国内外复合材料输电杆应用状况分析

　　因为目前建筑行业对复合材料仍普遍陌生，而钢制电杆因初装费用低廉和用户熟悉，仍然是造成复合材料电杆早期难以推广应用的主要障碍。在输电线路的经济分析中，通常注重建设期间的费用投资，往往忽视了结构全寿命周期费用的分析，这里主要指线路杆塔的维护费用。随着电网建设的不断扩大，输电线路架设长度要求增加，其线路运行出现的事故及维护问题便显得日益突出。因此设施的运输、安装及维护费用问题将会得到逐步重视。附表对比出了美加复合材料电杆在全寿命周期的价格优势。
　　以上计算不含运输、安装及环保处理费用（对木杆来说每杆达1万美元），否则在全寿命周期内各材料电杆相对于复合材料费用将成倍增加。从附表数据可看出，复合材料电杆尽管初装成本较高，但其极低的运行维护费用，80年的寿命，使其综合性价比要优越于其他材料电杆。在地况复杂、土质较疏松的地区，其运输、安装极为困难，FRP杆的优越性就会充分体现出来。而且，复合材料组合式电杆一旦在杆体某处有损伤，可以单独更换该段而不用整体更换，节省很大费用。美国南加利福尼亚爱迪生公司对复合材料电杆的试运行经验已证实了复合型杆塔产生的好处，该公司估计5年中的维护费用就可节约3500美元。
　　在中国这个山地面积占国土总面积70%以上的国家，复合材料电杆运输和安装费用低廉具有特别重要的意义。用卡车装运复合材料电杆，其装载量数十倍于混凝土电杆装载量。
　　设计标准及试验方法
　　复合材料电杆在美加的应用非常广泛，但与类似英国等国家的气候又大不相同，其应用标准也有所不同。
　　标准的设计通常比较复杂，主要思路是规定在极限条件下或最严重的载荷下，电杆允许产生偏差的水平。评价电杆结构性能的两个首要指标是承载力和刚度。单杆结构的设计主要根据抗风吹弯曲承载能力大小，通常进行全尺寸电杆的悬臂梁弯曲试验，将电杆作为悬臂梁，在电杆不同位置施加载荷。
　　成型工艺进展
　　纤维缠绕是复合材料电杆最常用的成型工艺，也有许多其他中空圆筒结构成型方法，如离心浇铸、真空注塑（VI）和RTM等，但因经济原因并未得到普及。对高效率商业化生产来说，自动化程度高低是极为重要的，而纤维缠绕工业节省原材料，纤维铺放灵活机动，很适合于成型这种结构产品。采用的基体主要为改性聚酯、环氧乙烯基脂树和改性聚氨酯，增强纤维一般为性能良好、价格低廉的无碱玻璃粗纱。
　　1.纤维缠绕工艺
　　将浸过聚酯树脂的玻纤粗纱按照指定线型连续缠绕在轴上。控制芯轴转速和轴与丝嘴的相对运动速度可以调节到所需的缠绕角度，与轴向形成7度到将近90度范围的缠绕角。纤维层数要根据电杆的等级性能的要求而定。缠绕完毕后加热固化，固化完毕脱模。可用水压装置将管从芯轴上脱掉，然后后切割、打孔，安装脚踏。
　　2.拉挤成型