一种配网绝缘复合材料横担的制作方法

本发明专利涉及电力行业输变电装备技术领域，具体涉及一种配网绝缘复合材料横担的材料、结构设计和生产工艺。

背景技术：

绝缘横担是由纤维、基体材料按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的高性能新型材料，具有良好的绝缘性能，且因其体重较轻，现场施工安装操作较为方便。利用复合材料横担的绝缘性，可提升配网架空线路绝缘水平，降低雷击、鸟害等外力因素造成的配网架空线路故障，因此国网公司大量试点应用配网复合材料横担，更换后的线路相比同期未更换配网复合材料横担线路雷击闪络事故显著降低。

目前，市场上应用较多的绝缘横担为方管复合材料横担，方管绝缘横担主结构为空心方管，空心管内填充聚氨酯泡沫，两端用塑料堵头封端，表面喷涂耐候双组份聚氨酯涂料，横担两段端安装针式绝缘子，如图1所示。方管复合材料横担200因为中间为空心，必须用闭孔聚氨酯泡沫填充，填充后需要堵头封堵，横担生产工艺增加了两个环节，增加了复合材料横担的材料成本及生产成本。另外，方管复合材料横担虽然重量相比传统金属角钢横担小，但体积较大，安装及运输也带来一定不便性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种配网绝缘复合材料横担，它相较于方管复合材料横担来说制作工艺更简单，成本更低。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种配网绝缘复合材料横担，包括l型复合材料横担，所述l型复合材料横担的纤维铺设为多层实心结构，位于层状实心结构的中间层为无碱玻璃纤维层，无碱玻璃纤维层的内表面和外表面从内到外分别依次铺设有玻璃纤维复合毡层和聚酯毡层，横担型材采用l型模具通过拉挤工艺成型，纤维及纤维层的粘合树脂原材料为芳香族双组份聚氨酯树脂；所述l型复合材料横担的横截面为l型，包括相互垂直的水平侧面和竖直侧面，所述水平侧面上开设有用于安装绝缘子的安装孔，所述竖直侧面上设有开孔并通过连接金具与电杆连接。

上述方案中，所述无碱玻璃纤维层采用4800tex无碱玻璃纤维，无碱玻璃纤维、玻璃纤维复合毡和聚酯毡的粘合剂的树脂原材料为芳香族双组份聚氨酯树脂，其中白料为添加5％微米级的干燥氢氧化铝粉末的芳香族聚酯多元醇，黑料为改性后的二苯基甲烷二异氰酸酯液体混合物。

上述方案中，所述l型复合材料横担关于所述电杆左右对称安装，l型复合材料横担的竖直侧面中心位置开孔，通过连接金具与电杆连接；l型复合材料横担的水平侧面两端设置用于安装绝缘子的安装孔，绝缘子与电杆的水平距离不低于450mm。

上述方案中，还包括l型复合材料斜撑，所述l型复合材料斜撑包括相互垂直的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面两端开设有连接孔，其中一端的连接孔与所述l型复合材料横担的竖直侧面连接，另一端的连接孔与所述电杆连接；所述第二侧面两端剪切有缺口。

上述方案中，所述l型复合材料横担在电杆左右两端的长度不对称，l型复合材料横担的竖直侧面偏心位置开孔，通过连接金具与电杆连接；l型复合材料横担较短一端的水平侧面安装一个绝缘子，较长一端的水平侧面安装两个绝缘子；较长一端两个绝缘子中间位置安装一个l型复合材料斜撑，所述l型复合材料斜撑的第一侧面上端与l型复合材料横担的竖直侧面固定连接，l型复合材料斜撑的第一侧面下端与电杆固定连接。

上述方案中，距离电杆最近的两个绝缘子与电杆的水平距离不低于450mm，l型复合材料横担较长一端的两个绝缘子的水平距离不低于500mm。

上述方案中，所述l型复合材料横担关于所述电杆左右对称安装，l型复合材料横担的竖直侧面中心位置开孔，通过连接金具与电杆连接；l型复合材料横担的水平侧面两端各安装一个绝缘子，绝缘子与电杆的水平距离不低于450mm；两个绝缘子内侧分别安装一个l型复合材料斜撑，所述l型复合材料斜撑的第一侧面上端与l型复合材料横担的竖直侧面固定连接，l型复合材料斜撑的第一侧面下端与电杆固定连接。

上述方案中，所述l型复合材料斜撑第一侧面两端的开孔位置与其他构件连接时均增设复合材料增强件，提升斜撑的孔壁承压强度，所述复合材料增强件为设有开孔的垫片，复合材料增强件的开孔数量与l型复合材料斜撑第一侧面两端的开孔数量对应。

上述方案中，所述l型复合材料横担的转角处进行内外倒角处理，倒角处的壁厚为型材厚度的2倍。

上述方案中，所述连接金具为u型抱箍，绝缘子为针式绝缘子。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用l型模具拉挤成型的l型复合材料横担，可以省掉方管复合材料横担内部填充聚氨酯泡沫、端头封堵等工艺环节，横担制作工艺更简单，成本更低。l型复合材料横担为实芯型材，缺陷相对更少，可以通过水煮和颜料渗透等电气性能检测项目，而方管复合材料横担难以通过以上检测项目。l型复合材料横担截面相比方管截面体积更小，所用材料可以减少30％，且拉挤效率提升。方管复合材料横担拉挤模具相对复杂，生产工艺相对l型复合材料横担更为复杂，容易出现拉挤过程偏心难题，l型拉挤模具相对比较简单，产品稳定性更高。

2、l型复合材料横担的中间层采用无碱玻璃纤维层，可以最大程度提高l型横担的弯曲强度；无碱玻璃纤维层内外表面分别铺设有玻璃纤维复合毡层，能够提高型材的各方向强度，增加型材开孔后的孔壁承压能力；玻璃纤维复合毡层表面铺设憎水的聚酯毡层，可以提高型材的耐候性和防水性能，防止表面破损后水分直接浸入到玻璃纤维复合毡层和无碱玻璃纤维层。

3、本发明以l型复合材料横担和l型复合材料斜撑为基础结构，设计了三种配网l型横担的结构单元形式，分别为不带斜撑的l型复合材料横担、带单斜撑的l型复合材料横担和带双斜撑的l型复合材料横担，可以基于此三种结构单元，进行复制及叠加，衍生出配网输电线路中双回、三回及多回结构。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有方管复合材料横担的三视图；

图2是本发明配网绝缘复合材料横担的第一实施例的三视图；

图3是本发明配网绝缘复合材料横担的第二实施例的三视图；

图4是本发明l型复合材料斜撑的三视图；

图5是本发明复合材料增强件的三视图；

图6是本发明配网绝缘复合材料横担的第三实施例的三视图；

图7是本发明l型复合材料横担构件型材的纤维铺层结构截面图。

图中：10、l型复合材料横担；11、水平侧面；12、竖直侧面；20、绝缘子；30、连接金具；40、电杆；50、l型复合材料斜撑；51、第一侧面；52、第二侧面；60、复合材料增强件；70、斜撑连接金具；81、聚酯毡层；82、玻璃纤维复合毡层；83、无碱玻璃纤维层；200、方管复合材料横担。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的三种基本单元结构的具体实施方式。

本发明的配网绝缘复合材料横担以l型复合材料横担10作为基础结构，l型复合材料横担10为层状实心结构，包括位于中间层的无碱玻璃纤维层83，无碱玻璃纤维层83的内表面和外表面从内到外分别依次铺设有玻璃纤维复合毡层82和聚酯毡层81。上述l型横担的型材采用l型模具通过拉挤工艺成型，上述无碱玻璃纤维、玻璃纤维复合毡及聚酯毡拉挤所用的树脂粘合剂原材料为芳香族双组份聚氨酯树脂。l型复合材料横担10的横截面为l型，包括相互垂直的水平侧面11和竖直侧面12，水平侧面11上开设有安装孔，用于安装绝缘子20，用以连接配网电缆，绝缘子20再安装到横担两端时，横担两面增加金属垫片进行增强。竖直侧面12上设有开孔并通过u型抱箍及金属螺栓与电杆40连接。

进一步优化，无碱玻璃纤维层83采用4800tex无碱玻璃纤维，拉挤用的无碱玻璃纤维、玻璃纤维复合毡及聚酯毡的树脂粘合剂原材料配方为芳香族双组份聚氨酯树脂，其中白料为添加5％微米级的干燥氢氧化铝粉末的芳香族聚酯多元醇，黑料为改性的二苯基甲烷二异氰酸酯液体混合物。

如图2所示，为本发明的第一种结构单元的实施例：不带斜撑的l型复合材料横担10。l型复合材料横担10关于电杆40左右对称安装，l型复合材料横担10的竖直侧面12中心位置开孔，通过连接金具与电杆40连接；l型复合材料横担10的水平侧面11两端设置用于安装绝缘子20的安装孔，绝缘子20与电杆40的水平距离不低于450mm。此种结构的特点是复合材料横担结构简单且外形结构美观，但对l型复合材料横担10的强度尤其是弯曲强度要求较高。

如图3所示，为本发明的第二种结构单元实施例：带单斜撑的l型复合材料横担10。如图4所示，l型复合材料斜撑50包括相互垂直的第一侧面51和第二侧面52，第一侧面51两端开设双孔，其中一端的连接孔与l型复合材料横担10的竖直侧面12连接，另一端的连接孔通过斜撑连接金具70与电杆40连接；第二侧面52两端剪切有缺口，便于第一侧面51与其他构件安装连接。

本实施例中，l型复合材料横担10在电杆40左右两端的长度不对称，l型复合材料横担10的竖直侧面12偏心位置开孔，通过连接金具30与电杆40连接；l型复合材料横担10较短一端的水平侧面11安装一个绝缘子20，较长一端的水平侧面11安装两个绝缘子20，距离电杆40最近的两个绝缘子20与电杆40的水平距离不低于450mm，l型复合材料横担10较长一端的两个绝缘子20的水平距离不低于500mm。较长一端两个绝缘子20中间位置安装一个l型复合材料斜撑50，l型复合材料斜撑50的第一侧面51上端与l型复合材料横担10的竖直侧面12固定连接，l型复合材料斜撑50的第一侧面51下端通过斜撑连接金具70与电杆40固定连接。l型复合材料斜撑50第一侧面51两端的开孔位置与其他构件连接时均增设复合材料增强件60强化开孔的孔壁承压强度，如图5所示，复合材料增强件60为设有开孔的垫片，复合材料增强件60的开孔数量与l型复合材料斜撑50第一侧面51两端的开孔数量对应。

如图6所示，为本发明的第三种结构单元实施例：带双斜撑的l型复合材料横担10。本实施例中，l型复合材料横担10关于电杆40左右对称安装，l型复合材料横担10的竖直侧面12中心位置开孔，通过连接金具30与电杆40连接。l型复合材料横担10的水平侧面11两端各安装一个绝缘子20，绝缘子20与电杆40的水平距离不低于450mm。两个绝缘子20内侧分别安装一个l型复合材料斜撑50，l型复合材料斜撑50的第一侧面51上端与l型复合材料横担10的竖直侧面12固定连接，l型复合材料斜撑50的第一侧面51下端通过斜撑连接金具70与电杆40固定连接。同样的，斜撑的两端同样增加复合材料增强件60强化开孔的孔壁承压强度。该种l型复合材料横担10的优势是横担承受的弯曲强度较小，横担的运行稳定性更高，但对横担连接部位的开孔强度有较高要求。

本说明书中各个结构单元的实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的三种基本结构单元的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，可以基于此三种结构单元，进行复制及叠加，衍生出配网输电线路中双回、三回及多回结构，这些均属于本发明的保护之内。