1.本发明涉及输电线路配套构件的技术领域，尤其涉及一种输电线路用的新型复合绝缘横担及其制造工艺。
背景技术：
2.在电力设施领域中，输电线路用的复合绝缘横担是十分重要的配套结构件，其中复合绝缘横担的一端通过金具等固定设备与输电杆塔相连接，另一端与输电导线相连；绝缘横担上的硅橡胶伞裙是用于加大爬电距离，提高复合绝缘横担的绝缘水平。
3.其中常规横担包括木质横担、钢质横担、实心复合绝缘横担以及填充型复合绝缘横担。其中木质或铁质横担应用较为广泛，但在长期运行的过程中会出现耐候性较差、绝缘水平下降、输电走廊宽、风摆作用影响较大等问题。
4.实心复合绝缘横担由玻璃纤维/环氧树脂复合材料芯棒制成，具有一定耐候性和比强度，但其相较于填充型复合绝缘横担的重量较大。
5.填充型复合绝缘横担由玻璃纤维/环氧树脂复合材料芯体管制成，虽然具有重量较轻的优点，但其耐候性差、力学强度一般、比强度较低，导致在满足线路强度的条件下，其尺寸偏大。
6.玄武岩纤维：以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
7.纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
8.此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一，实现了工业化生产。
9.其中传统的手糊工艺，将加强层平铺在模具上，用毛刷、辊子或其他功能一样的浸润压实，能够提高的方法就是利用真空袋将多余的树脂吸出来，真空袋能够很大地提高树脂对玻璃丝的渗透率，主要结果是让产品更强更轻。如果对真空袋不是很熟悉的话，关于真空袋设备及技术应用，及真空成型工艺应用的经验及原理。
技术实现要素：
10.本发明的目的是提供一种输电线路用的新型复合绝缘横担及其制造工艺，解决上述常规的绝缘横担存在长期运行的过程中会出现耐候性较差、绝缘水平下降、输电走廊宽、风摆作用影响的问题。
11.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
12.本发明提供了一种输电线路用的新型复合绝缘横担及其制造工艺，包括玄武岩纤
维芯体管、填充在所述玄武岩纤维芯体管内的内填充体、以及包裹于所述玄武岩纤维芯体管外部的绝缘外套；
13.所述玄武岩纤维芯体管的一端安装有导线金具，其另一端设置有用以固定连接复合绝缘横担本体与输变电设备构件的连接金具。
14.本实施例中，进一步地优化，所述玄武岩纤维芯体管通过玄武岩纤维经拉挤机拉挤而制成。
15.本实施例中，再进一步地优化，所述内填充体通过真空灌注方式设置在所述玄武岩纤维芯体管内部。
16.本实施例中，再进一步地优化，所述玄武岩纤维芯体管为方管结构，其壁厚为8mm-10mm，其外框宽度为不小于42mm，其外框高度为不小于54mm。
17.本实施例中，再进一步地优化，所述玄武岩纤维芯体管为圆管结构，其壁厚为8mm-10mm，其外径不小于42mm。
18.本实施例中，再进一步地优化，所述内填充体包括环氧树脂和玻璃微珠，其中玻璃微球含量为环氧树脂含量的1％-25％。
19.本实施例中，再进一步地优化，所述绝缘外套通过注射工艺设于所述玄武岩纤维芯体管的外壁，从而整体结构保证内绝缘不受潮及增加绝缘子的爬电距离。
20.本实施例中，再进一步地优化，所述绝缘外套为伞裙结构，其材质为经过高温硫化的硅橡胶。
21.本实施例中公开了一种输电线路用的新型复合绝缘横担的制造工艺，包括如下步骤：
22.步骤
ⅰ
、配置浸渍液；
23.在浸渍槽内注入由e51环氧树脂、固化剂甲基四氢苯酐、促进剂dmp-30、内脱模剂及色料的混合液；
24.步骤
ⅱ
、复合绝缘芯体管的加工；
25.将玄武岩纤维由纱架引入浸渍槽进行浸渍，然后送入芯体管模具，并经牵引机拉挤和切割机分段切割，最后制成玄武岩纤维芯体管；
26.步骤
ⅲ
、填充玄武岩纤维芯体管；
27.将e41环氧树脂与占e41环氧树脂15％的玻璃微珠混合均匀后，并混入甲基四氢苯酐和促进剂dmp-30，最后通过真空注射方式填入步骤
ⅱ
中的玄武岩纤维芯体管；
28.其中甲基四氢苯酐又称甲基四氢邻苯二甲酸酐，有2种异构体，即4-甲基四氢苯酐和3-甲基四氢苯酐，熔点分别为65℃和63℃，很少单独作为固化剂使用。实际商品为始异构化多种异构体的液态混合物。分子量166.17。淡黄色透明油状液体，相对密度1.20～1.22。凝固点《一20℃。沸点115～155℃。黏度(25℃)40～80mpa
·
s。折射率1.4960～1.4980。酐基含量≥40％。中和当量81～85。闪点137～150℃。溶于丙酮、乙醇、甲苯等。在空气中稳定性较好i不易析出结晶。
29.其中环氧树脂固化促进剂dmp-30为2、4、6三(二甲氨基甲基)苯酚，属叔胺类固化剂。可在室温下作环氧树脂固化剂，也可作为酸酐类、聚酰胺类、脂肪族多胺类固化剂的高效促进剂；
30.其中kh550偶联剂应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、pbt、聚酰胺、碳酸酯等热塑
性和热固性树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度，抗压强度，剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进剂，应用于丙烯酸涂料、粘接剂和密封剂。
31.步骤
ⅳ
、安装连接金具；
32.待步骤
ⅲ
中内填充体固化完成后，将玄武岩纤维芯体管放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在其两端分别安装导线金具和连接金具；
33.步骤
ⅴ
、制作绝缘外套；
34.将玄武岩纤维芯体管外表面清理干净和界面处理后，放置于硅橡胶注射设备中，再将高温硫化硅橡胶注入模具形成绝缘外套，从而包裹于玄武岩纤维芯体管外。
35.本实施例中，再进一步地优化，其中在步骤
ⅲ
中，所述玻璃微珠通过kh550偶联剂溶液进行表面处理，用于减少所述玻璃微珠的界面缺陷。
36.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
37.本技术中的复合绝缘横担在满足横担主体绝缘性能的前提下，极大地减少了横担的截面积，进一步减少复合绝缘横担总体重量；
38.其中本技术复合绝缘横担具有耐候性强、绝缘性稳定的作用；
39.同时由于本技术中的复合绝缘横担满足输电力学强度，便于轻量化设计，进一步缩小输电走廊的宽度，并且减少风摆作用的影响。
附图说明
40.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
41.图1为本发明输电线路用的新型复合绝缘横担的主体示意图；
42.附图标记说明：
43.1、内填充体；
44.2、玄武岩纤维芯体管；
45.3、绝缘外套；
46.4、导线金具；
47.5、连接金具。
具体实施方式
48.实施例
49.如图1所示：本实施例中公开了一种输电线路用的新型复合绝缘横担，包括玄武岩纤维芯体管1、填充在所述玄武岩纤维芯体管1内的内填充体2、以及包裹于所述玄武岩纤维芯体管1外部的绝缘外套3；
50.所述玄武岩纤维芯体管1的一端安装有导线金具4，其另一端安装有用以固定连接复合绝缘横担本体与输变电设备构件的连接金具5；
51.由于玄武岩纤维相较于常规材料具有更高的力学强度和耐候性，通过采用玄武岩纤维复合材料制作芯体管可以在满足线路强度的同时，缩小复合绝缘横担的尺寸，便于绝缘横担的轻量化设计。
52.玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、
氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。其在多个领域等多个方面得到了广泛的应用。
53.本实施例中，所述玄武岩纤维芯体管1通过玄武岩纤维经拉挤机拉挤而制成；具体地，其中所述玄武岩纤维为以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色。
54.具体地，所述玄武岩纤维芯体管1为方管结构，其壁厚为8mm-10mm，其外框宽度为不小于42mm，其外框高度为不小于54mm；
55.本实施例中，还可以将所述玄武岩纤维芯体管1为圆管结构，且其壁厚为8mm-10mm，其外径为不小于42mm；
56.其中本技术复合绝缘横担具有耐候性强、绝缘性稳定的作用；同时由于本技术中的复合绝缘横担满足输电力学强度，便于轻量化设计，进一步缩小输电走廊的宽度，并且减少风摆作用的影响；
57.从而起到既能保证满足线路强度需求的前提，同时节省材料，减小输电走廊的宽度。
58.本实施例中，所述内填充体2通过真空灌注方式填充在所述玄武岩纤维芯体管1内部；
59.真空灌注工艺是指树脂通过真空的力量来灌注的。材料是平铺在模具上，树脂在抽完真空以后导入。要达到完全的真空，树脂通过管子逐层渗透到铺层，此工艺需根据不同厂家和材料进行分类。
60.其中传统的手糊工艺，将加强层平铺在模具上，用毛刷、辊子或其他功能一样的浸润压实，能够提高的方法就是利用真空袋将多余的树脂吸出来，真空袋能够很大地提高树脂对玻璃丝的渗透率，主要结果是让产品更强更轻。如果对真空袋不是很熟悉的话，关于真空袋设备及技术应用，及真空成型工艺应用的经验及原理。
61.其中所述内填充体2包括环氧树脂和玻璃微珠，其中玻璃微球含量为环氧树脂含量的1％-25％；
62.其中真空灌注：当抽成真空状态时，纤维都还是干的。从以上的观点，环氧树脂是通过真空的力量导入，比刚开始就将多余的环氧树脂吸入的好。真空灌注开始时没有让环氧树脂导入。
63.实际上，多余的环氧树脂通过真空管导出，结果就是只有最少的环氧树脂导入，这样就可以减轻重量，提高强度，最大化地节约环氧树脂与纤维。部件通过真空灌注成型的可以达到很平整的水平。
64.本实施例中，具体地，所述玻璃微球含量为环氧树脂含量为6％、12％、18％的任意一种，本实施例中的环氧树脂还可以替换为改性环氧树脂，从而使得整体复合绝缘横担的质量轻，同时使得复合绝缘横担内部兼具绝缘作用，进一步提高绝缘性能。
65.本实施例中，所述绝缘外套3通过注射工艺设于所述玄武岩纤维芯体管1的外壁，所述绝缘外套3为伞裙结构；
66.所述绝缘外套3的材质为经过高温硫化的硅橡胶，从而整体结构保证内绝缘不受潮，并且增加绝缘子的爬电距离。
67.本技术公开了一种输电线路用的新型复合绝缘横担的制造工艺，包括如下步骤：
68.步骤
ⅰ
、配置浸渍液；
69.在浸渍槽内注入由e51环氧树脂、固化剂甲基四氢苯酐、促进剂dmp-30、内脱模剂及色料的混合液；浸渍液相当于把玄武岩纤维粘在一起的胶水，在工艺上将连续纤维通过浸渍液再牵引进入模具，加热加压形成芯体管，从而使得所述玄武岩纤维芯体管复合材料以玄武岩纤维作为增强材料，以环氧树脂作为基体材料；
70.e51型环氧树脂：环氧树脂是一类具有良好粘接、耐腐蚀、绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料。
71.其中所述e51型环氧树脂的技术指标如下：
72.无明显机械杂质
73.环氧值(eq/100g)0.48～0.54
74.无机氯值(eq/100g)≤1
×
10-3
75.有机氯值(eq/100g)≤2
×
10-2
76.挥发物(％)≤2色泽号≤2粘度40℃(mpa..s)≤2500；
77.本实施例中，甲基四氢苯酐又称甲基四氢邻苯二甲酸酐，简称methpa，有2种异构体，即4-甲基四氢苯酐和3-甲基四氢苯酐，熔点分别为65℃和63℃，很少单独作为固化剂使用。实际商品为始异构化多种异构体的液态混合物。分子量166.17。淡黄色透明油状液体，相对密度1.20～1.22。凝固点《一20℃。沸点115～155℃。黏度(25℃)40～80mpa
·
s。折射率1.4960～1.4980。酐基含量≥40％。中和当量81～85。闪点137～150℃。溶于丙酮、乙醇、甲苯等。在空气中稳定性较好i不易析出结晶。低毒，ld502102mg/kg；
78.其中环氧树脂固化促进剂dmp-30为2、4、6三(二甲氨基甲基)苯酚，属叔胺类固化剂。可在室温下作环氧树脂固化剂，也可作为酸酐类、聚酰胺类、脂肪族多胺类固化剂的高效促进剂。
79.内脱模剂为添加在聚合物材料体系内部的聚合物成型加工助剂。使模内成型制品降低对模腔壁的附着力，便于脱模，提高止品率和劳动生产效率，相对于注塑前单独喷涂于模腔壁的外脱模剂。
80.步骤
ⅱ
、复合绝缘芯体管的加工；
81.将玄武岩纤维由纱架引入浸渍槽进行浸渍，然后送入芯体管模具，并经牵引机拉挤和切割机分段切割，最后制成玄武岩纤维芯体管；
82.步骤
ⅲ
、填充玄武岩纤维芯体管；
83.其中所述玻璃微珠通过kh550偶联剂溶液进行表面处理，用于减少所述玻璃微珠的界面缺陷，接着将e41环氧树脂与占e41环氧树脂15％的玻璃微珠混合均匀后，并混入甲基四氢苯酐和促进剂dmp-30，其中所述甲基四氢苯酐对所述环氧树脂和玻璃微珠混合物作为填充剂起到固化作用，最后通过真空注射方式填入步骤
ⅱ
中的玄武岩纤维芯体管；
84.其中kh550偶联剂应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、pbt、聚酰胺、碳酸酯等热塑性和热固性树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度，抗压强度，剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中润湿性和分散性。本品是优异的粘结促进
剂，应用于丙烯酸涂料、粘接剂和密封剂；
85.步骤
ⅳ
、安装连接金具；
86.待步骤
ⅲ
中内填充体固化完成后，将玄武岩纤维芯体管放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在其两端分别安装导线金具和连接金具；
87.步骤
ⅴ
、制作绝缘外套；
88.将玄武岩纤维芯体管外表面清理干净和界面处理后，放置于硅橡胶注射设备中，再将高温硫化硅橡胶注入模具形成绝缘外套，从而包裹于玄武岩纤维芯体管外。
89.本技术中的复合绝缘横担在满足横担主体绝缘性能的前提下，极大地减少了横担的截面积，进一步减少复合绝缘横担总体重量。
90.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
91.以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。