Изолированный сталеалюминиевый провод Российский патент 2019 года по МПК H01B7/00 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к изолированным проводам предназначенным для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи ВЛ 35 кВ и выше.

Известен Проволочный канат (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1137126 A D07B 1/06, В 1/16, опубликовано 30.01.85. Бюл. №4). Канат содержит навитые в несколько слоев на сердечник проволоки, из которых проволоки, расположенные во внутренних слоях, покрыты антифрикционным полимерным материалом вровень с выступами неровностей микрорельефа их поверхностей.

Недостатком данного технического решения является сложность нанесения антифрикционного полимерного материала на проволоку. Микрорельеф поперечного сечения проволоки формируется качеством фильеры применяемой при волочении проволоки. Полировка филеры в процессе ее изготовления, способствует получению проволоки после волочения, практически с отсутствуем микрорельефа в поперечном сечении проволоки, что крайне затруднит нанесения полимерного покрытия.

Необходимо отметить, что данное изобретение может быть использовано в шахтных подъемных установках или других подъемно-транспортных машинах.

Известен Канат и способ его изготовления (см. описание изобретения к патенту SU 1590049 А3 D07B 1/16, 5/10 опубликовано 30.08.90. Бюл. №32). Канат, содержащий свитые по меньшей мере, в один слой пряди, каждая из которых покрыта оболочкой из пластика или резины, при этом по меньшей мере, некоторые из прядей имеют некруглое поперечное сечение, некруглые оболочки взаимно фиксированы, оболочки соседних прядей имеют разные поперечные сечения.

К недостаткам данного способа производства каната необходимо отнести технологическую сложность изготовления канатной оснастки для свивки прядей некруглого поперечного сечения с покрытиями, и формирование сечения каната с отдельными прядями, имеющие вогнутые боковые поверхности.

Известен Подъемный канат (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №831889 D07B 1/00 опубликовано 23.05.81 Бюл. №19). Канат состоит из четырех стальных прядей и четырех заполняющих элементов из пластичного материала, которые расположены во впадинах между прядями и выполнены из сплошной круглой или фасонной проволоки, пластичного токопроводящего сердечника.

Недостатком данного технического решения, при всей сложности свивки каната с заполняющими токопроводящими элементами, выполненными из меди или алюминия, сердечником выполненным из пластичного токопроводящего материала, позволяет применять подъемный канат для передачи электрических сигналов, но не для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи ВЛ 35 кВ и выше.

Известен Трос витой (см. описание полезной модели к патенту RU 48538 U1 D07B 1/00, опубликовано 27.10.2005 Бюл. №30).

Конструкция троса витого содержит, сердечник из многониточного металлокорда, образованного металлическими нитями и внешний слой. Сердечник может быть выполнен по меньшей мере, из одного витого элемента многониточного металлокорда, который состоит из внутренних слоев на основе металлических нитей, а внешний слой выполнен в виде полимерной оболочки из класса ПВХ.

Предлагаемое техническое решение сложное и довольно затратное для применения в обустройстве дорог и путепроводов, систем уличного освещения, хозяйственно-бытовых нужд и т.д., по причине использования в нем многопроволочного металлокорда. При свивки металлокорда может использоваться, к примеру, двадцать девять проволок диаметрами от 0,15 мм до 0,175 мм. Технология изготовления таких значений диаметров проволоки, предусматривает три термических передела - патентирование, с последующим нанесением латунного покрытия гальваническим способом, перед заключительным волочением проволоки на конечный диаметр.

Задачей заявляемого изобретения является создание изолированного сталеалюминиевого провода двух типов: высокопрочного и высокотемпературного повышенной прочности и применение полученных конструкций провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное напряжение 35 кВ и выше номинальной частотой 50 Гц.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем, изолированный сталеалюминиевый провод, высокопрочный или высокотемпературный повышенной прочности, Фиг. 1 изготавливается по схожей технологии, отличие заключается в токопроводящих материалах изолированного сталеалюминиевого провода.

Изолированный сталеалюминиевый провод, высокопрочный или высокотемпературный повышенной прочности, изготавливается в диапазоне номинальных сечений алюминий/сталь 49/6 - 571/80 мм². При этом в зависимости от площади номинального сечении алюминий/сталь изменяется конструкция стального сердечника, который может быть выполнен в виде одной центральной проволоки, однослойным или многослойным. Алюминиевая часть провода может содержать два или три слоя токопроводящих проволок. Верхний слой провода покрыт термоустойчивым полимером, позволяющим эксплуатировать провод в диапазоне температур от -60°C до +220°C.

Стальной сердечник 1 для двух типов, изготавливается из стальных оцинкованных высокопрочных проволок, диаметром 0,95÷5,50 мм, плотность цинкового покрытия выполнена по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, не менее 1770 (180) Н/мм² (кгс/мм²) по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия». Однослойный или многослойный стальной сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 6-10%, вокруг сердечника выполнены последовательно токопроводящие слои с линейным касанием проволок 2.

Токопроводящие проволоки могут быть выполнены для высокопрочного провода:

1. Из алюминия

2. Из сплава на основе алюминия, включающего масс. % алюминий - основа, магний ≤0,46, кремний ≤0,42, медь 0.10 железо ≤0,37, цинк 0,10, сумма титана, ванадия, хрома, марганца ≤0,015, прочие, каждый 0,03.

Для высокотемпературного повышенной прочности провода

1. Из термостойкого сплава на основе алюминия, включающего масс. %: алюминий - основа, цирконий 0,20-0,70, железо 0,15-0,25, магний ≤0,02, кремний ≤0,08, цинк ≤0,04, медь ≤0,01 кадмий ≤0,03 прочие, ≤0,10.

Оба типа провода пластически деформированы по наружной поверхности токопроводящих проволок, степень обжатия по площади поперечного сечения 10-17% и покрыты термоустойчивым полимером 3, позволяющим эксплуатировать провод в диапазоне температур от -60°C до +220°C

Это позволяет изолированному сталеалюминиевому проводу высокопрочному, высокотемпературному повышенной прочности, увеличить разрывное усилие по отношению к применяемым изолированным проводам на 30%, увеличить номинальное сечение на 18-25%, увеличить допускающую рабочую температуру провода до 220°C при максимальных значениях пропускаемого тока, что позволит существенно увеличить эффективность ВЛ.

Изобретение относится к области электротехники, к изолированным сталеалюминиевым проводам высокопрочным и высокотемпературным повышенной прочности и изготавливается в диапазоне номинальных сечений алюминий/сталь 49/6 - 571/80 мм². В зависимости от площади номинального сечения алюминий/сталь изменяется конструкция стального сердечника, который может быть выполнен в виде одной центральной проволоки, однослойным или многослойным. Однослойный или многослойный сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 6-10%. Вокруг сердечника выполнены последовательно токопроводящие слои с линейным касанием проволок. Токопроводящие слои проволок пластически деформированы по наружной поверхности, степень обжатия по площади поперечного сечения 10-17%. Изобретение позволяет изолированному сталеалюминиевому проводу увеличить разрывное усилие по отношению к применяемым изолированным проводам на 30%, увеличить номинальное сечение на 18-25%, увеличить допускающую рабочую температуру провода до 220°C при максимальных значениях пропускаемого тока, что позволит существенно увеличить эффективность ВЛ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Изолированный сталеалюминиевый провод высокопрочный, изготавливается в диапазоне номинальных сечений алюминий/сталь 49/6-571/80 мм², в котором имеется стальной сердечник из стальных высокопрочных проволок диаметром 0,95÷5,50 мм каждая, оцинкованных, конструкция стального сердечника выполнена в виде одной центральной проволоки, или однослойного, многослойного, со степенью обжатия площади поперечного сечения однослойного или многослойного сердечника 6÷10%, вокруг сердечника выполнены последовательно токопроводящие слои алюминиевых проволок, с линейным касанием проволок, пластически деформированные по наружной поверхности токопроводящих проволок, степень обжатия по площади поперечного сечения 10-17%, верхний слой провода покрыт термоустойчивым полимером, способным к эксплуатации в диапазоне температур от -60°С до +220°С.

2. Изолированный сталеалюминиевый провод высокотемпературный повышенной прочности, изготавливается в диапазоне номинальных сечений алюминий/сталь 49/6-571/80 мм², в котором имеется стальной сердечник из стальных высокопрочных проволок диаметром 0,95÷5,50 мм каждая, оцинкованных, конструкция стального сердечника выполнена в виде одной центральной проволоки, или однослойного, многослойного, со степенью обжатия площади поперечного сечения однослойного или многослойного сердечника 6÷10%, вокруг сердечника выполнены последовательно токопроводящие слои алюминиевых проволок из термостойкого сплава на основе алюминия, включающего, мас. %: алюминий - основа, цирконий 0,20-0,70, железо 0,15-0,25, магний ≤0,02, кремний ≤0,08, цинк ≤0,04, медь ≤0,01, кадмий ≤0,03, прочие, ≤0,10, с линейным касанием проволок, пластически деформированные по наружной поверхности токопроводящих проволок, степень обжатия по площади поперечного сечения 10-17%, верхний слой провода покрыт термоустойчивым полимером, способным к эксплуатации в диапазоне температур от -60°С до +220°С.

3. Изолированный сталеалюминиевый провод высокопрочный по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что токопроводящие слои выполнены из сплава на основе алюминия, включающего, мас. %: алюминий – основа, магний ≤0,46, кремний ≤0,42, медь 0,10, железо ≤0,37, цинк 0,10, сумма титана, ванадия, хрома, марганца ≤0,015, прочие каждый 0,03.