玻璃纖維是芯棒中的主體材料起著骨架增強(qiáng)作用。就國內(nèi)復(fù)合絕緣子所采用的芯棒而言,玻璃纖維含量占芯棒總重的80%左右,其體積含量約65%左右,可見玻璃纖維性能在芯棒中起著主導(dǎo)作用。

復(fù)合絕緣子芯棒采用無堿玻璃纖維。無堿玻纖基本上都是由二氧化硅、氧化鋁和氧化硼構(gòu)成的,這些氧化物分子結(jié)構(gòu)性能是較為穩(wěn)定的,而且在材料中都以絕緣性能極好晶體相結(jié)構(gòu)狀態(tài)出現(xiàn)。玻璃材料中所含有難以清除掉的微量氧化鉀和氧化鈉,是屬于堿金屬氧化物。在材料中極容易以離子狀態(tài)存在,這對絕緣性能是不利的。但可以利用鉀、鈉離子濃度比為一定值的“中和效應(yīng)”,來降低其對材料絕緣性能的影響程度。同時(shí),玻璃材料中所含有的氧

化鈣和氧化鎂,是屬于堿金屬氧化物,它們的存在可以促使材料中晶體相的氧化物結(jié)構(gòu)組成更緊密,起著阻礙堿金屬離子通路的“壓抑效應(yīng)”,由此也可以明顯提高材料中的絕緣性能。玻璃材料結(jié)構(gòu)成分的“中和和壓抑效應(yīng)”,在無堿玻璃纖維生產(chǎn)中得以充分考慮和實(shí)施,因此芯棒采用的無堿玻璃纖維電阻率高、絕緣性能優(yōu)異。

芯棒如果采用耐酸的玻璃纖維,依據(jù)酸和水介質(zhì)腐蝕纖維的機(jī)理,只有減少纖維中堿土金屬氧化物的含量，才能夠提高纖維的耐酸腐蝕性能。但這必然要破壞無堿玻璃纖維玻璃中的“中和和壓抑效應(yīng)”,促使纖維的電導(dǎo)率非線性急劇增大,降低纖維的絕緣性能。

曾對國外復(fù)合絕緣子耐酸玻璃纖維芯棒進(jìn)行水煮試驗(yàn),其泄漏電流比無堿玻璃纖維芯棒高出近10倍。對其10mm

長耐酸纖維芯棒施加6kV直流電壓,其直流泄漏電流比相同試驗(yàn)條件的無堿纖維芯棒大4倍以上。也對其在140℃溫度施加6kV直流電流電壓進(jìn)行100h離子遷移試驗(yàn),其直流泄漏電流變化近2個(gè)數(shù)量級,而相同試驗(yàn)條件的無堿玻纖芯棒的直流泄漏電流變化只有1.5倍左右(1)。

由此可見,耐酸纖維與無堿纖維相比,雖然具有良好的耐酸腐蝕性能,但相應(yīng)地存在著電導(dǎo)電流大的弊病，這對始終承受高電壓作用和機(jī)械拉力的復(fù)合絕緣子芯棒來說，必然對其性能帶來一定程度的影響。尤其把耐酸纖維的芯棒用在直流復(fù)合絕緣子上，其直流電場作用下的離子遷移現(xiàn)象,對其性能影響程度更大。因此復(fù)合絕緣子應(yīng)采用無堿纖維芯棒。