非金属（GRC）材料箱变外壳性能研究

【摘要】非金属GRC复合材料作为箱式变电站外壳用材是一种新兴材料，较传统的钢板、铝板、不锈钢以及彩钢板等材料具有明显的优点，在箱变外壳中的应用也随之不断的扩大和发展。本文将着重分析非金属GRC复合材料箱变外壳性能，从材料的特点、材料应用等角度分析非金属GRC材料的性能。

【关键词】非金属GRC材料；箱变外壳；性能研究

自上世纪60年代开始，随着箱式变电站的研究、开发与应用，我国也从上世纪70年代逐步开始研发和生产箱式变电站。在社会经济发展中箱式变电站起到了巨大的支持作用。其外壳材料，即箱变外壳用材也随着科学技术的不断发展而有所发展，从最初的普通钢板和铝板，到不锈钢板和彩钢板，直到目前应用和推广较多的非金属GRC复合材料，可以说箱式变电站箱变外壳用材的发展经历着革命性的变革。目前，除箱体重的底架采用传统的钢制材料外，在隔室板以及门等组件中都已经采用非金属GRC复合材料。非金属GRC复合材料之所以能够得到如此快的推广应用与其优越的性能和特点不无关系，与城市土建变电站相比，其在成本和用地中具有明显的优势，相对于后者的10%-20%，这一优势能够充分和城市的配套实施相匹配，如城市绿化带、人行道、高架桥甚至于居民小区和一些公园等。非金属GRC箱式变电站在城市基建项目审批方面更加的便捷。过去由于受到技术等诸多方面的因素影响，非金属箱体仅仅限于10KV箱式变电站，但随着非金属箱体的不断发展和应用范围的推广，已经能够在20KV、35KV箱式变电站中使用，并逐渐应用与中性点电阻柜以及电站用消弧线圈柜和110KV高压电熔补偿柜箱体等。非金属箱体因其优越的性能和使用优点正逐渐的应用与其他行业中，如电信户外站箱体、天然气户外燃气调压站箱体等。

1、非金属GRC复合材料的特点

非金属GRC，也即玻纤增强水泥，其英文为Glass fiber reinforced cement。非金属GRC属于复合材料的一种，最早于上世纪70年代被发明与国外，是一种低碱度硫铝酸盐水泥为材料，同时附加具有较大弹性模量的抗碱玻璃纤维作为增强材料，附加一些添加剂如丙烯酸乳液等，各种配料在精密的工艺手段和科学的配比过程中，喷射注入而形成的新型复合材料。

非金属GRC复合材料在近几十年得到推广应用，尤其是在欧美国家以及日本等发达国家被大力推广应用。非金属GRC复合材料最大的优点是轻型、高韧性和高强性，近几年，其优点被人们不断的发掘，尤其是在建筑领域的推广应用，独占鳌头。在其他领域的应用也在不断的推广和使用，如一些户外移动设备的外壳。以非金属GRC复合材料制作的外壳在户外或者其他恶劣条件下具有抗暴晒、抗腐蚀、抗风化、抗辐射、抗冻裂、抗冲击以及防火阻燃、防凝露、隔热性能优良等特点从而具有使用寿命长、无需维修的优点，在实践应用和制作中，非金属GRC复合材料还具有较强的可塑性和工序简单，易于成型的特点。随着多学科技术的不断融入到非金属GRC复合材料的生产制作工艺中，其在外形、装饰、色彩等方面呈现出多样化，满足了人们对于美观等审美要求。整体而言，非金属GRC材料箱变外壳具有经济、美观、成本和价格低廉的特点。在城市环境塑造和维护过程中，非金属GEC材料的多样性为城市的观赏性和装饰性提供了可能，同时借助其防腐、隔热、隔音、抗辐射以及防凝露等特点而为城市居民生活质量的提高提供了帮助。

2、非金属GRC材料性能分析

非金属GRC材料制作的箱变箱体材料相比于传统水泥而言在抗腐蚀性、抗火性和维护等方面都优于传统水泥和金属制作的箱变箱体，但在抗内部燃烧性和寿命周期两方面，非金属GRC材料相对于传统水泥土而言略显不足，但优于金属材料在箱变箱体中的应用。非金属GRC材料的主要性能参数见下表：

3、非金属GRC材料的由来及其制造工艺

非金属GRC材料是由增强材料耐碱性的玻璃纤维、黏结材料低碱度的硫酸铝硅酸盐块干水泥、以及细沙和相关添加剂等，按照专业的配料配方组合成之后，使用专业的混合喷射浇筑设备浇筑在规定尺寸的模型中，形成需要规格的成形。其形成的主要原理和步骤为：压缩空气驱动气马达时，增强材料玻璃纤维就通过输送管道进入到切割腔内，被主动辗轮上的切割刀片切断。然后，在高压空气的作用下，高压枪经过喷射头经切割为2cm左右长的玻璃纤维段喷射出去，同时，机座的另一端设置有水泥浆的喷射枪，通过水泥挤压泵将水泥浆挤压到喷射头内，在高压的作用下将水泥浆喷射出在空气中得到雾化。玻璃纤维段的喷射头和水泥浆的喷射头之间有一定的夹角，确保水泥浆和玻璃纤维段能够在空气中得到均匀的混合，混合均匀的液体进入到模型中形成需要的成形。在混有玻璃纤维的水泥浆没有完全固化之前，使用瓦工经常使用的抹子反复的抹，直到抹平为止，之后在将表面进行紧压，直到初步出现固化，成形基本形成为止。水泥在固化的过程中是需要放热的，因此在夏天温度高于30摄氏度的时候，可以在材料的上表面洒水进行有效的保养。在冬天温度较低的时候，水泥浆的凝固时间可以较长，在这种情况下可以在水泥浆中加入一定比例的速凝剂等，或者在其旁边放一个移动式的火炉，以使周边的温度升高加速固化的过程，同时还可以通过在成形外表面覆盖塑料薄膜的形式进行保温，经过10-12小时的保温可以脱掉薄膜，在这种情况下形成的成形可能强度比较低，但是可以用于整体的搭建施工。制定能够达到制定指标强度的成形，通常需要的时间为6-7天，温度应该不低于3摄氏度。

4、小结

非金属GRC材料不同于其他的一般材料，相对于金属材料其具有明显的优势特征，并且其性能方面具有明显的优势，制作工艺相对比较简单。相信随着其认可度的不断提升，这种材料会具有广阔的应用空间。

参考文献

[1]许林军，肖存杰，陈茜.舰艇舱室中7种非金属材料燃烧时烟雾中主要无机有害气体定量分析.中华航海医学与高气压医学杂志，2009年2期

[2]李志刚，王慧明，王芳芳.湿热作用对聚氨酯材料力学性能影响的研究.科学技术与工程，2013年8期

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