Высокопрочный металлический сердечник для неизолированных и самонесущих изолированных проводов воздушных линий электропередачи 0,4 кВ и выше (варианты)

2
2
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям высокопрочного металлического сердечника для неизолированных и самонесущих изолированных проводов, предназначенных для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи 0,4 кВ и выше, изготавливаемых свивкой стальных оцинкованных проволок, поверхностная плотность цинка по группе Ж, ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1570 (160) до 1860 (190) Н/мм (кгс/мм), вокруг центральной стальной оцинкованной проволоки.
Известен Провод компактный неизолированный для воздушных линий электропередачи (см описание полезной модели к патенту RU 96442 U1 Н01В 5/00, опубликовано 27.07.2010 Бюл. №21). Данный провод содержит пластически обжатый сердечник, скрученный из стальных проволок с коррозионнозащитным металлическим покрытием. Сердечник провода скручивают на крутильной машине из одного или нескольких концентрических повивов круглых стальных проволок по спирали в чередующихся направлениях с определенным шагом скрутки. К недостаткам данного сердечника, изготавливаемого многооперационным способом, с чередующимся направлением в повивах, при котором проволоки между слоями перекрещиваются, образуя точечное касание проволок в сердечнике, подвергаются значительному износу из-за перекрещивания между слоями в данных конструкциях витых проволочных изделий с точечным касанием проволок в сердечнике, а также значительным контактным напряжениям.
Известен провод линии электропередачи (патент RU №2017245, МПК Н01В 5/08, опубликовано 30.07.1994). Провод содержит сердечник, сечение которого выполнено в виде эллипса.
К недостаткам данного сердечника необходимо отнести довольно сложное в техническом плане изготовление провода с сердечником, имеющем в поперечном сечении форму эллипса. Необходима разработка и изготовление специальной технологической оснастки, шаблона, преформатора, обжимных плашек, рихтовального устройства для формирования сечения провода с сердечником в форме эллипса в центре.
2
2
Известен неизолированный сталеал юминиевый провод для воздушных линий электропередачи по ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия», в котором стальной оцинкованный сердечник выполнен из круглой проволоки, изготовленной по ГОСТ 9850-72 «Проволока стальная оцинкованная для сердечников проводов Технические условия». К существенным недостаткам данного стального оцинкованного сердечника необходимо отметить, изготовление его из проволок с довольно низким временным сопротивлением разрыву от 1380 (141) до 1450 (148) Н/мм (кгс/мм) по ГОСТ 9850-72, в зависимости от диаметра проволоки. Такое низкое временное сопротивлению разрыву проволок, идущих на изготовление сердечника, для вышеуказанного провода, увеличивает обрывность провода при повышенных ветровых нагрузках, обледенении, обильном налипании снега, что приводит к аварийным ситуациям на высоковольтных линиях. Необходимо также отметить, что к недостаткам данной конструкции сердечника, изготавливаемого многооперационным способом, при котором проволоки перекрещиваются между слоями, образуя точечное касание проволок в результате которого, точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната.
Со временем из-за действия описанного эффекта сердечник, с точечным касанием проволок, может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций.
Задачей заявляемой полезной модели, является создание многопроволочной конструкции высокопрочного металлического сердечника для неизолированных и самонесущих изолированных проводов воздушной линии электропередачи 0,4 кВ и выше, увеличение эксплуатационных характеристик таких, как прочность, стойкость к ветровым нагрузкам, эоловой вибрации и пляски высокопрочного металлического сердечника, и как следствие, неизолированных и самонесущих изолированных проводов.
Достижение технического результата заявляемой полезной модели, увеличение эксплуатационных характеристик таких, как прочность, стойкость к ветровым нагрузкам, эоловой вибрации и пляски, достигается путем изготовления сердечника с повышенной конструктивной плотностью и уменьшенными контактными напряжениями проволок, за счет кругового пластического обжатия по наружной поверхности с исходным линейным касанием проволок в сердечнике.
2
2
Сущность полезной модели заключается в следующем, высокопрочный металлический сердечник для неизолированных и самонесущих изолированных проводов, изготавливается по трем вариантам различной конструкции, в зависимости от номинального диаметра сердечника из оцинкованных проволок, поверхностная плотность цинка по группе Ж, ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1570 (160) до 1860 (190) Н/мм (кгс/мм).
По первому варианту: высокопрочный металлический однослойный сердечник, в котором вокруг центральной оцинкованной проволоки, выполнен повив из оцинкованных проволок одинакового диаметра. Количество проволок в сердечнике, в зависимости от номинального диаметра сердечника, от 6 до 15, диаметр проволок изменяется в диапазоне (0,8 - 4,6) мм. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 8,0-19,0%.
По второму варианту: высокопрочный металлический двухслойный сердечник, в котором вокруг центральной оцинкованной проволоки, за одну за технологическую операцию свиты два слоя оцинкованных проволок с одинаковым количеством проволок в каждом слое, но отличными диаметрами проволок между слоями, при этом шаг свивки для двух слоев одинаков, в одном направлении с линейным касанием проволок первого и второго слоя. Количество проволок в сердечнике от 11 до 29, диаметр проволок изменяется в диапазоне (1,2 - 4,6) мм. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям второго слоя проволок, степень обжатия площади поперечного сечения 8,0-19,0%.
По третьему варианту: высокопрочный металлический трехслойный сердечник, в котором вокруг центральной оцинкованной проволоки свиты три слоя оцинкованных проволок за одну технологическую операцию, в одном направлении, с одинаковым шагом свивки, с линейным касанием проволок, первый слой состоит из проволок одинакового диаметра, второй слой состоит из проволок большего и меньшего диаметров, чередующихся через одну из них, третий слой состоит из проволок одинакового диаметра. Количестве проволок в сердечнике от 31 до 41, диаметр проволок изменяется в диапазоне (0,90 - 4,6) мм. Сердечник пластически
деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 8,0-19,0%.
В целях повышения эксплуатационных характеристик, технического ресурса высокопрочного металлического сердечника для самонесущих неизолированных и изолированных проводов, сердечник при изготовлении в технологическом потоке подвергают круговому пластическому обжатию. В результате пластической деформации круглые проволоки приобретают фасонное сечение. Между проволоками в сердечнике при круговом пластическом обжатии с исходным линейным касанием проволок, создается уже не линейный контакт, а плоскостной контакт, что уменьшает контактные напряжения, износ проволок при взаимном их скольжении при изгибе сердечника.
Технология изготовления высокопрочного металлического сердечника для неизолированных и самонесущих изолированных проводов, сводится к следующему, сердечник с одинаковым шагом свивки и с линейным касанием проволок свивается на традиционном канатном оборудовании, одновременно с круговой пластической деформацией по наружным поверхностям проволок сердечника, за одну технологическую операцию, со степенью обжатия по площади поперечного сечения сердечника 8,0-19,0%, в результате чего увеличена площадь контакта между проволоками в слоях и между слоями, и соответственно увеличена конструктивная плотность сердечника в целом.
2
2
Это позволяет, используя новые конструкции высокопрочного металлического сердечника для самонесущих неизолированных и изолированных проводов воздушной линии электропередачи 0,4 кВ и выше, оцинкованную проволоку с поверхностной плотностью цинка по группе Ж или ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1570 (160) до 1860 (190) Н/мм (кгс/мм), способ изготовления сердечника, за одну технологическую операцию, со степенью обжатия по площади поперечного сечения сердечника 8,0-19,0%, увеличить его конструктивную прочность, увеличить эксплуатационные характеристики такие, как стойкость к ветровым нагрузкам, эоловой вибрации и пляски, а также увеличить на 18-35% прочность его.