本发明涉及一种绝缘拉杆，具体涉及一种绝缘拉杆及其制备方法。
背景技术：
简称为GIS的气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear)是变电站中除变压器外的一次设备，其包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等。GIS全称气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Switchgear)，其将母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器都组合在一起即为常称的开关站，也叫高压配电装置。高压配电装置的型式有三种：第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS。其母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式。第二种是混合式配电装置，简称H－GIS。母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。其英文全称GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，简称GIS。GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
绝缘拉杆是GIS设备的重要的绝缘组成部件和传动部件，在其机械和电气绝缘性能方面均要求具有较高的可靠性。近年来，GIS在交接和运行中，绝缘拉杆击穿、闪络情况时有发生，给电力传输的安全运行带来较大的挑战。
绝缘拉杆是应用于110kV及以上电压等级的高压开关中的高、低压绝缘操纵杆的绝缘件，以SF6气体作绝缘介质，其结构特点细而长，开断操作频繁，因此不仅要求绝缘拉杆具有非常好的电气绝缘性能和机械力学性能，还要求产品重量轻、蠕变小、抗疲劳性能好。
CN 104290335 A号中国专利公开了一种绝缘拉杆的生产工艺，其中披露了真空浸渍方法，其制备工艺复杂，需多次对模芯进行加热处理，且纤维织物单一，制得的产品的电气性能和机械性能不够理想。所以需要提供一种技术方案以满足现有技术的需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种绝缘拉杆及其制备方法，通过对纤维织物卷绕组成、纤维织物组成的设计及采用高温加压的真空浸渍工艺，调节浸渍过程中树脂体系的粘度与体系真空度的最佳匹配，确保树脂与纤维织物之间具有良好的界面结合，得到具有优良电气绝缘性能和机械力学性能的绝缘拉杆。
为了达到上述目的，本发明提供了采用下述技术方案：
一种绝缘拉杆由树脂体系和纤维织物复合而成，树脂为环氧树脂体系、聚氨酯树脂体系或乙烯基树脂体系；纤维织物为芳纶纤维织物、玻璃纤维织物、聚酰亚胺纤维织物、玄武岩纤维织物和聚酯纤维织物中选出的一种或两种纤维织物的混编织物。
一种绝缘拉杆的第一优选方案，环氧树脂体系包括环氧树脂、固化剂和促进剂；聚氨酯树脂体系包括二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、催化剂和扩链剂。
一种绝缘拉杆的第二优选方案，固化剂为甲基四氢苯酐；促进剂为改性咪唑或改性次硫酰胺；催化剂为有机锡类催化剂；扩链剂为1，4—丁二醇或乙二胺。
一种绝缘拉杆的第三优选方案，树脂体系和纤维织物的质量配比为1.75～2：3。
一种绝缘拉杆的第四优选方案，常温下，所述树脂的粘度为200～1500mPa.s。
一种绝缘拉杆的第五优选方案，纤维织物单丝规格的直径为1000d，面密度为200g/m2。
一种绝缘拉杆的第六优选方案，纤维织物用等离子体处理或硅烷偶联剂进行改性。
一种绝缘拉杆的第七优选方案，硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
一种绝缘拉杆的制备方法包括如下步骤：
1)纤维织物的除湿：将卷绕于芯轴上的纤维织物，于100℃和真空度-0.08～-0.09MPa下除湿6～8h；
2)制备混料：于60～70℃和400～500rpm/min转速下混合搅拌树脂体系，在-0.08～-0.09MPa下真空脱泡1～2h，得树脂混料；
3)纤维织物的真空浸渍：于60～80℃和真空度-0.08～-0.09MPa下，用步骤2)制得的树脂混料浸渍纤维织物0.5～1h，浸渍后保压压力0.4～0.6Mpa，时间1～2h；
4)固化：于80℃下固化4～6h后再于120℃固化10～12h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：于绝缘拉杆件毛坯件上安装金具得到绝缘拉杆制品。
一种绝缘拉杆的制备方法的第一优选方案，纤维织物卷绕成三明治结构，内外层为聚酯纤维织物，中间层为混编织物；所述内外层厚度分别为1～3mm，聚酯纤维织物与混编织物的质量比为1:10～1:8。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1)本发明提供的一种基于真空浸渍成型工艺的绝缘拉杆的制备，其主要应用在GIS隔离开关和断路器中，在机械和电气绝缘性能方面均要求具有较高的可靠性。真空浸渍成型工艺通过对纤维织物组成的设计，真空浸渍工艺过程的控制，确保高真空系统的浸渍能够使产品保持较高的成品率，减少产品外观缺陷的产生。
2)本发明通过树脂和纤维织物的选择来改变传统树脂与纤维织物之间的浸渍问题，调整纤维织物的内外层组成以及中间层的组成，将很好的改善树脂对于纤维织物的浸渍问题。聚酯纤维织物包覆在芯轴的内外表面，中间层采用纤维织物的混编方式，这种复合材料管状三明治结构可以使树脂体系有效的浸渍纤维织物，有效的解决纤维织物和树脂之间的浸渍问题，确保产品的产品率，使其具有优异的电气绝缘性能和机械力学性能。
3)本发明采用真空浸渍成型工艺，在真空浸渍过程中采用高温浸渍，确保树脂保持在较低的粘度，以利于其对纤维织物体系的有效浸渍，使其树脂与纤维织物之间具有良好的界面结合。
具体实施方式
下面结合具体实施例作进一步详细说明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
绝缘拉杆配方如下表：
绝缘拉杆制备方法：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为1mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。模具加热温度为100℃，环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性咪唑的比例为100：98：2。在100℃对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.08MPa，真空除湿的时间为6h；树脂体系加热温度为60℃，搅拌、真空脱泡时间为1h，搅拌转速为400rpm/min；
3)树脂体系真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量(环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性咪唑的比例为100：98：2)后，进入输送管道，树脂在0.4Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.08MPa，真空浸渍时间为0.5h，待树脂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口的控制阀，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.4Mpa的保压压力，保压时间为2h。
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化6h，于120℃固化12h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例2
绝缘拉杆配方如下表：
绝缘拉杆制备方法：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为2mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。模具加热温度为100℃，环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性次硫酰胺的比例为100：98：2.5。在100℃对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.09MPa，真空除湿的时间为7h；体系加热温度为70℃，搅拌时间为2h，搅拌转速为500rpm/min；
3)树脂体系真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量(环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性次硫酰胺的比例为100：98：2.5)后，进入输送管道，树脂在0.6Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.09MPa，真空浸渍时间为1h，待树脂固化剂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口的控制阀，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.5Mpa的保压压力，保压时间为2h。
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化5h，于120℃固化10h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例3
绝缘拉杆配方如下表：
所述绝缘拉杆制备工艺：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为3mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。模具加热温度为100℃，环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性咪唑的比例为100：98：3。在100℃对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.09MPa，真空除湿的时间为8h；体系加热温度为65℃，搅拌时间为2h，搅拌转速为450rpm/min，；
3)树脂体系真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量(环氧树脂、甲基四氢苯酐和改性咪唑的比例为100：98：3)后，进入输送管道，树脂在0.5Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.09MPa，真空浸渍时间为0.8h，待树脂与固化剂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口控制阀，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.5Mpa的保压压力，保压时间为1.5h。
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化5h，于120℃固化11h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例4
绝缘拉杆配方如下表：
所述绝缘拉杆制备工艺：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为2mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)高真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。在100℃下对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.08MPa，真空除湿的时间为8h；树脂体系加热温度为60℃，搅拌、真空脱泡时间为2h，搅拌转速为400rpm/min；
3)聚氨酯树脂真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量，聚氨酯树脂体系在0.6Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.08MPa，真空浸渍时间为1h，待树脂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.5Mpa的保压压力，保压时间为2h；
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化5h，于120℃固化11h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例5
绝缘拉杆配方如下表：
所述绝缘拉杆制备工艺：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为3mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)高真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。在100℃对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.09MPa，真空除湿的时间为6h；树脂体系加热温度为60℃，搅拌、真空脱泡时间为2h，搅拌转速为400rpm/min；
3)聚氨酯树脂体系真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量，聚氨酯树脂体系在0.4Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.09MPa，真空浸渍时间为1h，待树脂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.5Mpa的保压压力，保压时间为2h；
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化6h，于120℃固化12h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例6
绝缘拉杆配方如下表：
所述绝缘拉杆制备工艺：
1)纤维织物的卷绕：将聚酯纤维织物和混编纤维织物卷绕在涂覆脱模剂的芯轴上，卷绕过程类似于管状的三明治结构(聚酯纤维织物+混编纤维织物+聚酯纤维织物)，聚酯纤维单层的厚度为2mm，纤维织物卷绕完成后将其与芯轴共同装入涂覆脱模剂的模腔中，然后固定模具的两端。
2)高真空系统预处理：将静态混料设备、空压机、真空泵与模具、树脂收集器之间采用硬质尼龙塑料管进行连接，确保在整个浸渍过程中的高真空度。在100℃下对纤维织物进行真空除湿，真空度为-0.09MPa，真空除湿的时间为8h；体系加热温度为70℃，搅拌时间为2h，搅拌转速为500rpm/min；
3)树脂体系真空浸渍：静态混料设备通过静态混料节精确计量后，进入输送管道，乙烯基树脂在0.6Mpa压力下进入模具下端口，真空度为-0.09MPa，真空浸渍时间为1h，待聚氨酯树脂体系进入模具上端口输送管道时，关闭模具下端口，同时关闭真空泵，从模具上端口施加0.5Mpa的保压压力，保压时间为2h。
4)固化：步骤3)所得制品于80℃固化5h，于120℃固化12h；
5)脱模：脱模得到绝缘拉杆毛坯件；
6)金具装配：将绝缘拉杆毛坯件经机加工后安装金具得到绝缘拉杆成型制品。
实施例7
乙烯基树脂经过环氧基改性后，使其带有环氧基。制备绝缘拉杆参考实施例3的过程。
实施例8
使用丙烯酸聚氨酯改性乙烯基树脂后，制备绝缘拉杆参考实施例6的过程。
上述各实施例中使用的树脂体系，常温下粘度为200～1500mPa.s。纤维织物用等离子体处理或硅烷偶联剂进行改性，硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷。
将上述各实施例中制得的绝缘拉杆成型制品，安装好铝金属嵌件后，测试制品的机械力学性能(拉伸强度和弯曲强度)和电气绝缘性能(工频耐压试验和局部放电流)，所有的性能如下表所述：
从上表可知，通过对纤维织物卷绕组成、纤维织物组成的设计及采用高温加压的真空浸渍工艺条件，调节浸渍过程中树脂体系的粘度与体系真空度的最佳匹配，确保树脂与纤维织物之间具有良好的界面结合，得到的绝缘拉杆具有优良电气绝缘性能和机械力学性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。