【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及水泥電桿制品領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能混凝土電桿及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、電桿起到支撐架空導(dǎo)線的作用，我國(guó)在電桿制造方面的發(fā)展已有一百多年的歷史，常見(jiàn)的電桿有木制電桿、水泥電桿、電力鐵塔等，無(wú)論是在山林溝壑間，還是在城市平原中，電桿隨處可見(jiàn)。
2、而隨著電桿的使用年限逐漸增加，或隨著地質(zhì)情況的改變，電桿會(huì)發(fā)生傾斜的狀況，目前在輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，對(duì)于電桿運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)通常是通過(guò)在電桿上掛置帶有陀螺儀的控制器來(lái)進(jìn)行電桿垂直度的標(biāo)定，若電桿發(fā)生偏移、傾斜時(shí)，陀螺儀會(huì)將x、y、z軸的參數(shù)報(bào)回監(jiān)測(cè)平臺(tái)，平臺(tái)在對(duì)電力設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，從而得出電桿當(dāng)時(shí)的運(yùn)行是否發(fā)生故障或事故。
3、這種傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式只能監(jiān)測(cè)桿體的傾斜角度，無(wú)法監(jiān)測(cè)桿體的實(shí)際受力方式與桿體本體的老化程度，如開(kāi)裂、彎折、磕碰等參數(shù)，因此難以對(duì)電桿進(jìn)行有效的檢查與管理，存在一定的滯后性，例如目前通常是工作人員在得知發(fā)生異常情況時(shí)，實(shí)際中已經(jīng)發(fā)生了故障或者事故，然后對(duì)電桿進(jìn)行維護(hù)或者檢修，而無(wú)法在事故發(fā)生前能夠提前發(fā)現(xiàn)桿體的受力情況及運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和檢修，從而給電網(wǎng)運(yùn)行埋下了安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N智能混凝土電桿及其制備方法。本申請(qǐng)中通過(guò)采用鋼渣微粉、碳化硅和酸處理單壁碳納米管復(fù)配，在混凝土內(nèi)形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)第一電極貼片和第二電極貼片之間的電阻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠精確掌控電桿的運(yùn)行情況，以便工作人員及時(shí)對(duì)電桿進(jìn)行維護(hù)
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N智能混凝土電桿，采用如下技術(shù)方案：
3、一種智能混凝土電桿，所述電桿包括桿體和設(shè)置于所述桿體上的電流采集裝置，所述桿體由智能混凝土澆筑而成，按重量百分比計(jì)，所述智能混凝土包括如下組分：水泥250-290份、碎石900-1100份、砂380-500份、鋼渣微粉100-160份、硅灰35-45份、納米碳化硅30-45份、酸處理單壁碳納米管1-3份、分散劑5-10份和水160-180份；
4、所述酸處理單壁碳納米管為經(jīng)濃硫酸、濃硝酸和檸檬酸處理的單壁碳納米管。
5、本申請(qǐng)中所使用的單壁碳納米管的管徑為0.6-2nm，長(zhǎng)度為5-30μm。
6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，酸處理單壁碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，可以在混凝土中容易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，為電子傳輸提供通道；鋼渣微粉和納米碳化硅也具有一定的導(dǎo)電性，而且分散性良好，能夠填充于單壁碳納米管之間，有助于形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可提高混凝土電桿受力情況監(jiān)測(cè)的靈敏度與精確度。另外，鋼渣微粉和納米碳化硅還能夠有效地提升混凝土的機(jī)械性能、抗?jié)B性和抗凍性，提升混凝土的整體性能。
7、由于單壁碳納米管之間具有很強(qiáng)的范德華力，容易糾纏團(tuán)聚，而單壁碳納米管經(jīng)過(guò)濃硫酸、濃硝酸和檸檬酸處理后，會(huì)在其端基或側(cè)壁上引入羧基和羥基等活性基團(tuán)，改變單壁碳納米管的表面電荷分布，從而改善單壁碳納米管在混凝土中的分散性，而且混凝土中會(huì)添加分散劑，進(jìn)一步促進(jìn)單壁碳納米管分散在混凝土中，提升混凝土的導(dǎo)電性能，使得工作人員通過(guò)電流采集裝置可以把握了解電桿的運(yùn)行狀況，提前對(duì)線路進(jìn)行維護(hù)、維修，杜絕安全事故的發(fā)生。
8、作為優(yōu)選：所述電流采集裝置包括第一電極貼片和第二電極貼片，所述第一電極貼片設(shè)置于所述第二電極貼片上方，所述第一電極貼片和所述第二電極貼片之間的距離為30-50cm。
9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，對(duì)第一電極貼片和第二電極貼片之間的電阻率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，電網(wǎng)系統(tǒng)能夠根據(jù)電阻率的動(dòng)態(tài)變化輸出數(shù)字信號(hào)，直觀地觀測(cè)電桿的受力情況，完善了電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更全面地監(jiān)測(cè)線路安全，減小輸配電線路運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患。
10、作為優(yōu)選：所述鋼渣微粉的粒徑為10-20μm。
11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，使用粒徑為10-20μm的鋼渣微粉，能夠填充混凝土中的微小空隙，可有效提高混凝土的力學(xué)性能和抗凍性。
12、作為優(yōu)選：所述鋼渣微粉、納米碳化硅和酸處理單壁碳納米管的質(zhì)量比為（60-80）:（15-25）:1。
13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，對(duì)鋼渣微粉、納米碳化硅和酸處理單壁碳納米管的質(zhì)量比進(jìn)行調(diào)整，有助于在混凝土中形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而更加精確地監(jiān)控電桿的受力情況和運(yùn)行狀態(tài)，方便工作人員及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和維修。
14、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鋼渣微粉、納米碳化硅和酸處理單壁碳納米管的質(zhì)量比可以為70:20:1、80:25:1或60:15:1等。
15、作為優(yōu)選：所述分散劑包括羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸鈉。
16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，羧甲基纖維素鈉的羧基在水中可以部分電離，使分子帶有負(fù)電荷，與酸處理單壁碳納米管表面的電荷相吸引，吸附于酸處理單壁碳納米管表面，同時(shí)羧甲基纖維素鈉也是一種高分子化合物，其高分子鏈會(huì)圍繞在酸處理單壁碳納米管周圍，阻止其團(tuán)聚。聚乙烯吡咯烷酮是一種高分子聚合物，其分子鏈能夠圍繞在酸處理單壁碳納米管周圍，進(jìn)一步鞏固羧甲基纖維素鈉的吸附作用，增加酸處理單壁碳納米管之間的空間位阻，阻止其纏繞。海藻酸鈉分子含有多個(gè)親水基團(tuán)，能夠與水分子形成水合網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)碳納米管在溶液中的穩(wěn)定性，三者復(fù)配，能夠進(jìn)一步促使酸處理單壁碳納米管穩(wěn)定地分散于混凝土中，從而改善混凝土的導(dǎo)電性能。
17、作為優(yōu)選：所述羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸鈉的質(zhì)量比為（2-5）:（1-3）:1。
18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，進(jìn)一步調(diào)整羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸鈉的質(zhì)量比，有助于改善酸處理單壁碳納米管在混凝土中的分散性，從而提升混凝土的導(dǎo)電性能。
19、在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸鈉的質(zhì)量比可以為2:3:1、4:2:1或5:1:1等。
20、作為優(yōu)選：所述酸處理單壁碳納米管的制備方法如下：
21、a1、將濃硫酸、濃硝酸和檸檬酸水溶液混合均勻，制得混酸溶液；
22、a2、將單壁碳納米管放入所述混酸溶液中，并進(jìn)行超聲處理，獲得混合溶液；
23、a3、對(duì)所述混合溶液固液分離，并對(duì)分離出的單壁碳納米管沉淀物進(jìn)行洗滌和干燥，獲得所述酸處理單壁碳納米管。
24、進(jìn)一步地，步驟a2中，超聲處理?xiàng)l件如下：超聲頻率：20khz～30khz，超聲溫度：50℃-70℃，超聲時(shí)間：5-9h。
25、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，混酸溶液會(huì)氧化單壁碳納米管，使其表面生成親水性基團(tuán)，單壁碳納米管表面由疏水變?yōu)橛H水，從而能夠分散于水中，改善了單壁碳納米管的分散性。
26、作為優(yōu)選：所述濃硫酸的濃度為90%-98%，濃硝酸的濃度為60%-70%，檸檬酸水溶液的濃度為5%-15%，濃硫酸、濃硝酸和檸檬酸水溶液的體積比為（2-4）:1:（7-9）。
27、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用上本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種智能混凝土電桿，其特征在于：所述電桿包括桿體（1）和設(shè)置于所述桿體（1）上的電流采集裝置（2），所述桿體（1）由智能混凝土澆筑而成，按重量份數(shù)計(jì)，所述智能混凝土包括如下組分：水泥250-290份、碎石900-1100份、砂380-500份、鋼渣微粉100-160份、硅灰35-45份、納米碳化硅30-45份、酸處理單壁碳納米管1-3份、分散劑5-10份和水160-180份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述電流采集裝置（2）包括第一電極貼片（21）和第二電極貼片（22），所述第一電極貼片（21）設(shè)置于所述第二電極貼片（22）上方，所述第一電極貼片（21）和所述第二電極貼片（22）之間的距離為30-50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述鋼渣微粉的粒徑為10-20μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述鋼渣微粉、納米碳化硅和酸處理單壁碳納米管的質(zhì)量比為（60-80）:（15-25）:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述分散劑包括
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸鈉的質(zhì)量比為（2-5）:（1-3）:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述酸處理單壁碳納米管的制備方法如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述濃硫酸的濃度為90%-98%，濃硝酸的濃度為60%-70%，檸檬酸水溶液的濃度為5%-15%，濃硫酸、濃硝酸和檸檬酸水溶液的體積比為（2-4）:1:（7-9）。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述步驟A2中，每1g單壁碳納米管使用50-70mL混酸溶液進(jìn)行處理。
10.一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的智能混凝土電桿的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能混凝土電桿，其特征在于：所述電桿包括桿體（1）和設(shè)置于所述桿體（1）上的電流采集裝置（2），所述桿體（1）由智能混凝土澆筑而成，按重量份數(shù)計(jì)，所述智能混凝土包括如下組分：水泥250-290份、碎石900-1100份、砂380-500份、鋼渣微粉100-160份、硅灰35-45份、納米碳化硅30-45份、酸處理單壁碳納米管1-3份、分散劑5-10份和水160-180份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述電流采集裝置（2）包括第一電極貼片（21）和第二電極貼片（22），所述第一電極貼片（21）設(shè)置于所述第二電極貼片（22）上方，所述第一電極貼片（21）和所述第二電極貼片（22）之間的距離為30-50cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述鋼渣微粉的粒徑為10-20μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能混凝土電桿，其特征在于：所述鋼渣微粉、納米碳化硅和酸處理單壁碳納米管的質(zhì)量比為（60-...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂晉宇，任彥帥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：元工電氣科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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