摘要：复合绝缘机械性能的安全性对电力系统的经济性有重大影响，金具与芯棒之间的不均匀应力引起绝缘子的大部分损坏。本文简述了复合绝缘子芯体材料的选取和成型工艺的关键控制点，为合理选择芯体材料批量成型芯体提供参考。合理的选用芯棒材料和成型工艺，能够降低复合绝缘子机械问题的发生。
关键词：复合绝缘子；耐酸芯棒
输电线路中复合绝缘子起固定并绝缘导线作用。长期运行实践表明，复合绝缘机械性能的安全性对电力系统的经济性有重大影响。复合绝缘子运行中的机械故障主要是金具与芯棒之间的不均匀应力引起绝缘子的大部分损坏。产品芯棒未连接部分因暴露和腐蚀作用而脆化，降低了产品的机械性能。采用合理的芯体材料和成型工艺，能够一定程度的避免该问题的发生。
一、耐酸芯棒材质的选择
复合绝缘子芯棒由玻璃纤维和树脂组成。使用树脂浸渍玻璃纤维，并通过模具拉挤和加热， 使其结合成一体。纤维在芯体中起骨架作用，树脂起填充作用，芯体的性能主要取决于纤维材料性能和树脂的成分。
1.玻璃纤维选择。玻璃纤维是芯棒主要材料，作为加强骨架使用。国产复合绝缘子芯棒的玻璃纤维含量约为芯体总重的80%，体积含量约为65%。复合绝缘子芯体多选用非碱玻璃纤维。非碱玻璃纤维主要由二氧化硅、氧化铝和氧化硼组成。这些氧化物的分子结构相对稳定，非碱玻璃纤维具有结晶结构和优异的绝缘性能。玻璃纤维材料中氧化钾和氧化钠是很难去除碱金属氧化物，容易以离子的形式存在，不利于绝缘。然而，具有一定浓度比的钾离子和钠离子的“中和效应”可以用来减少对材料绝缘性能的影响。同时，玻璃材料中的氧化钙和镁是碱性金属氧化物，它们的存在使材料中的晶体氧化物结构更加致密，抑制了碱金属离子通路，并能显著提高材料的绝缘性能。在制造无碱玻璃纤维时，充分考虑和发挥了玻璃材料结构成分的中和和抑制作用，使无碱玻璃纤维作为基材具有高电阻和优异的绝缘性能。当按照纤维的耐酸腐蚀机理使用耐酸玻璃纤维时，只能通过降低纤维中碱土金属氧化物的含量来提高纤维的耐酸腐蚀性然而，这将不可避免地破坏无碱玻璃纤维中的“中和抑制效应”，导致纤维电导率非线性增加，纤维绝缘性能下降。与非碱性纤维相比，耐酸纤维具有良好的耐酸腐蚀性，但其缺点是导电电流大，这对复合绝缘芯在高压和机械应力
下的性能有一定影响。特别是耐酸纤维芯棒用于直流复合绝缘子时，直流电场下的离子迁移现象对其性能有很大影响。弱电工程布线
2.树脂的选择。树脂是芯体的基材，并粘合纤维。虽然树脂仅为芯棒重量的20%左右，但体积占比大于35%。其结构和性能对芯棒的耐酸腐蚀性能起着关键作用。芯体用树脂主要由环氧树脂、固化剂、促进剂和脱模剂组成。固化剂与环氧树脂基体完全混合后，由于结构中存在高度活性的羟基、醚和环氧基，参与形成芯体固化，具有很强结合性。因此，树脂不仅具有良好的机械绝缘性能，而且在芯棒固化后具有很强的纤维粘接强度。同时，树脂网状结构中还含有稳定的苯环和醚键，结构稠密又封闭，耐酸腐蚀性好。因此，确定树脂中固化剂的正确比例非常重要。选择固化剂时，首先考虑树脂中固化残留物遇水生成酸形成的树脂网状微观结构，树脂固化后，防止外部酸通过吸附渗透内部，破坏整体性能。其次，应考虑固化树脂的拉伸强度和压力弹性变形。这些技术参数直接关系到芯棒的整体性能和产品末端压接界面的稳定性。然后，在树脂固化过程中，应采取体积膨胀措施，消除树脂网状结构中的残余应力，防止芯棒纤维的弹性变形影响树脂在长期承载过程中的防护性能。最后，在选择固化剂时，还应考虑到树脂的耐酸性不会受到芯棒环境温度和外部酸浓度变化的很大影响。为了缩短树脂的固化时间，节约能源，满足拉挤设备的性能要求，电子束焊接
在芯棒上添加了树脂促进剂。虽然它只占树脂的一小部分，但它不仅缩短了树脂的固化时间，而且还影响了树脂的其他性能。因此，在确定树脂硬化促进剂时，应尽可能缩短树脂的固化时间，并应考虑树脂固化反应活性的变化、室温下的贮存稳定性、玻璃化转变温度以及介损样品和力学性能的对比试验数据。加入促进剂后固化样品的热稳定性和耐酸腐蚀性。这必须满足芯棒的性能要求。芯棒树脂脱模剂是一种在芯棒拉挤过程中改善操作和脱模性能的助剂。在树脂中选择脱模剂不仅要求与金属基体内表面的树脂进行非反应性润滑，而且要求在室温下与树脂具有良好的相容性。在一定的固化温度下，它能迅速从树脂前体表面迁移到拉杆和挤压杆表面。因此，具有良好的释放效果。然后，在芯轴的后固化温度下，从芯棒表面去除粘合胶模剂。在线aoi
二、芯棒拉挤成型主要工艺参数的分析确定实验室用实验台
芯棒的拉挤过程是将玻璃纤维粗纱从装有树脂的浸胶槽中以合理的牵引速度，进入模具型腔，经过特定的冷却区和预热区，在凝胶区和硬化反应区通过复杂的物理变化和化学反应成型。芯体的拉挤的基本过程是在模具型腔中实现的。根据树脂浸渍纤维在型腔连续运动过程中的变化，通过分析合理选择了型腔各部位芯体的工艺参数。调整腔体冷却范围可以
防止腔体开口处腔体中的回流树脂固化，以确保浸渍树脂纤维的通过。在空腔中有一个足够长的预热区，以完全重新浸渍纤维，纤维通过树脂回流精确定向和定位。导致模具壁上的压力增加。胶凝区的凝胶点达到最大值。模具型腔中的固化反应区是由凝胶和树脂在胶点下的固化反应引起的热释放，导致树脂温度迅速上升，树脂粘度迅速转化为硬固体。由于树脂的流动、压力分布、传热和固化能力，模腔内芯棒的形成过程可视为树脂纤维在模腔内的浸渍。使用这些交叉变量来确定模具型腔中基梁的成形工艺参数是困难和不现实的，这只能通过模具型腔中芯棒参数变化之间的直接因果关系来考虑。因此，有必要对拉挤芯棒的树脂固化“放热曲线”进行优化调整，考虑牵引速度、模腔表面摩擦、纤维间树脂粘结状态等因素的影响，确定拉挤芯棒在模腔各区域的工艺参数。然而，在实际拉伸和挤压过程中，也有人指出，在多批次生产芯棒中，由于芯棒原材料的波动，工艺参数往往偏离树脂反应固化最佳设计条件。从新胶树脂粘度的变化和室温下浸胶槽树脂室中树脂粘度的周期性变化介绍了新型树脂胶粘剂的加入。因此，模具型腔各区域的工艺参数必须根据芯棒实际生产情况进行调整，以确保芯棒批量性能的稳定性。
为保证拉挤工艺的质量，采用绝缘强度高、使用寿命长的无碱玻璃纤维。芯棒环氧树脂和固化剂的选择不仅要有良好的绝缘性，还要有良好的耐热性。粘接强度高，耐酸蚀性能稳
定。在室温下操作芯棒也可以消除树脂结构中的残余应力。树脂系统中使用的促进剂必须根据膨胀芯棒实际要求进行适当选择，而不影响芯棒性能。脱模剂必须是常温下与树脂相容性好的材料，并能在一定固化温度下快速迁移拉挤芯棒和拉挤成型模具腔内。根据树脂硬化的“放热曲线”，通过改变芯棒实际膨胀成形的相关因素，确定芯棒膨胀型腔各部分的工艺参数。
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