ПРОВОД НЕИЗОЛИРОВАННЫЙ СТАЛЕАЛЮМИНИЕВЫЙ ВЫСОКОПРОЧНЫЙ, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям неизолированных сталеалюминиевых проводов, высокопрочных, высокотемпературных предназначенных для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше.
Известен сталеалюминиевый провод, включающий изготовление стального сердечника из одной центральной и шести скрученных вокруг ее стальных оцинкованных проволок диаметром 2,2÷3,6 мм каждая, наложение на стальной сердечник на прессе кольцевого слоя выпрессованного алюминия, охлаждение водой на расстоянии не менее 1,5 м от зоны прессования алюминия и намотку на приемный барабан готового провода (см. описание изобретения к патенту РФ №2351486; МПК B60M 1/13 опубликовано 10.04.2009).
Недостатками данного провода являются:
- использование в сталеалюминевом проводе стального сердечника в виде стальной круглой проволоки низкоуглеродистой термически не обработанной, второго класса по ГОСТ 3282 (настоящий стандарт распространяется на круглую низкоуглеродистую стальную проволоку, предназначенную для изготовления гвоздей. увязки, ограждений и других целей) не способствует поддержанию заданных эксплуатационных свойств провода, в связи с низким временным сопротивлением разрыву проволоки, и стального сердечника в целом;
- требуется проведение специальной операции по подготовке поверхности стальной проволоки для наложения алюминия;
- довольно сложная конструкция для устранения неровностей на поверхности стальной круглой проволоки
Известен трехповивный провод для воздушных линий электропередачи, содержит сердечник, поверх которого расположены повивы с алюминиевыми проволоками, как минимум один повив содержит стальные проволоки (см. описание изобретения к патенту SU №1791854, МПК H01B 5/04, 5/08, опубликовано 30.01.93. Бюл. №4).
Недостатками известного трехповивного провода являются:
- технологическая сложность изготовления провода из набора проволок с большим отличием в механических свойствах проволок;
- использование трехповивных проводов на воздушных линиях электропередач с соотношением стальных проволок к алюминиевым 1:5, не способствует увеличению механической прочности до параметров стальных проводов;
- применение алюминиевых проволок в конструкции повышает стоимость провода;
- низкий технический ресурс из-за применения в конструкции точечного касания круглых проволок в проводе типа ТК (скрутка повивов в противоположные стороны);
- неоптимальное рабочее сечение проводника из-за больших воздушных зазоров между круглыми проволоками в конструкции, (уменьшает усилие на разрыв и снижает суммарное электрическое сопротивления провода в целом).
Известен провод для воздушных линий электропередачи, содержащий повивы стальных плакированных алюминием проволок, отличающийся тем, что толщина слоя плакированного алюминия на поверхности стальной проволоки находится в пределах (0,02÷0.5) мм таким образом, что обеспечивается пропускная способность провода по электрическому току в пределах (0,8÷8) ампер на квадратный миллиметр его поперечного сечения при максимально допустимой температуре поверхности провода, равной 250°C. (см. описание изобретения к патенту РФ №2396617, МПК H01B 5/04, опубликовано 10.08.2010).
Недостатком известного провода является:
- при обозначенной толщине слоя плакированного алюминия на поверхности стальной проволоки, для получения требуемого размера поперечного сечения алюминиевого провода, необходимо значительное увеличение количества проволок в данной конструкции провода, что ведет к увеличению его диаметра, массы по отношению к известным применяющимся в настоящее время проводам для ВЛ. При заданных стрелах провеса, ветровых и гололедных нагрузках создаются повышенные нагрузки на элементы опор, на которые существующие опоры могут быть не рассчитаны. Поэтому может возникнуть необходимость в их усилении, в установке дополнительных промежуточных опор в пролетах воздушной линии или установке новых (замене существующих) опор.
Известен способ изготовления сталеалюминиевого провода, который включает изготовление стального сердечника обеспечивающего механическую прочность провода, из стальных оцинкованных проволок диаметром 1,50÷4,61 мм каждая, покрытие сердечника слоем защитной термостойкой смазкой и изготовление одного или несколько повивов проволок из алюминия (см. Технические условия ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи).
К недостатками этого известного способа можно отнести следующее:
- пониженная механическая прочность;
- пониженная пропускная способность, повышенный нагрев;
- повышенные вибрации провода под действием ветра, повышенная парусность;
- повышенное налипание снега и льда, повышенное образование гололедных отложений;
- температурный предел нагрева проходящим током при длительной эксплуатации равный не более 90°C, при температуре 100-110°C токоведущий повив провода теряет прочность, что ограничивает возможности передачи проводом и по количеству передаваемой электроэнергии (величине тока), так как начинается его разрушение и(или) величина стрелы прогиба становится больше допустимой величины, определяемой правилами безопасной эксплуатации высоковольтных линий.
Задачей заявляемой полезной модели является создание неизолированного сталеалюминиевого провода двух типов: высокопрочный 3 варианта, высокотемпературный 3 варианта и применение полученных конструкций провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное напряжение 35 кВ и выше номинальной частотой 50 Гц.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
2
2
Высокопрочный неизолированный сталеал юминиевый провод изготавливается по трем вариантам, различной конструкции в зависимости от диаметра провода, площади сечения алюминиевой и стальной составляющих провод. Стальной сердечник изготавливается из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, не менее 1960 (200) Н/мм (кгс/мм) по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия»
По первому варианту (фиг. 1), высокопрочный неизолированный сталеалюминиевый провод. Конструкция металлического оцинкованного сердечника конструкции (1+6), в котором вокруг центральной проволоки 1, сделан повив из шести проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделаны последовательно повивы, первый повив из 14 алюминиевых проволок 3 и второй повив из 14 алюминиевых проволок 4,. наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13,5%.
По второму варианту (фиг. 2), высокопрочный неизолированный сталеалюминиевый провод. Конструкция металлического оцинкованного сердечника (1+7), в котором вокруг центральной проволоки 1, сделан повив из семи проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделаны последовательно повивы, первый повив из 14 алюминиевых проволок 3 и второй повив из 14 алюминиевых проволок 4, наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13, 5%
По третьему варианту (фиг. 3), высокопрочный неизолированный сталеалюминиевый провод. Конструкция металлического оцинкованного сердечника (1+6), в котором вокруг центральной проволоки 1, сделан повив из шести проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделан последовательно первый повив из 8 алюминиевых проволок 3, второй повив чередующийся из 8 проволок 5 большего диаметра и 8 проволок 4 меньшего диаметра. Наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13,5%.
2
2
Это позволяет, используя новые конструкции высокопрочного металлического сердечника для неизолированных проводов, оцинкованную проволоку по группе ОЖ с временным сопротивлением, не менее 1960 (200) Н/мм(кгс/мм), способ изготовления сердечника, увеличить на 35-45% прочность его, по отношению к стальному сердечнику сталеалюминиевого провода по ГОСТ 839-80.
2
2
Высокотемпературный неизолированный сталеалюминиевый провод для неизолированных проводов изготавливается по трем вариантам, различной конструкции в зависимости от диаметра провода, площади сечения алюминиевой и стальной составляющих провод, как и для рассмотренных ранее конструкций для высокопрочного неизолированного сталеалюминиевого провода. Стальной сердечник изготавливается из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, не менее 1960 (200) Н/мм (кгс/мм) по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия». Стальной сердечник покрывается слоем термостойкой смазки, толщиной 0,3÷0,7 мм, стойкой к воздействию высокой температуры, поверх слоя смазки расположены последовательно повивы проволок из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%
По первому варианту (фиг. 1), высокотемпературный неизолированный сталеалюминиевый провод. Конструкция металлического оцинкованного сердечника конструкции (1+6), в котором вокруг центральной проволоки 1 сделан повив из шести проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделаны последовательно повивы, первый повив из четырнадцати проволок 3 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.% и второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок. 4 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.%, наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13,5%.
По второму варианту (фиг. 2), высокотемпературный неизолированный сталеалюминиевый провод. Конструкция металлического оцинкованного сердечника конструкции (1+7), в котором вокруг центральной проволоки 1 сделан повив из семи проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделан последовательно повивы, первый повив из четырнадцати алюминиевых проволок 3 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.% и второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок 4 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.%, наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13, 5%
По третьему варианту (фиг. 3) высокотемпературный неизолированный сталеалюминиевый провод Конструкция металлического оцинкованного сердечника конструкции (1+6), в котором вокруг центральной проволоки 1 сделан повив из шести проволок 2. Сердечник пластически деформирован по наружным поверхностям проволоки, степень обжатия площади поперечного сечения 10-12,5%, вокруг сердечника сделаны последовательно повивы, первый повив из восьми алюминиевых проволок 3 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.%, второй повив чередующийся из восьми алюминиевых проволок 5 из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20-0,40 вес.% большего диаметра и восьми проволок 4 меньшего диаметра, наружные поверхности проволок пластически деформированы, степень обжатия площади поперечного сечения 11,5-13,5%.
Это позволяет применение вновь разработанного высокотемпературного провода (варианты) для передачи и распределения электрической энергии на номинальное переменное напряжение 35 кВ и выше, номинальной частотой 50 Гц, допускающих рабочую температуру провода - 210°C при максимальных значениях пропускаемого тока, что позволит существенно увеличить эффективность ВЛ.