CN113635571A - 一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置及其制备方法，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒、绝缘外套、金具装置，采用玄武岩纤维复合材料制成的绝缘芯棒，具有力学强度高、耐候性强、电绝缘性优良等优点，再在中空的玄武岩纤维管体内表面及外表面分别设置SMC复合材料制成的内衬层、SMC复合材料制成的外衬层，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性，减轻复合绝缘横担的重量，稳定性高；用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂对绝缘芯棒进行表面处理，γ‑氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂可以有效地提高玄武岩纤维和聚合物体系的结合强度，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性，稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路配套构件技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置及其制备方法。
背景技术
在电力设施领域，输电线路用的复合绝缘横担是十分重要的配套结构件，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的作用是加大爬电距离，提高复合横担的绝缘水平。
横担包括早期熔丝横担、实心芯棒复合绝缘横担以及空心填充型复合绝缘横担。其中早期熔丝绝缘横担又有木质或铁质横担，但在长期运行的过程中会出现绝缘水平下降、输电走廊宽、风摆作用影响较大等问题。空心填充型复合绝缘横担主要由空心芯体管、内填充材料及伞裙组成，质量小且运输方便，但存在内填充材料不过关等卡脖子难题，且户外使用时无法满足其内绝缘密封性能的要求。目前市场份额占比较大的复合绝缘横担多采用实心芯棒。实心芯棒由玻璃纤维与基体树脂通过拉挤工艺制备而成。受限于玻璃纤维力学特性、耐高温性能及耐腐蚀性能的不足，玻纤芯棒复合横担在承受荷载时往往会出现过大的端部位移，容易造成线路出现接地短路故障，同时在湿热环境或酸性环境下使用寿命较短。
玄武岩纤维由于其在生产过程中绿色环保，而被列为绿色战略材料。已有研究表明玄武岩纤维相较于玻璃纤维具有更高的弹性模量及断裂强度，同时其能在700℃下保持性能的稳定性，且在酸性环境或碱性环境下有更小的强度损失量，是较好的玻璃纤维替代材料。采用玄武岩纤维替代玻璃纤维制备复合绝缘横担实心芯棒能够避免玻璃纤维带来的挠曲量大、特定环境下使用寿命低等弊端，有利于复合绝缘横担在重污染地区、山区、沿海地区等严苛环境地区的推广应用。目前采用玄武岩纤维替代玻璃纤维制备复合绝缘横担实心芯棒的技术还在不断更新，其力学强度、电绝缘性及耐候性还有待进一步提升。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其不但具有优异的耐候性能，良好的机械性能、电绝缘性能，还可以减小横截面积、减轻横担整体重量同时降低成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒、绝缘外套、金具装置；所述绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套，两端分别设置有金具装置；所述金具装置用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘芯棒的制备方法为：1）制备中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，即得所述的绝缘芯棒。
进一步地，所述绝缘外套由高温硫化硅橡胶制成。
进一步地，所述绝缘外套为伞裙结构，所述绝缘外套有多个，且沿绝缘芯棒的长度方向均匀分布。
进一步地，所述绝缘芯棒的制备方法为：1）制备壁厚为6～8㎜的中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.1～1.3㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.5～1.8㎜；即得所述的绝缘芯棒。
进一步地，所述玄武岩纤维管体为方管结构。
进一步地，填充于所述的中空的玄武岩纤维管体内的环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.5～1.8%。
进一步地，所述玻璃微珠的粒径为25～35微米。
本发明还提供了一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）制备中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，即得所述的绝缘芯棒；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒放置于硅橡胶注射设备中，浇注，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
进一步地，所述步骤（2）中用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，由于发明的复合绝缘横担采用玄武岩纤维复合材料制成的绝缘芯棒，具有力学强度高、耐候性强、电绝缘性优良等优点，再在中空的玄武岩纤维管体内表面及外表面分别设置SMC复合材料制成的内衬层、SMC复合材料制成的外衬层，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性，减轻复合绝缘横担的重量，实用性强，稳定性高。
本发明一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，绝缘芯棒的横截面为矩型，所述复合横担绝缘芯棒在满足线路力学强度的前提下，具有横截面积小、复合横担整体重量轻、比强度高等优点；用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂对绝缘芯棒进行表面处理，γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂可以有效地提高玄武岩纤维和聚合物体系的结合强度，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性，实用性强，稳定性高。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明复合绝缘横担装置的立体图；
图2为本发明复合绝缘横担装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
参考图1和图2所示，图1是本发明实施例的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的立体图。图2是本发明所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的结构示意图。
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；更具体地，绝缘芯棒1的一端装有金具用于连接杆塔的抱箍，绝缘芯棒1的另一端固定设置有导线金具用于悬挂输电导线；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
所述绝缘芯棒1的制备方法为：1）制备壁厚为6～8㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.1～1.3㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.5～1.8%，玻璃微珠的粒径为25～35微米；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.5～1.8㎜；即得所述的绝缘芯棒1。
实施例1
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为6㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.1㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.5%，玻璃微珠的粒径为25微米；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.5㎜；即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例2
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为8㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.3㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.8%，玻璃微珠的粒径为35微米；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.8㎜；即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例3
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为7㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.2㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.6%，玻璃微珠的粒径为30微米；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.6㎜；即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例4
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为7㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.6%，玻璃微珠的粒径为30微米；3）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.6㎜；即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例5
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为7㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.2㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.6%，玻璃微珠的粒径为30微米，即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例6
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为7㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.6%，玻璃微珠的粒径为30微米，即得所述的绝缘芯棒1；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：将处理的绝缘芯棒放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
实施例7
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒1、绝缘外套2、金具装置3；所述绝缘芯棒1长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套2，两端分别设置有金具装置3；所述金具装置3用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘外套2由高温硫化硅橡胶制成，所述绝缘外套2为伞裙结构，所述绝缘外套2有多个，且沿绝缘芯棒1的长度方向均匀分布；
一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）取环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、内脱模剂及色料按一定比例搅拌后倒入浸渍槽，玄武岩纤维由纱架引出经过浸渍槽浸渍后送入芯棒模具，经牵引机拉挤、切割机分段切割制成壁厚为7㎜的中空的玄武岩纤维管体，所述玄武岩纤维管体为方管结构；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.2㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体，其中，环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.6%，玻璃微珠的粒径为30微米；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.6㎜；即得所述的绝缘芯棒1；
（2）连接金具：将绝缘芯棒1放置于金具压接机的槽位，通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（3）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒的表面清理干净，涂敷界面增强涂层，放置于硅橡胶注射设备中，再将混合均匀的高温硫化硅橡胶材料注射形成浇注伞裙包裹于绝缘芯棒外，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
验证上述实施例1-7制备得到的所述的复合绝缘横担装置的电气性能、机械性能、耐候性能，具体地，将实施例1-7制备得到的所述的复合绝缘横担装置投入复合绝缘横担老化试验***中，通过在封闭空间内使用不同的功能模块，辅以水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧的器件来搭建复合绝缘横担模拟环境，同时结合能够提供各种环境因素的单元，有效地模拟复合绝缘横担在实际应用中的诸如淋雨、盐雾、紫外光照和温度变化等的复杂环境，根据在试验过程中实时测量到的复合绝缘横担的应变情况、泄露电流、局部放电以及温度等参数，估复合绝缘横担的电气性能、机械性能及耐候性能；
复合绝缘横担老化试验结果表明实施例1-3制出的复合绝缘横担装置的电气性能、机械性能、耐候性能均明显优于实施例4-7制出的复合绝缘横担装置的电气性能、机械性能、耐候性能；由此可知，本发明一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置及其制备方法，由于发明的复合绝缘横担采用玄武岩纤维复合材料制成的绝缘芯棒，具有力学强度高、耐候性强、电绝缘性优良等优点，再在中空的玄武岩纤维管体内表面及外表面分别设置SMC复合材料制成的内衬层、SMC复合材料制成的外衬层，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性，减轻复合绝缘横担的重量，实用性强，稳定性高；用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂对绝缘芯棒进行表面处理，γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂可以有效地提高玄武岩纤维和聚合物体系的结合强度，进一步增强本发明的复合绝缘横担的力学强度、电绝缘性及耐候性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，复合绝缘横担装置包括：绝缘芯棒、绝缘外套、金具装置；所述绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置绝缘外套，两端分别设置有金具装置；所述金具装置用以固定复合绝缘横担与输变电设备构件；
所述绝缘芯棒的制备方法为：1）制备中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，即得所述的绝缘芯棒。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，所述绝缘外套由高温硫化硅橡胶制成。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，所述绝缘外套为伞裙结构，所述绝缘外套有多个，且沿绝缘芯棒的长度方向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，所述绝缘芯棒的制备方法为：1）制备壁厚为6～8㎜的中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层，内衬层的厚度为1.1～1.3㎜；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，外衬层的厚度为1.5～1.8㎜；即得所述的绝缘芯棒。
5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，所述玄武岩纤维管体为方管结构。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，填充于所述的中空的玄武岩纤维管体内的环氧树脂中还加入了玻璃微珠，所述玻璃微珠的添加量为环氧树脂重量的1.5～1.8%。
7.根据权利要求6所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置，其特征在于，所述玻璃微珠的粒径为25～35微米。
8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）绝缘芯棒的制备：1）制备中空的玄武岩纤维管体；2）在中空的玄武岩纤维管体内表面设置由SMC复合材料制成的内衬层；3）在中空的玄武岩纤维管体内填充环氧树脂，得到已填充的玄武岩纤维管体；4）在所述的已填充的玄武岩纤维管体的外表面设置由SMC复合材料制成的外衬层，即得所述的绝缘芯棒；
（2）表面处理：用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒；
（3）连接金具：通过金具压接机在处理的绝缘芯棒的两端分别设置金具装置，得到有金具的绝缘芯棒；
（4）连接绝缘外套：将有金具的绝缘芯棒放置于硅橡胶注射设备中，浇注，使得绝缘芯棒长度方向的外周壁上固定设置有绝缘外套，即得所述的复合绝缘横担装置。
9.根据权利要求8所述的一种玄武岩纤维增强复合绝缘横担装置的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂并直接喷涂于绝缘芯棒的内表面及外表面，对绝缘芯棒进行表面处理，得到处理的绝缘芯棒。
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