一种增强型无伞硬质复合绝缘横担的制作方法

1.本发明涉及绝缘横担技术领域，具体涉及一种增强型无伞硬质复合绝缘横担。


背景技术：

2.传统的10kv架空线路由架空导线、绝缘子、角铁横担、固定金具和混凝土电杆组合而成。而复合绝缘横担的出现，改变了这样的组合方式，复合绝缘横担集成了角铁横担、绝缘子以及固定金具的功能，成为了一体化快装式，且绝缘距离更大，可以有效防止架空线路雷击断线、提高线路耐污闪、冰闪能力。复合绝缘横担作为新型堵塞式防雷绝缘产品，在配网防雷领域的应用已经取得了较为明显的成效。
3.常规的复合绝缘横担由玻璃纤维、环氧树脂复合材料芯体制成，其质量轻，但弹性模量小，耐高温性能不佳，特定环境下使用寿命低等弊端；填充型复合绝缘横担，其耐候性能差，力学强度一般，制造工艺步骤繁琐，填充内表面和填充面界面与芯体膨胀系数不同，容易产生缺陷。
4.在配网架空线路的施工过程中，施工人员往往不单纯满足于使用登杆脚扣进行杆上作业，通常还不可避免地涉及到踩踏、牵引、悬挂横担。这些作业内容往往会对传统绝缘横担的硅橡胶伞套造成不同程度的损伤。踩踏横担的过程中，甚至可能造成伞裙的撕裂、变形。
5.另外，部分地区由于风沙较大，硅橡胶伞套在使用数月至数年后，通常呈现不同程度的劣化；部分地区鸟类活动较多，鸟类又喜在高处停留，硅橡胶作为一种有机材料，会成为鸟类啄食的主要目标。因此，风沙与鸟类活动也会成为软质硅橡胶伞套损害的主要因素之一。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中存在的某种或某些技术问题，本发明提供一种增强型无伞硬质复合绝缘横担，能够解决现有复合绝缘横担在使用过程中伞裙无法踩踏、耐候性差以及受到外力撞击后容易出现破损、老化和弯曲断裂等问题，结构简单，制作简便，生产成本低，使用寿命长。
7.为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：
8.一种增强型无伞硬质复合绝缘横担，包括中间固定金具、水平设置在所述中间固定金具上的芯棒、设在所述芯棒两端的挂线金具、环设在所述芯棒外侧的无伞护套，所述芯棒由玄武岩纤维复合材料和双酚a型环氧树脂的混合物在115-135c
°
的高温模具中引拔成型，所述芯棒挠度比值为1.4％～1.7％，所述无伞护套采用硬质脂环族环氧树脂材料制作，所述无伞护套通过apg工艺包裹于所述挂线金具之间的所述芯棒外侧。
9.进一步地，所述芯棒中的所述玄武岩纤维的体积比为81％、所述脂环族环氧树脂的混合物体积比为19％，所述脂环族环氧树脂的混合物由双酚a型环氧树脂、酸酐固化剂、era促进剂、增韧剂和内脱模剂混合而成。
10.进一步地，所述芯棒采用玄武岩纤维复合材料浸渍双酚a型环氧树脂后在135℃高温模具中引拔成型。
11.进一步地，所述无伞护套的厚度≥5mm。
12.进一步地，所述无伞护套的组成材料由脂环族环氧树脂混合料、脂环族固化剂以及改性剂混合而成。
13.进一步地，所述脂环族环氧树脂混合料包括氢化双酚a型环氧树脂、六氢苯酐缩水甘油酯、环氧环乙酯类环氧树脂以及1.2环己烷二缩水甘油醚，所述脂环族固化剂包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、聚醚胺，所述改性剂由带有醚键的活性增韧剂组成。
14.进一步地，所述中间固定金具包括矩形无缝钢管、设在所述矩形无缝钢管一侧的两个l型连接座、设在所述连接座上的定位孔，所述连接座对称设置在所述矩形无缝钢管上，所述矩形无缝钢管与所述连接座为一体结构。
15.进一步地，所述挂线金具包括套设在所述芯棒上的压接槽、设在所述压接槽上端的挂线端头、设在所述挂线端头上的放线滑轮挂孔，所述挂线端头的上端设有弧形凹槽，所述挂线端头的侧面环设有一圈绑定环，所述芯棒端部插入所述压接槽内固定连接。
16.进一步地，所述压接槽的外端环设有一圈向外凸起的粘接增强环，所述无伞护套的两端密封环设在所述粘接增强环和所述矩形无缝钢管上。
17.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
18.一、芯棒采用玄武岩纤维复合材料和双酚a型环氧树脂的混合物在115-135c
°
的高温模具中引拔成型，能够使芯棒具有良好的力学性能、耐候性，整体重量轻盈，刚性更好，抗弯性更高且承载力更强，由于其采用高温模具中引拔成型，成型简便，制作成本低，能够使芯棒的内外界面系数稳定，与传统的玻璃纤维芯棒相比，玄武岩纤维的芯棒的弹性模量增强了20％左右，以34mm
×
54mm的长方形截面为例，玄武岩纤维制成的芯棒挠度比值为1.4％～1.7％，而同截面的玻璃纤维芯棒挠度比值约为2.9％～3.1％，因此玄武岩纤维芯棒的变形量更小，在踩踏横担的过程中，通过芯棒的刚性及承载力不会造成严重的弯曲变形，从而使无伞护套不会造成弯曲部分出现撕裂和变形的现象；
19.二、采用硬质脂环族环氧树脂材料制作的无伞护套通过apg工艺包裹于挂线金具之间的所述芯棒外侧，能够使复合绝缘横担制作更加工艺方便，保证了复合绝缘横担整体的的密封性，在运行过程中不受潮湿空气的影响造成芯棒的劣化和酥朽，且无伞护套与芯棒和之间的填充内表面和填充面界面与芯棒和内部的膨胀系数劲量保持一致，在配网架空线路的施工过程中，施工人员还可以在无伞护套外侧直接实现踩踏、牵引、悬挂横担等作业而不会对无伞护套外部造成严重的损伤，能够有效的保护芯棒；
20.三、采用由玄武岩纤维复合材料和双酚a型环氧树脂的混合物加热后形成的芯棒与采用硬质脂环族环氧树脂材料制作的无伞护套组合，取消伞套后，便于施工人员踩踏作业，而且采用采用硬质脂环族环氧树脂作为无伞护套制作材料，减少了积污面积，可以有效减小污闪的发生，也可以便于在横担运行过程中利用雨露自清洁，同时还减小了横担护套的投影面积，即视同为减小鸟类栖息、筑巢的发生率，且由于硬质脂环族环氧树脂的伞护套与芯棒同轴设计，芯棒倒角后，护套的倒角弧面将被放大，更不利于鸟类的站立、停留，在风沙较大或鸟类活动较多的区域也不易对其外表面造成快速的腐蚀或破损，使用寿命更长；
21.四、由于无伞护套使用的是硬质材料，硬度和强度增加后，韧性将相应的减弱，无
伞设计的绝缘横担在运输过程中将无需考虑伞裙的保护，在包装、运输、堆叠方面较有伞设计的绝缘横担可以提升近40％的空间利用率，有效的解决了现有复合绝缘横担在使用过程中伞裙无法踩踏以及受到外力撞击后容易出现破损、老化和弯曲断裂等问题，结构简单，制作简便，生产成本低，使用寿命长。
附图说明
22.图1为本发明的半剖结构示意图；
23.图中：挂线金具1、无伞护套2、中间固定金具3、芯棒4、粘接增强环5、压接槽6、放线滑轮挂孔7、挂线端头8、弧形凹槽9、绑定环10、连接座11、矩形无缝钢管12、定位孔13。
具体实施方式
24.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
25.如图1所示，一种增强型无伞硬质复合绝缘横担，包括中间固定金具3、水平设置在所述中间固定金具3上的芯棒4、设在所述芯棒4两端的挂线金具1、环设在所述芯棒4外侧的无伞护套2，所述芯棒4由玄武岩纤维和双酚a型环氧树脂的混合物在115-135c
°
的高温模具中引拔成型，所述芯棒4挠度比值为1.4％～1.7％，所述无伞护套2采用硬质脂环族环氧树脂材料制作，所述无伞护套2通过apg工艺包裹于所述挂线金具1之间的所述芯棒4外侧。
26.在实际生产过程中，芯棒4采用玄武岩纤维和双酚a型环氧树脂的混合物在115-135c
°
的高温模具中引拔成型，能够使芯棒4具有良好的力学性能、耐候性，整体重量轻盈，芯棒4挠度比值为1.4％～1.7％，能够使芯棒4的刚性更好，抗弯性更高且承载力更强，由于其采用高温模具中引拔成型，成型简便，制作成本低，能够使芯棒4的内外界面系数稳定，与传统的玻璃纤维芯棒4相比，玄武岩纤维的芯棒4的弹性模量增强了20％左右，以34mm
×
54mm的长方形截面为例，玄武岩纤维制成的芯棒4挠度比值约为1.4％～1.7％，而同截面的玻璃纤维芯棒4挠度比值约为2.9％～3.1％，因此玄武岩纤维芯棒4的变形量更小。尤其是采用硬质脂环族环氧树脂材料制作的无伞护套2通过apg工艺包裹于挂线金具1之间的所述芯棒4外侧，能够使复合绝缘横担制作更加工艺方便，保证了复合绝缘横担整体的的密封性，在运行过程中不受潮湿空气的影响造成芯棒4的劣化和酥朽，且无伞护套2与芯棒4和之间的填充内表面和填充面界面与芯棒4和内部的膨胀系数劲量保持一致，在配网架空线路的施工过程中，施工人员还可以在无伞护套2外侧直接实现踩踏、牵引、悬挂横担等作业而不会对无伞护套2外部造成严重的损伤，能够有效的保护芯棒4，且采用由玄武岩纤维和双酚a型环氧树脂的混合物加热后形成的芯棒4与采用硬质脂环族环氧树脂材料制作的无伞护套2组合，取消伞套后，便于施工人员踩踏作业，在踩踏横担的过程中，通过芯棒4的刚性及承载力不会造成严重的弯曲变形，从而使无伞护套2不会造成弯曲部分出现撕裂和变形的现象，而且采用采用硬质脂环族环氧树脂作为无伞护套2制作材料，减少了积污面积，可以有效减小污闪的发生，也可以便于在横担运行过程中利用雨露自清洁，同时还减小了横担护套的投影面积，即视同为减小鸟类栖息、筑巢的发生率，且由于硬质脂环族环氧树脂的伞护套与芯棒4同轴设计，芯棒4倒角后，护套的倒角弧面将被放大，更不利于鸟类的站立、
停留，在风沙较大或鸟类活动较多的区域也不易对其外表面造成快速的腐蚀或破损，使用寿命更长。
27.由于复合绝缘横担为了有效防雷，在设计中已经增加了其干弧距离(以海拔1000m以下为例，干弧距离为600mm)，故伞套取消后爬电距离仍然满足使用要求。由于无伞护套2使用的是硬质材料，硬度和强度增加后，韧性将相应的减弱，当外护套使用硅橡胶材料时，芯棒4的挠度偏大并不会影响横担的整体性能，但是当外护套使用硬质材料时，芯棒4的挠度偏大将会导致横担在实际使用工况下，在硬质护套表面形成应力集中，发生硬质护套的脆裂、崩裂，因此玄武岩纤维制成的芯棒4挠度比值为1.4％～1.7％时，能够有效地避免硬质护套的脆裂、崩裂现象，无伞设计的绝缘横担在运输过程中将无需考虑伞裙的保护，在包装、运输、堆叠方面较有伞设计的绝缘横担可以提升近40％的空间利用率，有效的解决了现有复合绝缘横担在使用过程中伞裙无法踩踏以及受到外力撞击后容易出现破损、老化和弯曲断裂等问题，结构简单，制作简便，生产成本低，使用寿命长。
28.进一步地改进为，所述芯棒4中的所述玄武岩纤维的体积比为81％、所述脂环族环氧树脂的混合物体积比为19％，所述脂环族环氧树脂的混合物由双酚a型环氧树脂、酸酐固化剂、era促进剂、增韧剂和内脱模剂混合而成。
29.所述玄武岩纤维复合材料和双酚a型环氧树脂的比例为：玄武岩纤维体积比81％、双酚a型环氧树脂混合料体积比19％。混合料中：100份的双酚a型环氧树脂、80份的酸酐固化剂、15份的era促进剂、5份的增韧剂、3份的内脱模剂。
30.进一步地改进为，所述芯棒4采用玄武岩纤维复合材料浸渍双酚a型环氧树脂后在135℃高温模具中引拔成型；所述无伞护套2的厚度≥5mm。
31.进一步地改为，所述无伞护套2的组成材料由脂环族环氧树脂混合料、脂环族固化剂以及改性剂混合而成；所述脂环族环氧树脂混合料包括氢化双酚a型环氧树脂、六氢苯酐缩水甘油酯、环氧环乙酯类环氧树脂以及1.2环己烷二缩水甘油醚，所述脂环族固化剂包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、聚醚胺，所述改性剂由带有醚键的活性增韧剂组成。
32.所述无伞护套2由脂环族环氧树脂混合料组成，混合料中：100份的脂环族环氧树脂，主要由氢化双酚a型环氧树脂、六氢苯酐缩水甘油酯、环氧环乙酯类环氧树脂、1.2环己烷二缩水甘油醚等组成；50-150份的脂环族固化剂，主要由六氢苯酐、甲基六氢苯酐、聚醚胺等组成；10-50份的改性剂，主要由带有醚键的活性增韧剂组成。
33.进一步地改进为，所述中间固定金具3包括矩形无缝钢管12、设在所述矩形无缝钢管12一侧的两个l型连接座11、设在所述连接座11上的定位孔13，所述连接座11对称设置在所述矩形无缝钢管12上，所述矩形无缝钢管12与所述连接座11为一体结构。
34.中间固定金具3由具有两个l型连接座11的矩形无缝钢管12组成，芯棒4插入矩形无缝钢管12内后再安装挂线金具1，然后将无伞护套2包裹到矩形无缝钢管12与挂线金具1之间的芯棒4上，通过挂线金具1、无伞护套2和矩形无缝钢管12对整根芯棒4进行密封包裹后形成复合绝缘横担，在对复合绝缘横担进行安装时，可以通过连接座11上的定位孔13进行绑定或者螺栓固定，结构更加简单。
35.更进一步地改进为，所述挂线金具1包括套设在所述芯棒4上的压接槽6、设在所述压接槽6上端的挂线端头8、设在所述挂线端头8上的放线滑轮挂孔7，所述挂线端头8的上端设有弧形凹槽9，所述挂线端头8的侧面环设有一圈绑定环10，所述芯棒4端部插入所述压接
槽6内固定连接。
36.芯棒4和无伞护套2在与挂线金具1连接时，芯棒4的两端分别插入端部的挂线金具1一侧的压接槽6内，然后再通过无伞护套2将部分压接槽6外侧与芯棒4进行同时包裹，从而实现密封性保护，在通过挂线金具1对导线进行支撑固定时，导线放置在挂线端头8顶部的弧形凹槽9中进行支撑，然后通过扎带等进行绑定，在绑定时，由于挂线端头8的侧面环设有一圈绑定环10，能够使绑定的扎带等绑扎物缠绕在绑定环10内，避免出现脱落现象，绑定后牢固性更高。
37.再进一步地改进为，所述压接槽6的外端环设有一圈向外凸起的粘接增强环5，所述无伞护套2的两端密封环设在所述粘接增强环5和所述矩形无缝钢管12上。
38.在通过无伞护套2进行包裹时，无伞护套2的端部包裹在粘接增强环5外，从而通过粘接增强环5进行更加牢固的定位，避免出现收缩现象，而且长期使用过程中的密封性更好。
39.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。