110kV帶電作業(yè)用碳纖維板單導(dǎo)線鉤卡具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓帶電作業(yè)用具，尤其涉及一種IlOkV帶電作業(yè)用碳纖維板單 導(dǎo)線鉤卡具。
【背景技術(shù)】
[0002] 自新中國(guó)誕生以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)建設(shè)發(fā)展迅速。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，穩(wěn)居世界第 二，隨之帶來(lái)各電壓等級(jí)的維護(hù)作業(yè)工作大大增加，帶電作業(yè)方式已是電網(wǎng)企業(yè)有效提高 供電可靠性，滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的國(guó)家與人民物質(zhì)文化需要的重要技術(shù)手段之一，在南方電網(wǎng) 內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，由其帶來(lái)的具大經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益已得到實(shí)踐證明。而現(xiàn)階段的作業(yè) 工具，尤其是卡具類(lèi)大多為鋼鐵、鋁合金等金屬材料制成，與我國(guó)建設(shè)環(huán)境友好型和資源節(jié) 約型社會(huì)的需求相悖，并且金屬材質(zhì)卡具表面易被氧化而生銹，增加了日常維護(hù)的工作。因 此，使用一種綜合性能優(yōu)異的新型材料來(lái)制備電力作業(yè)工具是尤為迫切的。
[0003] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型材料不斷被研發(fā)生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料是材 料領(lǐng)域的奇葩，目前發(fā)展最快的是碳纖維復(fù)合材料，其特點(diǎn)是：⑴比強(qiáng)度高，比模量大；⑵ 材料性能具有可設(shè)計(jì)性；⑶抗腐蝕性能和耐久性能好；⑷熱膨脹系數(shù)?。簧a(chǎn)成本低。
[0004] 碳纖維復(fù)合材料的深入應(yīng)用，對(duì)材料性能的要求也越來(lái)越高，具有優(yōu)異的綜合性 能的纖維復(fù)合材料更加符合各行各業(yè)的需求。
[0005] 目前公知的碳纖維板材成型工藝是使用單向纖維板材浸漬樹(shù)脂后層壓固化成型， 成品厚度多為〇. 15mm-10mm，主要用途為建筑加固補(bǔ)強(qiáng)方面，如圖3所示，雖然它的縱向和 橫向都有碳纖維，不過(guò)一個(gè)方向（通常是縱向）有大量的無(wú)捻粗紗，為了碳纖維布不會(huì)散 開(kāi)，另一個(gè)方向只有少量的細(xì)紗。其特點(diǎn)是軸向抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性和抗震性；但其弱點(diǎn) 是整塊碳纖維布的強(qiáng)度，都集中在無(wú)捻粗紗的那一個(gè)方向，受力方向單一，對(duì)于抗壓構(gòu)件、 剪切構(gòu)件和受力復(fù)雜的構(gòu)件其抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕及抗震性的性能較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種抗拉強(qiáng)度高的碳纖維板垂直單鉤卡具，同時(shí) 解決了傳統(tǒng)的金屬卡具易被氧化的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0008] -種IlOkV帶電作業(yè)用碳纖維板單導(dǎo)線鉤卡具，包括一體設(shè)計(jì)的臂部和鉤部，其 特殊之處在于：臂部和鉤部使用碳纖維板材制成，所述碳纖維板材包括至少兩層碳纖維布 層和至少一層碳纖維絲層，所述碳纖維絲層位于兩層碳纖維布層之間，所述碳纖維布層為 縱向碳纖維和橫向碳纖維一上一下交織，縱向碳纖維和橫向碳纖維的纖維寬度相同，碳纖 維絲層用碳纖維進(jìn)行一上一下雙向交織，碳纖維布層和碳纖維絲層浸漬有膠結(jié)劑。
[0009] 優(yōu)選的碳纖維絲層的碳纖維雙向交織角度為45°。
[0010] 各碳纖維絲層的交織角度可以相同也可以不同。
[0011] 優(yōu)選的方案是：各碳纖維絲層的交織角度都為45°。
[0012] 本發(fā)明提供一種制備權(quán)利要求1所述的IlOkV帶電作業(yè)用碳纖維板單導(dǎo)線鉤卡 具所用的碳纖維板材的工藝，包括以下步驟：
[0013] 1)碳纖維布層的制備，采用傳統(tǒng)的機(jī)織平紋布方法，縱向碳纖維和橫向碳纖維呈 一上一下的規(guī)律交織；
[0014] 2)碳纖維絲層采用碳纖維進(jìn)行一上一下雙向交織；
[0015] 3)將步驟1)和步驟2)獲得的碳纖維布層和碳纖維絲層浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠；
[0016] 4)用定位裝置將浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠后的碳纖維布層分層，浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠后的碳纖 維絲層定位于相鄰碳纖維布層的間隔間；
[0017] 5)將步驟4)獲得的板材放入預(yù)熱箱預(yù)熱；
[0018] 6)將步驟5)獲得的板材放入模具恒溫加壓、冷卻定型后脫模。
[0019] 優(yōu)選的方案是：上述步驟2)的碳纖維絲層用碳纖維進(jìn)行左右45° -上一下雙向 交織。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 1、耐久性強(qiáng)，不會(huì)生銹，可在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用，還具有抗疲勞強(qiáng) 度高，耐磨損、抗老化等優(yōu)點(diǎn)；
[0022] 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用；
[0023] 3、原材料采用擠拉、纏繞、編織一次熱固成型工藝的多向多層碳纖維板，質(zhì)量輕強(qiáng) 度高；
[0024] 4、生產(chǎn)加工成本降低且便于機(jī)械加工，無(wú)需大型機(jī)具。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是縱向和橫向交織碳纖維布；
[0027] 圖3單向碳纖維布；
[0028] 圖4縱向、橫向交織示意圖；
[0029] 圖5碳纖維板制作工藝路線框圖；
[0030] 圖6碳纖維板制作工藝流程示意圖；
[0031 ] 圖7碳纖維板材結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-縱向碳纖維和橫向碳纖維編織布層；2-左、右雙向交叉碳纖維 絲層；3-臂部；4-鉤部；5-連接孔；
【具體實(shí)施方式】
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明帶電作業(yè)用垂直單鉤卡具，具有一體設(shè)計(jì)的臂部3和鉤部4,臂 部3設(shè)置有連接孔5,使用時(shí)，絕緣拉棒直接與連接孔5固定，將卡具放置導(dǎo)線側(cè)下方，向上 提起卡具，使導(dǎo)線滑入鉤部4。
[0034] 本發(fā)明的單鉤卡具使用碳纖維板材制成，如圖7所示是所用碳纖維板材的結(jié)構(gòu)示 意圖，采用縱、橫向交織碳纖維布1間隔雙向交織碳纖維絲層2的多層結(jié)構(gòu)。
[0035] 如圖2所示，使用縱向碳纖維和橫向碳纖維編織成的碳纖維布作為基材，可根據(jù) 本發(fā)明產(chǎn)品要求確定板材所需碳纖維布的幅寬及層數(shù)。
[0036] 圖3所示是碳纖維單向布，碳纖維單向布它的縱向和橫向都有碳纖維，不過(guò)一個(gè) 方向（通常是縱向）有大量無(wú)捻粗紗，還有一個(gè)方向只有少量細(xì)紗，起固定作用，使碳纖維 布不會(huì)散開(kāi)。整塊碳纖維布的強(qiáng)度，都集中在無(wú)捻粗紗的那一個(gè)方向，它的強(qiáng)度，與自身的 克重沒(méi)有關(guān)系，只與碳絲有關(guān)。而縱向和橫向交織碳纖維雙向布，它的縱向和橫向都有大量 的無(wú)捻粗紗，這樣布的受力方向有兩個(gè)，特點(diǎn)是交織點(diǎn)多，質(zhì)地堅(jiān)牢、表面平整，耐磨性好， 其綜合受力的性能要明顯優(yōu)于單向碳纖維布。
[0037] 縱向和橫向交織碳纖維雙向布采用傳統(tǒng)的機(jī)織平紋布方法，即縱向碳纖維和橫向 碳纖維呈一上一下的規(guī)律交織?？v向、橫向碳纖維每隔一根碳纖維就呈十字形交叉，如圖4 所示，縱向碳纖維為1、3、5、7在上，2、4、6、8在下，橫向碳纖維為1、3、5、7在上，2、4、6、8在 下。
[0038] 在相鄰的碳纖維雙向布的隔層間用碳纖維絲進(jìn)行左右交叉編織（即雙向交織）。 因?yàn)椴捎每v橫向雙向碳纖維布雖然增強(qiáng)了橫向的受力強(qiáng)度，卻也損失了縱向的受力強(qiáng)度。 增加左右雙向交叉碳纖維絲層是為了彌補(bǔ)損失掉的縱向受力強(qiáng)度，各碳纖維絲層交織角度 可以相同也可以不同，優(yōu)選的碳纖維絲的交織角度為45°。
[0039] 圖5是本發(fā)明碳纖維板材的制備工藝流程框圖，圖6是碳纖維板制作工藝流程示 意圖，如圖5和圖6所示，首先是碳纖維布層的制備，采用傳統(tǒng)的機(jī)織平紋布方法，縱向碳纖 維和橫向碳纖維呈一上一下的規(guī)律交織；碳纖維絲層采用一上一下向雙相交織；將獲得的 碳纖維布層和碳纖維絲層浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠；用定位裝置將浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠后的碳纖維布層 分層，浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠后的碳纖維絲層定位于碳纖維布層的隔層間；將獲得的板材放入預(yù) 熱箱預(yù)熱后放入模具恒溫加壓、冷卻后脫模。
[0040] 經(jīng)浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)劑后，采用技術(shù)先進(jìn)的擠拉熱固一次成型工藝，可最大限度 的排除成品中的氣隙，保證了多層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0041] 表1到表6列出了本發(fā)明中所用碳纖維板材的基本性能試驗(yàn)結(jié)果。
[0042] 表7到表12列出了外購(gòu)碳纖維板材