Провід для повітряних електромереж

Реферат: Провід для повітряних електромереж містить центральний силовий елемент та зовнішній провідниковий шар. Центральний силовий елемент виконано скрученим з кількох полімерних стержнів з композитного матеріалу високої розривної міцності. Зовнішній провідниковий шар виготовлено з алюмінію електротехнічних марок та нанесено методом гарячого пресування з обтисненням на центральний силовий елемент. UA 91734 U (12) UA 91734 U UA 91734 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електричних кабелів і проводів. Відомий найбільш близький до запропонованої корисної моделі провід для повітряних електромереж (див. Патент України № 7381U, опубл. в бюл. № 6, 2005 p., заявник ПАТ "ЗАВОД "ПІВДЕНКАБЕЛЬ"), який містить центральний силовий елемент з однієї або кількох скручених між собою сталевих дротин та зовнішнього провідникового шару з алюмінієвих дротин, нанесених поверх центрального силового елемента методом скручування. Недоліком цього об'єкта є невисокі експлуатаційні показники при використанні проводу в повітряних лініях електропередавання, тобто відносно невисоке розривне зусилля проводу та його здатність до обледеніння, що впливає відповідно на зниження надійності електропостачання при дії вітру, ожеледі та інших несприятливих умов. Задачею запропонованої корисної моделі є підвищення розривного зусилля проводу і його надійності за рахунок застосування композитних матеріалів та більш прогресивної технології виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з корисною моделлю, центральний силовий елемент виконано з одного або кількох скручених між собою полімерних стержнів з композитного матеріалу високої розривної міцності, а зовнішній провідниковий шар виготовлено з алюмінію електротехнічних марок та нанесено методом гарячого пресування з обтисненням на центральний силовий елемент. Центральний силовий елемент виконано з одного полімерного стержня з композитного матеріалу, а зовнішній провідниковий шар являє собою навиті та ущільнені алюмінієві дротини. Провід може мати додатковий шар круглих алюмінієвих дротин поверх нанесеного методом гарячого пресування зовнішнього провідникового шару. Крім цього центральний силовий елемент може бути виконаний з одного полімерного стержня, поверх якого нанесено навиванням шар круглих ущільнених алюмінієвих дротин. Технічним результатом є суттєве підвищення розривної міцності запропонованого проводу (в кілька разів) в порівнянні з рівноцінним сталево-алюмінієвим проводом, а також зниження здатності до обледеніння, що підвищує надійність проводу і, відповідно, надійність електропостачання. Окрім того, що гладенька зовнішня поверхня не сприяє налипанню ожеледі, вона також знижує втрати на електричну корону при високій напрузі. Запропонований провід, що зображений на кресленні, містить центральний силовий елемент з одного або кількох скручених між собою полімерних стержнів з композитного матеріалу високої розривної міцності (1) та нанесений поверх методом гарячого пресування провідникового шар з алюмінію (2). Провід працює наступним чином. Центральний силовий елемент скручений з попередньо виготовлених полімерних стержнів з композитного матеріалу. Таким матеріалом може бути профільований склопластик, композитні матеріали на основі вуглецевих або інших волокон з високою розривною міцністю. Як матеріал для скріплення волокон можуть бути використані епоксидні, поліефірні та інші смоли. Скручені між собою полімерні стержні утворюють гнучкий центральний силовий елемент, який має високу розривну міцність і сприймає повздовжнє механічне навантаження, яке діє на провід в умовах експлуатації. Зовнішній провідниковий шар являє собою суцільну оболонку поверх центрального силового елемента. Вона виготовлена з алюмінію електротехнічних марок (наприклад А6, А7 та ін.) шляхом гарячого пресування з обтисненням на алюмінієвому пресі. За рахунок того, що алюміній наноситься при температурі близько 460 °C зовнішній провідниковий шар має високе відносне видовження (близько 30 %), що дозволяє заповнити алюмінієм всі вільні проміжки зовні силового елемента та забезпечує, разом зі скрученим центральним силовим елементом, достатню гнучкість проводу. В той же час обтиснення виключає механічне розшарування між зовнішнім провідниковим шаром та центральним силовим елементом, що забезпечує механічну стійкість проводу до дії розтягуючих зусиль. Для збільшення провідникового перерізу, поверх випресованого зовнішнього провідникового шару може бути нанесено навиванням додатковий шар круглих алюмінієвих дротин, що в цілому робить провід більш дешевим. Виконання проводу з одним полімерним стержнем та нанесеного навколо нього навиванням шаром круглих ущільнених алюмінієвих дротин (3) також робить провід більш дешевим. Одним з суттєвих недоліків відомого сталеалюмінієвого проводу є можливість проникнення вологи через зовнішній шар алюмінієвих дротин, що викликає руйнування внаслідок електрокорозії між елементами гальванічної пари "сталь - алюміній". В запропонованому проводі є тільки один провідниковий елемент (алюміній), що принципово виключає можливість електрокорозії, оскільки відсутня гальванічна пара з двох металів. Окрім цього алюмінієва оболонка захищає композитний матеріал центрального силового елемента від несприятливої 1 UA 91734 U 5 10 15 дії вологи та інших погодно-кліматичних факторів. За рахунок регулювання площ поперечного перерізу центрального силового елемента та зовнішнього провідникового шару можлива зміна в широких межах таких найважливіших експлуатаційних показників запропонованого проводу, як розривне зусилля, погонна вага та його електричний опір. Були виготовлені зразки запропонованого проводу, який складався з центрального силового елемента, скрученого з сімох (шість поверх одного) склопластикових профільованих (круглих) стержнів та нанесеного поверх шару алюмінію марки А7 методом гарячого пресування з обтисненням. Діаметр склопластикових стержнів складав 2,6 мм, а діаметр центрального силового елемента - 7,8 мм. Зовнішній діаметр проводу дорівнював 12,2 мм, а переріз 2 провідникового шару з алюмінію - 75 мм . Розривне зусилля центрального силового елемента складало приблизно 58000 Н і його погонна вага - 83,6 г/м. Загальна погонна вага проводу дорівнює 286,1 кг/км. Загальна вага приблизно рівноцінного сталеалюмінієвого проводу перерізом 95 мм, складає 252 кг/км, а його розривне зусилля - 1950 Н. Таким чином, при приблизно однаковому електричному опорі та вазі в розрахунку на 1 км, запропонований провід має розривне зусилля принаймні в кілька разів вище в порівнянні з існуючим сталеалюмінієвим проводом. Виготовлений провід пройшов промислові випробування і визнаний придатним для експлуатації в повітряних лініях електропередавання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 1. Провід для повітряних електромереж, що містить центральний силовий елемент та зовнішній провідниковий шар, який відрізняється тим, що центральний силовий елемент виконано скрученим з кількох полімерних стержнів з композитного матеріалу високої розривної міцності, а зовнішній провідниковий шар виготовлено з алюмінію електротехнічних марок та нанесено методом гарячого пресування з обтисненням на центральний силовий елемент. 2. Провід для повітряних електромереж за п. 1, який відрізняється тим, що центральний силовий елемент виконано з одного полімерного стержня з композитного матеріалу, а зовнішній провідниковий шар являє собою навиті та ущільнені алюмінієві дротини. 3. Провід для повітряних електромереж за п. 1, який відрізняється тим, що поверх нанесеного методом гарячого пресування зовнішнього провідникового шару з алюмінію додатково нанесений навиванням шар алюмінієвих дротин. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2