Неизолированный провод

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к неизолированным проводам, предназначенным для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи ВЛ 35 кВ и выше.
Известен способ изготовления проводников из сплава на основе алюминия, содержащего цинк 0,03-0,50, медь 0,25-1,00 и цирконий 0,001-0,100 вес. %, заключающийся в пластической деформации давлением со степенью деформации от 1000% до 10000% полученной разливом заготовки, при этом во время деформации заготовку подвергают термической обработке при 180-250°С в течении 30минут-6ч. (см. описание изобретения к патенту СССР №649338, МПК Н01В 13/00, публикация 25.02.1979)
Недостатком известного способа является применение сложного и дорогостоящего оборудования для осуществления деформации заготовки со степенью от 1000% до 10000%.
Известен провод неизолированный, содержащий стальной сердечник, поверх которого наложена в один или несколько концентрических повивов токопроводящая проволока, стреловидного профиля в поперечном сечении, из алюминия или из термостабилизированного алюминий-циркониевого сплава (см. описание полезной модели к патенту РФ №97203 U1, МПК Н01В 5/10, опубликовано 27.08.2010 Бюл. №24).
Трудоемкий и сложный способ изготовления данного провода, вследствие того, что изготовление токопроводящей проволоки стреловидного профиля требует специального оборудования и оснастки. Кроме того, для обеспечения надежности замка, и провода в целом, выполненного из токопроводящих проволок стреловидного профиля в поперечном сечении, к внешним ветровым нагрузкам, необходимы дополнительные технологические операции характерные для изготовления каната закрытой конструкции.
Известен неизолированный провод, скрученный соответственно из алюминиевых проволок и не термообработанного алюминиевого сплава. Провод скручивается многооперационным способом, заключающийся в послойном изготовлении провода. Проволоки между слоями перекрещиваются, образуя точечное касание проволок между слоями. Количество слоев изменяется от одного до четырех, (см. Технические условия ГОСТ 839-80 «Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи).
К недостатками этого известного провода можно отнести следующее:
- повышенные вибрации провода под действием ветра, повышенная парусность;
- повышенное налипание снега и льда, увеличенное образование гололедных отложений;
- проволоки, в проводе изготовленным таким многооперационным способом, подвергаются значительному износу из-за перекрещивания между слоями, а также значительным контактным напряжениям;
- низкое разрывное усилие, увеличенная стрела прогиба, что уменьшает эксплуатационный срок службы высоковольтных линий, высокие трудозатраты при изготовлении проводов с точечным касанием проволок между слоями.
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°С. (см. описание изобретения к патенту РФ №2396617, МПК Н01В 5/04, опубликовано 10.08.2010).
К недостатком известного провода можно отнести следующее:
- при обозначенной толщине слоя плакированного алюминия на поверхности стальной проволоки, для получения требуемого размера поперечного номинального 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, от 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.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение технических характеристик неизолированного провода, таких как увеличение разрывного усилия, увеличение расчетного сечения токопроводящей части провода, снижение электрического сопротивления провода, что позволит существенно увеличить эффективность ВЛ.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Неизолированный провод, содержащий сердечник из одной центральной проволоки. Вокруг которого расположены слои проволок выполненных с линейным касанием проволок между собой, с одинаковым шагом свивки слоев, с правым направлением свивки, наружные поверхности проволок пластически деформированы со степенью обжатия 12-18,5% площади поперечного сечения провода. Количество слоев проволоки изменяется от одного до трех, при этом количество проволок в проводе может изменяться от 5 до 46. Количество слоев и количество проволок в проводе определяется номинальным сечением провода. Все проволоки провода выполнены из сплава на основе алюминия. Массовая доля остальных химических элементов, %: кремний 0,38-0,42, железо 0,33-0,37, медь ≤0,10, магний 0,43-0,46, цинк ≤0,10, титана, ванадия, хрома марганца, ≤0,015, бора ≤0,06, прочие ≤0,03
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 поперечное сечение неизолированного провода.
Неизолированный провод содержит центральную проволоку 1, первый слой 2 - девять проволок одного диаметра, второй слой с чередованием девяти проволок 3 одного меньшего диаметра и девяти проволок 4 одного большего диаметра, третий слой 5 - восемнадцать проволок одного диаметра.
Наружные поверхности проволок третьего слоя провода пластически деформированы со степенью обжатия 12-18,5% площади поперечного сечения провода.
Первая технологическая операция. Свивка проволок всех трех слоев провода осуществляют за одну технологическую операцию с линейным касанием проволок. При этом шаг свивки для всех трех слоев проволок сохраняется постоянным, что позволяет исключить деформации, внутреннего износа и дополнительного изгибающего напряжения, которые возникают в результате наличия точек контакта между проволоками в проводах с точечным касанием проволок.
Вторая технологическая операция. Пластическая деформация провода по площади поперечного сечения провода со степенью обжатия 12-18,5%, по наружной поверхности проволок 5, осуществляется одновременно в процессе изготовления провода.
Пластическое деформирование по площади поперечного сечения провода, способствует уплотнению провода, увеличению заполнения расчетного сечения провода за счет увеличения исходных диаметров проволоки, устранить возможную неравномерность натяжения проволок при свивке провода, нейтрализовать свивочные напряжения. Полученная внешняя поверхность более гладкая, чем у провода, выполненного из круглых проволок, позволяет значительно снизить аэродинамическое сопротивление и пляску провода за счет меньшей площади контура провода.
Это позволяет неизолированному проводу, предназначенному для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи 35 кВ и выше, проволоки которого выполнены из сплава на основе алюминия, увеличить разрывное усилие, на 40-55%, увеличить расчетное сечение на 12-17%, снизить электрическое сопротивление неизолированного провода на 8-15%, по отношению к применяемым неизолированным проводам.