Неизолированный провод для воздушных линий электропередач Советский патент 1993 года по МПК H01B5/04 

Изобретение относится к области эле к- тротёхники, а именно к проводам воздушных линий электропередачи.

Современные воздушные линии электропередачи сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше) работают при напряженности электрического поля йа поверхности проводников, вызывающей возникновение коронного разряда. В связи с этим возрастают потери активной мощности и энергии в линии электропередачи, а сама коронирую- щая линия является источником радиопомех широкого спектра.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является провод для воздушных линий электропередачи, выбранный в качестве прототипа, содержащий несколько повивов из проволок большой проводимости, например, из алюминиевых и нескольких повивов одиночных проволок, которые расположены между повивами из проволок большой прочности. Недостатками неизолированных проводов известной конструкции являются следующие. Для уменьшения вредных явлений коронного разряда необходимо снижать напряженность поля на поверхности проводов до величины, удовлетворяющей

:т

0,9,

(1)

где Ет - максимальная напряженность поля поверхности любого из проводов линий, Ео - начальная напряженность возникновения общей короны.

Чтобы коронный разряд не мог возникнуть, провода высоковольтных линий имеют достаточно большой диаметр, тем больший, чем выше напряжение линий. Однако большой радиус проводов за счет увеличения числа повивов, например, стальной или алюминиевой проволоки нецелесообразно из-за увеличения расхода дорогостоящих

S

Ё

VJ

00

о ел

о

материалов, увеличения массы проводов, возрастанием нагрузки на опоры.

Круглая форма провода не позволяет добиться монолитности в повивах высокой проводимости, ровной поверхности, что в свою очередь способствует возникновению коронного разряда. Использование высоко- проводящей проволоки круглого сечения придает проводу бугристость/что способствует возникновению коронного разряда.

Целью изобретения является снижение потерь активной мощности и электрической энергии в линии электропередачи.

Поставленная цель достигается тем, что в неизолированном проводе для воздушных

линий электропередачи, содержащем несколько повивов из проволоки большой прочности, каждый из проводов большой проводимости выполнен в виде многослойной ленты, состоящей из чередующихся слоев проводящего, полу про водящего и ди- электрического материала. Кроме того, по перечное сечение каждой указанной ленты выполнено в форме трапеции, на -многослойные ленты навиты стальные ленты. Слои полупроводника используются для ис. ключения образования однородности в многослойной ленте и лучшей адгёзии елоев. V .;-..;; ..: .;. ;-,...;. -.;

Многослойные ленты укладываются на стальной каркас, плотно прилегая друг к другу, образуя монолитную Структуру провода с большой токопроводящей поверхностью. Внешний спиральный повив из стальной ленты предохраняет от механиче- ских повреждений провода большой ПрОВО- ДИМОСТИ. . . . :.-.. -. ......

При такой конструкции провода каркасная спираль расположена внутри стального сердечника и не препятствует соединению отрезков провода. Многослойные ленты по всей поверхности соприкасаются с подстилающим повивом из стальных лент, что повышает механическую прочность провода и делают его более монолитным, а стальные сплошные повйвы Поверх многослойньгх- лёнт придают проводу стойкость против механических воздействий. ...... . . ..

В сйязй с тем;что провода высокой проводимости выполнены в виде повивов из многослойных лент значительно снижается напряженность поля на поверхности проводов и распределяется по проводнику равномерно. Резко увеличивается токопро- водящая поверхность, например диаметр проволоки 1,5 мм, длина проволоки один метр (1000 мм) - токопроводящая поверхность составит 4710 мм .;

Многослойная лента, состоящая из чередующих тонких слоев проводника, полупроводника и диэлектрика, может иметь то- копровОдящую поверхность в 20 и более раз большую, чем проволока с той же площадью поперечного сечения.

Сопоставительный анализ с другими техническими решениями показывает, что неизолированный провод по данному техническому решению отличается наличием многослойных лент большой проводимости. имеющих в несколько десятков раз большую токопроводящую поверхность.

При замене проволок на многослойные ленты из высокопроводящих металлов достигается увеличение токопроводящей поверхности в зависимости от толщины слоев в многослойной ленте в 20 и более раз, что значительно повышает (максимально доступную напряженность на поверхности проводника), т.е. придаются проводу новые свойства, что приводит к рнижению вероятности образования коронного разряда, а значит, и к снижению потерь электроэнергии. . . ... -. .:,-„..;.... .-, о .. ;- г .;. ..

На фиг. 1 показан провод (поперечный разрез); на фиг. 2 -то же, вид А.

Предложенный провод может быть выполнен следующим образом (фиг. 1). На цен; тральную часть стального сердечника 1, выполненную из стальной проволоки, уклады ваютповивы 2, выполненные из стальной проволоки 3. Далее к периферии провода укладывают сплошной повив 4 из стальной ленты, на которой укладывают повйвы из многослойных лент большой проводимости 5 и затем укладывают сплошной повив из стальной ленты 6.

Предназначен неизолированный провод для воздушных линий электропередачи. Он имеет значительно большую токопро- водную поверхность по сравнению с аналогами. При пропускании тока через данный провод значительно снизятся потери активной мощности и электроэнергии в линии электропередачи, так как Ет будет значи телино меньше, чем у аналога и ток будет протекать по многослойным лентам равномерно. Исходя из этого, данный проводник, имеющий одинаковую с прототипом площадь поперечного сечения, позволяет значительно увеличивать напряженность поля в сети

Em

Ео

0.9.

Проведенные расчеты показывают, что предлагаемый неизолированный провод для воздушных линий электропередачи позволяет сэкономить дорогостоящие металлы, снизить потери активной мощности и энергий в линиях, повысить КПД.

Если провод круглой формы диаметром 1,5 мм, длиной в 1000 мм, имеющий токо- проводящую поверхность 4710 мм заменить многослойной лентой с той же площадью поперечного сечения (1.766 х 1,0 мм), состоящей из чередующихся слоев большой проводимости (15 мк) полупроводника, диэлектрика (5 мк) (фиг. 2), то токопро- водящая поверхность многослойной ленты составит 181560 мм2, следовательно, многослойная лента в 38 раз имеет большую токо- проводящую поверхность, чем круглая проволока. Это позволяет в несколько раз поднять плотность тока в сети. Формул а изобретения 1. Неизолированный провод для воздушных линий электропередачи, содержа0

щии несколько повивов из проволок бйль- шой прочности и несколько повивов из проводов большой проводимости, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью снижения потерь активной мощности и электроэнергии в линии электропередачи, каждый из проводов большой проводимости выполнен в виде многослойной ленты, состоящей из чередующихся слоев проводящего, полупроводящего и диэлектрического материалов.

2. Провод по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с и тем, что поперечное сечение каждой указанной ленты выполнено в форме трапеции. 3. Провод по п. 2. от л и ч а ю щийся тем, что поверх указанных лент навиты стальные ленты.

Использование: провода воздушных линий электропередачи. Сущность изобретения: провод содержит несколько навивов из проволок большой прочности и несколько повивов из проводов большой проводимости. Каждый из проводов большой проводимости выполнен в виде многослойной ленты, состоящей из чередующихся слоев проводящего, полупроводящего и диэлектрического материалов. Поперечное сечение каждой указанной ленты выполнено в форме трапеции. Поверх этих лент навиты стальные ленты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.