摘要：随着科学技术的不断发展和进步，人们研发出了芳纶纤维复合材料，而这对于高电压等级绝缘拉杆的应用是及其重要的。而SF6断路器主要用于绝缘杆，SF6气体绝缘开关设备将底部的运动传递到高电位部分的组件，即中断其连接。真空开关模具机柜中的组件可用作绝缘拉杆的控制。本文论述了绝缘拉杆发展的现状和芳纶纤维复合材料可行性的措施，分析了芳纶纤维工艺设计、工艺总体方案，希望对促进芳纶纤维在高电压等级绝缘拉杆中的应用做出积极贡献。。
关键词：芳纶纤维；高电压等级；绝缘拉杆；基础研究
引言
在芳纶纤维复合材料的应用上，绝缘拉杆必须在运行期间承受高机械负载，并承受高工作浪涌，减少设备结构的影响。结构特征薄且长，并且在操作中受到高拉伸载荷，扭转载荷和瞬态操作浪涌的影响。
一、芳纶纤维复合材料应用于高压质量的绝缘棒的优点
作为高压开关设备中高压开关设备的主要部件，绝缘连接杆必须具有优异的绝缘性能、高机械性能、重量轻和SF6气体分解产物的耐腐蚀性。高压开关的绝缘杆夹紧装置广泛用于两端的插头，整体模制在环氧树脂中，这种铸造工艺的存在使得绝缘重量大、机械性能差、长度短等缺点。解决使用绝缘棒铸造的缺点，常用的方法是改善国内真空浸渍芳纶纤维管更换浇注绝缘棒，并在两端连接金属配件玻璃管所需的螺栓或胶合，因为芳纶纤维在纺纱时容易导致模腔过程中的内腔不能避免绝缘杆内部的气隙，芳纶纤维对SF6气体的腐蚀和分解敏感，绝缘杆芳纶纤维存在许多质量问题。真空浸渍芳族聚酰胺编织绝缘棒是通过在真空条件下完全渗透芳族聚酰胺浆和环氧树脂然后固化而获得的绝缘管。由于芳纶纤维表面极其规则，与环氧树脂的润湿性差，成型过程中容易导致棒内气隙渗透不足，分层等缺陷，从而大大降低了绝缘芳纶绝缘棒的还原性能。另外，在绝缘管两端和金属连接过程中粘接过程中不易发生固体粘接、不稳定、密封堵塞、气隙粘接面缺陷，从而提高芳纶绝缘棒的力学性能、操作安全性和电气性能。
二、对经济效益和社会效益的初步分析
（一）经济效益分析
正在进行的变压器检测、断路器和GIS行业用于绝缘杆市场研究，制造业和输变电行业的主要电力设备都需要绝缘拉杆，但绝大多数220 kV以上电压等级目前隔离绝缘拉杆依靠国外进口。分析表明，虽然产品技术难度大，总需求量不大，但利润率很高，有很大的发展空间。由于开关装置是整个电力网络中的关键装置，因此更换过程复杂且困难，因此装置必须具有极长的寿命。根据这些要求，该装置的设计将由几乎精密的绝缘材料制成，它不仅需要极高的电绝缘性能和机械性能（非常高的安全裕度），而且还必须具有良好的材料老化性能。因此，芳纶绝缘拉杆主要用于电压等级为262kV及以上的高压开关和变压器，具有良好的经济效益。
（二）社会效益分析
芳纶绝缘拉杆一方面没有国内厂商可以填补空白，另一方面可以提升电力设备制造技术的领先优势，同时扩展其应用领域，可以延长使用更多的输配电设备。高压变压器、高压断路器及其他高压GIS用途，芳纶绝缘拉杆是一种重要的传动机构，高压电极体和核心元件是GIS的高压断路器，在断路器时发挥关键作用。GIS同时承受长高压、高强、高机械应力，芳纶绝缘杆目前无国内厂家，绝缘高端产品需要芳纶纤维复合材料在高电压等级绝缘拉杆中的应用，促进社会的发展。
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三、芳纶纤维复合材料在高压绝缘棒上的基础研究
（一）技术发展现状
由于芳纶纤维复合材料的技术复杂性，造成了人们对芳纶纤维的较少了解，背后的环氧配方技术，国内没有厂家可以生产出可接受的芳纶纤维绝缘拉杆的特性，特别是大多数低端芳纶纤维绝缘生产的拉杆。家用开关的制造商选择了瑞士AXICOM的空心绝缘杆。其成本高、交货周期长、售后服务不及时，关键技术受人们欢迎，但它对国家电网的安全运行构成严重威胁，影响人们的日常生产和日常生活，不符合国家发展和改革委员会关于发电厂本地生产化的要求。而未来，随着我国电厂对高压、小型化、未来550千伏高压断路器，GIS年增加绝缘拉杆的生产，未来芳纶纤维绝缘拉杆需求量每年增长10％，迫切需要芳族聚酰胺纤维绝缘拉杆的定位。
（二）芳纶纤维复合材料的基础研究
芳纶纤维符合材料的发展过程分为三个阶段。
第一阶段：引进国外高科技原型，积极进行消化吸收。按照每个高压开关厂的说明试生产，并销往国外。进行密切合作，在行业中的影响力和技术优势充分发挥各自企业和高等教育机构的优势。既要有科学理论的全面指导，又有高科技的国家重点实验室的科研和实践经验。逐步加强创新创造活力，获取、安装和调试进行必要的研发和生产，保证设备的正常运行，并组织员工培训。完成各种数据采集的试验，力促产品进入测试生产阶段。
第二阶段：解决试制阶段产品出现的问题，提高项目的创新能力，利用专利技术和批量生产的采购，在现有技术的基础上开发芳纶纤维复合材料绝缘棒系列产品，加大市场开发力度，完善以前的技术数据和产品，加强在市场上产业化后的大规模生产基础工作。凭借多年研究芳纶复合材料的经验，对芳纶复合材料的使用、先进技术和前沿技术的深刻理解，完善的绝缘产品具有超越芳纶复合技术领域的能力，应用于超高压电气设备，充分发挥技术优势，进驻极高的市场，突破芳纶绝缘拉杆的关键技术。
第三阶段：解决产品问题，扩大生产规模，出现问题要积极解决问题，提高开发芳纶绝缘拉杆产品，降低产品生产成本，增加人才储备，提高工业生产。不断改善各种生产和配送问题，加强生产管理，降低生产和销售成本，提高产品知名度和市场信誉。在这个阶段，将优先考虑扩大国内销售，改善中国高压断路器和GIS的国产化。
（三）芳纶纤维复合材料在高电压等级绝缘拉杆上的发展方向
芳纶纤维作为一种新型高性能纤维，其优异的理化性能越来越受到重视，随着我国环保和科技的进步，芳纶纤维在许多行业得到了广泛的应用。经过二十一世纪的发展，高科技产业已成为世界经济的龙头，化纤行业正面临重组，目前正在开发的高性能芳纶纤维，需要国家有关部门对高性能芳纶纤维的开发和生产进行足够的重视和支持，促进芳纶工业化生产。加强与国内原料生产企业的合作，积极开发和生产稳定的原料，为芳纶的产业化提供坚实的基础。加强技术创新与合作，强强联合，企业应加强国内外合作和科研部门，结合国内外先进技术和管理经验，加快芳纶产业化进程。国内制造企业应加强与国内机械制造商的联系与合作，提高加工精度和控制水平，以满足芳纶生产设备的要求。加快下游芳纶产品的研发，加快市场发展，满足市场需求，形成产业芳纶链。制作公司应该转向扩展和序列化。集中资本，以达到规模化的生产效果，降低生产成本，与国内市场上的进口产品竞争，以获得更大的优势。
四、结论
综上所述，我国多年的基础设施开发对于芳纶纤维复合材料研发的高压电气设备采用高性能有机纤维绝缘拉杆，具有自主知识产权，所有性能指标均能满足高压电路的要求，断路器和GIS产品成为性能指标优于或等于替代国外产品，提高断路器和GIS的国产化率，提高开关设备市场的国际竞争力，提高高电压等级绝缘的能力。
参考文献
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论文作者:薛冲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/3
标签：芳纶论文; 拉杆论文; 纤维论文; 高压论文; 复合材料论文; 断路器论文; 电压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;