发电厂输送的高压交流输电线路产生工频电场，电场强度随电压等级的提高而增大，随导线距离的增大而减小。当输电线路表面场强≥240 kV/m时，人体就会感觉不舒服。为保证作业人员的安全，电力行业中高压交流输电线路和变电站登塔作业人员、线下巡视人员等必须穿着高压静电防护服。目前我国高压静电防护面料生产厂家较少，采用的原料主要包括不锈钢纤维与柞蚕丝混纺，羊毛、柞蚕丝和不锈钢纤维混纺，棉和不锈钢纤维混纺，涤纶、棉和不锈钢纤维混纺等。这些产品基本都可满足高压静电防护服的要求，但是存在强度低、服用舒适感差等问题［1］。为此，我们开发了一款舒适型高压静电防护面料，符合GB/T 18136—2008《交流高压静电防护服装及试验方法》中750 kV的技术要求，同时吸湿速干性满足GB/T 21655.1—2008《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单向组合试验法》要求［2⁃3］。1 原料选择和产品规格设计1.1　原料选择高压静电防护服对面料的屏蔽效率、电阻及耐洗涤性（洗后屏蔽效率）有着较高的要求。目前面料实现屏蔽性和导电性有两种方式，一种是采用涂覆导电材料，另一种是采用导电纤维混纺。由于采用导电纤维的面料电学性能更优异，效果更持久，因此我们选择该方式。导电纤维是指在聚合物中混入导电介质所纺制成的化学纤维或不锈钢纤维、碳纤维等。常用的聚合物混入导电介质所纺制成的化学纤维可纺性及服用性较好，被广泛应用于防静电织物中，但其导电性能及屏蔽性能相对较差，很难满足高压静电防护服对电阻、屏蔽效率的要求。碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，但电阻较大，无法满足高压静电防护服电阻指标要求。不锈钢纤维导电性能好，并且具有较好的屏蔽性能，可以满足高压静电防护服的电阻及屏蔽效率使用要求。因此导电纤维选用不锈钢纤维。316L不锈钢纤维由于添加了2%~3%的钼，外观光泽好，其耐腐蚀性大大提高，在高温环境中其强度、加工硬化性好（加工后弱磁性），固熔状态下无磁性，是304、306等不锈钢纤维不具备的。目前316L不锈钢纤维细度有6.5 µm、7.0 µm、8.0 µm、12.0 µm。综合考虑细度对织物刺痒感、电学性能、强力的影响，选择细度6.5 µm、长度40 mm~50 mm的316L不锈钢纤维。不锈钢纤维含量越高，面料的电学性能越好，但刺痒感也越明显。为了提升面料的电学性能，同时改善织物的刺痒感，我们优选了上述不锈钢纤维规格，但仍不能完全消除刺痒感。为了进一步改善面料的舒适性和机械性能，我们采用不锈钢纤维、coolplus纤维以及棉纤维混纺，充分发挥多种纤维协同效应。coolplus纤维规格1.65 dtex×38 mm。有文献表明，coolplus纤维与棉混纺时，其含量大于30%就具有凉爽涤纶面料应具有的特性［4⁃7］。1.2　产品规格设计从电学性能方面考虑，织物组织循环越小、浮长线越短、越紧密，其电阻、屏蔽效率越好，洗涤后电学性能的保持性越好。因此，面料选择平纹组织［6］。从吸湿速干性方面考虑，单纱织物的吸湿速干性优于股线织物。在纤维原料、纱线结构相同的条件下，织物经密纬密对织物的吸湿排汗性有一定的影响。综上所述，最终设计织物经纬纱均为不锈钢纤维/coolplus纤维/棉 40/40/20 18.5 tex纱，经密354根/10 cm，纬密196根/10 cm，单位面积质量220 g/m2，平纹织物。2 纺纱技术要点coolplus纤维和棉纤维分别经开清棉、梳棉后预并，再与梳理成形的不锈钢纤维条混并。开清棉和梳棉工序均采用常规工艺。并条工序的预并、头并、二并采用JWF1310型并条机，末并采用JWF1312型并条机。为了保证并条末道条子的均匀度，加装光电式自调匀整装置。在头并混和时，按规定间隔排列。预并coolplus纤维生条干定量18.0 g/5 m，6根喂入，牵伸倍数6.0倍，预并条子干定量18.0 g/5 m。棉生条干定量18.0 g/5 m，6根喂入，牵伸倍数6.0倍，预并条子干定量18.0 g/5 m。头并采用2根不锈钢纤维条+2根coolplus纤维条+1根棉条。不锈钢纤维条干定量18.0 g/5 m。牵伸倍数5.6倍，头并条子干定量16.0 g/5 m。二并采用8根条子喂入，牵伸倍数8.5倍，条子干定量15.1 g/5 m。末并采用8根条子喂入，牵伸倍数8.6倍，条子干定量14.0 g/5 m。粗纱工序采用“轻定量，重加压，加强控制，降低速度，适宜捻系数”的工艺原则，粗纱伸长率控制在1.5%~2.0%，牵伸倍数7.0倍，干定量4.0 g/10 m。采用FA506型细纱机，纺纱加工过程中降低速度，减小纱线张力，减小纱线磨损及脱落。引入变频控制技术，通过变频器将锭速降至5 000 r/min以下，解决了细纱机车速降低困难的问题。由于不锈钢纤维硬脆，不耐磨，因此采用散热快、通道较光滑、摩擦较小的FU型钢丝圈和PG14254型钢领。捻度不易过大，细纱捻系数偏小掌握。细纱工序牵伸倍数22.1倍，干定量1.81 g/100 m。采用1332M型络筒机（配不锈钢槽筒），在保证筒子成形良好的条件下，适当降低槽筒转速，减小张力，纱条通道保持光洁无毛刺，减少条干恶化和毛羽的增加。采用光电式电子清纱器，有效清除纱疵，保证纱线质量。筒纱实测指标：断裂强度11.9 cN/tex，断裂强力CV9.8%，条干CV14%，+50%粗节0个/km，-50%细节154.4个/km，+200%棉结1个/km，捻系数380。3 织造技术要点采用KY6041⁃1800型整经机。由于纱线中不锈钢含量较高，纱线断裂伸长率低，为了确保纱线强力不受损失，适当控制整经张力，保证片纱张力均匀和经轴光滑平整，整经速度400 m/min。采用GA338⁃300型浆纱机。浆料配方：50 kg淀粉，37.5 kg PVA，5 kg固体丙烯，1 kg抗静电剂，1 kg平滑剂。采用双浆槽，浆液体积750 L，浆液含固量控制在11%，上浆率12%。由于该产品对断裂伸长率要求较高，因此要降低浆纱各区张力，防止浆纱过程中的意外伸长。退绕张力250 N，喂入张力200 N，卷绕张力2 800 N。采用GA731B型剑杆织机。织造时采用“中后梁，小张力，小开口”的工艺原则。后梁高度1 010 mm，停经架高度60 mm、停经架前后130 mm，综平时间300°。织造过程中不锈钢纤维易产生落花，造成无故停车，结合产品进行改造，采用光电式停经装置。由于不锈钢混纺纱线的刚性大且韧性不足，与钢筘的摩擦力大，同时织物紧度较大，需要较大打纬力，因此对设备进行改造，通过增加打纬轴质量解决了打纬力不足的问题。该产品织机效率85%，十万纬经停10次，十万纬纬停8次。4 染整技术要点采用长车染色，工艺流程：原布准备→LMH205型退浆机→Thermefix338X型染色机→Montex6500型拉幅机→Momfongtex868型预缩机→打卷。采用酶退浆，处理温度控制在100 ℃左右。染色采用分散/活性染色一浴法，焙烘温度150 ℃~160 ℃。coolplus纤维定形温度宜控制在160 ℃左右，时间45 s~60 s。5 面料性能测试测得成品面料的各项性能指标：单位面积质量220 g/m2，电阻80 Ω，屏蔽效率53 dB，经耐洗涤试验后，屏蔽效率52 dB，经向断裂强力750 N，纬向断裂强力450 N，经向断裂伸长率18%，纬向断裂伸长率13%。滴水扩散时间1.4 s，吸水率140%，透湿量8 350 g/（m2·24 h），蒸发速率0.41 g/h，经向芯吸高度196 mm，纬向芯吸高度168 mm。从上述测试结果可以看出，面料的电阻、屏蔽效率及耐洗涤性指标远高于标准指标要求，实现了高屏蔽、低电阻的效果，同时洗涤后屏蔽效率几乎无变化，说明该产品的电学性能不仅优异，且具有耐久性，可保证长期使用，降低更换频率。面料的断裂强力、断裂伸长率指标高于标准，可提高服装的耐用性。面料洗涤后，吸湿速干性符合标准要求，说明产品具有优良、持久的吸湿速干性，可提升作业人员夏季服用舒适性。6 结语通过优选纤维材料，进行优化组合，最终开发的高压静电防护面料产品质量指标达到了相关标准要求，很好地兼顾了高压静电防护的功能性和穿着舒适性，实现了预期设计目标。与市场同类产品相比，该面料手感柔软，穿着舒适，除了具有高屏蔽、低电阻的优异电气性能外，还具有吸湿速干功能，不仅能有效保护作业人员免受高压电场以及静电感应危害，还能提升作业人员夏季穿着的舒适感，缓解作业时心理负担，提高工作效率。