ПРОВОД НЕИЗОЛИРОВАННЫЙ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции проводов неизолированных для воздушных линий электропередачи (ЛЭП).
Известен провод, содержащий несущий сердечник круглой формы, выполненный из одной или скрученный из нескольких стальных оцинкованных проволок. Поверх сердечника наложена токоведущая часть провода, состоящая из одного или нескольких концентрических повивов круглых алюминиевых проволок (провод марки АС по ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи»).
К недостаткам известного провода относятся:
1. Увеличенный наружный диаметр из-за недостаточной компактности конструкции сталеалюминиевого провода, которая характеризуется коэффициентом заполнения сечения токоведущей части провода металлом (0,76).
2. Наружная поверхность известного провода имеет ребристую форму, образованную наружными поверхностями круглых алюминиевых проволок.
3. Соседние проволоки в токопроводящих повивах имеют малую площадь контакта.
Увеличенный диаметр и ребристая форма наружной поверхности приводят к увеличению ветровой нагрузки на провода, арматуру и опоры ЛЭП при эксплуатации, что вынуждает применить конструктивные и проектные решения, удорожающие стоимость сооружения ЛЭП (например, снижение длины пролетов н увеличение числа опор). Кроме того, повышенные аэродинамические воздействия на провода повышают аварийность ЛЭП («пляска» проводов, схлестывание фаз).
Малая площадь контакта соседних круглых проволок в токопроводящих повивах приводит к низкой стойкости провода к эоловой вибрации и «пляске».
Технический результат заключается в разработке компактной конструкции неизолированного провода для воздушных линий электропередачи с повышенным коэффициентом заполнения металлом токоведущей части провода с соответствующим уменьшением наружного диаметра и обеспечением гладкой наружной поверхности провода.
Технический результат достигается тем, что в проводе неизолированном для воздушных линий электропередачи, содержащем сердечник из несущих элементов и один или несколько концентрических повивов токопроводящих проволок из алюминия или его сплавов, каждый повив состоит из проволок, имеющих в радиальном направлении выпуклые наружные и вогнутые внутренние боковые стороны, при этом одни проволоки в каждом повиве имеют выпуклые поверхности сопряжения, а сопрягающиеся с ними другие проволоки - вогнутые поверхности сопряжения.
Поверхности сопряжения токопроводящих проволок могут быть выполнены с полукруглым или угловидным профилем.
Токопроводящие проволоки могут быть изготовлены из термостойкого алюминий-циркониевого сплава.
Несущие элементы сердечника могут быть выполнены из стальных проволок, покрытых цинком или плакированных алюминием, или из композитного материала.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фигуре 1 показан в разрезе провод с выпуклыми и вогнутыми поверхностями сопряжения, имеющими в сечении полукруглый профиль.
На фигуре 2 показан в разрезе провод, с выпуклыми и вогнутыми поверхностями сопряжения, имеющими в сечении угловидный профиль.
На фигурах 3-6 показаны токопроводящие проволоки в разрезе.
Провод содержит несущий сердечник 1, выполненный из одной или нескольких скрученных круглых стальных оцинкованных проволок или композитных длинномерных стержней. Поверх сердечника в виде одного или нескольких концентрических повивов поочередно наложены токопроводящие проволоки 2 и 3, выполненные из алюминия или его сплава, имеющие в радиальном направлении выпуклые наружные и вогнутые внутренние боковые стороны, а примыкающие друг к другу в одном повиве проволоки имеют в сечении сопрягаемые поверхности по варианту 1 полукруглого профиля (фигуры 3 и 4), а по варианту 2 - угловидного профиля (фигуры 5 и 6).
Сердечник изготовляют из стальной оцинкованной проволоки (ГОСТ 9850), традиционной для неизолированных проводов, или из композитных материалов на основе базальтовых, углеродных или стеклянных волокон.
Токопроводящую проволоку изготовляют из алюминия или его сплавов, традиционных для неизолированных проводов.
a
a
Форму проволокам придают путем пропускания алюминиевой катанки или круглой проволоки через последовательную систему волок. Верхняя и нижняя боковые поверхности проволоки должны иметь радиус кривизны, равный расстоянию от центра провода до поверхности проволоки во время процесса скрутки, а отклонение между радиусами кривизны нижней и верхней поверхностями проволоки и расстоянием от центра провода до нижней и верхней поверхностями проволоки должно быть не более ±10%. Конечное соотношение ширины кольцевой части проволоки в средней его части () к высоте проволоки (h) после системы волок должно находиться в пределах 0,2≤/h≤0,6, а сопрягающиеся вогнутые и выпуклые поверхности проволок в каждом повиве должны иметь по варианту 1 одинаковые радиусы (r) закруглений, лежащие в диапазоне 0,5-0,7 высоты проволоки, а по варианту 2 - одинаковые углы (α), лежащие в диапазоне 80°-100°.
Скрутку сердечника осуществляют на традиционных крутильных машинах с откруткой.
Скрутку токопроводящих проволок осуществляют без открутки на традиционных крутильных машинах, оборудованных распределительной розеткой с поворотными направляющими устройствами с возможностью регулирования положения проволок при входе в калибр. Соседние проволоки в каждом повиве после выхода из калибра располагаются таким образом, что выпуклые стороны одной проволоки соприкасаются с вогнутыми сторонами другой проволоки, т.е. «входят» в них.
Расчетные характеристики известного неизолированного провода и предлагаемого провода приведены в таблице.
Наименование характеристики
Известный провод марки АС (ГОСТ 839-80)
Предлагаемый провод
Номинальное сечение провода, мм<sup>2</sup>
300/48
300/48
Расчетное сечение токоведущей части провода, мм<sup>2</sup>
295
297
Диаметр провода, мм
24,1
20,2
Коэффициент заполнения токоведущей части металлом
0,76
0,95
Основываясь на сравнении характеристик, представленных в таблице, можно сделать следующие выводы:
1. Предлагаемый провод по своей конструкции имеет более высокий коэффициент заполнения сечения токопроводящей части металлом, а, следовательно, и меньшие габаритные размеры при том же сечении, что и известный неизолированный провод. Таким образом, это позволяет уменьшить ветровые нагрузки и, следовательно, увеличить расстояние между опорами ЛЭП.
2. Предлагаемый провод имеет повышенные аэродинамические характеристики (практически круглая форма по наружной поверхности в сечении, отсутствие воздушных зазоров и плотное соединение токопроводящих проволок в каждом повиве) по сравнению с известным неизолированным проводом (ребристая форма поверхности, наличие воздушных промежутков и слабое соединение токопроводящих проволок). Это позволяет еще более уменьшить число опор и увеличить длину провода между опорами, а также снизить аварийность ЛЭП.
3. Предлагаемый провод имеет увеличенную площадь контактной поверхности соседних токопроводящих проволок в повивах по сравнению с известным проводом. Это приводит к увеличению стойкости предлагаемого провода к «пляске» и к эоловой вибрации.
Учитывая вышеизложенное, очевидно, что предлагаемый провод обладает улучшенными техническими характеристиками, что позволяет значительно снизить затраты на сооружение ЛЭП, а также повышенной надежностью, что снижает риски возникновения аварий.
Таким образом, технический результат заключается в снижении габаритных размеров провода без потери его пропускной способности и снижении аварийности ЛЭП.