Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный высокотемпературный высокопрочный провод
NON-INSULATED STEEL-ALUMINUM HIGH-TEMPERATURE HIGH-STRENGTH WIRE

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям неизолированных сталеалюминиевых проводов, высокопрочных, высокотемпературных
высокопрочных предназначенных для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи (ВЛ) 35 кВ и выше, с повышенной пропускной способностью по току.
Известен провод компактный неизолированный для воздушных линий электропередачи (см. описание к патенту на полезную модель RU №96442, МПК Н01В 5/00, опубликовано 27.07.2010).
Технический результат достигается тем, что в качестве стального сердечника провод содержит пластически обжатый сердечник из круглых стальных оцинкованных проволок по ГОСТ 9850-72. Изготовление пластически обжатого сердечника, по мнению авторов, способствует повышенной жесткости и прочности сердечника и провода в целом, но стальная оцинкованная проволока, изготовленная в соответствии с техническими требованиями по ГОСТ 9850-72, применяемая для изготовления сердечника, не соответствует этим требованиям. Пластическое обжатие, как вид обработки, увеличивает плотность пряди и увеличивает прочность сердечника, но с применением вышеуказанной проволоки, достичь увеличения заявляемой прочности, не представляется возможным, по отношению к изготовлению стального сердечника из проволоки по ГОСТ 7372-79. Прочность сердечника для сталеалюминиевых проводов изготовленного из проволоки по ГОСТ 9850-72, ниже стального сердечника изготовленного из проволоки по ГОСТ 7372-79, в зависимости от группы диаметров, на 22 - 28%.
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°С, при температуре 100-110°С 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.
Известен провод с зазором из термостойкого алюминиевого сплава с цирконием усиленный стальным сердечником (высокотемпературные провода с зазором GTACSR и GZTACSR, производство компании «J-Power», Япония), в котором сердечник выполненный из высокопрочной оцинкованной стали, состоящий обычно из семи проволок. Вокруг стального сердечника навивается проволока из термостойкого алюминиевого сплава с цирконием. Количество алюминиевых повивов не превышает трех. Алюминиевые проволоки внутреннего слоя, ближайшего к сердечнику, имеют трапециевидную форму. Внутренний слой выполнен таким образом, что между ним и стальным сердечником есть зазор 1,2-1,45 мм (по диаметру), заполненный смазкой, стойкой к воздействию высоких температур.
В известном проводе необходимо отметить следующие недостатки:
Невысокая механическая прочность провода в целом.
Для вышеуказанного провода необходима специальная довольно сложная технология натяжения провода. В случае применения высокотемпературных проводов с зазором, токопроводящие проволоки должны быть расплетены для крепления провода на анкерных опорах. После крепления и натяжения сердечника, провод оставляют на 24 часа для выравнивания (скольжением) токопроводящих повивов относительно натянутого сердечника, затем провод подтягивают.
Большие сложности при свивке вышеуказанного провода для получения столь большого зазора 1,2-1,45 мм (по диаметру), что требует специального канатовьющего оборудования, сложной дорогостоящей оснастки для свивки, а также технологии свивки провода. Наличие зазора между сердечником и алюминиевыми проволоками внутреннего слоя отрицательно скажется на работоспособности провода под действием ветровых нагрузок.
Задачей заявляемого изобретения является создание неизолированного сталеалюминиевого провода высокопрочного, высокотемпературного высокопрочного, применение полученной конструкции провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное напряжение 35 кВ и выше, номинальной частотой 50 Гц, с повышенной пропускной способностью по току, для участков воздушной линии электропередачи с повышенными механическими нагрузками и большими длинами пролетов.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный, высокотемпературный высокопрочный провод изготавливается в следующих вариантах.
Вариант 1.
Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 Изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.
Вариант 2.
Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием круглых не деформированных по наружной поверхности проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 2 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных круглых не деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4
Вариант 3
Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. Каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 3 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.
Вариант 4
Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных не деформированных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой из фасонной алюминиевой проволоки.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 4 изображено поперечное сечение провода. Вокруг центральной проволоки 1, расположены слои стальных оцинкованных не деформированных проволок 2, слой смазки 3, и слой алюминиевой проволоки фасонного сечения 4.
Вариант 5.
Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.
Вариант 6.
Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием круглых не деформированных по наружной поверхности проволок по слоям, так и в самом слое, шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, скрутка слоев производится в одну сторону. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.
Вариант 7.
Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. Каждый последующий слой сердечника, свитый вокруг центральной проволоки, пластически деформирован, со степенью обжатия по площади поперечного сечения 10-14%. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.
Вариант 8.
Неизолированный сталеалюминиевый высокотемпературный высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен многооперационным способом, заключающимся в послойном изготовлении сердечника, количество слоев сердечника может изменяться от двух до четырех, при этом шаги свивки получаются разными, и проволоки в них между слоями перекрещиваются, сердечник изготовлен с точечным касанием круглых не деформированных проволок. Скрутка слоев производится в противоположные стороны. На стальном сердечнике, покрытым слоем смазки, стойкой к воздействию высокой температуры, расположен слой фасонной проволоки, из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.
Технология изготовления и конструкция неизолированного сталеалюминиевого высокотемпературного высокопрочного провода, аналогична технологии изготовления и конструкции неизолированного сталеалюминиевого высокопрочного провода в четырех вариантах. Отличие состоит в том, что токопроводящий слой неизолированного высокотемпературного высокопрочного провода, выполнен из фасонных проволок, изготовленных из сплава на основе алюминия, включающий цирконий 0,20÷0,40 вес.%.
Это позволяет применение вновь разработанных конструкций неизолированного сталеалюминиевого высокопрочного, и высокотемпературного высокопрочного провода для передачи и распределения электрической энергии на номинальное переменное напряжение 35кВ и выше, номинальной частотой 50 Гц, допускающих рабочую температуру провода - 210°С, при максимальных значениях пропускаемого тока, решать вопросы связанные с расширением проектных решений на сложных участках воздушных линий, сократить затраты при выполнении проектов в районах со сложными географическими и метеорологическими условиями.