復(fù)合絕緣吊桿是近年來研制的新型絕緣結(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題，應(yīng)絕對安全可靠。因此，對于復(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]到芯棒拉制成型過程的具體情況，通過分析對芯棒所組成的原材料進(jìn)行合理擇，芯棒拉制成型各道工序、工藝參數(shù)應(yīng)用優(yōu)化方式來確定。
1、芯棒材質(zhì)的合理確定
      芯棒是由玻璃纖維體和樹脂組成的。它是利用纖維圓柱體浸漬樹脂經(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%。可見纖維柱體材質(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堿玻璃原料制成的。無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)”來降低其存在對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樹脂材料的確定
       樹脂是芯棒中的基體材料，起著包裹粘合纖維圓柱的作用。樹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)性能對芯棒
起著關(guān)鍵作用，尤其對芯棒采用無堿玻璃纖維的防護(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。
       芯棒所采用的樹脂主要是由環(huán)氧樹脂基體、固化劑、促進(jìn)劑和脫模劑組成。參與組成樹脂體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化劑，經(jīng)與環(huán)氧樹脂基體充分混合后，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。在選擇固化劑過程中，首先應(yīng)考慮到樹脂固化后，避免樹脂中固化殘留生成物所造成樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微觀破壞。防止外部介質(zhì)利用這些部位通過吸附滲透擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)部來破壞整體性能。其次應(yīng)注意樹脂固化拉伸強(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。接著在樹脂固化過程中應(yīng)采取體積膨脹性措施來消除樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部殘余應(yīng)力。
       芯棒所采用樹脂中的促進(jìn)劑是為了縮短樹脂固化時(shí)間，節(jié)約能源，適應(yīng)控制設(shè)備性能要求的添加劑。它雖然占樹脂中少量部分，但除了應(yīng)有縮短樹脂固化時(shí)間外，還對樹脂其他性能帶來影響。因此，在確定樹脂固化促進(jìn)劑時(shí)，應(yīng)在盡量縮短樹脂固化時(shí)間的基礎(chǔ)上，考慮加入促進(jìn)劑的樹脂固化反應(yīng)活動性變化狀態(tài)、室溫儲存的穩(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)腐蝕程度的對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過綜合性分析后加以確定。這樣就會滿足芯棒性能的要求。
       芯棒所采用樹脂中的脫模劑，是力了改善芯棒拉制過程中操作工藝性和脫模性能而添加一種助劑。樹脂中脫模劑選擇除了要求與樹脂不發(fā)生任何反應(yīng)、與金屬模具內(nèi)腔表面有潤滑作用外，還應(yīng)與樹脂在常溫下有較好的相容性，在一定固化溫度下能夠迅速從樹脂預(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
       芯棒的拉擠成型過程，是把偶聯(lián)劑處理好的無捻直接粗紗，以適當(dāng)?shù)臓恳俣葟慕z槽浸漬樹脂由專用裝置預(yù)成型后，進(jìn)入模具腔內(nèi)，經(jīng)過特定的冷卻區(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程是在模具腔內(nèi)來實(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)浸透樹脂的纖維在模具腔內(nèi)的連接運(yùn)動過程所出現(xiàn)的變化狀態(tài)，通過分析后進(jìn)行合理選擇。模具腔冷卻區(qū)的設(shè)置，是防止腔內(nèi)回流樹脂在模具口處固化，保證浸漬樹脂纖維通過。模具腔內(nèi)足夠長預(yù)熱區(qū)，是利用樹脂回流遷移對完成直化精確定位的纖維進(jìn)行充分的再浸漬。同時(shí)也利用樹脂導(dǎo)熱率低引起由內(nèi)向外流動的特點(diǎn)，迫使浸漬樹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)是在通過凝膠點(diǎn)處引發(fā)樹脂凝和固化反應(yīng)所發(fā)生放熱，引起樹脂溫度急劇升高，促使樹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)的成型過程，可以綜合認(rèn)為是浸漬樹脂纖維在模具腔內(nèi)通過牽引狀態(tài)的樹脂流動、壓力分布、熱量傳遞和樹脂固化動力等作用來實(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)系來考慮。從芯棒在模具腔內(nèi)完成樹脂由液體向固化狀態(tài)轉(zhuǎn)變而成型過程來看，其樹脂的固化是模具腔內(nèi)最根本也是最關(guān)鍵的變化。它是通過樹脂固化反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。樹脂固化的“放熱曲線”是直觀反映樹脂固化反應(yīng)過程的實(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)以芯棒所采用樹脂固化的“放熱曲線”為準(zhǔn)，考慮到芯棒實(shí)際拉擠過程中的牽引速度與模腔表面摩擦、纖維間樹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，通過優(yōu)化調(diào)整來確定。但還需指出，在多批量生產(chǎn)芯棒過程中，則由于受芯棒原料的波動，浸膠槽樹脂室溫存放粘度變化以及添新膠樹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)定的無堿玻璃原料拉制。
       b．芯棒中樹脂所采用環(huán)氧樹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)有消除樹脂結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力的性能。
        c．芯棒中樹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。