復(fù)合絕緣吊桿是近年來(lái)研制的新型絕緣結(jié)構(gòu)帶電作業(yè)工具。它是由有機(jī)聚合絕緣為主要材料制造的復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)形式的產(chǎn)品。具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能好、不受潮、易維護(hù)、保存等特點(diǎn)，現(xiàn)已在輸電線路帶電作業(yè)中得到推廣使用。復(fù)合絕緣吊桿是在輸電線路上人工帶電操作時(shí)所使用的絕緣設(shè)備，其性能十分重要。它不僅涉及線路安全運(yùn)行，而且還涉及人身安全問(wèn)題，應(yīng)絕對(duì)安全可靠。因此，對(duì)于復(fù)合絕緣吊桿承拉部件芯棒，要保證較高機(jī)械強(qiáng)度和良好絕緣性能，就必須根據(jù)芯棒中材質(zhì)構(gòu)成的特點(diǎn)?？紤]到芯棒拉制成型過(guò)程的具體情況，通過(guò)分析對(duì)芯棒所組成的原材料進(jìn)行合理?yè)瘢景衾瞥尚透鞯拦ば颉?a href="http:///tech/" target="_blank">工藝參數(shù)應(yīng)用優(yōu)化方式來(lái)確定。
1、芯棒材質(zhì)的合理確定
      芯棒是由玻璃纖維體和樹(shù)脂組成的。它是利用纖維圓柱體浸漬樹(shù)脂經(jīng)模具拉擠加熱固化而形成整體的。這種成型工藝所形成的芯棒使得纖維圓柱體周圍充實(shí)樹(shù)脂而粘合，其整體性能首先取決于纖維圓柱體構(gòu)成材質(zhì)成分和樹(shù)脂各組成部分的性能。
1.1纖維圓柱體材質(zhì)成分選擇
      纖維圓柱體是芯棒中的主體材料，起著骨架作用。就國(guó)內(nèi)復(fù)合絕緣所采用的芯棒而言，纖維圓柱體的含量占芯棒總重的80%左右。其所占的空間
體積也約占芯棒體積的65%?？梢?jiàn)纖維柱體材質(zhì)性能在芯棒中起著主導(dǎo)作用。
       芯棒中的纖維圓柱體是采用無(wú)堿玻璃原料制成的。無(wú)堿玻璃材料基本上都是由二氧化硅、氧化鋁和氧化硼構(gòu)成的。這些氧化物分子結(jié)構(gòu)性能是較為穩(wěn)定的，而且在材料中都以絕緣性能極好晶體相結(jié)構(gòu)狀態(tài)出現(xiàn)。玻璃材料中所含有難以清除掉的微量氧化鉀和氧化鈉，是屬于堿金屬氧化物。在材料中極容易以離子狀態(tài)存在。這對(duì)絕緣材料性能是不利的。但可以利用鉀、鈉離子濃度比為某一定值的
“中和效應(yīng)”來(lái)降低其存在對(duì)材料絕緣性能的影響程度[2]。玻璃材料中所含有少量的氧化鈣和氧化鎂，是屬于堿金屬氧化物。它們的存在可以促使材料中晶體相的氧化物結(jié)構(gòu)組成更緊密，起著阻礙堿金屬離子通路的“壓抑效應(yīng)”，明顯提高材料中的絕緣性能。
1.2樹(shù)脂材料的確定
       樹(shù)脂是芯棒中的基體材料，起著包裹粘合纖維圓柱的作用。樹(shù)脂雖然只占芯棒重量的20%左右，但空間體積卻占35%以上。它的結(jié)構(gòu)性能對(duì)芯棒
起著關(guān)鍵作用，尤其對(duì)芯棒采用無(wú)堿玻璃纖維的防護(hù)性能更顯得十分重要。它直接關(guān)系到芯棒性能的穩(wěn)定性。
       芯棒所采用的樹(shù)脂主要是由環(huán)氧樹(shù)脂基體、固化劑、促進(jìn)劑和脫模劑組成。參與組成樹(shù)脂體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化劑，經(jīng)與環(huán)氧樹(shù)脂基體充分混合后，其結(jié)構(gòu)中的羥基、醚基和極活潑的環(huán)氧基的存在，使得具有極強(qiáng)結(jié)合性。由此在芯棒拉制固化成型后，樹(shù)脂不但有較好機(jī)械絕緣性能，而且與纖維圓柱體有很高的粘接強(qiáng)度。同時(shí)，樹(shù)脂體表網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中又含有的苯環(huán)、醚鍵，其結(jié)構(gòu)既稠密又封閉，使其具有良好的防護(hù)性能。所以占有樹(shù)脂中相當(dāng)比例固化劑的確定是非常重要的。在選擇固化劑過(guò)程中，首先應(yīng)考慮到樹(shù)脂固化后，避免樹(shù)脂中固化殘留生成物所造成樹(shù)脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微觀破壞。防止外部介質(zhì)利用這些部位通過(guò)吸附滲透擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)部來(lái)破壞整體性能。其次應(yīng)注意樹(shù)脂固化拉伸強(qiáng)度和壓縮彈性變形量。這些技術(shù)參數(shù)將直接關(guān)系到芯棒整體性能和產(chǎn)品端部壓接界面結(jié)構(gòu)連接性能的穩(wěn)定。接著在樹(shù)脂固化過(guò)程中應(yīng)采取體積膨脹性措施來(lái)消除樹(shù)脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘余應(yīng)力。
       芯棒所采用樹(shù)脂中的促進(jìn)劑是為了縮短樹(shù)脂固化時(shí)間，節(jié)約能源，適應(yīng)控制設(shè)備性能要求的添加劑。它雖然占樹(shù)脂中少量部分，但除了應(yīng)有縮短樹(shù)脂固化時(shí)間外，還對(duì)樹(shù)脂其他性能帶來(lái)影響。因此，在確定樹(shù)脂固化促進(jìn)劑時(shí)，應(yīng)在盡量縮短樹(shù)脂固化時(shí)間的基礎(chǔ)上，考慮加入促進(jìn)劑的樹(shù)脂固化反應(yīng)活動(dòng)性變化狀態(tài)、室溫儲(chǔ)存的穩(wěn)定性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化情況等因素，結(jié)合加入促進(jìn)劑后的固化樣品介損、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性以及耐介質(zhì)腐蝕程度的對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)綜合性分析后加以確定。這樣就會(huì)滿足芯棒性能的要求。
       芯棒所采用樹(shù)脂中的脫模劑，是力了改善芯棒拉制過(guò)程中操作工藝性和脫模性能而添加一種助劑。樹(shù)脂中脫模劑選擇除了要求與樹(shù)脂不發(fā)生任何反應(yīng)、與金屬模具內(nèi)腔表面有潤(rùn)滑作用外，還應(yīng)與樹(shù)脂在常溫下有較好的相容性，在一定固化溫度下能夠迅速?gòu)臉?shù)脂預(yù)凝膠表面遷移到拉制芯棒表面，從而起到良好的脫模作用。
2、 芯棒拉擠成型主要工藝參數(shù)的確定
       芯棒的拉擠成型過(guò)程，是把偶聯(lián)劑處理好的無(wú)捻直接粗紗，以適當(dāng)?shù)臓恳俣葟慕z槽浸漬樹(shù)脂由專用裝置預(yù)成型后，進(jìn)入模具腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)特定的冷卻區(qū)、預(yù)熱區(qū)、膠凝區(qū)和固化反應(yīng)區(qū)，通過(guò)復(fù)雜物理變化和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行復(fù)合而成型的。芯棒的拉擠固化成型最基本工藝過(guò)程是在模具腔內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。芯棒在模具腔內(nèi)各個(gè)區(qū)域的工藝參數(shù)，應(yīng)根據(jù)浸透樹(shù)脂的纖維在模具腔內(nèi)的連接運(yùn)動(dòng)過(guò)程所出現(xiàn)的變化狀態(tài)，通過(guò)分析后進(jìn)行合理選擇。模具腔冷卻區(qū)的設(shè)置，是防止腔內(nèi)回流樹(shù)脂在模具口處固化，保證浸漬樹(shù)脂纖維通過(guò)。模具腔內(nèi)足夠長(zhǎng)預(yù)熱區(qū)，是利用樹(shù)脂回流遷移對(duì)完成直化精確定位的纖維進(jìn)行充分的再浸漬。同時(shí)也利用樹(shù)脂導(dǎo)熱率低引起由內(nèi)向外流動(dòng)的特點(diǎn)，迫使浸漬樹(shù)脂的纖維向模具中心聚集。模具腔內(nèi)的膠凝區(qū)，是在模具溫區(qū)不斷升高的條件下，利用纖維聚集，樹(shù)脂粘度降低，體積膨脹的三重作用，促使其在模具腔壁上所逐漸形成壓力增加和積累。并在膠凝區(qū)凝膠點(diǎn)處達(dá)到最大值。模具腔內(nèi)的固化反應(yīng)區(qū)是在通過(guò)凝膠點(diǎn)處引發(fā)樹(shù)脂凝和固化反應(yīng)所發(fā)生放熱，引起樹(shù)脂溫度急劇升高，促使樹(shù)脂粘度增加而迅速轉(zhuǎn)為堅(jiān)硬的固體。芯棒在模具腔內(nèi)的成型過(guò)程，可以綜合認(rèn)為是浸漬樹(shù)脂纖維在模具腔內(nèi)通過(guò)牽引狀態(tài)的樹(shù)脂流動(dòng)、壓力分布、熱量傳遞和樹(shù)脂固化動(dòng)力等作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用這些在模具腔內(nèi)交叉存在的變量，均作為確定芯棒成型工藝參數(shù)是難以辦到的，只能從芯棒在模具腔所出現(xiàn)變化參量有直接因果關(guān)系來(lái)考慮。從芯棒在模具腔內(nèi)完成樹(shù)脂由液體向固化狀態(tài)轉(zhuǎn)變而成型過(guò)程來(lái)看，其樹(shù)脂的固化是模具腔內(nèi)最根本也是最關(guān)鍵的變化。它是通過(guò)樹(shù)脂固化反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。樹(shù)脂固化的“放熱曲線”是直觀反映樹(shù)脂固化反應(yīng)過(guò)程的實(shí)用曲線。因此，拉擠芯棒在模具腔各區(qū)域的工藝參數(shù)，應(yīng)以芯棒所采用樹(shù)脂固化的“放熱曲線”為準(zhǔn)，考慮到芯棒實(shí)際拉擠過(guò)程中的牽引速度與模腔表面摩擦、纖維間樹(shù)臘粘接狀況等因素的影響，在保證拉擠芯棒的性能基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整來(lái)確定。但還需指出，在多批量生產(chǎn)芯棒過(guò)程中，則由于受芯棒原料的波動(dòng)，浸膠槽樹(shù)脂室溫存放粘度變化以及添新膠樹(shù)脂粘度的周期性改變等因素的影響，往往使工藝參數(shù)偏離樹(shù)脂反應(yīng)固化的最佳設(shè)計(jì)條件，這將直接影響拉擠成型芯棒的性能。由此，還必須根據(jù)生產(chǎn)芯棒的實(shí)際情況，相應(yīng)對(duì)模具腔各區(qū)域的工藝參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，才能保證批量芯棒的性能穩(wěn)定性。
3結(jié)論
       a．在保證拉制成型工藝質(zhì)量的芯棒，其纖維應(yīng)采用絕緣強(qiáng)度高，各種性能穩(wěn)定的無(wú)堿玻璃原料拉制。
       b．芯棒中樹(shù)脂所采用環(huán)氧樹(shù)脂基體和固化劑的材料選擇除了應(yīng)具備絕緣性能好、粘接強(qiáng)度高、在芯棒環(huán)溫變化范圍內(nèi)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)外，還應(yīng)有消除樹(shù)脂結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的性能。
        c．芯棒中樹(shù)脂所采用縮短固化時(shí)間的促進(jìn)劑，應(yīng)在滿足實(shí)際拉制成型芯棒要求和不降低芯棒各種性能的情況下進(jìn)行合理選擇。