在带电作业技术领域里，绝缘工具是保证作业安全的重要器件。而用于制造绝缘工具的绝缘杆（管）材，其电气性能，机械特性是否优良，是关系到带电作业绝缘工具质量的最基本因素。
几十年来，我国带电作业使用绝缘工具的材料不断更新，当前，使用较广泛的是固体复合绝缘材料，而固体复合绝缘材料由于其制造加工工艺以及使用的玻璃纤维、环氧树脂的配方等原材料不同，而所加工制造的产品在质量上有很大的差异。
因此要制造出具有优良的电气性能及机械特性的绝缘杆（管）材，必须在选择原材料上把关；制造加工艺要先进，同时要做到全过程质量管理，才能使产品质量稳定，以确保生产出性能优良的绝缘杆材。
1．我国绝缘杆材的发展历史
（1）绝缘杆材的兴起与发展阶段
我国的带电作业于1954年在鞍山电业局首先开展，从开展带电作业以来，绝缘材料的使用就与带电作业技术紧密相连，随同发展。
从我国开展带电作业40余年的历史来看，用于制造绝缘工具的绝缘材料也大致经历了四个发展阶段：
1）环氧纸棒阶段
这一阶段为我国开展带电作业初期，为50年代初至50年代末，开始采用环氧纸棒（管）为主体，也采用桦木杆（棒）。这一时期所使用的绝缘材料也可称为“木质绝缘工具”。
2）环氧玻璃布卷制管阶段
这一阶段，是在1960年前后，环氧树脂复合材料在我国问世。我国相继在西安、营口等地建立了绝缘材料厂，生产出了环氧树脂（酚醛树脂）玻璃布卷制管材。
为了适应带电作业对绝缘材料长度的要求，这类绝缘材料在制造方法上也衍生了除机制卷管以及人工卷管，而其中最有代表性的绝缘材料为“3640环氧管材”。
随着生产的发展以及我国标准化工作进程的加快，在这一阶段时期里，我国相继建立了绝缘材料的制造标准，即JB888-66、JB1680-75、GB5131.2-85以及后来公布实施的GB13398-92标准。迷些国家标准及行业标准对规范这类绝缘材料的制造以及试验，起到了很好地推动作用。
这一阶段的绝缘材料为管材，由于其密度大低，且管内、外不够光滑，防潮性能差。绝缘管材一旦受潮，容易产生管内、管外的沿面放电，受潮的绝缘管材一旦用于带电作业，将会导致人身及设备事故，因此这类绝缘材要求放置至特殊的工具保管室中存放。
3）防潮泡沫填充环氧杆阶段
80年代末，借鉴国外经验，武汉高压研究所、河北省电力工业局江西5727厂联手研制防潮泡沫填充环氧杆，经过联合攻关，终获成功。并于1992年7月通过了原能源部组织的技术鉴定。这一科研成果使我国的带电作业绝缘杆材上了一个台阶。即材料的密度首次达到了1.75g/cm3，而且通过了IEC60855标准的淋雨试验项目。
4）玻璃纤维增强环氧复合绝缘杆阶段
1994年以后，西安秦光电工技术研究所和陕西秦川电力器材开始研制和生产新一代“高强度、充填泡沫绝缘材料”，这种绝缘材料采用引拔、缠绕一体化热固成型的新工艺，然后管内填充聚氨脂泡沫。
而引拔、缠绕工艺的思路是解决绝缘材料的密度，成型材料的抗弯特性。由于绝材料的致密性增高，绝缘材料的渗水性大大降低，防潮性能也得到很大的提高，同时由于绝缘材料的密度增加，除了纵向玻璃纤维还有螺旋状玻璃布带的缠绕，使得抗弯性能有了较大地提高，同时，使得机械老化特性也得到很大地提高。引拔、缠绕工艺标志着我国带电作业用绝缘杆材制造技术跃上了一个新的台阶。
2．我国绝缘杆材的现状
（1）目前绝缘杆材发展的特点
目前，我国生产绝缘杆材的厂家众多，且良莠不齐，有国有企业大型绝缘材料厂生产，也有私营小手工作坊生产，所生的各个阶段的产品均出现在市场上，但销售人格却有很大的差异。许多使用者，由于缺乏必要的检验手段，也无法确定其质量优劣，如果选择不当，误将质量低劣的绝缘材料用于重要部位，则会造成重大事故，甚至会危及人身及设备安全。表1列出了我国各个阶段绝缘杆（管）材的主要指标。
表1我国各阶段绝缘杆（管）材主要指标
技术参数第二阶段3640卷制管第三阶段3640防潮杆第四阶段玻璃纤维增强环氧杆
密度/h/cm31.41.762.02
吸水率/0.30.0490.041
抗弯/N/cm218.0×10333.0×10336.36×103
*体积电阻/Ω·cm1014/1071.14×1014/1.53×10128.215×015/1.4285×1014
50Hz介损0.030.0280.00317
*注：——“/”上方数据为常态体积电阻；下方数据为潮湿状态下的值。
从表1所列数据可以看出，第四阶段的玻璃纤维增强绝缘杆材较第二阶段卷制管材的密度几乎提高了50；吸水率降低了一个数量级；抗弯强度几乎翻一番。这说明，第四阶段绝缘材料无论的电气性能还是机械特性都有了质的提高。
回顾我国绝缘杆（管）材的生产及使用历史，前几个阶段生产的产品之所以达不到1992年公布实施的国家标准GB13398—92和国际电工委员会标准IEC60855—85，其主要原因是生产工艺落后，在卷制管的生产工艺中，无论是机械卷制，模压和手工卷制，其浸渍了的玻璃纤维布经纬秆维相等，在相交、相叠的卷制过程中存在很多间隙，在固化成型的过程中排气性很差，尤其是在工艺过程中的覆盖气泡和热反应气泡不能很好地排出。固化成型后，绝缘结构内存在许多空气隙、气泡或分层等缺陷，当电场达到一定强度时，例如在500kV的相电压下绝缘杆高压端电场强度可达2000kV/m以上，经过一段时间后绝缘工具端部温度逐渐升高，并往下延伸，这种由于绝缘结构内部产生的局部放电，最终会导致绝缘材料的碳化，而失去绝缘性能。
国内有某些生产厂为了达到通过淋雨试验的目的，试图在绝缘杆材表面喷涂防水绝缘漆的办法，而试验结果表明，尽管性能好的防水绝缘漆解决了淋雨状态下的电性能，但由于绝缘材料的密度达不到要求，它的吸水率达不到要求，而且机械强度也达不到相关标准要求。因此，要发展-我国带电作业用绝缘杆材，重要的是解决绝缘材料的密度问题，而提高绝缘材料的密度，关键问题是加工工艺。要合理配制纵向玻璃纤维用量，对纵向纤维施加一定量的引拔力，可大大增强材料的密度，而辅之以一定的螺旋缠绕，可提高材料的抗弯，抗扭性能，在一定的张力之下通过抗压，高温固化，能有效地排出工艺气泡，进一步减少热反应气泡。
（2）现阶段绝缘杆材已达到的水平
我国国家标准GB13398—92《带电作业用绝缘杆通用技术条件》规定，用以制造绝缘杆的绝缘材料，其物理、机械及介电性能应符合表2的规定。
表2国家标准规定值及玻璃纤增强杆技术指标
项目GB13398—92标准技术要求玻璃纤维增强杆指示
密度不小于/kg/cm31.75×1032.02×103
吸水率不大于/0.40.041
抗弯强度不小于/N/cm235×10338.36×103
抗拉强茺不小于/N/cm230×10338.132×103
*体积电阻系数，大于/Ω·cm1.0×1014/×1.0×10128.2×1015/1.43×1014
50Hz介质损耗角正切不大于0.010.00317
表面耐压（受潮后）不小于/kV12通过
*注：——“/”上方数据为常态；下方数据为受潮后数值。
从表2所列数值可以看，玻璃纤维增强绝缘杆的各项电气、机械指标，均达到国家标准的要求。
由于国家标准是在1992年制订并公布实施的，当时考虑到国内绝缘杆材的生产水平，标准不可脱离生产实际，因而相应IEC标准提出的某些考核指标，没有列入标准之中去。随着我国绝缘杆材生产水平的提高，以及与国际接轨速度的提高，全国带电作业标准化技术委员会提出，应对GB13398—92标准进行修订，尽量靠近IEC标准，等同采用IEC60855标准。上前国家质量技术监督局已下达该标准的修订计划，国标的修订工作正在进行之中。
（3）与国外同类产品的比较
美国强斯（CHANCE）公司生产的玻璃纤维增强环氧杆基本上代表了当今世界的先进水平。法国、加拿大、日本等各国都使用美国强斯公司的产品。美国产品不仅执行本国的产品标准，而且也遵循IEC60855标准。
为了将国产玻璃纤维增强环氧绝缘杆与国外同类产品的技术特性进行比较，我们曾经进行了美国强斯公司产品与国产绝缘杆的对比试验，其试验结果见表3。
表3玻璃纤维增强环氧绝缘杆比对试验结果
试验项目美国强斯（CHNACE）公司泡沫中国秦川厂泡末填充绝缘杆
渗透试验通过通过
弯曲破坏（试品φ32×2.5）破坏值残余变形破坏值残余变形
2587N1.2mm3742N1.1mm
电气试验干态I1=5.6μA通过I1=5.24μA
φ1=84.6°通过φ1=78.5°通过
168h受潮后I2=9.8μA通过I2=7.5μA
φ2=81.4°通过φ2=75°通过
淋雨试验通过,但可见电弧通过
机械试验4000次疲劳试验通过通过
4000次疲劳试验后电气性能试验通过通过
从表3所列数值可以看出，美国强斯公司与中国泰川厂的产品均达到了IEC60855标准所要求的技术指标，但总起来看中国产品的质量较美国产品略胜一筹，如弯曲破坏值要高出40，残余变形小，无论干湿态的泄漏电流均要小一些。
3．绝缘杆材的技术发展趋势
带电作业用绝缘杆材要求重量轻，电气性能优良，机械特性好，这其中主要的原因是：要适应带电作业多种用途的要求，例如绝缘操作杆、绝缘杆、绝缘拉（吊）杆以及测量杆等，而各种绝缘杆在实际作业时都由带电作业人员在高空进行实际操作，因此发展比强度高的产品是当前以及今后发展的总趋势。玻璃纤维增强环氧复合绝缘材料是国际上推崇的新材料，这种新型复合绝缘材料有以下几个方面的技术要求。
1）渗透性能
要求将材料试品置于品红溶液中，抽成低于6500Pa的真空，保持1小时，没有任何渗透。
渗透试验是考核聚氨脂泡沫充真质量及绝缘界面质量的指标，在真空状态下没有渗透说明绝缘材料防潮性能较好，界面结合紧密。
2）电气性能
电气试验分为干态、受潮后以及淋雨试验。
干态试验时，试品预先置于试验区域的大气环境中至少24h，两电极相间加工频试验电100kV，1min，测量泄漏电流I1，并记录最大电流与电压间的相角差φ1。
受潮后的试验，试品应置于温度为23℃相对湿度为93的试验箱中168小时，然后施加工频电压。淋雨试验，愚昧应持续加压1h。
这是考核绝缘杆在正常状态下，或天气潮湿的情况下以及在突然降雨一定雨强情况下绝缘杆电气性能的重要试验。
3）机械特性
机械特性包括弯曲、扭力和挤压试验，在进行这些试验时，规定了明确的加压速度，并测量其挠度，还应记录残余挠度。
机械试验的目的是要求绝缘杆具有较大的抗弯强度，残余挠度小，而且具有一定的扭力。尤其是用于操作杆时，便于传递力，提高操作时的准确度，从而提高作业时的有效时间。
4）机械老化性能
机械老化性能，即绝缘材料的寿命，要求试品每进行1000次弯曲循环后将试品旋转90°共进行4000次弯曲试验后，试品应无任何损伤痕迹，也不庆有任何永久变形。经过了机械老化试验的试品还应通过电气干态和湿态绝缘试验通过了4000次加卸荷载的疲劳试验，且电气性能不降低，表明绝缘杆自始至终处于良好状态，可以有效工作十年左右。
故以上几个方面的要求及严格试验，是保证带电作业时，不发生绝缘工具事故的有力保证。
来源：中国带电作业网
