СТАЛЕАЛЮМИНИЕВЫЙ ПРОВОД С ВСТРОЕННЫМ ОПТИЧЕСКИМ КАБЕЛЕМ ДЛЯ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (ВАРИАНТЫ)
STEEL-ALUMINUM WIRE WITH INTEGRATED OPTICAL CABLE FOR OVERHEAD TRANSMISSION LINE (VERSIONS)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции сталеалюминиевого провода с встроенным оптическим кабелем, предназначенным для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше и для оптической связи по кабелю, встроенным в сталеалюминиевый провод, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ.
Известен комбинированный кабель для передачи оптических и электрических сигналов.
Кабель содержит внутренний электрический проводник, выполненный в виде металлического экрана, заключенного в эластическую оболочку, и внешний проводник в виде металлического цилиндра. Пространство между проводниками заполнено диэлектриком сигналов (см. патент RU №2066871, МПК G02B 6/44, H01B 11/22, опубликовано 20.09.1996).
Известное предложение не решает вопросов, связанных с комплексной передачей электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше и оптической связи по кабелю, встроенному в сталеалюминиевый провод.
Известен провод для воздушных линий электропередачи. Провод содержит токопроводящую жилу, размещенную на несущем сердечнике, выполненном в виде длинномерного стержня из композиционного материала. В несущем сердечнике по всей длине размещен как минимум один оптоволоконный кабель, а между сердечником и токопроводящей жилой проложен электроизоляционный материал (см. патент на полезную модель RU №119927, МПК H01B 5/08, опубликовано 27.08.2012).
Недостатками данного провода являются низкая электропроводность вследствие низкой электропроводности композитного сердечника, довольно высокая сложность, связанная с изготовлением несущего сердечника, выполненного в виде длинномерного стержня из композиционного материала, в котором по всей длине размещен оптоволоконный кабель, и как следствие, высокие затраты на его изготовление.
Известен оптический кабель, состоящий из нескольких металлических проволочных прядей. В центральной частях прядей, выполненных из стальной проволоки, размещены оптические модули (см. патент №2082191, МПК G02821 91, опубликовано 20.06.1997).
Предлагаемое изобретение не решает вопросов, связанных с передачей электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше. В таком изделии не решается проблема защиты оптического канала связи, который может в любой момент быть разрушен вследствие разогрева металлической части изделия с низкой проводимостью от токов короткого замыкания. Производство такого кабеля требует больших затрат и сложного оборудования.
Целью изобретения является создание сталеалюминиевого провода с встроенным оптическим кабелем, предназначенным для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше и для организации оптической связи по кабелю, встроенному в сталеалюминиевый провод, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ.
Предлагается четыре варианта сталеалюминиевого провода с встроенным оптическим кабелем связи.
В виде металлического пластически деформированного по площади поперечного сечения сердечника из стальных проволок со встроенным оптическим кабелем, содержащим оптоволокно (ОВ) с наружными повивами из алюминиевых проволок, пластически деформированных по площади поперечного сечения провода в целом.
В виде металлического сердечника со встроенным оптическим кабелем, содержащим ОВ с наружными повивами из алюминиевых проволок круглого сечения, пластически не деформированных по площади поперечного сечения провода.
Сущность заявляемого изобретения заключается в использовании сталеалюминиевого провода для одновременной передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше и оптической связи по кабелю, встроенному в сталеалюминиевый провод, в четырех вариантах.
Вариант 1: оптический кабель, встроенный в сталеалюминиевый провод, в котором стальной сердечник изготовлен из стальных высокопрочных оцинкованных проволок диаметром 1,0÷5,0 мм каждая. Сердечник содержит центральную трубку 1, выполненную из теплозащитного и высокопрочного композиционного материала с оптическими волокнами и гидрофобным компаундом для защиты оптических волокон от влаги и вибрации. Вокруг трубки выполнен повив из шести стальных оцинкованных проволок 2 и трубки 1 с оптическими волокнами, с одновременной деформацией стального сердечника со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника 1,5÷3,0%. Стальной сердечник покрыт смазкой, стойкой к воздействию высокой температуры слоем толщиной 0,2÷0,5 мм, далее выполнен первый повив из четырнадцати алюминиевых проволок 3 диаметром 1,15÷4,5 мм, второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок 4 диаметром 1,2÷5,0 м каждая. Повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок, пластически деформированы наружные поверхности проволок верхнего повива со степенью обжатия площади поперечного сечения провода 6÷10%.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено поперечное сечение сталеалюминиевого провода. В центре сечения трубка 1 с оптическими волокнами расположена в повиве шести высокопрочных оцинкованных проволок 2.
Вариант 2: сталеалюминиевый провод, в котором стальной сердечник изготовлен из стальных высокопрочных оцинкованных проволок диаметром 1,0÷5,0 мм каждая. Сердечник содержит центральную проволоку 5, вокруг которой выполнен повив из четырех стальных проволок 2 и трех трубок 1 с оптическими волокнами, выполненных из теплозащитного и высокопрочного композиционного материала с оптическими волокнами и гидрофобным компаундом для защиты оптических волокон от влаги и вибрации с одновременной деформацией стального сердечника со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника 1,5÷3,0%. Стальной сердечник покрыт стойкой к воздействию высокой температуры смазкой слоем толщиной 0,2÷0,5 мм, далее выполнен первый повив из четырнадцати алюминиевых проволок 3 диаметром 1,15÷4,5 мм, второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок 4 диаметром 1,2÷5,0 м каждая. Повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок, пластически деформированы наружные поверхности проволок верхнего повива со степенью обжатия площади поперечного сечения провода 6÷10%.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 2 изображено поперечное сечение сталеалюминиевого провода. Три трубки 1 с оптическими волокнами расположены в повиве из четырех высокопрочных оцинкованных проволок 2.
Вариант 3: оптический кабель, встроенный в сталеалюминиевый провод, в котором стальной сердечник изготовлен из стальных высокопрочных оцинкованных проволок диаметром 1,0÷5,0 мм каждая. Сердечник содержит центральную трубку 1, выполненную из теплозащитного и высокопрочного композиционного материала с оптическими волокнами и гидрофобным компаундом для защиты оптических волокон от влаги и вибрации. Вокруг трубки выполнен повив из шести стальных оцинкованных проволок 2 и трубки 1 с оптическими волокнами. Стальной сердечник покрыт стойкой к воздействию высокой температуры смазкой слоем толщиной 0,2÷0,5 мм, далее выполнен первый повив из четырнадцати алюминиевых проволок 3 диаметром 1,15÷4,5 мм, второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок 4 диаметром 1,2÷5,0 м каждая. Повивы выполнены с одинаковым шагом свивки в одном направлении и с линейным касанием проволок.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 3 изображено поперечное сечение сталеалюминиевого провода. В центре сечения трубка 1 с оптическими волокнами расположена в повиве шести высокопрочных оцинкованных проволок 2.
Вариант 4: сталеалюминиевый провод, в котором стальной сердечник изготавливают из стальных высокопрочных оцинкованных проволок диаметром 1,0÷5,0 мм каждая. Сердечник содержит центральную проволоку 5, вокруг которой выполнен повив из четырех стальных проволок 2 и трех трубок 1 с оптическими волокнами, выполненных из теплозащитного и высокопрочного композиционного материала, и гидрофобным компаундом для защиты оптических волокон от влаги и вибрации. Стальной сердечник покрыт стойкой к воздействию высокой температуры смазкой слоем толщиной 0,2÷0,5 мм, далее выполнен первый повив из четырнадцати алюминиевых проволок 3 диаметром 1,15÷4,5 мм, второй повив из четырнадцати алюминиевых проволок 4 диаметром 1,2÷5,0 м каждая. Повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 4 изображено поперечное сечение сталеалюминиевого провода. Три трубки 1 с оптическими волокнами расположены в повиве из четырех высокопрочных оцинкованных проволок 2.
Это позволяет одновременно применить новые конструкции сталеалюминиевых проводов, со встроенным оптическим кабелем, для передачи электрической энергии на номинальное переменное напряжение 35 кВ и выше и для оптической связи по кабелю, при одновременном сохранении работоспособности оптического кабеля в течение длительного срока эксплуатации в составе ВЛ.