一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极及其制备方法，接地极包括由环保型铝铜稀土合金材料制成的接地极本体和由铝合金材料制成的接地极导入头，所述接地极导入头设置在接地极本体的下端。制备方法包括以下步骤：铸造合金锭并热挤压成型制作成接地极本体；对接地极本体进行喷丸与预氧化复合处理；铸造接地极导入头；将接地极本体和接地极导入头进行组合。本发明专利技术通过优化垂直接地极结构和选材，使垂直接地极具有良好的散流能力、接地导通性和耐土壤腐蚀性能，同时具有施工方便、便于植入土壤等特点。

An environmentally friendly vertical grounding electrode of Al-Cu-RE alloy and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极及其制备方法
本专利技术涉及一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极及其制备方法，属于电力接地

技术介绍
接地网是保证电力系统设备和人身安全的重要设施。目前采用的接地材料主要为镀锌钢和纯铜。镀锌钢在土壤中的腐蚀速率较高，运行寿命短，无法保证电网安全运行。纯铜在土壤中耐蚀性和导电性均较好，但大量用于接地网会造成土壤污染，而且我国铜资源短缺，价格高。环保型铝铜稀土合金接地材料是一种新型接地材料，以铝为基体加入少量铜和微量稀土合金元素，综合了铝的耐腐蚀性能，铜腐蚀产物的良好导电性，结合表面喷丸与预氧化处理，喷丸改变表层应力状态为压应力，减轻氯离子对钝化膜的破坏，降低出现非均匀腐蚀的倾向；复合预氧化促进了接地材料基体中的铜元素向表面扩散富集，生成高铜浓度的铝铜合金腐蚀产物，在保证良好接地导通性的前提下，进一步提高了铝铜合金的耐土壤腐蚀性能，满足接地网安全长效运行的技术要求。接地网通常由水平接地体和垂直接地极组成。GB50169规定接地体顶面埋设深度不应小于0.6m，通常情况下挖设不低于0.6m深的接地沟，将水平接地体铺设在接地沟里进行埋设。垂直接地极一般为1.5～3m深，通常通过锤头将接地棒夯入地下。铝铜稀土合金接地材料由于强度较低，采用传统的棒状接地极，在植入地下过程中易变形，施工困难。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极及其制备方法，其能够解决现有技术中环保型铝铜稀土合金垂直接地极强度低，在植入土壤过程中易变形、施工困难的问题。本专利技术解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本专利技术实施例提供的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，包括由环保型铝铜稀土合金材料制成的接地极本体和由铝合金材料制成的接地极导入头，所述接地极导入头设置在接地极本体的下端。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极本体的截面为中空等边三角形，所述接地极本体的等边三角形的三个顶角处分别设置有一个矩形散流片，矩形散流片与三角形接地极为一体成型结构。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极本体的环保型铝铜稀土合金材料组成成分百分比为：铜含量为2％～5％，稀土为0.01％～0.30％，铁含量≤0.2％，硅含量≤0.1％，其余成分为铝。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极导入头的底端为圆锥形体；接地体导入头的另一端为与接地极本体中空等边三角形的中空部分相对应的等边三角形楔形块。作为本实施例一种可能的实现方式，所述楔形块最顶端三角形截面小于接地极本体中空三角形的中空部分截面，所述楔形块最底端三角形截面大于接地极本体中空三角形的中空部分截面。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极导入头通过铸造高强度铝合金获得。另一方面，本专利技术实施例提供的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极的制备方法，包括以下步骤：铸造合金锭并热挤压成型制作成接地极本体；对接地极本体进行喷丸与预氧化复合处理；铸造接地极导入头；将接地极本体和接地极导入头进行组合。作为本实施例一种可能的实现方式，所述铸造合金锭并热挤压成型制作成接地极本体的过程为：铸造合金铸锭，浇铸温度为750～780℃；对合金铸锭进行热挤压成型，制作接地极本体，热挤压合金铸锭的加热温度为370～440℃接地极本体热挤压成型，热挤压合金铸锭的加热温度为370～440℃。作为本实施例一种可能的实现方式，所述对接地极本体进行喷丸与预氧化复合处理的工艺过程为：采用丸料为60～80号玻璃微珠，喷丸压缩空气压力为0.05～0.1MPa，丸料流量为0.15～0.25kg/min，喷头移动速度为0.5～2m/min的喷丸工艺对接地极本体进行喷丸；对接地极本体进行400℃/1H预氧化处理。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极导入头的制备过程为：铸造获得高强度Al-Cu系接地极导入头。本专利技术实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：本专利技术实施例的技术方案通过优化垂直接地极结构和选材，使垂直接地极具有良好的散流能力、接地导通性和耐土壤腐蚀性能，同时具有施工方便、便于植入土壤等特点。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、垂直接地极采用中空三角柱+外侧散流片结构，较圆柱体结构稳定性更好，强度更高，散流能力更强，接地导通性更好。2、垂直接地极前段自带接地极导入头，降低接地极植入土壤的阻力，使接地极植入土壤更容易，而且导入头选择了与接地极主体成分相近的高强铝合金，有效降低了异种金属腐蚀的几率。3、接地极主体采用环保型铝铜稀土合金接地材料，综合了铝的耐腐蚀性能和铜腐蚀产物的良好导电性，在保证良好接地导通性能的前提下，提高了铝铜合金的耐土壤腐蚀性能，减少了重金属对土壤的环境污染。4、接地极主体通过喷丸和预氧化复合处理提高其接地和耐腐蚀性能，喷丸改变表层应力状态为压应力，减轻氯离子对钝化膜的破坏，降低出现非均匀腐蚀的倾向；预氧化促进了接地材料基体中的铜元素向表面扩散富集，生成高铜浓度的铝铜合金腐蚀产物，提高其接地导通性能。附图说明：图1是根据一示例性实施例示出的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极的结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的一种接地极本体的结构示意图；图3是根据一示例性实施例示出的一种接地极导入头的结构示意图；图4是根据一示例性实施例示出的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极的制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。图1是根据一示例性实施例示出的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，包括由环保型铝铜稀土合金材料制成的接地极本体1和由铝合金材料制成的接地极导入头2，所述接地极导入头3设置在接地极本体1的下端。作为本实施例一种可能的实现方式，如图2所示，所述接地极本体1的截面为中空等边三角形11，所述接地极本体的等边三角形11的三个顶角处分别设置有一个矩形散流片12，矩形散流片12与三角形接地极为一体成型结构。所述垂直接地极的中空等边三角形结构增加了接地极本体的刚度，在接地极植入土壤过程中，可有效防止接地极变形；所述三个矩形散流片有效避免了散流过程中电流的尖角效应，增加了接地极的散流面积，优化了接地导通性能。作为本实施例一种可能的实现方式，所述接地极本体的环保型铝铜稀土合金材料组成成分百分比为：铜含量为2％～5％，稀土为0.01％～0.30％，铁含量≤0.2％，硅含量≤0.1％，其余成分为铝。接地极主体在铝铜稀土合金基础上增加稀土成分，其综合了铝的耐腐蚀性能和铜腐蚀产物的良好导电性，在保证良好接地导通性能的前提下，不仅提高了铝铜合金的耐土壤腐蚀性能，而且减少了重金属对土壤的环境污染。为了便于说明，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，包括由环保型铝铜稀土合金材料制成的接地极本体和由铝合金材料制成的接地极导入头，所述接地极导入头设置在接地极本体的下端。

【技术特征摘要】
1.一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，包括由环保型铝铜稀土合金材料制成的接地极本体和由铝合金材料制成的接地极导入头，所述接地极导入头设置在接地极本体的下端。2.根据权利要求1所述的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，所述接地极本体的截面为中空等边三角形，所述接地极本体的等边三角形的三个顶角处分别设置有一个矩形散流片，矩形散流片与三角形接地极为一体成型结构。3.根据权利要求2所述的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，所述接地极本体的环保型铝铜稀土合金材料组成成分百分比为：铜含量为2％～5％，稀土为0.01％～0.30％，铁含量≤0.2％，硅含量≤0.1％，其余成分为铝。4.根据权利要求2所述的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，所述接地极导入头的底端为圆锥形体；接地体导入头的另一端为与接地极本体中空等边三角形的中空部分相对应的等边三角形楔形块。5.根据权利要求4所述的一种环保型铝铜稀土合金垂直接地极，其特征是，所述楔形块最顶端三角形截面小于接地极本体中空三角形的中空部分截面，所述楔形块最底端三角形截面大于接地极本体中空三角形的中空部分截面。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种环保型铝铜稀土合...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫风洁，李辛庚，姜波，王晓明，张都清，樊志彬，郭凯，张振岳，李文静，王蝶，吴亚平，米春旭，宗立君，赵洺哲，高智悦，朱耿增，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，山东中实易通集团有限公司，北京国网弘泰科技有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37