Провод сталеалюминевый для воздушных линий электропередач

Полезная модель относится к области электротехники, а именно конструкциям проводов самонесущих, изолированных для воздушных линий электропередачи.
Известен провод самонесущий, содержащий уплотненную многопроволочную жилу из сплава алюминия и скрученные многопроволочные уплотненные алюминиевые фазные токопроводящие жилы (ТПЖ), каждая из которых покрыта пластмассовой изоляцией из полиэтиленовой композиции, содержащей технический углерод (ГОСТ Р 52373-2005 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи»).
Данное устройство имеет недостаточную надежность провода сталеалюминевого для воздушных линий электропередач.
Наиболее близким техническим решением является Провод сталеалюминевый, (патент RU 68758, МПК H01B 7/00 (2006.01). Опубликовано 27.11.2007 Бюл. № 33) состоящий из стального сердечника, токопроводящей части из алюминия, полимерной изоляции, причем стальной сердечник выполнен из одной стальной круглой проволоки или многопроволочным, непосредственно охвачен сплошным кольцевым слоем выпрессованного алюминия, который покрыт кольцевым слоем экстрадированный полимерной изоляции.
Данное устройство имеет недостаточную надежность провода сталеалюминевого для воздушных линий электропередач.
Технический результат полезной модели состоит в повышении надежности провода сталеалюминевого для воздушных линий электропередач.
Технический результат достигается в устройстве провод сталеалюминевый для воздушных линий электропередач, содержащем стальной сердечник выполненный из одной стальной проволоки, токопроводящую часть непосредственно охваченную сплошным слоем выпрессованного алюминия, слоя изоляции экстрадированной полимерной, причем стальной сердечник выполнен из одной стальной проволоки в поперечном сечении в форме эллипса, и токопроводящая часть исполнена сплошным слоем вокруг сердечника в поперечном сечении в форме эллипса из выпрессованного алюминия, которая покрыта слоем экстрадированной полимерной изоляции в поперечном сечении в форме эллипса, длинные оси эллипсов совмещают между собой и с максимальной гравитационной нагрузкой на провод сталеалюминевый в условиях его пространственного позиционирования.
Отличительными признаками являются:
стальной сердечник выполнен из одной стальной проволоки в поперечном сечении в форме эллипса, длинную ось которого совмещают с максимальной гравитационной нагрузкой на провод сталеалюминевый в условиях его пространственного позиционирования, повышение надежности состоит в том, что с изменением геометрической формы стального сердечника с той же самой площадью и с тем же самым материалом увеличивается момент сопротивления в  направлении длинной оси эллипса, которую совмещают с максимальной гравитационной нагрузкой на провод, а это значит, увеличится  надежность конструкции сердечника по сравнению с круглой формой [3];
токопроводящая часть исполнена сплошным слоем вокруг сердечника в поперечном сечении в форме эллипса из выпрессованного алюминия, повышение надежности состоит в том, что с изменением геометрической формы токопроводящей части с той же самой площадью увеличивается длина периметра поперечного сечения эллипса по сравнению с кругом [3] и в соответствии с поверхностным эффектом или скин-эффектом, по которому уменьшается амплитуда электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды; в результате этого свойства переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое, следовательно с увеличением длины контура поперечного сечения проводника, увеличится  надежность конструкции токопроводящей части [4];
токопроводящая часть исполненная сплошным слоем в поперечном сечении в форме эллипса и покрытая слоем экстрадированной полимерной изоляцией в поперечном сечении в форме эллипса, длинные оси эллипсов совмещены между собой и с максимальной гравитационной нагрузкой на провод в условиях его пространственного позиционирования, увеличивают надежность конструктивных элементов провода сталеалюминевого в накладывающей совокупности момента сопротивления по сравнению с круглой формой.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
На фиг. приведен поперечный разрез сталеалюминевого провода со стальным сердечником из одной проволоки с элепсовидным сечением, содержащий: 1 – токопроводящую часть из алюминия; 2 – полимерную изоляцию; 3 - максимальную гравитационную нагрузку на провод сталеалюминевый и максимальный момент сопротивления его; 4 - короткую ось эллипса не совпадающую с максимальной нагрузкой на провод; 5 - длинную ось эллипса совпадающую с максимальной нагрузкой на провод в условиях его пространственного позиционирования; 6 – стальной сердечник.
В табл. приведены сопоставимые показатели, рассчитанные по источнику [3]. Момент сопротивления по оси максимальной нагрузки, площади поперечного сечения эллипса с соотношением большей оси к меньшей 1,7 равного площади поперечного сечения круга 10 мм, увеличился в 1,279 раза, т.е. на +27,9%.  Момент сопротивления по оси минимальной нагрузки, в аналогичных условиях, уменьшился до 0,7525 раза или -24,75%. Суммарные моменты сопротивления по обеим осям увеличились в 1,016 раза, т.е. на 1,6%. Длина периметра эллипса по сравнению с окружностью увеличилась на 3,5%.
Устройство работает следующим образом.
Стальной низкоуглеродистый прокатанный круглый сердечник 6 термически не обработанный, обрабатывают на профилирующей эллипсовидной роликовой волоке. На следующем этапе стальной сердечник 6 проходит монолитную волоку с уточняющим калибром эллипсовидной формы. Полученный эллипсовидный стальной сердечник 6 подвергают обработке на профилирующей роликовой волоке с целью получения ровного по всей длине эллипсовидного цилиндра. На стальной сердечник 6 на алюминиевом прессе выпрессовывают сплошной эллипсовидный кольцевой концентричный слой токопроводящей части 1 алюминия заданной марки. Поверх алюминиевой токопроводящей части 1 на экструзивной линии исполняют эллипсовидный кольцевой слой полимерной изоляции 2. Сталеалюминевый провод наматывают в бухту с горизонтальной осью, при этом длинные оси и включая ось 5 эллипса устанавливают параллельно оси бухты. При монтаже провода сталеалюминевого для воздушных линий электропередач устанавливают, совмещая ось 5 эллипса токопроводящей части 1 с максимальной гравитационной нагрузкой на провод 3 в условиях его пространственного позиционирования.
Длина периметра алюминиевой токопроводящей части 1 в заявляемом устройстве увеличилась на 3,5% по сравнению с прототипом, что увеличило надежность проводника пропорционально.
Источники информации
1. ГОСТ Р 52373-2005 «Провода самонесущие изолированные и защищенные для воздушных линий электропередачи», 09.09.2005;
2. Патент RU 88191, МПК H01B 7/02 (2006.01). Опубликовано 27.10.2009 Бюл. № 30;
3. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В.; отв. ред. Писаренко Г.С. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Наук. думка, 1988. – 736 с. (58, 74 с.);
https://ru.wikipedia.org/wiki/Скин-эффект