一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設備領域，特別是一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒及其制造方法。
【背景技術】
[0002]電力輸送設備為了防止觸電及其他一些電力事故，需要使用接地棒接地，在野外環(huán)境中，接地棒容易受到酸雨、土壤中酸性物質等酸環(huán)境的腐蝕，為了應對這種情況，現有技術，如申請?zhí)枮?00820120552的中國專利、申請?zhí)枮?01420090900的中國專利，中均使用了銅覆鋼接地棒，但是銅覆鋼接地棒的防腐蝕能力依然不足，僅僅是利用金屬銅本身的穩(wěn)定性來抵抗酸性腐蝕，尤其是當微薄的銅層被腐蝕出現缺口后，露出的鋼鑄內芯會以極快的速度被腐蝕殆盡，即一旦銅層出現缺口，則整根銅覆鋼接地棒失去了使用價值。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要達到的目的是提供一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒，可有效提高接地棒的防酸性腐蝕能力，延長使用壽命。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒，包括鋼鑄內芯，內芯外設有銅層，銅層完全覆蓋內芯，銅層內設有間隔層，間隔層與內芯隔絕，間隔層內設有碳酸氫鈉，銅層設有注入孔，注入孔連通間隔層與銅層外，注入孔內設有銅棒，銅棒封閉注入孔，銅棒凸出于銅層外，銅層側面覆蓋有氧化銅層。
[0005]本發(fā)明提供的接地棒具有較強的防酸性腐蝕的能力，理由如下，接地棒側面覆蓋有穩(wěn)定性很高的氧化銅層，有效保護其內的銅層，當氧化銅層被腐蝕殆盡，進而銅層表面被腐蝕出缺口后，間隔層與外界連通，間隔層內的碳酸氫鈉一般為粉末狀，也可以是結晶，即總體含水率極低，此時間隔層內的碳酸氫鈉可有效與酸性物質反應，降低銅被進一步腐蝕的可能，且水分進入間隔層內后，水、碳酸氫鈉和銅共同反應，逐漸在間隔層的內表面形成一層氧化銅保護膜，當表層的銅被磨蝕殆盡后，可繼續(xù)保護內層的銅不被腐蝕。在例行檢查時，若發(fā)現間隔層內的碳酸氫鈉已有參與反應的跡象時，可實時觀測，當碳酸氫鈉消耗殆盡后，可通過銅棒凸出的部分拔出銅棒，然后通過注入孔重新注入碳酸氫鈉作為補充。氧化銅雖然有一定的導電性，但與銅、鐵的導電率相差極大，因此氧化銅層還可以在一定程度上降低觸電事故的發(fā)生概率。
[0006]進一步的，所述銅層設有若干間隔層，相鄰間隔層間設有一個通孔，通孔連通相鄰的間隔層，所有通孔的孔徑相同，所有通孔同軸設置，通孔與注入孔的孔徑相同，通孔與注入孔同軸，通過一層一層地設置間隔層，表層的銅被磨蝕殆盡后，下一層銅成為新的表層的銅，下一層銅上的通孔成為新的注入孔，大大延緩接地棒被完全腐蝕的速度。
[0007]進一步的，所述銅層的厚度為lmm-3mm，根據間隔層的層數，總厚度在1_-3_，厚度越厚，表層銅的直徑越大，單位厚度消耗的銅越多，間隔層少則防腐蝕能力下降，
可在經濟性與防腐蝕能力間取得平衡。
[0008]進一步的，間隔層內設有若干支撐柱，支撐柱與間隔層兩側為一體結構，除了提高強度外，使間隔層兩側的銅相互導通，降低接地棒的電阻。
[0009]進一步的，所述內芯的直徑為8mm-16mm，與銅層共同形成10mm-22mm的接地棒，以適應不同的使用環(huán)境。
[0010]本發(fā)明同時公開了一種防酸性腐蝕銅覆鋼接地棒的制造方法，包括下述順序的步驟，(A)取鋼鑄內芯并記錄直徑，在內芯表面涂覆一層銅，確保銅完全覆蓋內芯，并記錄該層銅涂層的厚度；(B)在(A)步驟涂覆的銅上涂覆一層鉛，確保鉛涂層兩端露出其下的銅涂層，并記錄鉛涂層在銅層上涂覆的范圍；(C)在金屬棒的表面再次涂覆一層銅涂層，涂覆銅時用銅填充鉛涂層未覆蓋的部分；(D)根據當前金屬棒直徑、內芯直徑、(A)步驟的銅涂層厚度，在金屬棒上鉆取通孔，通孔延伸至(A)步驟的銅涂層表面為止；(E)使用3280C -10820C的熱源加熱金屬棒，直至金屬棒內的鉛從通孔流盡，鉛流盡后形成的空隙為間隔層，通孔于金屬棒表面連通至間隔層的部分為注入孔；(F)冷卻金屬棒后，通過注入孔向間隔層內注入碳酸氫鈉；(G)使用銅棒插入注入孔和/或通孔，銅棒與注入孔和/或通孔過盈配合；(H)在金屬棒側面使用銅氧化劑形成一層氧化銅層。
[0011](A)步驟后再次測量金屬棒的直徑，然后減去內芯的直徑后除以2即可得到(A)步驟中銅涂層的厚度。使用328°C -1082°C的熱源加熱金屬棒后，由于熔點的差異，銅層、鋼鑄內芯均保持固態(tài)，而鉛轉為液態(tài)，從而可通過通孔流出。制取氧化銅層時，使用的銅氧化劑可以是過氧化氫(雙氧水)或其他可使銅轉為氧化銅的氧化劑。
[0012]進一步的，在步驟(B)之后步驟(C)之前，根據莫氏硬度表，使用莫氏硬度大于鉛小于銅的材料制得的刀具在鉛涂層上挖出若干缺口，露出缺口處對應的銅涂層，挖取缺口時確保在金屬棒任意一個截面的邊緣至少有部分覆有鉛涂層，在涂覆下一層銅時，覆蓋了缺口的銅形成支撐柱，除了提高強度外，還使間隔層兩側的銅連通。
[0013]進一步的，所述莫氏硬度大于鉛小于銅的材料制得的刀具為鋁刀，硬度大于鉛小于銅的刀具可在挖去鉛的同時不傷及銅涂層，也可以使用其他硬度符合的刀具。
[0014]進一步的，使用電鍍的方式涂覆銅涂層，使用熱浸鍍的方式涂覆鉛涂層，銅熔點高而鉛熔點低，因而銅使用電鍍的方式涂覆，而熱浸鍍涂覆鉛涂層可提高鉛涂層的均勻度。
[0015]為了制造多間隔層的接地棒，本發(fā)明還公開了另一種防酸性腐蝕銅覆鋼接地棒的制造方法，與上述防酸性腐蝕銅覆鋼接地棒的制造方法的區(qū)別在于，在步驟(A)之后步驟(D)之前，按順序重復步驟⑶、步驟(C)若干次，從而形成若干個間隔層。
[0016]采用上述技術方案后，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0017]可有效提高接地棒的防酸性腐蝕能力，延長使用壽命。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0019]圖1為本發(fā)明實施例一的示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例二的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例一
[0022]見圖1，一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒，包括鋼鑄內芯1，內芯I外設有銅層2，銅層2完全覆蓋內芯1，銅層2內設有間隔層3，間隔層3與內芯I隔絕，間隔層3內設有碳酸氫鈉，銅層2設有注入孔4，注入孔4連通間隔層3與銅層2外，注入孔4內設有銅棒5，銅棒5封閉注入孔4，銅棒5凸出于銅層2外，銅層2側面覆蓋有氧化銅層6。間隔層3內設有若干支撐柱8，支撐柱8與間隔層3兩側為一體結構，除了提高強度外，使間隔層3兩側的銅相互導通，降低接地棒的電阻。
[0023]本發(fā)明提供的接地棒具有較強的防酸性腐蝕的能力，理由如下，接地棒側面覆蓋有穩(wěn)定性很高的氧化銅層6，有效保護其內的銅層2，當氧化銅層6被腐蝕殆盡，進而銅層2表面被腐蝕出缺口后，間隔層3與外界連通，間隔層3內的碳酸氫鈉一般為粉末狀，也可以是結晶，即總體含水率極低，此時間隔層3內的碳酸氫鈉可有效與酸性物質反應，降低銅被進一步腐蝕的可能，且水分進入間隔層3內后，水、碳酸氫鈉和銅共同反應，逐漸在間隔層3的內表面形成一層氧化銅保護膜，當表層的銅被磨蝕殆盡后，可繼續(xù)保護內層的銅不被腐蝕。在例行檢查時，若發(fā)現間隔層3內的碳酸氫鈉已有參與反應的跡象時，可實時觀測，當碳酸氫鈉消耗殆盡后，可通過銅棒5凸出的部分拔出銅棒5，然后通過注入孔4重新注入碳酸氫鈉作為補充。氧化銅雖然有一定的導電性，但與銅、鐵的導電率相差極大，因此氧化銅層6還可以在一定程度上降低觸電事故的發(fā)生概率。
[0024]實施例二
[0025]見圖2，一種防酸性腐蝕的銅覆鋼接地棒，包括鋼鑄內芯1，內芯I外設有銅層2，銅層2完全覆蓋內芯1，銅層2內設有間隔層3，間隔層3與內芯I隔絕，間隔層3內設有碳酸氫鈉，銅層2設有注入孔4，注入孔4連通間隔層3與銅層2外，注入孔4內設有銅棒5，銅棒5封閉注入孔4，銅棒5凸出于銅層2外，銅層2側面覆蓋有氧化銅層6。間隔層3內設有若干支撐柱8，支撐柱8與間隔層3兩側為一體結構，除了提高強度外，使間隔層3兩側的銅相互導通，降低接地棒的電阻。銅層2設有