán)保、高產(chǎn)能的工業(yè)發(fā)展政策不相符，與我國人多地少、資源匱乏的國情和國民經(jīng)濟又快又好的建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略相悖。

因此人們發(fā)明了柔性石墨防雷接地體，但是其機械強度低，且其兩端束縛用的金屬固定件也存在不耐腐蝕、易生銹的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維石墨接地體。本發(fā)明的技術(shù)方案，具有良好的導(dǎo)電性與沖擊電流耐受特性；可靠的耐腐蝕性；力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；良好的熱穩(wěn)定性；運輸及施工方便，且與土壤貼合度高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所示：

一種碳纖維石墨接地體，包括若干石墨線平行設(shè)置形成的線芯，線芯外周包裹有編織導(dǎo)電層，編織導(dǎo)電層由若干石墨線編織形成；所述石墨線包括碳纖維，碳纖維通過第一導(dǎo)電膠粘連成一排；石墨通過膨化爐膨化得到石墨蠕蟲；碳纖維的上下兩側(cè)分別復(fù)合石墨蠕蟲，然后經(jīng)壓輥壓制形成石墨紙，石墨紙切條后收卷，制得得石墨線；石墨、碳纖維與導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為77-83：10-12：0.5-1.5；其中，石墨的碳含量≥99.9％。

進一步的改進，所述碳纖維石墨接地體一端固定有第一金屬固定件，另一端固定有第二金屬固定件；第一金屬固定件上成形有固定孔，第二金屬固定件上突出成形有尖刺，尖刺數(shù)不少于兩個。

進一步的改進，所述第一金屬固定件和第二金屬固定件的表面均涂有導(dǎo)電防腐層。

進一步的改進，所述導(dǎo)電防腐層包括石墨、樹脂和第二導(dǎo)電膠。

進一步的改進，所述導(dǎo)電防腐層中，石墨、樹脂和第二導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為：7:2:1。

進一步的改進，所述第二導(dǎo)電膠包括第二導(dǎo)電膠包括40-60重量份的環(huán)氧樹脂、30重量份的石墨粉、10-30重量份的稀釋劑和1.5-3重量份的胺類固化劑。

一種碳纖維石墨接地體的制作方法，包括如下步驟：

步驟一、制作石墨線：碳纖維通過第一導(dǎo)電膠粘連成一排；石墨通過膨化爐膨化得到石墨蠕蟲；碳纖維的上下兩側(cè)分別復(fù)合石墨蠕蟲，然后經(jīng)壓輥壓制形成石墨紙，石墨紙切條后收卷，制得得石墨線；

步驟二：根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格將若干石墨線平行設(shè)置形成線芯，在線芯外使用石墨線編制形成編織導(dǎo)電層，形成碳纖維石墨接地體；

步驟三：在第一金屬固定件和第二金屬固定件的表面涂抹導(dǎo)電防腐層，然后使用第一金屬固定件和第二金屬固定件將碳纖維石墨接地體兩端固定。

進一步的改進，所述導(dǎo)電防腐層中，石墨、樹脂和第二導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為：7：2：1。

進一步的改進，所述第二導(dǎo)電膠包括40-60重量份的環(huán)氧樹脂、30重量份的石墨粉、10-30重量份的稀釋劑和1.5-3重量份的胺類固化劑。

進一步的改進，所述樹脂為環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、良好的導(dǎo)電性與沖擊電流耐受特性。

2、可靠的耐腐蝕性。

3、力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4、良好的熱穩(wěn)定性。

5、運輸及施工方便，與土壤貼合度高。

6、預(yù)防偷盜及人為破壞。

附圖說明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

結(jié)合圖1，本實施例的一種碳纖維石墨接地體，包括石墨線平行設(shè)置形成的線芯1，若干石墨線編織形成線芯1外周的編織導(dǎo)電層2，碳纖維石墨接地體一端固定有第一金屬固定件3，另一端固定有第二金屬固定件4；第一金屬固定件3上成形有固定孔5，第二金屬固定件4上突出成形有尖刺6，尖刺6數(shù)量不少于兩個。

石墨線制作方法如下：碳纖維通過第一導(dǎo)電膠粘連成一排；石墨通過膨化爐膨化得到石墨蠕蟲；碳纖維的上下兩側(cè)分別復(fù)合石墨蠕蟲，然后經(jīng)壓輥壓制形成石墨紙，石墨紙切條后收卷，制得得石墨線。其中，石墨、碳纖維與導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為77-83：10-12：0.5-1.5；其中，石墨的碳含量≥99.9％。

采用純碳纖維代替普通柔性石墨防雷接地體中玻璃纖維、棉線等非導(dǎo)電低強度纖維。本發(fā)明以碳纖維為石墨接地體唯一骨架成份，增加了柔性石墨防雷接地體的強度，可以將柔性石墨防雷接地體形象比喻成骨骼-肌肉結(jié)構(gòu)：碳纖維材料為骨骼，起到支撐接地材料、增強力學(xué)性能的作用；膨脹石墨構(gòu)成肌肉組織，是整個復(fù)合接地體的主體結(jié)構(gòu)，主要起導(dǎo)電作用；導(dǎo)電膠作為“血液”連接纖維材料及膨脹石墨，提高材料結(jié)構(gòu)致密性及力學(xué)性能。由于碳纖維具有良好的導(dǎo)電性且與石墨的基本成分一樣，因此與石墨的親和性較高，且不會降低石墨防雷接地體單位體積的導(dǎo)電性能。第一金屬固定件3和第二金屬固定件4防止石墨防雷接地體在運輸或存儲過程中兩端散亂。

第二金屬固定件4端埋設(shè)在地下，其中尖刺6部分形成尖端放電效應(yīng)，兩個尖刺6之間電壓增大，從而使尖刺6間土壤顆粒的局部空間電場強度畸變加強，促進火花效應(yīng)的產(chǎn)生，使得土壤被擊穿，從而降低周圍土壤的阻抗，即降低了碳纖維石墨接地體的沖擊接地電阻。

實施例2

為了防止第一金屬固定件3和第二金屬固定件4被腐蝕，第一金屬固定件3和第二金屬固定件4的表面均涂有導(dǎo)電防腐層。

導(dǎo)電防腐層包括石墨、樹脂和第二導(dǎo)電膠。其中，石墨、樹脂和第二導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為：7：2：1。

第二導(dǎo)電膠包括40-60重量份的環(huán)氧樹脂、30重量份的石墨粉、10-30重量份的稀釋劑和1.5-3重量份的胺類固化劑。

由于第二導(dǎo)電膠中主要成分為石墨，因此有良好的導(dǎo)電性和散熱能力，第二導(dǎo)電膠增加了粘著性。

實施例3

一種碳纖維石墨接地體的制作方法，包括如下步驟：

步驟一、制作石墨線：碳纖維通過第一導(dǎo)電膠粘連成一排；石墨通過膨化爐膨化得到石墨蠕蟲；碳纖維的上下兩側(cè)分別復(fù)合石墨蠕蟲，然后經(jīng)壓輥壓制形成石墨紙，石墨紙切條后收卷，制得得石墨線；

步驟二：根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格將若干石墨線平行設(shè)置形成線芯1，在線芯1外使用石墨線編制形成編織導(dǎo)電層2，形成碳纖維石墨接地體；

步驟三:制作導(dǎo)電防腐層；

步驟四：在第一金屬固定件3和第二金屬固定件4的表面涂抹導(dǎo)電防腐層，然后使用第一金屬固定件3和第二金屬固定件4將碳纖維石墨接地體兩端固定。

導(dǎo)電防腐層的制作方法為先將石墨和環(huán)氧樹脂預(yù)混，施加氮氣保護，攪拌混勻形成膠狀物，膠狀物中再加入第二導(dǎo)電膠，施加氮氣保護攪勻，攪勻過程中施加超聲波，增加均勻效果，且將內(nèi)部的氣泡震動出來，防止其凝固過程中封住空氣，造成漏洞。超聲波震動的頻率為30k-40k赫茲，優(yōu)選為35k赫茲，超聲時間不低于10min。然后將導(dǎo)電防腐層涂抹到第一金屬固定件3和第二金屬固定件4表面，烘干硬化，烘干溫度不高于60℃。其中，石墨、環(huán)氧樹脂和第二導(dǎo)電膠的質(zhì)量比為：7:2:1。

第二導(dǎo)電膠包括40-60重量份的環(huán)氧樹脂、30重量份的石墨粉、10-30重量份的稀釋劑和1.5-3重量份的胺類固化劑。稀釋劑可選粘土、高嶺土、陶土、滑石粉等。胺類固化劑可為單脂環(huán)胺或雙脂環(huán)胺。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。