[发明专利]特种纳米接地导线及其制备方法

说明书

技术领域

本法明涉及避雷接地线技术领域，特别是涉及一种特种纳米接地导线及其制备方法。

背景技术

随着现代工业在规模上的发展和在自动化水平上的提高，特别是计算机普遍应用于生产、生活中的保护、监控和信息处理系统中以后，接地导线的作用和意义发生了很大的变化。为防止自动化设备的误动和死机现象的发生，对接地导线的导电性、稳定性以及抗干扰能力提出了更高的要求。

目前接地导线施工存在的主要问题有：导电性能差，易腐蚀，寿命短，接地电阻值不能满足系统运行要求；部分金属导线含有对人体有害的铅、锌、铜、镍、珞、汞、砷等氧化金属和放射性有害物质，污染空气、水源、土壤和环境，环保性差；施工地质、地形条件复杂且工作环境恶劣，采用常规焊接手段施工麻烦，容易导致二次或三次施工安装；容易遭到雷电天气的损害，造成严重损失。

目前对于防雷专用导线的研究相对较少，传统的金属导线如铜导线等不仅成本高，且对高温、高压、磨损、腐蚀等承受力差，环保性不好；近期出现的石墨导线由若干条玻璃丝纤维和至少一根耐腐蚀增强丝组成，做工复杂，操作要求高，不适用于做特种纳米接地导线；此外，不久前公开的一种适用于长距离输电的防雷碳纤维光电复合导线，其包含至少一根绝缘线芯和至少一根光纤单元，同样存在做工复杂、操作要求极高、不适用于做特种纳米接地导线的问题。根据以往解决接地问题的实际经验，针对目前接地网存在的问题，在多年实践的基础上，以防腐为切入点，以降低电阻为手段，综合性的提高接地网的健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特种纳米接地导线及其制备方法，有效解决目前接地导线施工存在的导电性能差，易腐蚀，寿命短，接地电阻值不能满足系统运行要求、环保性差、对施工环境要求高、容易导致二次或三次施工安装等问题。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种特种纳米接地导线，其特征在于：所述特种纳米接地导线的芯材是直径为7~26mm的炭玻璃绳，所述炭玻璃绳由至少5根炭玻璃纤维线组成，所述炭玻璃纤维线每根含有至少140条炭玻璃纤维；所述炭玻璃纤维中含有重量百分比均为20%~30%的高纯纳米石墨和超导电纳米炭黑；所述炭玻璃纤维由粘合材料粘结成炭玻璃纤维线；所述粘合材料中包含有30~45%的高纯纳米石墨、30~45%的超导电纳米炭黑、5~15%的环氧树脂、5~15%的酚醛树脂、5~15%的增韧剂和1~5%的固化剂。

所述炭玻璃绳内含有7根炭玻璃纤维线。

所述特种纳米接地导线的制备方法为：

1）组分含量确定：制定方案，确定炭玻璃纤维中高纯纳米石墨和超导电纳米炭黑的用量；确定浸胶槽和固化槽中高纯纳米石墨、超导电纳米炭黑、环氧树脂、酚醛树脂、增韧剂和固化剂的比例及用量；

2）清洗：购进废旧玻璃，称重后洗净；

3）破碎：洗净后的玻璃进入破碎机进行破碎；

4）筛分：进筛分机过筛，得到粒度为0.3~0.5cm的玻璃颗粒；

5）甩干：进入甩干机甩干；

6）混匀：将甩干后的玻璃颗粒加入搅拌桶，按照已定方案加入高纯纳米石墨（2）和超导电纳米炭黑，搅拌使材料混合均匀；

7）坩埚加热：将混合后的材料加入多孔坩埚中，进行400~600°C连续电热融化，直至拉出的炭玻璃纤维为黑色为止；

8）拉出纤维：用多孔坩埚拉出成束的炭玻璃纤维，每束炭玻璃纤维由至少140条单丝组成，单丝直径为7um，炭玻璃纤维的粘碳量为20%~30%；

9）降温处理：以束为单位对炭玻璃纤维进行冷喷射降温处理；

10）浸胶：通过送丝架将成束的炭玻璃纤维送入浸胶槽进行浸胶，需事先打开浸胶槽的加热装置的开关，设置加热温度为40~50℃，使槽中的物料基本处于融化状态；所述浸胶槽内材料包含10~20%的环氧树脂、10~20%的酚醛树脂、30~45%的高纯纳米石墨和30~45%超导电纳米炭黑；

11）固化：将浸胶后的成束的炭玻璃纤维送入固化槽进行增韧和固化，需事先打开固化槽的加热装置的开关，设置加热温度为40~50℃，使槽中的物料基本处于融化状态；所述固化槽内包括10~20%的增韧剂、5~10%的固化剂、30~45%的高纯纳米石墨和30~45%的超导电纳米炭黑；

12）成型：将浸胶处理后的成束的炭玻璃纤维送入电热红外线烘干箱进行烘干，所述烘干箱烘干温度设置为180~220°C，此时炭玻璃纤维粘结在一起，炭玻璃纤维线成型；

13）表面处理：上述制备的炭玻璃纤维线送入表面处理箱进行表面处理；