石墨烯接地极采用高压模压一体成型工艺,将石墨烯粉体、高导碳质填料、无机电解质、硅酸盐基材固化为整体,内部嵌入耐腐蚀(以实际报告为主)金属极芯作为电气引出端,极芯与复合材料本体紧密结合,降低界面接触电阻。可实现电子导电与离子导电双重泄流模式,既可以直接传导大电流,遇水又可析出导电离子实际效果为主周边土壤导电环境,部分工况可搭配离子缓释剂使用,进一步优化降阻效果。
产品多为柱状、块状结构,外表平整致密,抗压强度较高,回填夯实不易碎裂。本体具备吸水保水特性,可维持周边离子浓度相对稳定,削弱干旱、冻融带来的接地电阻起伏。只有内部引出极芯为金属部位,属于防腐薄弱环节,施工接头需要做好密封防腐处理。转运堆放避免重物直接摔砸冲击,本体开裂破损会破坏内部导电网络,直接影响散流性能。
力学物化性能上,固化后结构密实,可承受埋地回填挤压荷载,不含重金属,对土壤环境影响小。遇水之后电解质离子顺着土壤孔隙向外渗透,在电极周边形成平缓低阻过渡层。在砂石山地、岩石层、盐碱酸性等高电阻率场地,降阻稳定优势比较突出。
电气性能方面,复合本体电阻率低,可耐受雷电冲击以及设备故障短时大电流,依靠本体导电网络外加离子扩散共同向大地泄放电流。金属引出极芯可通过放热焊接或者专用压接夹具,和铜覆钢扁钢、石墨接地线等导体相连。接头金属外露位置,需要砂浆封装或者涂刷防腐涂层隔绝水汽盐分。该产品不能脱离接地引导导体单独使用,需要接入完整接地网回路。
现场施工作业时,支持垂直埋设或者水平埋置,埋设尺度宜超过当地冻土层,尽量布置在恒湿土层。接地坑开挖完成,坑底铺垫细土,放入接地极,四周填充细土适度洒水,让电极本体和周边土壤紧密贴合取消空隙,分层夯实。多根布设保持足够间距,规避电流屏蔽效应。引出极芯与水平接地导体 电气连接,接头做封闭防腐。全部回填结束,开展接地电阻检测,核验实测指标符合项目设计要求。
石墨烯接地极可应用于电力场站、光伏风电场区、通信基站、工业厂区、沿海盐雾地带等接地项目,尤其适配山地岩石、盐碱滩涂等高电阻率、强腐蚀地质工况。
石墨烯接地极仅为接地系统散流单元,整套接地系统运行效果,受土壤地质条件、埋设尺度、电极排布间距、接头施工工艺多重因素约束。不同地域土壤理化条件存在差异,需要结合现场勘测数据以及工程规范确定布设数量,不存在通用套用方案。项目投运后按运维周期复测接地电阻,检查引出接头有无破损腐蚀。该接地极无法独立完成防雷防护,需要配合接闪构件、引下线、水平接地导体、等电位联结协同运作,实现故障电流泄放以及电位均衡。