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摘要：真空灭弧室是开关设备的核心部件，导向套又是真空灭弧室正常动作的基础，PA66-GF30作为导向套的基础材料。本文通过性能比较和几个性能检测的简单处理，确认出了导向套材料PA66-GF30的有效检测手段和控制方法，保证固封极柱用真空灭弧室的可靠性。
关键词：真空灭弧室 导向套 PA66-GF30 性能检测方法
随着真空开关设备使用场所的不断拓宽，使用环境，特别是环境温度的变化范围不断的拓宽，对于真空灭弧室导向套材料的要求不断的提高。真空灭弧室适用范围的拓宽，特别是固封极柱的加工，使得承受温度的要求不断地提高。为此对真空灭弧室用导向套材料控制提出了要求。
一、导向套用材料的要求
导向套材料主要使用聚酰胺类工程塑料，由于玻璃纤维增强型聚酰胺6市场使用量比较大，先对价格比较低廉，一直来作为真空灭弧室用导向套的原材料。随着导向套材料的温度提高，人们使用玻璃纤维增强型聚酰胺66（PA66-GF30）替代了玻璃纤维增强型聚酰胺6（PA6-GF30）。这样我们有必要对这两种材料的差异进行比较，以便于进行控制。
1、PA6-GF30）和PA66-GF30主要性能指标
二、对导向套材料性能检测方法的摸索
1 工程塑料熔点（Tm）的检测方法
工程塑料的融化过程是一个过程，在该融化过程中温度是不断的升高，在熔化过程中是一个吸收热量的过程，根据这个原理检测在升温过程中开始吸热的温度点为融化温度的起始点。按照GB/19466.3-2004<塑料 差示扫描量热法（DSC）第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定>，下图为差示扫描量热仪检测的曲线图片。
该方法的检验，工程塑料来说，生产厂家为了改善其性能不同程度的增加了增塑剂和增白剂，这些材料的加入，主要是降低工程塑料的熔化起始点的温度。虽然说，工程塑料的成份绝大多数没有发生变化，就是融化过程中的峰值没有变化，但增塑剂和增白剂之类材料的加入，改变了吸热峰包上升部分的斜率，这样就使得峰包上升部分的斜率线条与为融化之前的线条交叉点位置发生了变化，起变化是熔化温度的起始温度变小。
这个方法检测的精度比较高，不论生产厂家在工程塑料中添加了什么东西，都能在该曲线上表现出来，而且监测的一致性比较好。缺点是不能检测出添加了什么东西和添加的比例。
该方法是对工程塑料加工件最实用的控制手段。特别是对真空灭弧室用导向套材质的质量控制十分重要，市场上有不少厂家在给我们推广的时候，推销人员告知的材料就是PA66-GF30，但检测结果差别比较大，从上表可以看出，PA66-GF30的熔化温度为260℃，实际检测由于添加剂的作用，熔化温度（Tm）就只有250℃左右。
导向套生产过程中，PA6-GF30和PA66-GF30经常发生混料的现象，只要使用了该方法，很容易的就可以鉴别出来。如果PA6-GF30加工的导向套用在固封极柱灭弧室上，导向套就会软化在凝固把导电杆包死的问题产生。
2 工程塑料密度的检测
密度的检测是用导向套实体进行检测。工程塑料的材料性能是一定的，但导向套的性能参数尚未达到理论值，不但与导向套的结构存在密切关系之外，另外一个问题就是与导向套成型后材料形成孔隙有关系，这些孔隙是实体导向套不能达到理论性能参数的关键。
按照GB/T1033.1-2008<塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法>，导向套属于工程塑料类，一般情况下是表面是无气孔，推荐使用浸渍法。
3 热变形温度
热变形温度对于真空灭弧室用导向套的材料比较严格，热变形温度和作用在肌体上的压强有明显的关系，在GB/T1634.1-2004<塑料 负荷变形温度的测定 第1部分：通用试验方法> 中规定，塑料负荷（三点加荷下的弯曲应力）变形温度的方法。导向套使用于真空灭弧室，导向套固定环给导向套施加了一个沿径向的压力，同时由于滚压的加工力给导向套的边沿部分产生了一个轴向压力。实际导向套的作用就是限制动导电杆的运动方向。导向套固定环给导向套的作用力，在导向套給导电杆的变形可以忽略不计。
一般情况下，导向套的变形温度与承受的静负载有关，与试样的高度有关，也与弯曲变形量有关，这三个参量如何确定能够真实的表示导向套的实际情况。如果检测工程塑料的软化温度，使用维卡软化点温度测定仪检测导向套的软化点温度，也存在软化温度与承受的静负载有关，也与圧针头压入深度有关，这两个参量如何确定能够真实的表示导向套的实际情况。既然导向套与到电杆之间存在间隙，这两种检测方法都与导向套的实际使用状态存在差异，主要差异是导向套受到外力的作用，与导电杆与导向套之间设置有间隙不一致。
如果我们将导向套套在到电杆上，模拟导向套在灭弧室使用状态，检测不同温度处理后的变形量，是不是更接近导向套的热变形温度。我们关注的是导向套受热使内孔变化，限制了导电杆的自由活动。特别是固封极柱使用的真空灭弧室，由于固封极柱返工需要剥离外壳材料——环氧树脂，一般需要将固封极柱预热到180℃以上，环氧树脂处于软化状态，就比较容易的剥离掉，也不伤及真空灭弧室和其他配件。这样，检测的温度也可以确定，按190℃设置比较合理，就是生产固封极柱使用的烘箱温度有上冲，一般都能控制在190℃以内。
4 玻璃纤维含量检测
从前面来看，玻璃纤维的含量对工程塑料的性能影响比较大，玻璃纤维的测定如何实现，如何准确的检测具体的含量，就显得尤为重要。GB/T2577-2005《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》规定了用烧失法测定玻璃纤维增强塑料树脂含量试验的试样、仪器与设备、试剂、试验步骤及试验报告等。本标准适用于树脂基体能燃尽的玻璃纤维增强塑料。本标准不适用于所含矿物填料在最低燃烧温度下分解或不溶于盐酸的增强塑料。 PA66-GF30工程塑料，其树脂基体是聚酰胺66或聚酰胺6，填料只有玻璃纤维，虽然有部分改变塑料了性能的的添加剂，但哪些成分都能通过燃烧消失掉，那么，我们使用《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》检测手段，可以直接使用检测过程中获得的燃烧残余量。
5 线性热膨胀系数
对于真空灭弧室的使用产品——真空开关设备来说，限定使用环境为-60℃～125℃，而且真空灭弧室的动导电杆与导向套内孔壁之间还有一定的间隙，人们只关心的是在两个临界点温度下，导电杆是否能够灵活运动的问题。
导向套的加工使用模具在工程塑料加热注塑形成的，一般情况下加工出的内孔尺寸都是控制于设计的基本尺寸上。其公差带范围、动导电杆与导向套内壁之间的间隙已经保证了，在使用温度下的正常工作。我们对导向套内孔尺寸在两个临界点温度下，检测导向套的内控尺寸是否落在导向套的公差带内。
三、检测方法应用后的情况
导向套在没有使用固封极柱之前，人们从未关心真空灭弧室用导向套的问题。固封极柱开拓出了真空灭弧室的一种使用状态，但也从过程中经常发生的卡滞问题，让人们原来产生的聚四氟乙烯是最好的导向套材料的观念。由于石油价格的不断提升，以及聚四氟乙烯材料加工的热定型，使得价格节节升高与真空灭弧室生产利润空间的不断缩小格格而不入，玻璃纤维增强型聚酰胺树脂类工程塑料被人们认识和广泛应用。
玻璃增强型聚酰胺树脂是一个大家族，其中聚酰胺6由于市场需求量大和生产量大，价格比较低廉，而且由于熔化温度（Tm）比较低，降低了导向套的制造成本。正是由于这个原因，在玻璃纤维增强聚酰胺66中，经常发现有玻璃增强聚酰胺6的成分存在。不是生产厂家为了降低成本有意参加，而是由于下脚料的管理不善，重复使用时被无意加入的。
通过对熔化起始温度的检测，可以發现是聚酰胺6是否加入，更可以检查出生产厂家增塑剂是否加入；通过对密度的检测，可以检查出导向套成型过程中的材料致密度情况；简单的热变形温度检测，可以检测出低熔点工程塑料或增塑剂添加比例如何；玻璃纤维含量检测，可以检测出填加剂的真实情况，特别是边角料的再次使用添加情况被发现；线性热膨胀系数在两个界点温度条件的检测，只是保证了导向套使用条件下的正常使用。
通过以上五项检测，并设置合理的标准判定数值，就能准确的约定符合真空灭弧室使用的导向套材料，虽然市场上各个生产厂家都号称自己生产的就是玻璃纤维增强型聚酰胺66工程塑料，但从他们提供的机械参数可以看出与纯度较高的玻璃纤维增强型聚酰胺66都存在或多或少的差异，他们的差异都是通过添加剂改变了某些性能，但只要符合我们的标准要求就可以使用。
经过我们几年来的使用，初期我们发现导向套厂家直接使用玻璃纤维增强型聚酰胺6生产，但在质量证明书上标称是玻璃纤维增强型聚酰胺66，但经过熔化温度检测确认，并经过简单的热变形温度检测给予再次确认，逐步规范了导向套材料为玻璃纤维增强型聚酰胺66。通过检测也督促导向套生产厂家对现场管理更加细化，避免了下脚料的混入。通过这几年的检测和判定，保证了固封极柱用真空灭弧室的可靠性。
参考文献：
工程塑料 金国珍主编 化学工业出版社材料科学与工程出版中心 2000
JB/T7048-2002
高聚物的结构与性能 中国科学技术大学高分子物理教研室 1986
关键词：真空灭弧室 导向套 PA66-GF30 性能检测方法
随着真空开关设备使用场所的不断拓宽，使用环境，特别是环境温度的变化范围不断的拓宽，对于真空灭弧室导向套材料的要求不断的提高。真空灭弧室适用范围的拓宽，特别是固封极柱的加工，使得承受温度的要求不断地提高。为此对真空灭弧室用导向套材料控制提出了要求。
一、导向套用材料的要求
导向套材料主要使用聚酰胺类工程塑料，由于玻璃纤维增强型聚酰胺6市场使用量比较大，先对价格比较低廉，一直来作为真空灭弧室用导向套的原材料。随着导向套材料的温度提高，人们使用玻璃纤维增强型聚酰胺66（PA66-GF30）替代了玻璃纤维增强型聚酰胺6（PA6-GF30）。这样我们有必要对这两种材料的差异进行比较，以便于进行控制。
1、PA6-GF30）和PA66-GF30主要性能指标
二、对导向套材料性能检测方法的摸索
1 工程塑料熔点（Tm）的检测方法
工程塑料的融化过程是一个过程，在该融化过程中温度是不断的升高，在熔化过程中是一个吸收热量的过程，根据这个原理检测在升温过程中开始吸热的温度点为融化温度的起始点。按照GB/19466.3-2004<塑料 差示扫描量热法（DSC）第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定>，下图为差示扫描量热仪检测的曲线图片。
该方法的检验，工程塑料来说，生产厂家为了改善其性能不同程度的增加了增塑剂和增白剂，这些材料的加入，主要是降低工程塑料的熔化起始点的温度。虽然说，工程塑料的成份绝大多数没有发生变化，就是融化过程中的峰值没有变化，但增塑剂和增白剂之类材料的加入，改变了吸热峰包上升部分的斜率，这样就使得峰包上升部分的斜率线条与为融化之前的线条交叉点位置发生了变化，起变化是熔化温度的起始温度变小。
这个方法检测的精度比较高，不论生产厂家在工程塑料中添加了什么东西，都能在该曲线上表现出来，而且监测的一致性比较好。缺点是不能检测出添加了什么东西和添加的比例。
该方法是对工程塑料加工件最实用的控制手段。特别是对真空灭弧室用导向套材质的质量控制十分重要，市场上有不少厂家在给我们推广的时候，推销人员告知的材料就是PA66-GF30，但检测结果差别比较大，从上表可以看出，PA66-GF30的熔化温度为260℃，实际检测由于添加剂的作用，熔化温度（Tm）就只有250℃左右。
导向套生产过程中，PA6-GF30和PA66-GF30经常发生混料的现象，只要使用了该方法，很容易的就可以鉴别出来。如果PA6-GF30加工的导向套用在固封极柱灭弧室上，导向套就会软化在凝固把导电杆包死的问题产生。
2 工程塑料密度的检测
密度的检测是用导向套实体进行检测。工程塑料的材料性能是一定的，但导向套的性能参数尚未达到理论值，不但与导向套的结构存在密切关系之外，另外一个问题就是与导向套成型后材料形成孔隙有关系，这些孔隙是实体导向套不能达到理论性能参数的关键。
按照GB/T1033.1-2008<塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法>，导向套属于工程塑料类，一般情况下是表面是无气孔，推荐使用浸渍法。
3 热变形温度
热变形温度对于真空灭弧室用导向套的材料比较严格，热变形温度和作用在肌体上的压强有明显的关系，在GB/T1634.1-2004<塑料 负荷变形温度的测定 第1部分：通用试验方法> 中规定，塑料负荷（三点加荷下的弯曲应力）变形温度的方法。导向套使用于真空灭弧室，导向套固定环给导向套施加了一个沿径向的压力，同时由于滚压的加工力给导向套的边沿部分产生了一个轴向压力。实际导向套的作用就是限制动导电杆的运动方向。导向套固定环给导向套的作用力，在导向套給导电杆的变形可以忽略不计。
一般情况下，导向套的变形温度与承受的静负载有关，与试样的高度有关，也与弯曲变形量有关，这三个参量如何确定能够真实的表示导向套的实际情况。如果检测工程塑料的软化温度，使用维卡软化点温度测定仪检测导向套的软化点温度，也存在软化温度与承受的静负载有关，也与圧针头压入深度有关，这两个参量如何确定能够真实的表示导向套的实际情况。既然导向套与到电杆之间存在间隙，这两种检测方法都与导向套的实际使用状态存在差异，主要差异是导向套受到外力的作用，与导电杆与导向套之间设置有间隙不一致。
如果我们将导向套套在到电杆上，模拟导向套在灭弧室使用状态，检测不同温度处理后的变形量，是不是更接近导向套的热变形温度。我们关注的是导向套受热使内孔变化，限制了导电杆的自由活动。特别是固封极柱使用的真空灭弧室，由于固封极柱返工需要剥离外壳材料——环氧树脂，一般需要将固封极柱预热到180℃以上，环氧树脂处于软化状态，就比较容易的剥离掉，也不伤及真空灭弧室和其他配件。这样，检测的温度也可以确定，按190℃设置比较合理，就是生产固封极柱使用的烘箱温度有上冲，一般都能控制在190℃以内。
4 玻璃纤维含量检测
从前面来看，玻璃纤维的含量对工程塑料的性能影响比较大，玻璃纤维的测定如何实现，如何准确的检测具体的含量，就显得尤为重要。GB/T2577-2005《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》规定了用烧失法测定玻璃纤维增强塑料树脂含量试验的试样、仪器与设备、试剂、试验步骤及试验报告等。本标准适用于树脂基体能燃尽的玻璃纤维增强塑料。本标准不适用于所含矿物填料在最低燃烧温度下分解或不溶于盐酸的增强塑料。 PA66-GF30工程塑料，其树脂基体是聚酰胺66或聚酰胺6，填料只有玻璃纤维，虽然有部分改变塑料了性能的的添加剂，但哪些成分都能通过燃烧消失掉，那么，我们使用《玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法》检测手段，可以直接使用检测过程中获得的燃烧残余量。
5 线性热膨胀系数
对于真空灭弧室的使用产品——真空开关设备来说，限定使用环境为-60℃～125℃，而且真空灭弧室的动导电杆与导向套内孔壁之间还有一定的间隙，人们只关心的是在两个临界点温度下，导电杆是否能够灵活运动的问题。
导向套的加工使用模具在工程塑料加热注塑形成的，一般情况下加工出的内孔尺寸都是控制于设计的基本尺寸上。其公差带范围、动导电杆与导向套内壁之间的间隙已经保证了，在使用温度下的正常工作。我们对导向套内孔尺寸在两个临界点温度下，检测导向套的内控尺寸是否落在导向套的公差带内。
三、检测方法应用后的情况
导向套在没有使用固封极柱之前，人们从未关心真空灭弧室用导向套的问题。固封极柱开拓出了真空灭弧室的一种使用状态，但也从过程中经常发生的卡滞问题，让人们原来产生的聚四氟乙烯是最好的导向套材料的观念。由于石油价格的不断提升，以及聚四氟乙烯材料加工的热定型，使得价格节节升高与真空灭弧室生产利润空间的不断缩小格格而不入，玻璃纤维增强型聚酰胺树脂类工程塑料被人们认识和广泛应用。
玻璃增强型聚酰胺树脂是一个大家族，其中聚酰胺6由于市场需求量大和生产量大，价格比较低廉，而且由于熔化温度（Tm）比较低，降低了导向套的制造成本。正是由于这个原因，在玻璃纤维增强聚酰胺66中，经常发现有玻璃增强聚酰胺6的成分存在。不是生产厂家为了降低成本有意参加，而是由于下脚料的管理不善，重复使用时被无意加入的。
通过对熔化起始温度的检测，可以發现是聚酰胺6是否加入，更可以检查出生产厂家增塑剂是否加入；通过对密度的检测，可以检查出导向套成型过程中的材料致密度情况；简单的热变形温度检测，可以检测出低熔点工程塑料或增塑剂添加比例如何；玻璃纤维含量检测，可以检测出填加剂的真实情况，特别是边角料的再次使用添加情况被发现；线性热膨胀系数在两个界点温度条件的检测，只是保证了导向套使用条件下的正常使用。
通过以上五项检测，并设置合理的标准判定数值，就能准确的约定符合真空灭弧室使用的导向套材料，虽然市场上各个生产厂家都号称自己生产的就是玻璃纤维增强型聚酰胺66工程塑料，但从他们提供的机械参数可以看出与纯度较高的玻璃纤维增强型聚酰胺66都存在或多或少的差异，他们的差异都是通过添加剂改变了某些性能，但只要符合我们的标准要求就可以使用。
经过我们几年来的使用，初期我们发现导向套厂家直接使用玻璃纤维增强型聚酰胺6生产，但在质量证明书上标称是玻璃纤维增强型聚酰胺66，但经过熔化温度检测确认，并经过简单的热变形温度检测给予再次确认，逐步规范了导向套材料为玻璃纤维增强型聚酰胺66。通过检测也督促导向套生产厂家对现场管理更加细化，避免了下脚料的混入。通过这几年的检测和判定，保证了固封极柱用真空灭弧室的可靠性。
参考文献：
工程塑料 金国珍主编 化学工业出版社材料科学与工程出版中心 2000
JB/T7048-2002
高聚物的结构与性能 中国科学技术大学高分子物理教研室 1986