ПРОВОД ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПЕРЕМЫЧЕК И РЕЛЬСОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям проводов, используемых для дроссельных и междроссельных перемычек и рельсовых соединителей на электрифицированных железных дорогах и линиях метрополитена.
Известен сталеалюминиевый провод, имеющий упругий стальной сердечник и один или два повива алюминиевых проволок. (Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. Технические условия. ГОСТ 839-80).
Однако при эксплуатации его для перемычек и соединителей он имеет недостатки: низкая стойкость к вибрации и коррозии, сложные оснастка и технология изготовления соединений с наконечником и штепселем.
Аналогом является провод, набранный из стальных оцинкованных полос с элементами крепления из стали (Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий. ГОСТ 14018-80).
2
2
Провод имеет ряд недостатков: большое электрическое сопротивление и асимметрия в цепи, большой вес и габариты создают трудности при монтаже. Так двухпроводная дроссельная перемычка на эквивалентное сечение, например, алюминия 120 мм, имеет сечение одного провода порядка 360 мм и при длине 3660 мм имеет вес 25 кг и значительные габариты в сечении, что создает большие трудности при монтажных изгибах. Кроме того, провод не пригоден для коротких рельсовых соединителей из-за большой жесткости и габаритов.
Прототипом является провод, предназначенный для передачи мощности, преимущественно высокочастотной, который состоит из полой токопроводящей жилы, выполненной из медных неизолированных проводников (круглых стренг), наложенных в виде повива на опорную спираль из диэлектрика. В повиве вместо двух проводников наложены два жгута из диэлектрика по всей длине провода, образуя щель (сектор порядка 42°) для излучения высокочастотной энергии. Для охлаждения провода полая жила заполнена охлаждающей жидкостью, которая прокачивается на большой длине с помощью насоса. Провод сверху покрыт скрепляющим элементом в виде защитной оболочки из изоляционного материала. (Авторское свидетельство SU №543984, кл. Н01В 7/00, опубл. 05.05.1977 г.).
Указанный провод имеет те же недостатки, что и предыдущий аналог (за исключением электрического сопротивления и асимметрии) и, кроме того, имеет низкую стойкость к вибрации из-за значительных габаритов, дорогостоящ из-за использования дефицитной меди и принудительной системы охлаждения.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создать такой провод, в котором новая совокупность элементов конструкции и новое их взаимное расположение позволили бы упростить конструкцию, уменьшить потери, повысить стойкость к вибрации, значительно снизить вес и габариты, что улучшит условия монтажа.
Поставленная задача решается тем, что в проводе, преимущественно для перемычек и рельсовых соединителей, по варианту 1, включающем полую токопроводящую жилу, охлаждаемую жидкостью, согласно полезной модели токопроводящая жила выполнена в виде, по крайней мере, одной герметичной трубы из алюминия или алюминиевого сплава, для частичного заполнения охлаждающей жидкостью, охваченной броней, выполненной в виде обмотки стальной оцинкованной лентой, наложенной с перекрытием.
Провод может быть дополнительно покрыт защитной оболочкой.
Поставленная задача решается тем, что в проводе, преимущественно для перемычек и рельсовых соединителей по варианту 2, включающему полую токопроводящую жилу, скрепляющий элемент, согласно полезной модели токопроводящая жила выполнена из алюминия или алюминиевого сплава, по крайней мере, часть которой выполнена в виде плоских проводников, продольно уложенных и/или наложенных обмоткой, и, охваченной скрепляющим элементом, выполненным в виде обмотки стальной оцинкованной лентой, наложенной с перекрытием.
В проводе, по крайней мере, часть токопроводящей жилы может быть выполнена в виде, по крайней мере, одной герметичной трубы для частичного заполнения охлаждающей жидкостью.
Наружный и/или внутренний слой плоских проводников может быть выполнен герметичным для частичного заполнения полой токопроводящей жилы охлаждающей жидкостью.
В проводе по вариантам 1, 2, по крайней мере, наружная поверхность токопроводящей жилы может быть выполнена с защитным покрытием.
Преимущества предлагаемого провода заключаются в том, что благодаря выполнению полой токопроводящей жилы из алюминия или алюминиевого сплава из
трубы или продольно уложенных лент, снижается электрическое сопротивление ниже уровня алюминиевых проводов, следовательно, меньше потери (при наличии охлаждающей жидкости потери уменьшаются еще больше, так как исключается перегрев жилы), при этом уменьшается асимметрия (разница сопротивлений длинной перемычки L=3660 мм и короткой L=1660 мм) цепи, тем самым увеличивается надежность перемычек.
Поскольку длина перемычек небольшая - до 4 м, поэтому не требуется принудительное охлаждение, т.е. насос. Кроме того, перемычки (и провод) работают циклически по мере прохождения поездов, поэтому циклически происходит и их нагрев (без охлаждающей жидкости до температуры порядка 195 °С). Так как охлаждающая жидкость имеет большую теплоемкость, то она является своего рода буфером, забирая выделяемое тепло при прохождении поезда, и, отдавая его в атмосферу через большую поверхность провода во время отсутствия поездов. Лучшей теплоотдаче провода способствует серебристая поверхность брони (покрытая цинком), излучающая тепло в атмосферу.
Поскольку алюминий хорошо гасит вибрацию, поэтому алюминиевые ленты, особенно при наличии в трубе охлаждающей жидкости, будут снижать вибрацию.
Сплошная броня из стальных оцинкованных лент хорошо защищает алюминий от коррозии, так как цинк более активен, чем алюминий и в неблагоприятной среде (для алюминия это в основном слабощелочная - пыль при перевозке химических удобрений) цинк будет реагировать первым. То есть, предлагаемый провод по коррозийной стойкости будет выше алюминиевых и сталеалюминиевых скрученных проводов. Кроме того, сплошная броня надежно защищает алюминиевые ленты от механических повреждений.
Значительно уменьшается вес провода и габариты в его сечении, что улучшает условия монтажа, а также снижает стоимость перемычек и соединителей.
При наличии на алюминиевых лентах или трубах защитного покрытия, например, цинка, или кремнийорганического лака увеличивается срок службы провода.
Провод по варианту 1 предпочтительнее использовать для линий метрополитена, где провод работает в лучших погодных условиях, а провод по варианту 2 - на всех электрифицированных железных дорогах.
Провод схематично показан в поперечном сечении на фиг.1-7 и на виде спереди на фиг.8. На фиг.1 дан провод с токопроводящей жилой в виде герметичной трубы, частично заполненной охлаждающей жидкостью, на фиг.2 - тот
же провод, но с двумя трубами. На фиг.3 показан провод из двух герметичных труб, частично заполненных охлаждающей жидкостью, и покрытых защитной оболочкой. На фиг.4 показан провод из двух негерметичных труб. На фиг.5 дан провод из одной герметичной трубы, покрытой лентами, и, заполненной охлаждающей жидкостью. На фиг.6 показан провод с токопроводящей жилой из лент. На фиг.7 показан провод с внутренним герметичным слоем лент, заполненный охлаждающей жидкостью. На фиг.8 показан провод со сплошной броней в виде обмотки лентой.
Провод, преимущественно для перемычек и рельсовых соединителей, по варианту 1 имеет токопроводящую жилу, которая выполнена полой, в виде, по крайней мере, одной герметичной трубы 1 (фиг.1) из алюминия или алюминиевого сплава для частичного заполнения охлаждающей жидкостью и покрыта сплошной броней 3. На фиг.2, токопроводящая жила выполнена из герметичной трубы 1, частично заполненной охлаждающей жидкостью, и негерметичной трубы 2, которая покрыта броней 3. Сплошная броня 3 служит для механической и коррозионной защиты трубы 1, 2 или алюминиевых лент 5. На фиг.3 токопроводящая жила выполнена из двух герметичных труб 1, одна из которых частично заполнена охлаждающей жидкостью, а наружная труба 1 может быть покрыта защитной оболочкой 4.
Провод, преимущественно для перемычек и рельсовых соединителей, по варианту 2 состоит из токопроводящей жилы, охваченной скрепляющими элементами, при этом токопроводящая жила выполнена полой из алюминия или алюминиевого сплава ABE, на фиг.4, состоящей из двух негерметичных труб 2, а скрепляющие элементы выполнены в виде сплошной брони 3. В проводе, по крайней мере, часть токопроводящей жилы может быть выполнена в виде, по крайней мере, одной герметичной трубы 1 (фиг.5), для частичного заполнения охлаждающей жидкостью, при этом другая часть токопроводящей жилы может быть выполнена из лент 5 как на фиг.5. В проводе, по крайней мере, часть токопроводящей жилы (фиг.6) может быть выполнена в виде продольно уложенных лент 5 из алюминия или алюминиевого сплава, и/или наложенных обмоткой. В проводе наружный и/или внутренний слой лент 6, (фиг.7) может быть выполнен герметичным для частичного заполнения полой токопроводящей жилы охлаждающей жидкостью. Герметичность слоя лент 6 можно достичь, например, склеиванием лент 5 или сваркой лент, дублированных пластмассовой пленкой и т.д.
У провода обоих вариантов, по крайней мере, наружная поверхность токопроводящей жилы может быть выполнена с защитным покрытием, например, цинком, кремнийорганическим лаком и т.д., увеличивая стойкость к коррозии.
Броня 3 выполнена из обмотки стальной оцинкованной лентой 3 (фиг.8), наложенной с перекрытием 10-30%, улучшая механическую и коррозионную защиту полой токопроводящей жилы. Стальные оцинкованные ленты 3 выполняют толщиной порядка 0,2-0,7 мм.
Необходимое сечение провода набирается при оптимальном диаметре полой токопроводящей жилы подбором толщин одной или нескольких алюминиевых труб 1, 2 и/или алюминиевых лент 5. Алюминиевые трубы 1, 2 и ленты 5 выполнены отожженными, чтобы провод не был жестким при монтажных изгибах.
Охлаждающей жидкостью провод (фиг.1-3, 5, 7) заполняется частично, как правило, при изготовлении перемычек и рельсовых соединителей.
2
Пример. Провод по варианту 1 (фиг.2) содержит герметичную трубу 1 из алюминия, выпрессованную на алюминиевом прессе, и негерметичную трубу 2, которая свернута из алюминиевой ленты в улитке перед бронировочной машиной, на которой накладывается поверх трубы 2 сплошная броня 3 из стальной оцинкованной ленты методом обмотки с перекрытием 20%. Суммарное сечение труб 1 и 2 составляет 120 мм. Для облегчения монтажа трубы 1 и 2 выполнены отожженными. Заполнение охлаждающей жидкостью производят при изготовлении перемычек и соединителей из отрезков провода разной длины. Полая токопроводящая жила провода заполняется охлаждающей жидкостью частично, т.е. не полностью, чтобы был свободный объем для возможного расширения указанной жидкости при чрезмерном нагреве. В районах возможного промерзания используют незамерзающую жидкость, например, тосол.
2
Пример. Провод по варианту 2 (фиг.4) содержит две негерметичные трубы 2 из алюминия, свернутые в одной или двух улитках из алюминиевых лент, поверх которых наложена броня 3 из стальной оцинкованной ленты с перекрытием 25%. Сечение провода 150 мм. Провод не заполняется охлаждающей жидкостью.