[發明專利]一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011409486.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112563844B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 范冕;何慧雯;譚波;王湘漢;童雪芳;戴敏;李振強;王磊;李曉嵐;萬磊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H01R43/00
• 分類號: H01R43/00;H01R4/66;H01R4/58
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發明公開了一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料的制備方法，方法包括：制備連續碳纖維網面；將多層的連續碳纖維網面浸置于鱗片石墨分散劑的水溶液中，使得鱗片石墨的分散劑的水溶液充分分散于多層的連續碳纖維網面；將混合鱗片石墨的分散劑的水溶液的多層的連續碳纖維網面進行高溫烘干，使得鱗片石墨的分散劑的水溶液中的鱗片石墨經過高溫膨化成柔性石墨；柔性石墨穿過多層的連續碳纖維網，形成復合導電接地材料的預制體；將復合導電接地材料的預制體進行多層疊合，對多層的復合導電接地材料的預制體進行施壓，多層的復合導電接地材料的預制體通過柔性石墨的自鉚形式進行穩定，生成包括柔性石墨和連續碳纖維的復合導電接地材料。

技術領域

本發明涉及電力系統接地技術領域，更具體地，涉及一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料及其制備方法。

背景技術

架空輸電線路桿塔的接地性能是直接影響線路故障率水平的重要影響因素，也是保障二次保護系統有效動作的重要手段。輸電線路桿塔的人工接地裝置是為了保障桿塔的接地性能而設計敷設的導電裝置。工程中接地材料的用量非常巨大，考慮到工程經濟型，我國桿塔的人工接地裝置目前多采用鍍鋅鋼材料。鍍鋅鋼的價格雖然較便宜，但是其缺陷也十分明顯：與銅相比鍍鋅鋼更容易出現腐蝕問題。一旦出現材料腐蝕，可能引起接地引下線與主地網脫離、接觸不良，或者接地導體腐蝕變細后不滿足短路、沖擊電流下的動、熱穩定性等問題，將給輸電線路的運行埋下巨大的安全隱患。

解決接地材料腐蝕問題的最有效方法是采用高分子復合導電材料替代金屬材料。目前，一些高分子復合導電材料已在我國部分電網桿塔的接地設計中得到了初步應用。此類復合接地材料產品大多采用熱塑輥壓成型工藝將膨脹石墨和合成纖維制備成石墨線，再通過各種線層結構編織成型。因此防腐方面的性能上有了極大的提升。但同時，在應用中也反映了一些問題：1)為了保證接地材料的結構致密性和力學性能，市場上的此類結構的石墨基導電材料在制備中需要導電膠類的粘合劑將纖維材料與膨脹石墨進行粘合。導電膠是一種不連續的碳系導電介質，力學性能和導電性能都弱于連續碳系介質，且導電膠易與碳系介質形成界面，影響材料的熱穩定性。所以，一旦材料中通過較大的故障電流，產生的溫升會使得粘合劑出現一定程度的降解和失效，嚴重影響接地材料的穩定性；2)由于此類復合導電材料中纖維材料的布置方向相對單一，導致在復合導電材料與金屬導體之間的連接施工或產品預制過程中，時常會出現纖維材料碎裂的現象。

因此，需要一種技術，以制備一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料。

發明內容

本發明技術方案提供一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料及制備方法，以解決如何制備柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種柔性石墨/連續碳纖維復合導電接地材料的制備方法，所述方法包括：

制備連續碳纖維網面；

將多層的所述連續碳纖維網面浸置于鱗片石墨分散劑的水溶液中，使得所述鱗片石墨的分散劑的水溶液充分分散于多層的所述連續碳纖維網面；

將混合所述鱗片石墨的分散劑的水溶液的多層的所述連續碳纖維網面進行高溫烘干，使得所述鱗片石墨的分散劑的水溶液中的鱗片石墨經過高溫膨化成柔性石墨；

所述柔性石墨穿過多層的所述連續碳纖維網，形成復合導電接地材料的預制體；

將所述復合導電接地材料的預制體進行多層疊合，對多層的所述復合導電接地材料的預制體進行施壓，多層的所述復合導電接地材料的預制體通過柔性石墨的自鉚形式進行穩定，生成包括柔性石墨和連續碳纖維的復合導電接地材料。

優選地，多層的所述連續碳纖維網面構成所述復合導電接地材料軸向導電網絡。

優選地，所述柔性石墨為所述復合導電接地材料的主導電材料，并且構成所述復合導電接地材料的周向導電網絡。