四川健坤科技有限公司石墨烯复合接地装置产品介绍

1、产品介绍

1.1 生产工艺

四川健坤科技有限公司生产的石墨烯合金接地体是采用多层复合材料制成，以碳钢为基底，圆钢表面为石墨烯、银、铜、镍、铝等金属渗镀层。

石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下（可高达1500°C）,还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能对金属服役的环境提供了有利条件。

石墨烯还是目前为止最薄的材料，其对基底金属的影响可以忽略不计。同时还兼具高的强度和良好的摩擦学性能，不仅能提高导电性及耐盐雾性能，还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。

在常用的环氧防腐涂料的基础上通过添加石墨烯制备的新型涂料不仅具有环氧富锌涂料的阴极保护效应、玻璃鳞片涂料的屏蔽效应，更具有韧性好、附着力强、耐水性好、硬度高等特点。镀镍层，镍抗腐蚀能力强，耐热性、可塑性与韧性好。镀镍层不仅可用作防腐蚀保护，而且可用作耐磨损保护。

1.2关键技术

四川健坤科技有限公司生产的石墨烯合金接地体主要依靠石墨烯层导电机理，导电性能优越。石墨烯层导电因其特殊的导电机理使它不易受外部环境影响，能够保证良好的长效性。同时石墨烯接地极自身电阻低，安装简便，因此，石墨烯接地极适应于交通不便、无电施工、土壤电阻率高的山区。多层复合材料石墨烯接地极由于其形态固定，主要由多种导电非金属材料和金属物质组合制成，具有抗氧化、耐腐蚀和使用寿命长的特点，因其物理、化学性能稳定，在主壤中不降解；石墨烯接地极的测试试验平均电阻率为10-7Ω?m，自身耐高低温，耐酸碱腐蚀, 耐大冲击电流。通过在不同地质条件进行的多次试验表明，石墨烯接地极的使用完全符合接地工程的各项技术要求。

1.3主要技术指标

1、固态电阻率：1×10-7Ω.m

2、接地电阻：≤0.5 Ω

3、冲击电流耐受：△R% ≤0

4、工频电流耐受：△R%≤0

5、高温性能：1000°C

6、低温性能：-60°C

7、抗压强度：≥ 1200Mpa

8、抗拉强度：≥ 800Mpa

9、石墨烯层的表面摩斯硬度：1-2

10、埋地表面年平均腐蚀率：0

1.4主要技术标准

石墨烯合金接地体由石墨烯?银?铜?镍?铝等金属材料制成，材料性质稳定，各项性能指标优良，符合《复合接地体技术条件》(GB/ T21698-2008)的相关技术要求。其抗拉强度高，无毒无污染，属于环保型材料，电阻率测试平均电阻率为1×10-7Ω ? m，特别适合接地要求高、土壤电阻率高的场合。石墨烯多层复合材料接地系统已通过国家绝缘子避雷器质量监督检验中心的检测，完全满足电力系统接地网的相关技术要求。

1.5石墨烯合金接地体产品分类

2、石墨烯合金接地体的特性参数与技术要求

2.1基本参数

?石墨烯合金快速接地极Φ16mm×1200mm，采购优质碳素钢，平均抗拉强度≥ 600MPa，外表面为石墨烯、铜、镍、铝、银等金属渗镀层，镀层厚度≥ 0.25毫米，标准长度1200mm。

?引出装置，采用优质碳素钢，外表面为石墨烯、铜、镍、铝、银等金属渗镀层。

?水平导线Φ13mm,以优质合金材质为芯，外表面为石墨烯、铜、镍、铝、银等金属渗镀层。

?水平十字导线连接装置，采用优质合金材质，外表面为石墨烯、铜、镍、铝、银等金属渗镀层，采用搭接法连接无需焊接。

2.2设计和结构要求

?对原材料的要求

?接地材料导电性能好，使用可靠，结构简单，便于安装。

?接地材料要达到较高的机械强度和良好的抗腐蚀性能。

?接地材料加工后，表面光滑、硬度好，金属层的结合度要好，耐腐蚀性能和使用寿命更高。

?多层复合接地材料要求

多层材料复合水平接地线导电性良好，耐雷电流冲击，连接处不用做任何防腐处理，其防腐机械寿命可以达到40年之久。

?跨接线材料要求

圆钢的机械性能满足GB/T 3428-2008之要求。

?标志内容

本产品有完整的识别标志：产地标志、功能标志、长度标志和日期标志。

2.3石墨烯镀层厚度测量

?在试品不同的位置上取5点进行测量，镀层厚度均应符合技术要求:

?在试品任意周长区域，选取平均布局的10点进行测量，均匀性允差应符合技术要求:

2.4电阻率和导电率试验

2.5短时耐受电流试验

?试验

?试验记录

?试验后试品电阻变化

?试验结果：

经过短时耐受电流试验后，试品表面无裂纹、裂缝、熔化、脱落、鼓泡等缺陷，试品电阻变化小于10%,符合要求。

3、石墨烯合金接地体的先进性

传统防护层受限于自身材料性质及工艺，对金属基体的腐蚀防护作用往往不理想，个别性能突出的成本又很高，降低了防护层的性价比, 而且相当一部分防护层因含铅锌或铬酸盐等重金属或有毒物质，存在一定的环境污染风险，也消耗了大量的不可再生资源，不利于社会经济的可持续发展。因此，开发各类新型长效环保的重防腐蚀材料成为新热点。

四川健坤科技有限公司生产的石墨烯合金接地体产品采用多层复合材料制成，表面为石墨烯、银、铜、镍、铝等金属渗镀层。石墨烯稳定的sp2杂化结构能使其在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止渗透扩散的进行。其次，石墨烯具有良好的热稳定性，不论是在高温条件下（1500℃），还是在有腐蚀或氧化性气体、液体的环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能使其与普通接地材料相比，放电速度快3-5倍，同时因其耐腐蚀性，产品使用寿命可达40年以上。

3.1石墨烯接地极材料性能稳定，施工简单，安装便利，对地面的破坏程度小。

石墨烯合金快速接地极是一种新型导电材料，经过高温膨化加入石墨烯、铜、银等金属渗透到接地极里，使之比其它普通接地材料放电速度快3-5倍。本新型接地极不仅设计新颖、结构简单，并且由于直接通过过盈配合的方式将芯棒进行连接，避免了一切外在结构紧固等设计需求，极大地简化了生产工艺，提高了生产效率，尤其在安装接地极时，不需要复杂的大型工具，只需要专用油镐便可施工安装，四个人一天可以安装1座基塔的接地工作，产品安装十分方便，只用在垂直接地处开挖一个300*300安装坑就可以施工，纵深最深可达到60米深度，同等距离下，与水平接地相比，放电能力强5-10倍，降阻能力十分明显。

3.2产品使用寿命长。

由于本实用新型自接式接地极直接在芯棒的本体上设置插接杆和插接槽.并使之形成过盈配合，相对于现有技术中焊接和钻孔螺丝等连接方式的承载力和抗冲力都更强，使得接地极在油镐不断的驱动下体现出更加稳定可靠的特性，产品使用寿命为40年以上，工程施工简单，适应各种环境，产品轻便，能满足客户不同需求，工程附加费用小，技术可靠。

3.3石墨烯合金接地体极由多种复合材料组成。

石墨烯本身具备极强的导电性及耐腐蚀性，将石墨烯浸镀至钢芯上，大大强化了其性能，确保最高导电性能，经过多种试验对比，发现石墨烯导电放电能力优于市场上普通的热镀锌、石墨基柔性接地体、铜包钢之类的接地极。

4、石墨烯合金快速接地极与其它产品性能特点对比

石墨烯合金快速接地极与其它产品（以铜包钢为例）相比较，两类产品刚开始都能够达到降阻效果。但是，随着时间的推移，铜包钢产品会逐渐发生锈蚀，锈蚀出现后，由于铜钢电偶腐蚀的作用会加剧腐蚀，导致接地电阻升高而易发生事故。

4.1石墨烯复合快速接地系统优点

◎制造过程节能绿色环保。

◎导电优越，电阻稳定，机械寿命长，免维护。

◎不受强酸强碱和有机溶液及电偶腐蚀。

◎应用范围广泛，使用不受环境气候条件的限制。

◎节约土地资源、减少青苗补偿费。

◎现场施工简单、方便，安装后无需作任何防腐处理。

◎施工无需发电机和电焊机，熔焊连接，省工、省时。

◎该产品热烧结一体，无重复利用价值，即解决防盗问题。

4.2钢镀铜接地材料

◎制造能耗高，污染环境，温室气体排放量大。

◎使用后不耐腐蚀，易生锈，导致接地电阻不稳定。

◎使用后出现锈蚀后，有电偶腐蚀，腐蚀速度加快。

◎使用寿命短（3-5年）锈蚀后污染环境及地下水。

◎维护困难，更新改造工程频繁，费用大，浪费人力物力及财力。

4.3石墨烯合金接地体、石墨基柔性接地体、铜包钢接地极三种接地材料性能特点对比表

综合物料成本及施工成本，预计石墨烯合金接地体总成本比其他接地装置低20%-30%。

4.4施工工艺分析

4.4.1石墨烯合金接地体施工工艺

?挖设接地体沟：

1、根据所需接地设计目标及实际环境选择挖沟位置。

2、接地沟深度60cm，宽度30cm。

?垂直接地：

1、根据方案与实际情况选择垂直接地点，如：110kV铁塔需8个垂直接地点。

2、使用油镐施工安装，将石墨烯合金快速接地体垂直接地。

3、根据方案与实际情况选择接地体的数量，接地体通过套管连接可加长，可增加深处放电能力。

?连接：

1、连接时采用搭接法，使用石墨烯连接器将石墨烯接地导线与石墨烯接地体连接。

2、上紧螺丝，将橡胶封帽套在露出的接地体上端及石墨烯导线剪断处。

3、使用石墨烯连接器与石墨烯引出装置将接地网与设备连接。

?埋设：

1、使用细湿土分层填实，压紧。

4.4.2普通接地棒施工工艺

?挖设接地体沟：

1、根据所需接地设计目标及实际环境选择挖沟位置，接地沟深度大于80cm，宽度50cm。

缺点：因其导电性能不足，故所需挖沟范围较石墨烯相比大3-5倍，更加浪费人力。

?垂直接地：

1、采用冲击钻，如果是多根组合型接地棒，需加大深度，遇岩石层需采用钻孔后放入接地棒。

缺点：因施工方式及材料限制，垂直接地深度不足，放电能力变差，需加大水平接地范围。

?连接：

1、大型接地网一般采用热焊接的方法，接地棒与接地网线釆用化学焊剂焊接。

缺点：材料、工具运输不便，费时费力，电气焊接时的焊点会对接地棒表面产生破坏，焊点极易腐蚀，部分化学焊剂会对环境产生污染。

?埋设：

1、使用细湿土分层填实，压紧。

4.4.3石墨烯合金接地体施工安装说明

?1.拆除原有接

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