阅读说明：本技术 一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具 (Modified silicate grounding module and manufacturing method and manufacturing mold thereof ) 是由 黄彭 李文杰 林立鹏 周鑫 崔荣坤 刘蕊 莫娟 房正刚 李彦霖 王炜 于 2018-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具,所述模组包括依次通过连接线连接的接地模块；所述模块包括金属芯材和包覆所述金属芯材的改性硅酸盐复合层；所述金属芯材上端贯穿所述改性硅酸盐复合层且通过连接件与所述连接线连接。本发明提供的技术方案,将金属芯材和复合层形成的接地模块依次连接形成接地模组,复合层的吸湿性和粘合性都比金属好,与土壤粘合的密实性也优于金属,进而降低了接地模组与土壤间的接触电阻和接地模组的接地电阻；且复合材料能够对金属起到保护作用,避免了金属的腐蚀,增加了接地模组整体的耐腐蚀性,大大提高了其使用寿命。(The invention provides a modified silicate grounding module and a manufacturing method and a manufacturing die thereof, wherein the module comprises grounding modules which are connected in sequence through connecting wires; the module comprises a metal core material and a modified silicate composite layer coating the metal core material; the upper end of the metal core material penetrates through the modified silicate composite layer and is connected with the connecting line through a connecting piece. According to the technical scheme provided by the invention, the grounding modules formed by the metal core material and the composite layer are sequentially connected to form the grounding module, the hygroscopicity and the adhesiveness of the composite layer are better than those of metal, the compactness of the adhesion with soil is better than that of metal, and further the contact resistance between the grounding module and the soil and the grounding resistance of the grounding module are reduced; and the composite material can protect the metal, thereby avoiding the corrosion of the metal, increasing the overall corrosion resistance of the grounding module and greatly prolonging the service life of the grounding module.)

一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具

技术领域

本发明涉及一种接地模组，具体涉及一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具。

背景技术

随着科学技术的发展，社会上对电力的需求越来越大、要求越来越高，电力给人类带来巨大便利的同时，其安全性也越来越被人们所重视。雷电是严重威胁电力系统安全可靠运行的重要因素，其极易引发输电线路的跳闸，这会给社会带来了巨大的经济损失。因此人们一直在大力研究改善输电线路雷击跳闸的方法，而有效降低杆塔接地电阻被证明是效果最佳、可行性最高的一项措施。

国内外输电设备接地通常采用扁钢、不锈钢、铜等金属类接地材料，以及含电镀金属层的镀锌钢、不锈钢包钢、铜包钢等金属接地材料。由于金属类接地材料与土壤非同质，施工后金属类材料与土壤接触不密实，接触电阻大，在一些高土壤电阻率或施工不便利的地方，仅用传统的金属类接地材料很难达到要求，不仅需要加长敷设长度，施工开挖量大，还需敷设降阻材料来达到接地电阻要求。再者金属类接地材料最大的瓶颈问题是接地材料的腐蚀，即便使用不锈钢或铜包钢等采用防腐措施后的金属类材料，由于运输或施工过程中的磨损，焊接部位防腐措施不到位，还是会出现点腐蚀等情况。当使用降阻材料辅助降阻时，更加加速内部金属材料的腐蚀，工程竣工头几年降阻效果良好，之后由于腐蚀加快，接地电阻会逐渐增大，接地效果越来越差。

因此需要一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具来满足现有技术的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种改性硅酸盐接地模组及其制作方法和制作模具；将金属芯材和复合层形成的接地模块依次连接形成接地模组，复合层的吸湿性和粘合性都比金属好，与土壤粘合的密实性也优于金属，进而降低了接地模组与土壤间的接触电阻和接地模组的接地电阻；且复合材料能够对金属起到保护作用，避免了金属的腐蚀，增加了接地模组整体的耐腐蚀性，大大提高了其使用寿命。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

本发明提供了一种改性硅酸盐接地模组，所述模组包括依次通过连接线连接的接地模块；所述模块包括金属芯材和包覆所述金属芯材的改性硅酸盐复合层；所述金属芯材上端贯穿所述改性硅酸盐复合层且通过连接件与所述连接线连接。

优选的，所述改性硅酸盐复合层包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：20～35％、膨润土：15～20％、石墨：5～10％、纳米碳纤维1～5％、不锈钢纤维：5～10％和聚丙烯酰胺1～5％。

优选的，所述改性硅酸盐复合层包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：25～35％、膨润土：17～20％、石墨：7～10％、纳米碳纤维1～4％、不锈钢纤维：5～8％和聚丙烯酰胺1～4％。

优选的，所述改性硅酸盐复合层包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：25～30％、膨润土：17～19％、石墨：7～9％、纳米碳纤维2～4％、不锈钢纤维：6～8％和聚丙烯酰胺2～4％。

优选的，所述改性硅酸盐复合层包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：28％、膨润土：18％、石墨：8％、纳米碳纤维3％、不锈钢纤维：7％和聚丙烯酰胺3％。

优选的，所述改性硅酸盐复合层呈柱状，其截面呈四棱形。

优选的，所述金属芯材呈柱状，所述金属芯材的截面面积与所述改性硅酸盐复合层的截面面积之比为1:10～20。

优选的，所述连接件为管状三通；所述金属芯材上端设有外螺纹，通过与所述管状三通的内螺纹配合实现连接。

优选的，所述连接线两端设有外螺纹，通过与所述管状三通的内螺纹配合实现连接；相邻的所述连接线间的夹角为90～180°。

优选的，所述管状三通包括内层的导电芯材和外层的绝缘保护层；所述导电芯材采用不锈钢或镀锌钢；所述绝缘保护层采用聚乙烯。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述的改性硅酸盐接地模组的制作方法，所述方法包括下述步骤：

(1)按预先设计的形状制作金属骨架并将其放入模具中；

(2)按预先设计的配比调制复合层浆料并将其加入所述模具中；

(3)封闭所述模具并高压密实养护24h，脱模后继续养护28～30天制得接地模块。

优选的，所述按预先设计的配比调制复合层浆料包括：

将按比例称取的硅酸盐水泥、石墨、纳米碳纤维、不锈钢纤维和聚丙烯酰胺和上述混合物质量的40～50％的水倒入搅拌锅中低速搅拌10min；

按1:0.5～0.8的比例称取膨润土和水、混合后使其膨化；

将膨化后的膨润土加入到搅拌锅中，再次加入锅内混合物质量的2～5％的水后高速搅拌10min制得所述复合层浆料。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述的接地模组的制作模具，所述模具包括底板和设于所述底板上的模具块；

所述底板设有网点分布的芯材孔；所述芯材孔上方设有与所述复合层截面相同形状的垫，所述垫设有与所述芯材孔相同的孔；所述模具块设有竖直的通孔；所述通孔于所述底板的投影与所述垫重合。

优选的，所述模具块下方的底板厚度小于其他部分的底板厚度。

优选的，所述模具块包括通过螺栓连接的相互平行且紧贴的组装块；相邻组装块间的接触线贯穿一行所述芯材孔的轴心；每行所述芯材孔的轴心分别被所述接触线贯穿。

与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的技术方案，将金属芯材和复合层形成的接地模块依次连接形成接地模组，复合层的吸湿性和粘合性都比金属好，与土壤粘合的密实性也优于金属，进而降低了接地模组与土壤间的接触电阻和接地模组的接地电阻；且复合材料能够对金属起到保护作用，避免了金属的腐蚀，增加了接地模组整体的耐腐蚀性，大大提高了其使用寿命。

2、本发明提供的技术方案，复合层的材料具有强碱性，能够在金属表面生成非溶解性的钝化膜，进一步提高了金属的耐腐蚀性；且其材料的电气性能稳定、热稳定性优越、使用寿命长，免于更换和维护，节省了大量的人力物力；最重要的是该复合层的材料无污染，实现了电力和建筑工程的绿色环保接地。

3、本发明提供的技术方案，接地模组的制作方法步骤简单，操作方便，复合层的浆料混合完毕即进入到装有金属芯材的模具中，其凝固过程从始至终与金属芯材接触，大大增加了二者结合的稳定性，进而为制作出的接地模块和模组的各方面性能提供了强有力的保障。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1：本发明提供的接地模组的示意图；

图2：本发明提供的接地模块的示意图；

图3：本发明提供的接地模块与三通连接的示意图；

图4：本发明提供的连接件的示意图；

图5：本发明提供的接地模块的俯视图；

图6：本发明提供的模具的结构示意图；

图7：本发明提供的模具的俯视图；

图8：本发明提供的模具的侧视图；

附图标记：1-接地模块，2-连接线，3-金属芯材，4-复合层，5-管状三通，6-底板，7-模具块，8-通孔，9-螺栓，10-芯材孔，11-接触线，12-组装块，13-垫。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1至图5所示，本发明提供了一种改性硅酸盐接地模组，所述模组包括依次通过连接线2连接的接地模块1；所述模块1包括金属芯材3和包覆所述金属芯材3的改性硅酸盐复合层4；所述金属芯材3上端贯穿所述改性硅酸盐复合层4且通过连接件与所述连接线2连接。

所述改性硅酸盐复合层4包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：20％、膨润土：15％、石墨：5％、纳米碳纤维5％、不锈钢纤维：10％和聚丙烯酰胺5％。

所述改性硅酸盐复合层4呈柱状，其截面呈四棱形。

所述金属芯材3呈柱状，所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比为1:10。

所述连接件为管状三通5；所述金属芯材3上端设有外螺纹，通过与所述管状三通5的内螺纹配合实现连接。

相邻的所述连接线2间的夹角为90°。

所述管状三通5包括内层的导电芯材和外层的绝缘保护层；所述导电芯材采用不锈钢或镀锌钢；所述绝缘保护层采用聚乙烯。

实施例2

本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于所述改性硅酸盐复合层4的组分配比、所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比以及相邻连接线2的夹角：

所述改性硅酸盐复合层4包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：35％、膨润土：20％、石墨：10％、纳米碳纤维1％、不锈钢纤维：5％和聚丙烯酰胺1％。

所述金属芯材3呈柱状，所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比为1:15。

相邻的所述连接线2间的夹角为180°。

实施例3

本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于所述改性硅酸盐复合层4的组分配比、所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比以及相邻连接线2的夹角：

所述改性硅酸盐复合层4包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：25％、膨润土：17％、石墨：7％、纳米碳纤维2％、不锈钢纤维：6％和聚丙烯酰胺2％。

所述金属芯材3呈柱状，所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比为1:20。

相邻的所述连接线2间的夹角为120°。

实施例4

本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于所述改性硅酸盐复合层4的组分配比、所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比以及相邻连接线2的夹角：

所述改性硅酸盐复合层4包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：30％、膨润土：19％、石墨：9％、纳米碳纤维4％、不锈钢纤维：8％和聚丙烯酰胺4％。

所述金属芯材3呈柱状，所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比为1:18。

相邻的所述连接线2间的夹角为150°。

实施例5

本实施例与实施例1的结构基本相同，其不同之处在于所述改性硅酸盐复合层4的组分配比、所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比以及相邻连接线2的夹角：

所述改性硅酸盐复合层4包括按质量分数计的下述组分：

硅酸盐水泥：28％、膨润土：18％、石墨：8％、纳米碳纤维3％、不锈钢纤维：7％和聚丙烯酰胺3％。

所述金属芯材3呈柱状，所述金属芯材3的截面面积与所述改性硅酸盐复合层4的截面面积之比为1:14。

相邻的所述连接线2间的夹角为180°。

实施例6

基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述的改性硅酸盐接地模组的制作方法，所述方法包括下述步骤：

(1)按预先设计的形状制作金属芯材并将其放入模具中；

(2)按预先设计的配比调制复合层浆料并将其加入所述模具中；

(3)封闭所述模具并高压密实养护24h，脱模后继续养护28～30天制得接地模块。

所述按预先设计的配比调制复合层浆料包括：

将按比例称取的硅酸盐水泥、石墨、纳米碳纤维、不锈钢纤维和聚丙烯酰胺和上述混合物质量的40～50％的水倒入搅拌锅中低速搅拌10min；

按1:0.5～0.8的比例称取膨润土和水、混合后使其膨化；

将膨化后的膨润土加入到搅拌锅中，再次加入锅内混合物质量的2～5％的水后高速搅拌10min制得所述复合层浆料。

实施例7

基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述的接地模组的制作模具，所述模具包括底板6和设于所述底板上的模具块7；

所述底板6设有网点分布的芯材孔10；所述芯材孔10上方设有与所述复合层4截面相同形状的垫13，所述垫13设有与所述芯材孔10相同的孔；所述模具块7设有竖直的通孔；所述通孔于所述底板6的投影与所述垫13重合。

所述模具块7下方的底板6厚度小于其他部分的底板6厚度。

所述模具块7包括通过螺栓9连接的相互平行且紧贴的组装块12；相邻组装块12间的接触线11贯穿一行所述芯材孔10的轴心；每行所述芯材孔10的轴心分别被所述接触线11贯穿。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。