ПРОВОД САМОНЕСУЩИЙ ИЗОЛИРОВАННЫЙ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкции самонесущих изолированных проводов высокого напряжения для воздушных линий электропередачи.
Известна конструкция самонесущего изолированного многожильного провода на номинальное напряжение 0,6/1 кВ по ТУ 16.К09-146-2005, год ввода 2005, Россия, с изолированными фазными и нулевой токопроводящими жилами равного сечения без упрочняющего элемента.
Недостатки данного провода:
- пониженная механическая прочность;
- повышенные относительное удлинение и стрела провиса;
- существенные ограничения по условиям прокладки и эксплуатации.
С целью увеличения механической прочности и снижения стрелы провиса были разработаны самонесущие изолированные провода марки СИП с упрочняющими элементами жил.
Известна конструкция самонесущего изолированного провода СИП (прототип) по ТУ 16.К09-140-2004, год ввода 2005, Россия. Самонесущий изолированный многожильный провод по прототипу на номинальное напряжение 0,6/1 кВ (фиг.1) содержит одну или несколько алюминиевых фазных токопроводящих жил 1 с изоляцией 2 из светостабилизированного силанольносшитого полиэтилена или светостабилизированного термопластичного полиэтилена марки 153-10К по ГОСТ 16336-77, год ввода 1979, Россия, одну нулевую несущую жилу 3 из алюминиевых проволок с изоляцией или без нее, упрочненную стальной оцинкованной проволокой 4. Самонесущий одножильный провод на номинальное напряжение 20 и 35 кВ (фиг.2) содержит изолированную токопроводящую жилу из алюминиевых проволок 1, упрочненную одной или несколькими стальными оцинкованными проволоками 2. Провод СИП по прототипу изготавливается по следующей технологии. Токопроводящие жилы (ТПЖ) многожильного провода скручивают на крутильной машине из одного или нескольких концентрических повивов круглых алюминиевых проволок марки АВЛ ТУ 16-705.472-87, год ввода 1988, Россия, по спирали в чередующихся направлениях с определенным шагом скрутки. При этом одну проволоку размещают в центре провода. Последний повив проволок должен иметь правое направление кручения. Во время скрутки ТПЖ уплотняют обжимными роликами с коэффициентом заполнения сечения 0,94-0,96. При уплотнении жил снижается диаметр провода и повышаются его эксплуатационные характеристики. Поверх жил накладывается изоляция определенной толщины из светостабилизированного силанольносшиваемого полиэтилена или светостабилизированного термопластичного полиэтилена. Изолирование жил проводят на экструзионной линии типа Rosendahl, Австрия, со скоростью (50-60) м/мин. Несущая жила (НЖ) многожильного провода и токопроводящая жила одножильного провода изготавливаются по аналогичной технологии из алюминиевых проволок марки АВЛ. Данные жилы упрочняются одной по центру или несколькими стальными оцинкованными проволоками марки ОС по ГОСТ 9850-72, год ввода 1974, Россия, расположенными симметрично в первом повиве. Изолированные фазные токопроводящие жилы многожильного провода скручиваются вокруг нулевой несущей жилы с определенным шагом скрутки. Скрутка жил должна иметь правое направление. Готовый провод испытывают в соответствии с ТУ 16.К09-140-2004.
Провод по прототипу имеет следующие недостатки:
- повышенная жесткость;
- низкая технологичность.
Перечисленные недостатки прототипа снижают эксплуатационные характеристики самонесущих изолированных проводов СИП.
Технической задачей полезной модели является разработка провода СИП для воздушных линий электропередачи, не уступающего прототипу по основным характеристикам, но более технологичного, качественного, надежного и долговечного.
Технический результат достигается тем, что в качестве упрочняющего элемента жил провод содержит пластически обжатый сердечник из стальных проволок с коррозионнозащитным металлическим покрытием.
Общим признаком прототипа и предлагаемого технического решения является наличие изолированных фазных токопроводящих жил и нулевой несущей упрочненной жилы или одной изолированной токопроводящей упрочненной жилы. В то же время предложенный провод отличается от известного использованием в качестве упрочняющего элемента жил пластически обжатого сердечника из стальных проволок с коррозионнозащитным металлическим покрытием.
Преимущества нового провода:
- повышенные эксплуатационные характеристики;
- повышенная долговечность;
- повышенная гибкость;
- повышенная прочность;
- высокая технологичность;
- высокие качество и надежность.
Ограничения на выбор конструкции и материала упрочняющего элемента токопроводящих и несущей жил проводов СИП накладывают условия эксплуатации проводов:
- температура окружающей среды от +50°С до - 50°С;
- рабочая температура жил до 90°С;
- влажность до 100%;
- высокие ветровые нагрузки (максимальная скорость ветра до 30 м/с и более);
- обильные снегопады, обледенения и дождь;
- повышенная солнечная радиация;
- многократные монтажные изгибы;
- ограничения максимальной нагрузки на провод.
В большей степени этим условиям удовлетворяют провода СИП со стальными сердечниками, обеспечивающими максимальную прочность и минимальное растяжение провода. С целью увеличения гибкости, прочности и технологичности проводов СИП авторами полезной модели предложена конструкция провода с жилами, упрочненными пластически обжатым сердечником из стальных проволок с коррозионнозащитиым металлическим покрытием. Пластическое обжатие стального многопроволочного сердечника производится методом холодной прокатки с использованием специальных твердосплавных роликов. В результате такого обжатия сечения круглых проволок принимают взаимосопряженные фасонные профили. Линейный контакт между проволоками развивается в полосовой. Увеличивается площадь контакта и снижаются контактные давления, заполняются зазоры между проволоками и повышается структурная устойчивость сердечника. Сердечник становится более гладким, а форма - округлой. При этом уменьшается диаметр сердечника на 10-15%, увеличивается его прочность на 5-10%, гибкость, износостойкость, надежность и долговечность.
Для изготовления пластически обжатого стального сердечника может быть использована любая круглая проволока из углеродистой стали с коррозионнозащитным металлическим покрытием. В качестве коррозионнозащитного покрытия могут быть использованы цинк, алюминий, сплав алюминия с цинком. В России наибольшее распространение имеет стальная оцинкованная проволока. В связи с этим авторами полезной модели разработан пластически обжатый сердечник марки ПОС по ТУ 3511-034-50289046-2010 из круглых стальных оцинкованных проволок по ГОСТ 9850-72, год ввода 1974. С целью снижения межпроволочных зазоров диаметр проволок в сердечнике может быть разным. Стальную оцинкованную проволоку изготавливают из углеродистой качественной конструкционной стали по ГОСТ 1050-88, год ввода 1991, или углеродистой стали по ГОСТ 14959-79, год ввода 1981, или из канатной катанки по ОСТ 14-15-37-85, год ввода 1987. Стальную катанку подвергают холодному протягиванию (волочению) в несколько проходов в специальных станах. Для придания проволоке пластичности, после определенного количества проходов ее подвергают термохимической обработке (патентированию) при сохранении высоких механических характеристик. Цинковое или алюминиевое покрытие определенной толщины наносится на стальную проволоку методом газотермического напыления, обеспечивающим прочное сцепление (адгезию) покрытия со стальной проволокой.
Технология изготовления провода СИП, предложенного авторами полезной модели, не отличается от технологии изготовления провода по прототипу.
Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется следующими примерами. В таблице приведены показатели качества пяти образцов четырехжильных самонесущих изолированных проводов.
2
1. Провод марки СИП-5 4×95 - 0,6/1 ТУ 16.К09-146-2005 (аналог), содержащий четыре изолированные токопроводящие алюминиевые жилы суммарным сечением 380 мм.
2
2
2. Провод марки СИП-2 3×95+1×95 - 0,6/1 ТУ 16.К09-140-2004 (прототип), содержащий три изолированные фазные токопроводящие алюминиевые жилы суммарным сечением 285 мм и одну изолированную нулевую несущую алюминиевую жилу номинальным сечением 95 мм, упрочненную стальной оцинкованной проволокой марки ОС.
2
2
2
2
2
3. Провод марки СИП-2Ст ЭЛКА 3×95+1×95 - 0,6/1 ТУ 3553-042-50289046-2011 (новый провод по полезной модели), содержащий три изолированные фазные токопроводящие алюминиевые жилы суммарным сечением 285 мм и одну изолированную нулевую несущую алюминиевую жилу номинальным сечением 95 мм, упрочненную пластически обжатым сердечником марки ПОС из стальных оцинкованных проволок маркировочной группы в соответствии с ГОСТ 7372-79, год ввода 1981, Россия, по временному сопротивлению разрыву: 1860 Н/мм (первый вариант), 1960 Н/мм (второй вариант), 2060 Н/мм (третий вариант).
Жилы всех образцов проводов СИП скручены из круглых проволок и имеют круглую уплотненную форму. Несущая жила новой конструкции провода СИП содержит пластически обжатый сердечник из стальных оцинкованных проволок.
Из таблицы видно, что наибольшее качество и технологичность имеет провод СИП-2Ст ЭЛКА.
Самонесущие изолированные многожильные и одножильные провода СИП с пластически обжатым стальным сердечником прошли всесторонние испытания на кабельных заводах РФ с положительными результатами.
Таблица
Основные параметры и показатели качества провода
Провод марки СИП-5 (аналог)
Провод марки СИП-2 (прототип)
Варианты провода СИП-2Ст ЭЛКА
1
2
3
Диаметр провода, мм, по ГОСТ 12177-79
39
50
50
50
50
Диаметр жил, мм
11,4
11,4
11,4
11,4
11,4
Диаметр стального сердечника, мм
-
4,15
4,10
4,04
4,00
Масса провода, кг/км
1329
1417
1410
1400
1395
Прочность при растяжении несущей жилы, кН, по ГОСТ 839-80
11,4
27,9
32,8
34,5
36,2
Минимальный радиус изгиба провода, мм
390
500
390
400
410
Технологичность
Высокая
Низкая
Высокая
Высокая
Высокая