ПРОВОД ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Область техники
Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к алюминиевым проводам с композитным сердечником для воздушных линий электропередачи (ВЛ).
Уровень техники
Известен провод для ВЛ, содержащий композиционный сердечник одножильной конструкции в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного углеродным волокном композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, и многопроволочную токопроводящую жилу в виде повивов из проводящих проволок круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника [патент RU 105515 от 19.01.2011].
Этот провод выбран в качестве прототипа полезной модели.
Недостаток провода - невысокая прочность на разрыв и возможность коррозии провода из-за контакта углеродных волокон композиционного сердечника с алюминиевой токоведущей жилой, так как эти материалы являются гальванической парой.
Задача полезной модели - изолировать композитный сердечник от токоведущих повивов и повысить его прочность.
Раскрытие существа полезной модели
Предметом полезной модели является провод для воздушных линий электропередачи, содержащий одностержневой композитный сердечник на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, и навитую поверх композитного сердечника многопроволочную токопроводящую жилу из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, при этом сердечник снабжен изолирующей оболочкой в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, и обработан ультразвуком до отверждения связующего.
Технический результат полезной модели - повышение прочности и долговечности провода с композитным сердечником.
Полезная модель имеет развития.
Первое из них состоит в том, что повивы токопроводящей жилы выполнены из проволок трапециевидного профиля, которые предварительно уложены с остаточными зазорами между ними и дополнительно обжаты уплотняющими роликами.
Это позволяет повысить плотность прилегания повивов токопроводящей жилы к изолирующей оболочке и друг к другу.
Второе развитие состоит в том, что проволоки повивов выполнены на основе алюминия с добавкой цикория.
Это повышает термостойкость токопроводящей жилы провода. Осуществление полезной модели с учетом ее развитии
На фиг.1 представлена структура провода.
Она включает одностержневой композитный сердечник 1 на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, изолирующую оболочку 2 в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, многопроволочную токопроводящую жилу 3 из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, навитую поверх сердечника 1, снабженного оболочкой 2.
Повивы токопроводящей жилы 3 выполнены из проволок трапециевидного профиля. Профилированные проволоки предварительно уложены с остаточными зазорами между ними и дополнительно обжаты уплотняющими роликами.
Проволоки повивов могут быть выполнены на основе алюминия с добавкой цикория, например, из сплава по патенту RU 2441090.
Сердечник 1 изготавливают методом пултрузии, который предусматривает смачивание углеродных волокон сердечника 1 и охватывающих их стеклянных волокон оболочки 2 в ванне с жидким эпоксидным связующим, пропускание пучка из смоченных связующим углеродных и стеклянных волокон через формообразующую фильеру и нагревание для отверждения связующего. При прохождении волокон сердечника через ванну и фильеру (т.е. до отверждения связующего) их обрабатывают ультразвуком. Это способствует удалению пленок различного рода (воздушных, масляных, грязевых, влажных) с поверхности волокон, ускоряет впитывание эпоксидного связующего в армирующие волокна и повышает его адгезию к ним.
Диаметр композитного сердечника составляет 5,5÷10,3 мм, толщина его изолирующей оболочки не менее 0,3 мм. Прочность на разрыв композитного сердечника не менее 2,0 ГПа.
Для формирования токоведущей жилы 3 на сердечник 1, покрытый оболочкой 2, наматывают повивы из профилированных проволок, выполненных из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава. Проволоки предварительно укладывают на оболочку 2 или на предыдущий повив так, чтобы между проволоками в повиве оставались небольшие зазоры. Затем с помощью уплотняющих роликов очередной повив обжимают, устраняя зазоры, оставшиеся после предварительной укладки. При этом повышается плотность прилегания повивов токопроводящей жилы к изолирующей оболочке и друг к другу.
В процессе эксплуатации на композитный сердечник, являющийся несущим элементом провода, ложится основная часть механической нагрузки, прилагаемой к проводу. Введение изолирующей оболочки в состав композитного сердечника и его ультразвуковая обработка до отверждения связующего исключили коррозийные явления в проводе и повысили прочность на разрыв композитного сердечника в четыре раза по сравнению с прототипом.