Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный высокотемпературный высокопрочный провод Российский патент 2019 года по МПК H01B5/10 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям неизолированных сталеалюминиевых проводов, высокопрочных, высокотемпературных

высокопрочных предназначенных для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше, с повышенной пропускной способностью по току.

Известен провод компактный неизолированный для воздушных линий электропередачи (см. описание к патенту на полезную модель RU №96442, МПК Н01В 5/00, опубликовано 27.07.2010).

Технический результат достигается тем, что в качестве стального сердечника провод содержит пластически обжатый сердечник из круглых стальных оцинкованных проволок по ГОСТ 9850-72. Изготовление пластически обжатого сердечника, по мнению авторов, способствует повышенной жесткости и прочности сердечника и провода в целом, но стальная оцинкованная проволока, изготовленная в соответствии с техническими требованиями по ГОСТ 9850-72, применяемая для изготовления сердечника, не соответствует этим требованиям. Пластическое обжатие, как вид обработки, увеличивает плотность пряди и увеличивает прочность сердечника, но с применением вышеуказанной проволоки, достичь увеличения заявляемой прочности, не представляется возможным, по отношению к изготовлению стального сердечника из проволоки по ГОСТ 7372-79. Прочность сердечника для сталеалюминиевых проводов изготовленного из проволоки по ГОСТ 9850-72, ниже стального сердечника изготовленного из проволоки по ГОСТ 7372-79, в зависимости от группы диаметров, на 22 - 28%.

Известен способ изготовления сталеалюминиевого провода, который включает изготовление стального сердечника обеспечивающего механическую прочность провода, из стальных оцинкованных проволок диаметром 1,50÷4,61 мм каждая, покрытие сердечника слоем защитной термостойкой смазкой и изготовление одного или несколько повивов проволок из алюминия (см. Технические условия ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи).

К недостатками этого известного способа можно отнести следующее:

- пониженная механическая прочность;

- пониженная пропускная способность, повышенный нагрев;

- повышенные вибрации провода под действием ветра, повышенная парусность;

- повышенное налипание снега и льда, повышенное образование гололедных отложений;

- температурный предел нагрева проходящим током при длительной эксплуатации равный не более 90°С, при температуре 100-110°С токоведущий повив провода теряет прочность, что ограничивает возможности передачи проводом и по количеству передаваемой электроэнергии (величине тока), так как начинается его разрушение и(или) величина стрелы прогиба становится больше допустимой величины, определяемой правилами безопасной эксплуатации высоковольтных линий.

Известен провод с зазором из термостойкого алюминиевого сплава с цирконием усиленный стальным сердечником (высокотемпературные провода с зазором GTACSR и GZTACSR, производство компании «J-Power», Япония), в котором сердечник выполненный из высокопрочной оцинкованной стали, состоящий обычно из семи проволок. Вокруг стального сердечника навивается проволока из термостойкого алюминиевого сплава с цирконием. Количество алюминиевых повивов не превышает трех. Алюминиевые проволоки внутреннего слоя, ближайшего к сердечнику, имеют трапециевидную форму. Внутренний слой выполнен таким образом, что между ним и стальным сердечником есть зазор 1,2-1,45 мм (по диаметру), заполненный смазкой, стойкой к воздействию высоких температур.

В известном проводе необходимо отметить следующие недостатки:

Невысокая механическая прочность провода в целом.

Для вышеуказанного провода необходима специальная довольно сложная технология натяжения провода. В случае применения высокотемпературных проводов с зазором, токопроводящие проволоки должны быть расплетены для крепления провода на анкерных опорах. После крепления и натяжения сердечника, провод оставляют на 24 часа для выравнивания (скольжением) токопроводящих повивов относительно натянутого сердечника, затем провод подтягивают.

Большие сложности при свивке вышеуказанного провода для получения столь большого зазора 1,2-1,45 мм (по диаметру), что требует специального канатовьющего оборудования, сложной дорогостоящей оснастки для свивки, а также технологии свивки провода. Наличие зазора между сердечником и алюминиевыми проволоками внутреннего слоя отрицательно скажется на работоспособности провода под действием ветровых нагрузок.

Задачей заявляемого изобретения является создание неизолированного сталеалюминиевого провода высокопрочного, высокотемпературного высокопрочного, применение полученной конструкции провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное напряжение 35 кВ и выше, номинальной частотой 50 Гц, с повышенной пропускной способностью по току, для участков воздушной линии электропередачи с повышенными механическими нагрузками и большими длинами пролетов.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный, высокотемпературный высокопрочный провод изготавливается в следующих вариантах.

Вариант 1.

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 Изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.

Вариант 2.

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием круглых не деформированных по наружной поверхности проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 2 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных круглых не деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4

Вариант 3

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. Каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 3 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.

Вариант 4

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных не деформированных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 4 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных не деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.

Вариант 5.

Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

Вариант 6.

Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием круглых не деформированных по наружной поверхности проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

Вариант 7.

Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. Каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

Вариант 8.

Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием круглых не деформированных проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

Технология изготовления и конструкция неизолированного сталеалюминиевого высокотемпературного высокопрочного провода, аналогична технологии изготовления и конструкции неизолированного сталеалюминиевого высокопрочного провода в четырех вариантах. Отличие состоит в том, что токопроводящий слой неизолированного высокотемпературного высокопрочного провода, выполнен из фасонных проволок, изготовленных из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

Это позволяет применение вновь разработанных конструкций неизолированного сталеалюминиевого высокопрочного, и высокотемпературного высокопрочного провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное переменное напряжение 35кВ и выше, номинальной частотой 50 Гц, допускающих рабочую температуру провода - 210°С, при максимальных значениях пропускаемого тока, решать вопросы связанные с расширением проектных решений на сложных участках воздушных линий, сократить затраты при выполнении проектов в районах со сложными географическими и метеорологическими условиями.

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%. На стальном сердечнике, покрытом слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки. Также неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод может быть изготовлен однооперационным способом с линейным касанием круглых не деформированных по наружной поверхности проволок или может быть изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок и другие способы. Изобретение обеспечивает повышение механической прочности провода. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок, стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%, на стальном сердечнике, покрытом слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен токопроводящий слой из фасонной алюминиевой проволоки.

2. Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод по п. 1, отличающийся тем, что стальной сердечник изготовлен из круглых не деформированных по наружной поверхности проволок.

3. Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок, стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, с точечным касанием проволок, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, скрутка слоев производится в противоположные стороны, каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%, на стальном сердечнике, покрытом слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен токопроводящий слой из фасонной алюминиевой проволоки.

4. Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод по п. 3, отличающийся тем, что стальной сердечник изготовлен из круглых не деформированных по наружной поверхности проволок.

5. Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок, стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%, на стальном сердечнике, покрытом слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

6. Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод по п. 5, отличающийся тем, что стальной сердечник изготовлен из круглых не деформированных по наружной поверхности проволок.

7. Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок, стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, с точечным касанием проволок, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, скрутка слоев производится в противоположные стороны, каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%, на стальном сердечнике, покрытом слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.

8. Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод по п. 7, отличающийся тем, что стальной сердечник изготовлен из круглых не деформированных по наружной поверхности проволок.