Провод для воздушных линий электропередачи

Авторы патента:

Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно к конструкции проводов сверхдальних, магистральных, распределительных воздушных линий электропередачи и электрических сетей. Полезная модель может быть реализована в 4-х различных конструктивных вариантах. Вариант 1. Согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором. Согласно полезной модели, токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения, например, алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава. Предусмотрено, что композиционный несущий сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня диаметром от 2,3 до 75 мм. Согласно полезной модели композиционный несущий сердечник выполнен из армирующего волокна одного состава и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%. Композиционный несущий сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна. Предусмотрено, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника: содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C; содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-25% мас., остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника. При использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0. При использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0. Согласно полезной модели многопроволочная токопроводящая жила выполнена: в виде повива из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника; в виде повива из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника. Число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5. Между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм. Предусмотрено, что при конструктивной реализации композиционного сердечника с наружным защитным покрытием, защитное покрытие композиционного сердечника: выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C или термо- теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C; содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия; выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия; выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги. Вариант 2. Согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней, из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором. Композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы диаметром от 0,5 до 15 мм или из скрученных или нескрученных длинномерных стержней трапецеидальной или клиновидной формы, при этом диаметр композиционного сердечника многожильной конструкции составляет от 2,3 до 75 мм. В остальном вариант полезной модели 2 аналогичен конструктивным решениям, изложенным в варианте 1. Вариант 3. Согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник одножильной конструкции в виде длинномерного стержня, содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части композиционного сердечника, непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором. Предусмотрено, что упрочняющий спиральный каркас единичной жилы многожильного композиционного несущего сердечника выполнен из термостойкой арамидной или углеродной, полиэфирной, полиимидной, стеклянной, базальтовой нити или ровинга линейной плотностью до 1200 текс, имеющие предел прочности до 8 ГПа и способные длительно эксплуатироваться при температуре до 350°C. В остальном вариант полезной модели 3 аналогичен конструктивным решениям, изложенным в варианте 1. Вариант 4. Согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней, каждый из которых содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части длинномерных стержней композиционного сердечника непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором. Предусмотрено, что упрочняющий спиральный каркас единичной жилы многожильного композиционного несущего сердечника выполнен из термостойкой арамидной или углеродной, полиэфирной, полиимидной, стеклянной, базальтовой нити или ровинга линейной плотностью до 1200 текс, имеющие предел прочности до 8 ГПа и способные длительно эксплуатироваться при температуре до 350°C. В остальном вариант полезной модели 4 аналогичен конструктивным решениям, изложенным в варианте 1. Технический результат патентуемой полезной модели заключается в том, что разработанный провод, во всех патентуемых конструктивных вариантах реализации, позволяет: увеличить в 2-3 раза пропускную способность высоковольтных линий электропередачи; снизить на 15-25% вес провода воздушных линий электропередачи; обеспечить минимальный провис воздушного провода линии электропередачи и снизить нагрузки на опоры ВЛ, увеличить сроки межремонтного периода, при этом патентуемый провод отличается повышенной устойчивостью к знакопеременным нагрузкам, вибрации, изгибу, кручению, гибкостью и возможностью скручивания; увеличить температуру эксплуатации линий электропередачи. 4 н.п.ф., 11 ил.

Начиная с 20-х годов XX столетия и по настоящее время, в воздушных линиях электропередачи (ВЛ) широко используются неизолированные сталеалюминиевые провода (ГОСТ 839-80), конструкция и материалы которых за прошедшее время не претерпели каких-либо значимых изменений.

Как показывает анализ аварий на ВЛ, в 30% случаев причины нарушения электроснабжения связаны с обрывом передающего провода, который в условиях эксплуатации подвергается различным видам воздействия (вибрации возле зажимов, гололедно-изморозевым и ветровым нагрузкам и т.д.). Характерный для мировой экономики постоянный рост промышленного производства и потребления электроэнергии обуславливает необходимость повышения надежности, пропускной способности и снижение веса проводов воздушных линий.

Неизолированные стелеалюминиевые провода (АС) воздушных линий электропередачи сконструированы таким образом, чтобы в условиях эксплуатации механическая нагрузка в них равномерно распределялась между токоведущим алюминиевым повивом и стальным несущим сердечником. Токоведущий повив провода АС выполнен в виде скрученных проволок круглой или профилированной формы из алюминия электротехнического назначения марки А5Е, А7Е или из сплавов алюминия. Совершенно очевидно, что в условиях крупнотоннажного производства неизолированных проводов, замена материала токоведущего повива (замена проводникового материала, аналогичного по свойствам, доступности и стоимости алюминию) в ближайшей и отдаленной перспективе маловероятна. Стальной сердечник, являющийся по сути, вспомогательным элементом конструкции провода, вносит свой вклад в прочностные показатели готового изделия, утяжеляя провод примерно на одну треть. Замена материала сердечника может существенным образом изменить технические характеристики провода ВЛ, придав ему качественно новые показатели.

При выборе провода для реконструкции существующих линий электропередачи или строительства новых воздушных линий ведущие сетевые компании стремятся: увеличить пропускную способность ВЛ, уменьшить нагрузки на опоры, снизить гололедно-ветровую нагрузку на провод. При наличии, хотя бы двух вышеперечисленных признаков, провод считается перспективным для использования.

Реальной возможностью повышение пропускной способности (пиковых мощностей) ВЛ при минимальных затратах является повышение токовой нагрузки. Данный способ решения проблемы экономически обоснован, так как, несмотря на значительные омические потери электроэнергии за счет тепловой диссипации, не требует строительства новых линий или замены проводов и, соответственно опор.

Повышение токовой нагрузки приводит в условиях эксплуатации к разогреву провода. Применяемые в настоящее время неизолированные стелеалюминиевые провода АС имеют предел длительной эксплуатации 90°C. При температуре 100-110°C токоведущий повив неизолированного сталеалюминиевого провода начинает отжигаться, теряет прочность и провод разрушается или величина его провиса становится больше допустимой величины, определенной правилами безопасной эксплуатации высоковольтных линий. Значимого повышения пропускной способности ВЛ в случае повышения токовой нагрузки при использовании провода АС добиться невозможно.

Решением комплексной задачи повышения надежности неизолированного провода ВЛ в условиях эксплуатации, снижения его веса, увеличение пропускной способности с достижением существенного технико-экономического эффекта, является использование новых конструкционных материалов, в первую очередь материалов несущего сердечника. К числу таких материалов относятся волокнистые непрерывно армированные композиционные материалы с полимерной термореактивной матрицей. Современный уровень техники в области композиционных материалов позволяет достигнуть качественно новых показателей проводов ВЛ.

Непрерывно армированные композиционные материалы широко используются в настоящее для решения широкого спектра практических задач. К достоинствам данных материалов можно отнести: развитость сырьевой базы и технологии переработки материалов в изделия, возможность с высокой точностью заранее предсказывать эксплуатационные характеристики готового изделия по известным характеристикам их составляющих (связующего и наполнителя). Удельные показатели армированных высокопрочными волокнами (показатели, отнесенные к единице веса) композиционных материалов существенно превосходят характеристики металлов и сплавов. Использование композиционных материалов при изготовлении несущего сердечника проводов воздушных линий электропередачи позволит специалистам сетевых компаний решать задачи бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией, выбирая для себя в каждом конкретном случае какие из нижеперечисленных показателей провода являются приоритетными:

- уменьшение веса провода,

- повышение прочности провода,

- увеличение пропускной способности,

- совокупность всех перечисленных факторов.

Заявитель, исходя из сущности патентуемого технического решения, проанализировал характеристики и параметры известных в настоящее время отечественных и зарубежных проводов для воздушных линий электропередачи с композиционным сердечником. Проведенный анализ показал следующее.

Известен провод (патент РФ 2387035) состоящий из проволок, содержащих упрочняющий сердечник, покрытый слоем металлического проводникового материала высокой проводимости, при этом сердечник выполнен из композиционного материала с матрицей из синтетической смолы, модифицированной углеродными нанокластерами фуллероидного типа, концентрация которых равна 0,001-2,0 мас.%. В качестве металлического проводникового материала высокой проводимости могут быть использованы медь и/или алюминий или сталь или их сплавы с другими веществами. В качестве синтетической смолы использована термореактивная смола, например эпоксидная, или термостойкая термопластичная смола с температурой плавления выше 150°C. В качестве углеродных нанокластеров использованы фуллерены и/или нанотрубки, и/или астралены.

Известен провод ACCR компании 3М (патент US 20100038112) в котором сердечник выполнен из металлокомпозита, с наружным токопроводящем повивом из высокотемпературных алюминий-циркониевых проволок. Конструкция провода ACCR предусматривает, что и композитный сердечник, и наружный повив алюминий-циркониевых проволок дают вклад в прочность провода и его проводимость.

Композитный сердечник провода ACCR состоит из волокон из алюминиевой керамики высокой чистоты (оксид алюминия Al₂O₃) в матрице алюминия высокой чистоты. Каждый сердечник состоит из более чем 25000 сверхпрочных волокон Al₂ O₃. Керамические волокна являются непрерывными, осевой ориентации 0⁰, и полностью помещенными в алюминиевую матрицу. Наружный алюминий-циркониевый повив, является термостойким сплавом, который позволяет непрерывно работать при 210°C, с пиковыми нагрузками до 240°C.

Известен алюминиевый провод с композиционным сердечником (заявка РСТ WO 2005/040017, B65H) от компании Composite Technology Corp. (СТС).

Алюминиевый провод АССС от компании СТС имеет несущий сердечник, представляющий собой эпоксидную матрицу, армированную углеродными и стеклянными волокнами. Технология изготовления такого повода предусматривает, что во время процесса пултрузии непрерывное однонаправленное углеродное волокно формирует цельный сердечник цилиндрической формы, в то время как слой волокон из Е-стекла такой же ориентации укладывают вокруг наружной оболочки. Углеродные и стеклянные волокна пропитывают высокотемпературной эпоксидной смолой.

Слой стеклопластика решает следующие технические задачи:

- он отделяет углеволокно от проводящего алюминиевого токоведущего повива для предотвращения контактной коррозии;

- он «уравновешивает» более хрупкое углеродное волокно и улучшает гибкость сердечника.

Легкий электропроводящий кабель АССС от Composite Technology Corp. содержит, полученный пултрузией цельный структурный сердечник из эпоксидной матрицы, усиленной углеродными и стеклянными волокнами, покрытый проводящим отожженным алюминиевым проводом. Для получения цельного сердечника в виде стержня мокрый пучок волокон проводят через стальную фильеру и отверждают при 260°C.

Защитное наружное покрытие наносят и отверждают на линии производства. Стержень режется на нужную заказчику длину. Сердечники имеют диаметры от 12.7 мм до 69.85 мм, что дает плотность тока от 300 А до 3500 А на линию. В результате проводниковая система АССС может непрерывно работать при 180°C и может выдерживать кратковременные скачки до 200°C, с всего лишь 10%-м провисанием от величины провисания провода со стальным сердечником.

Алюминиевый повив провода АССС выполнен из скрученных токопроводящих жил, изготовленных из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава или отожженного сплава 1350, аналогичного по составу отечественным сплавам А5Е, А7Е.

Конструктивной и технологической особенностью сердечника провода АССС от компании СТС является то, что в его составе используют два и более высокопрочных, непрерывно армирующих сердечник волокна: стеклянное и углеродное волокно при этом формование сердечника осуществляется методом пултрузии. Данное обстоятельство заметно усложняет технологию производства такого сердечника и провода на его основе.

Известны варианты высокотемпературных проводов для линий электропередачи (патент РФ 100846, H01B 5/08). Конструкция проводов, изложенная в патенте РФ 100846 включает токопроводящую жилу, выполненную в виде проволок круглой или профилированной формы из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава или отожженного алюминия марки А5Е, А7Е и несущего композиционного сердечника, выполненного в виде длинномерного стержня или скрученных непрерывно армированных волокнами одного состава композиционных длинномерных стержней, содержащих на поверхности упрочняющий спиральный каркас. Существенным отличием проводов, изложенных в патенте РФ 100846 является способ безфильерного формования несущего композиционного сердечника, заключающийся в однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием на смоченный в связующем пучок волокон, за счет чего на поверхности стержней сердечника формируется упрочняющий спиральный каркас, придающий готовому изделию повышенную устойчивость к вибрации и знакопеременным нагрузкам.

Известны конструктивные варианты высокотемпературных проводов для линий электропередачи (патент РФ 2386183, H01B 5/08), реализованные на основе запатентованных модификаций композиционного несущего сердечника. Конструкции высокотемпературных проводов, приведенные в патенте РФ 2386183, наиболее близкие по технической сущности к патентуемой полезной модели и выбраны в качестве прототипа.

Провода для линий электропередачи, изготовленные на основе запатентованного несущего композиционного сердечника (патент РФ 2386183) имеют сердечник одно или многожильной конструкции.

Конструктивно сердечник представляет собой длинномерный стержень или скрученные длинномерные стержни из высокопрочного теплостойкого непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 1 ГПа, состоящего из высокопрочного армирующего волокна одного состава со степенью наполнения 30-85 мас.% и термореактивного теплостойкого полимерного связующего содержанием 15-70 мас.%.

Формование профиля несущего сердечника в виде длинномерного стержня осуществляют методом пултрузии. Предусмотрена возможность нанесения на сердечник наружного защитного покрытия в виде защитной лакотканевой оболочки.

Формование профиля несущего сердечника осуществляют также непосредственно в защитной наружной металлической оболочке. В этом случае, жгут армирующего волокна, пропитанного термореактивным теплостойким связующим, размещают на движущуюся алюминиевую ленту, которую свертывают вместе с пропитанным волокном в цилиндр в формообразующем устройстве.

Существенными недостатками проводов для линий электропередачи, изготовленных на основе несущего композиционного сердечника по технологии, приведенной в патенте РФ 2386183), являются:

- Заниженная степень наполнения композиционного сердечника армирующим волокном.

- Высокая стоимость компонентов теплостойкого связующего, обеспечивающего работу сердечника и соответственно провода в целом при температурах 150-300°C

- низкая эффективность металлической защитной оболочки сердечника провода в случае ее раскрытия в условиях эксплуатации для предотвращения термоокислительной деструкции сердечника.

- высокая паро- газопроницаемость лакотканевой оболочки сердечника, предопределяющих возможность развития термоокислительной и гидролитической деструкции связующего сердечника.

- относительно невысокая устойчивость провода к воздействию внешних активных факторов окружающей среды, таких как ветровая нагрузка, гололедо-изморозевые образования, удары молнии, обусловленная низкой компактностью токопроводящей жилы, изготовленной из скрученных алюминиевых проволок круглой формы без уплотнения.

- отсутствие в составе лакотканевой защитной оболочки и полимерной матрицы сердечника антипирренов, что обуславливает возможность возгорания провода в случае пиковых нагрузок или короткого замыкания. Данный недостаток ограничивает число теплостойких полимерных композиций пригодных для использования в данных элементах провода.

Технология формования жил в металлической оболочке (патент РФ 2386183) имеет определенные недостатки.

При затягивании смоченного пучка волокон в формующее устройство одновременно с металлической лентой может происходить: деформация ленты, приводящая к образованию на выходе складки или задира ленты, выдавливание связующего и армирующего волокна через щель не полностью сомкнувшейся металлической ленты. В результате данных процессов по длине отформованной жилы имеют место многочисленные дефекты.

Контроль подобных негативных последствий формования жил в металлической оболочке крайне затруднен, особенно при изготовлении жил малого диаметра. Гибкость жил, полученных методом формования в металлической оболочке, ограничена возможностью раскрытия этой оболочки при малых радиусах изгиба. В связи с этим при скрутке многожильного сердечника требуется дорогостоящее оборудование, использующее для открутки катушки большого диаметра. Раскрытие металлической оболочки жил сердечника, имеющей отличные от композиционной части теплофизические и физико-механические свойства может произойти и в процессе эксплуатации провода под действием внешних факторов (ветровая нагрузка, пляска провода, гололед, температурный нагрев), что приведет в конечном итоге к разрушению всего провода.

Состав и конструкция композиционного сердечника в патенте РФ 2386183, в том числе и используемые защитные покрытия, рассчитаны на длительную эксплуатация провода ВЛ при повышенных температурах (150-300°C). Практика использования высокотемпературных проводов зарубежными компаниями (СТС, 3М) показывает, что непосредственно при повышенной температуре провод эксплуатируется не более 8-10 часов в сутки. В остальное время провод находится при температуре окружающей среды. Данное обстоятельство в патенте РФ 2386183 не учитывается. Негерметичность металлической защитной оболочки, а также возможность проникновения влаги через защитную лакотканевую оболочку может привести к накоплению влаги непосредственно на поверхности сердечника, что приведет к негативным последствиям:

- развитие гидролитической деструкции связующего сердечника;

- вскипание влаги под защитной оболочкой сердечника в момент нагрева провода, с разрушением защитной оболочки и поверхности сердечника.

Указанная в патенте РФ 2386183 максимальная степень наполнения композиционного сердечника 85% является, по мнению авторов пределом, при достижении которого целостность композиционного сердечника будет нарушена. Заявителям при изготовлении опытных партий проводов, согласно настоящей патентуемой полезной модели удалось достичь степени наполнения композиционного сердечника базальтовым волокном на уровне 90-95% с достижением эксплуатационных показателей сердечника значимо отличающихся от показателей сердечника патента РФ 2386183. Прирост прочности готового сердечника на уроне 12-15% соответствовал расчетным тяжениям при подвесе провода. Другими словами, результат такого упрочнения соответствовал численным значениям механического напряжения в проводе в условиях эксплуатации.

Настоящая полезная модель решает техническую задачу:

- повышения надежности проводов воздушных линий электропередачи при их безопасной эксплуатации в интервале температур от -50°C до 300°C;

- увеличения пропускной способности воздушных линий электропередачи;

- изготовления проводов линий электропередачи, конструкция и прочностные параметры, которых позволяют уменьшить провис проводов воздушных линий электропередачи и снизить нагрузки на опоры ВЛ;

- повышения устойчивости проводов воздушных линий электропередачи к гололедно-изморозевым воздействиям и ветровым нагрузкам.

Решение поставленной технической задачи достигается следующим образом.

Патентуемая полезная модель предусматривает возможность решения поставленной технической задачи, в различных вариантах конструктивной реализации разработанного провода для воздушных линий электропередачи.

Вариант 1.

Согласно полезной модели, токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения, например, алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

Предусмотрено, что композиционный несущий сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня диаметром от 2,3 до 75 мм.

Согласно полезной модели композиционный несущий сердечник выполнен из армирующего волокна одного состава и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%.

Композиционный несущий сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

Предусмотрено, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника:

- содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

- содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-25% мас., остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

При использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

При использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

Согласно полезной модели многопроволочная токопроводящая жила выполнена:

- в виде повива из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника;

- в виде повива из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

- число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

- между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

Предусмотрено, что при конструктивной реализации композиционного сердечника с наружным защитным покрытием, защитное покрытие композиционного сердечника:

- выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°С или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°С или термо-теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°С.

- содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

- выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия.

- выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

Вариант 2.

Провод для воздушных линий электропередачи, аналогичный описанному в патенте РФ 2386183, содержащий композиционный несущий сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней, из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

Композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы диаметром от 0,5 до 15 мм или из скрученных или нескрученных длинномерных стержней трапецеидальной или клиновидной формы, при этом диаметр композиционного сердечника многожильной конструкции составляет от 2,3 до 75 мм.

Согласно полезной модели композиционный несущий сердечник:

- выполнен из высокопрочного армирующего волокна одного состава и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%.;

- содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

- полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

-содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-25% мас., остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

Предусмотрено, что токопроводящая жила выполнена алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения, например, алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

Согласно патентуемой полезной модели многопроволочная токопроводящая жила выполнена:

- в виде повива из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника;

- число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

- выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C или термо- теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов их сополимеров и производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

- содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

- выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

Предусмотрено, что при конструктивной реализации композиционного сердечника с наружным защитным покрытием, свободный объем сердечника многожильной конструкции в виде скрученных длинномерных стержней заполнен или не заполнен загущенными олигоорганосилоксанами или жидкими каучуками на основе кремнийорганических, уретановых и полисульфидных каучуков.

Согласно патентуемой полезной модели предусмотрен вариант конструктивной реализации провода с композиционным сердечником многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней, в котором каждый длинномерный стержень содержит наружное защитное покрытие, аналогичное по составу и назначению наружному защитному покрытию композиционного сердечника.

Вариант 3

Провод для воздушных линий электропередачи, аналогичный, описанному в патенте РФ 2386183, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник одножильной конструкции в виде длинномерного стержня, содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части композиционного сердечника, непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

Предусмотрено, что упрочняющий спиральный каркас единичной жилы многожильного композиционного несущего сердечника выполнен из термостойкой арамидной или углеродной, полиэфирной, полиимидной, стеклянной, базальтовой нити или ровинга линейной плотностью до 1200 текс, имеющие предел прочности до 8 ГПа и способные длительно эксплуатироваться при температуре до 350°C.

Предусмотрено, что композиционный сердечник одножильной конструкции выполнен из длинномерных стержней круглой формы диаметром от 2,3 до 75 мм.

Согласно полезной модели, композиционный сердечник содержит от двух до пяти типов армирующих волокон и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70%.

Предусмотрено, что композиционный сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

Согласно полезной модели, центральная часть, составляющая 50-95% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 100 до 600 ГПа, при этом внешняя часть, составляющая 5-50% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 50 до 300 ГПа

Предусмотрено, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°С, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

Согласно патентуемой модели при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

При использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

Согласно полезной модели многопроволочная токопроводящая жила выполнена:

- в виде повива из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника;

- число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

- выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C или термо- теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

- выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

Вариант 4

Провод для воздушных линий электропередачи, аналогичный, описанному в патенте РФ 2386183, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, согласно патентуемой полезной модели, композиционный сердечник многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней, каждый из которых содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части длинномерных стержней композиционного сердечника непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

Предусмотрено, что композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы диаметром от 0,5 до 15 мм.

Согласно полезной модели, длинномерные стержни композиционного сердечника содержат от двух до пяти типов армирующих волокон и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70%.

Согласно полезной модели, центральная часть, составляющая 50-95% площади сечения длинномерного стержня композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 100 до 600 ГПа, при этом внешняя часть, составляющая 5-50% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 50 до 300 ГПа

Предусмотрено, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

Согласно полезной модели многопроволочная токопроводящая жила выполнена:

- в виде повива из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника;

- в виде повива из предварительно профилированных проволок трапецеидальной, или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

- число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

- содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

- выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

Технический результат патентуемой полезной модели заключается в том, что разработанный провод, во всех патентуемых конструктивных вариантах реализации, позволяет:

- увеличить в 2-3 раза пропускную способность высоковольтных линий электропередачи;

- снизить на 15-25% вес провода воздушных линий электропередачи;

- обеспечить минимальный провис воздушного провода линии электропередачи и снизить нагрузки на опоры ВЛ, увеличить сроки межремонтного периода, при этом патентуемый провод отличается повышенной устойчивостью к знакопеременным нагрузкам, вибрации, изгибу, кручению, гибкостью и возможностью скручивания;

- увеличить температуру эксплуатации линий электропередачи. Провода высоковольтных линий электропередачи с несущими композиционными сердечниками способны длительно эксплуатироваться в интервале температур от -50°C до 300°C.

Сущность полезной модели поясняется нижеследующим описанием вариантов провода и графическими материалами, на которых представлены:

Фиг.1. - образец провода с композиционным сердечником одножильной конструкции;

Фиг.2 - образцы провода с неуплотненной, уплотненной токопроводящей жилой и с зазором между токопроводящей жилой и композиционным сердечником.

Фиг.3 - образец провода с композиционным сердечником одножильной конструкции с защитным наружным покрытием

Фиг.4 - образец провода с композиционным сердечником многожильной конструкции, выполненный из скрученных длинномерных стержней круглой или трапецеидальной формы;

Фиг.5 - образец провода с композиционным сердечником многожильной конструкции, выполненный из нескрученных длинномерных стержней круглой или трапецеидальной формы с защитным наружным покрытием;

Фиг.6 - образец провода с композиционным сердечником многожильной конструкции с защитным покрытием каждой жилы.

Фиг.7 - образец провода с одножильным композиционным сердечником, армированный волокнами разного состава.

Фиг.8 - образец провода с одножильным композиционным сердечником, армированный волокнами разного состава с защитным покрытием

Фиг.9 - образец провода с композиционным скрученным сердечником многожильной конструкции, армированный волокнами разного состава;

Фиг.10 - образец провода с композиционным скрученным сердечником многожильной конструкции, армированный волокнами разного состава, с защитным наружным покрытием;

Фиг.11 - схема технологической линии изготовления провода с одножильным композиционным сердечником, армированным волокнами разного состава, с защитным покрытием.

Согласно патентуемой полезной модели конструкции проводов высоковольтных линий электропередачи могут быть реализованы в различных конечных вариантах. Многовариантность конструкций проводов обусловлена широким спектром задач, которые решаются при использовании неизолированных проводов с композиционным сердечником в ВЛ для передачи электроэнергии на дальние расстояния. В конечном итоге сетевые компании при выборе типа провода с композиционным сердечником будут исходить из конкретных условий: тип местности, климатические особенности, величина передаваемой мощности, наличием стесненности в условиях передачи, типом используемой арматуры, технико-экономическими показателями и т.д. Вполне вероятна ситуация, когда на одной ВЛ, может использоваться различные варианты конструкций проводов с композиционным сердечником, описанные в патентуемой полезной модели. Тем не менее, в каждом конечном варианте провода достигается решение основных задач изобретения: снижение веса провода, повышение его прочности, надежности, пропускной способности. В зависимости от выбранного варианта конструкции провода, типом и соответственно свойствами используемых материалов, условиями производства и эксплуатации количественные показатели провода с композиционным сердечником могут отличаться друг от друга.

Вариант 1.

Патентуемый провод воздушных линий электропередачи в простейшем базовом варианте (фиг.1) содержит одножильный композиционный сердечник 1, и многопроволочную токопроводящую жилу 2.

Для изготовления одножильного композиционного сердечника используют длинномерные стержни диаметром от 2,3 до 75 мм.

В настоящее время в воздушных линиях электропередачи используются провода определенной номенклатуры. В этой связи геометрические размеры проводов с композиционным сердечником должны соответствовать существующим нормативным документам. Минимальный размер сердечника (2,3 мм) выбран для провода 25/4,3 (25 мм² - площадь токоведущего повива, 4,3 мм² - площадь сердечника). Использовать провод с композиционным сердечником, имеющим меньшее значение площади токоведущего повива (10/1,8) нецелесообразно.

Верхний предел диаметра одножильного композиционного сердечника (75 мм) определяется его гибкостью. Провода с композиционным сердечником более 75 мм крайне сложны как в производстве (из-за низкой гибкости), так и при подвесе провода на опоры ВЛ.

Для формирования композиционного сердечника 1 используют:

- армирующее волокно одного состава, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующим волокном составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%,

- в качестве армирующего волокна используют соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

Для формирования полимерной матрицы сердечника используют в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C, или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

Предусмотрено, что полимерная матрица композиционного сердечника содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10% мас. и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-25% мас., остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

Антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа и их синергические смеси предназначены для защиты материала покрытия от термоокислительной деструкции и старения в условиях эксплуатации. Антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, служат для снижения горючести материала покрытия в условиях максимальных токовых нагрузок и короткого замыкания.

Число повивов многопроволочной токопроводящей жилы 2, выполненных из проволок из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения, например, алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава, скрученных вокруг композиционного сердечника составляет от 1 до 5. Данное количество повивов (1-5) является оптимальным для всех конструктивных модификаций проводов ВЛ патентуемой полезной модели, поскольку позволяет наилучшим образом использовать весь диапазон прочностных, технологических и экономических параметров и характеристик, материалов и композиций, реализованных заявителем в патентуемых конструкциях проводах ВЛ.

Патентуемая полезная модель предусматривает возможность использования как неуплотненной, скрученной из проволок круглой формы 3 (Фиг.2), так и уплотненной токопроводящей жилы провода. Уплотнение токопроводящей жилы провода проводят для снижения коэффициента аэродинамического сопротивления провода, повышения его компактности, достигая тем самым увеличение устойчивости провода к воздействию внешних активных факторов окружающей среды, таких как ветровая нагрузка, гололедно-изморозевые образования, удары молнии. Уплотнение токопроводящей жилы провода осуществляется за счет скрутки предварительно профилированных проволок трапецеидальной 4 (Фиг.2) или Z-образной формы 5 (Фиг.2). Уплотненная токопроводящая жила может состоять из деформированных скрученных проволок 6 (Фиг.2), полученных после протягивания неуплотненного провода через фильеру (на фигуре не показана).

Согласно патентуемой модели при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава., имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составит 2,5-20,0. В этом случае механическая нагрузка на провод в условиях эксплуатации, равномерно будет распределяться между токопроводящей жилой и несущим сердечником. При использовании алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е данные соотношения по распределению нагрузок между сердечником и токоведущим повивом будут соблюдаться вплоть до температур 100-110°C, при превышении которых алюминиевый повив начинает отжигаться, теряя при этом прочность. Нижний предел отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника (2,5) характерен для наиболее высокопрочных проводов, использующихся в ВЛ с большими расстояниями между опорами (1 км и более). Увеличивать долю композиционного сердечника более установленной величины нецелесообразно из-за резкого снижения компактности и возрастания ветровых нагрузок. Верхний предел (20) характерен для проводов с большим сечением токопроводящей части 500 мм² и более, а также для максимально компактных проводов.

При применении для изготовления токопроводящей жилы предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е, вся механическая нагрузка провода в условиях эксплуатации воспринимается несущим сердечником. По этой причине, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника изменится и составит 1,5-16,0.

Патентуемая модель предусматривает в конструкции провода возможность наличия зазора 7 (Фиг.2) между несущим композиционным сердечником и внутренним ближайшим к сердечнику повивом токопроводящей жилы. Зазор 7 (Фиг.2) обеспечивает скольжение повивов токопроводящей жилы относительно композиционного сердечника при подвесе провода, что исключает механические нагрузки на алюминиевый токопроводящий повив в условиях эксплуатации. Провод с зазором, согласно патентуемой модели, подвешивается за несущий композиционный сердечник, воспринимающий в условиях эксплуатации всю механическую нагрузку. Данная конструкция провода определяет малое (определяемое только линейным коэффициентом расширения композиционного сердечника) удлинение (провисание) провода вследствие роста температуры. Выбранная величина зазора 7 (0,1-4 мм) обеспечивает скольжение токоведущего повива относительно сердечника при нагревании для всех конструктивных модификаций проводов ВЛ патентуемой полезной модели.

Необходимо отметить, что существенным достоинством патентуемого высокотемпературного провода на основе несущего композиционного сердечника является возможность многовариантной реализации конструкции провода за счет использования широко спектра исходных компонентов для формирования композиционного материала. При этом предусмотрено, что степень наполнения армирующим волокном в композиционном сердечнике составляет 30-95 мас.%, а содержание теплостойкого связующего составляет 5-70 мас.%.

Патентуемая полезная модель предусматривает возможность использования для изготовления композиционного несущего сердечника следующих типов армирующих волокон:

-стеклянные волокна, имеющие предел прочности 2-5 ГПа и модуль упругости 40-120 ГПа.

- углеродные арамидные, полиимидные, керамические, стеклянные, базальтовые, борные волокна, имеющие предел прочности 2-8 ГПа и модуль упругости 50-600 ГПа.

Согласно патентуемой полезной модели связующее представляет собой:

- эпоксидную композицию с температурой стеклования до 90-350°C;

- термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

Выбор типа армирующего волокна и связующего должен осуществляться в зависимости от задач и условий применения провода. При решении задач, связанных с облегчением провода (снижение нагрузки на опоры), повышении его компактности (снижение ветровых нагрузок), прочности и соответственно надежности, при условии эксплуатации в обычных условиях (температура -50-50°C) в качестве материала сердечника можно использовать стеклянные или базальтовые волокна, а в качестве связующего эпоксидиановые смолы с аминным отвердителем, имеющие температуру стеклования 90°C и более градусов.

Предел прочности при разрыве непрерывно армированного композиционного материала сердечника составляет не менее 0,5 ГПа. Данные значения предела прочности, с учетом удельных характеристик непрерывно армированных композиционных материалов, обеспечивают значения прочностных показателей провода с композиционным сердечником на уровне механических характеристик провода со стального сердечником. Максимальное значение предела прочности композиционного сердечника не определено, поскольку в ходе непрерывного процесса совершенствования и развития технологии армирующих волокон их прочностные показатели неуклонно возрастают. На данный момент известны арамидные волокна, имеющие максимальный предел прочности на уровне 9-10 ГПа.

В случае необходимости повышения пропускной способности провода за счет повышения токовой нагрузки, вызывающей разогрев провода, спектр материала связующего ограничивается. Как показывают расчеты и предварительные эксперименты, экономически обоснованно эксплуатация провода до температуры 250°C, что эквивалентно повышению пропускной способности в 4-5 раз. При дальнейшем повышении температуры эксплуатации провода, надежность присоединительной арматуры, элементов опор ВЛ, примыкающих к проводу, материала токоведущего повива при длительном использовании резко снижается.

Срок службы проводов ВЛ составляет не менее 50 лет. Учитывая случайные флуктуации температуры при эксплуатации, возможность дополнительного нагрева провода в летний период, а также вероятность короткого замыкания, максимально оправданная температура длительной эксплуатации связующего должна составлять 350°C.

Значительным достоинством настоящей полезной модели является возможность использования для промышленного производства проводов на основе композиционного сердечника широкого спектра алюминиевых сплавов, полимерных материалов и компонентов.

Известно, что несущий сердечник высоковольтного провода должен обладать высокими физико-механическими показателями, теплостойкостью и длительным сроком эксплуатации.

Механические показатели сердечника определяются свойствами армирующего волокна. Так:

- стеклянное волокно - прочное, низкомодульное, теплостойкое, дешевое, удовлетворительно хрупкое, устойчивое к знакопеременным нагрузкам;

-углеродное волокно - прочное, высокомодульное, теплостойкое, дорогое, хрупкое;

- арамидное волокно- высокопрочное, среднемодульное, ограниченно теплостойкое, мало хрупкое, очень дорогое.

Таким образом, любой Производитель проводов для высоковольтных линий электропередачи имеет широкий выбор потенциальных марок армирующего волокна, что позволяет выбирать оптимальную конструктивную, технологическую и производственную стратегию.

Высокая технологическая эффективность патентуемой полезной модели и производства патентуемого провода для воздушных линий электропередачи обусловлена найденным оптимальным соотношением армирующего волокна и связующего.

Известно, что чем меньше в композиционном сердечнике армирующего волокна, тем меньше его прочностные показатели. Установлено, что при 30 мас.% содержания армирующего волокна широко известные волокна, например, арамидное волокно «Русар», обеспечивают прочность сердечника на уровне 0,5 ГПа, что позволяет использовать такие сердечника в выпускаемых проводах. Минимально допустимые прочностные показатели сердечника определяют нижний предел содержания армирующего волокна - 30 мас.% (остальное связующее).

Теплостойкость сердечника определяется свойствами связующего. Так,

- эпоксидные связующие характеризуются высокой адгезией, прочностью, низкой усадкой, ограниченной теплостойкостью, средней ценой,

- полиэфирные связующие характеризуются средними значениями по всем показателям, удовлетворительной теплостойкостью;

кремнеорганические связующие характеризуются невысокой адгезией и прочностью, низкой усадкой, высокой теплостойкостью и химической стойкостью, высокой ценой.

Заявителем указывается, что при содержании связующего меньше 5 мас.%. может быть нарушена целостность сердечника (не достигается пропитка всех волокон). Данные технологические аспекты ограничивают максимальное содержание армирующего волокна на уровне 95 мас.%, (остальное связующее).

Таким образом, в патентуемой полезной модели допустимый диапазон содержания армирующего волокна установлен на уровне 30-95 мас.%, а связующего на уровне 5-70 мас.%.

Необходимо отметить, что специалисты, работающие в области разработки композиционных материалов, располагают соответствующими знаниями о наличии многообразных полимерных и композиционных материалов для конечной реализации всех вариантов патентуемого состава сердечника, помимо тех полимерных материалов, что приведены в качестве возможных вариантов реализаций.

Конкретная техническая реализация и идентификация всех возможных исходных компонентов и связующих для производства высокотемпературного провода и композиционного сердечника не представляет труда для специалистов, поскольку вытекает из уровня техники на основе практических данных и включает в себя известные стандартные связующие и компоненты, зафиксированные в различных научно-технических изданиях и справочниках (см. например, «Энциклопедию полимеров» т.1, 2, 3), на основе которых может быть получено требуемое связующее, в силу чего более подробное раскрытие этих исходных компонентов и связующих нецелесообразно.

Достоинством патентуемой полезной модели является возможность изготовления проводов на основе композиционного несущего сердечника одножильной и многожильной конструкции, как с внешним защитным покрытием, так и без защитного покрытия

Патентуемая полезная модель предусматривает возможность нанесения на композиционный сердечник 1 наружного защитного покрытия. В этом случае, патентуемый провод конструктивно содержит (фиг.3) одножильный композиционный сердечник 1, токопроводящую жилу 2 и защитное покрытие 8 сердечника 1.

Согласно полезной модели в качестве материала защитного покрытия 8 используют композиции полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C или термо- теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов их сополимеров и производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

Состав защитного покрытия 8 содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20% мас., и антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

Назначение антиоксидантов и антипиренов аналогично варианту их использования в составе термореактивного связующего сердечника. Степень их наполнения в защитном покрытии возрастает, в первую очередь за счет более широкого использования веществ неорганического происхождения.

Наружное защитное покрытие предназначено для защиты материала композиционного сердечника от гидролитической, фото- термоокислительной деструкции в условиях эксплуатации и снижения его горючести в случае пиковых нагрузок и коротких замыканий, что существенно расширяет спектр теплостойких полимерных композиций, пригодных для формирования матрицы композиционного сердечника.

Защитное наружное покрытие 8 (фиг.3) на сердечник наносят методом экструзии, или методами порошкового напыления, пневматического, газотермического, электростатического распыления, обеспечивающими получение качественного защитного покрытия.

Толщина защитного покрытия (0,1-2 мм) определяется в зависимости от газопроницаемости материала защитного покрытия и должна быть достаточной для ограничения доступа кислорода воздуха и влаги к композиционному сердечнику в условиях эксплуатации.

Предусмотрен вариант защитного покрытия выполненного из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия. Защитные покрытия данного типа особенно актуальны при эксплуатации провода в области повышенных температур 150°C-350°C, поскольку металлизированные ленты обладают повышенной газонепроницаемостью по кислороду. Минимальной газо- паропроницаемостью обладает спирально намотанная алюминиевая лента или фольга.

Наличие защитного покрытия обеспечивает возможность использования существенно более широко спектра материалов в качестве связующего сердечника и позволяет значимо повысить долговечность сердечника и соответственно провода в целом, за счет более высокой защищенности от воздействия активных факторов окружающей среды.

Провод, описанный в Варианте 1, патентуемой модели является самым простым в конструктивном отношении. Его достоинства - максимальная компактность, отсутствие в производстве операции скрутки сердечника. Недостатки: крайне низкая гибкость, малая устойчивость (относительная) к вибрации и малоугловым деформациям, необходимость использования при производстве дорогостоящих пултрузионных машин и специальной арматуры при подвесе на опоры ВЛ.

Вариант 2.

Согласно патентуемой полезной модели несущий композиционный сердечник провода может быть выполнен в виде многожильной конструкции (Фиг.4, 5, 6). В данной модификации патентуемый провод содержит центральную жилу 9 круглой формы многожильного сердечника 10 и многопроволочную токопроводящую жилу 2 (Фиг.4, 5, 6).

Провод, включающий токопроводящую жилу 2 и многожильный сердечник 10 из скрученных длинномерных стержней круглой формы 11 (Фиг.4, 6) или трапецеидальной формы 12 (фиг.4) или клиновидной формы (на фиг не показано) обладает высокой гибкостью, надежностью, устойчивостью к знакопеременным нагрузкам и вибрации, его подвес на опоры возможен с использованием стандартной арматуры. Использование профилированных стержней (трапецеидальной формы 12 (фиг.4, 5) или клиновидной формы) позволяет существенно повысить компактность сердечника и провода в целом.

Производство многожильного сердечника - трудозатратно, поскольку для изготовления, например, сердечника неизолированного провода типа 240/39 требуется отформовать не один стержень (Вариант 1), а 7 жил. Максимальное число жил при изготовлении проводов большого сечения может достигать 45. Кроме того, технология изготовления скрученного многожильного сердечника предусматривает дополнительную операцию - скрутка жил сердечника вокруг центральной жилы.

Предусмотрен вариант провода, включающего токопроводяшую жилу 2 и многожильный сердечник 10 из нескрученных длинномерных стержней круглой формы 11 (Фиг.5) или трапецеидальной формы 12 (фиг.5) или клиновидной формы (на фиг не показано).

Конструкция многожильного композиционного сердечника выполненного составным в виде нескрученных длинномерных стержней позволяет исключить технологическую операцию - скрутка сердечника с существенным повышением его надежности по сравнению с сердечником одножильной конструкции (Вариант 1).

Подвергаясь в условиях эксплуатации различным видам воздействия (ветровым, гололедно-изморозевым нагрузкам и т.д.) сердечник одножильной конструкции может быть поврежден. В результате повреждения сердечника на его поверхности может появиться дефект критического размера, распространение которого в глубь материала станет необратимым и приведет к обрыву провода. При повреждении составного сердечника в предельном случае возможен разрыв единичной жилы, а не всего сердечника. Кроме того, механические напряжения на поверхности единичной жилы составного сердечника меньше чем у сердечника одножильной конструкции и, следовательно, вероятность образования дефекта критического размера за счет повреждения поверхности меньше.

Согласно патентуемой полезной модели композиционный сердечник многожильной конструкции провода в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней может быть выполнен с наружным защитным покрытием 8 (Фиг.5). В данной модификации патентуемый провод содержит центральную жилу 9 многожильного сердечника 10, защитное покрытие многожильного сердечника 8, многопроволочную токопроводяшую жилу 2. Состав и назначение защитного покрытия аналогично Варианту 1.

Варианты провода с композиционным сердечником многожильной конструкции 10 в виде нескрученных длинномерных стержней круглой формы 11 и трапецеидальной формы 12 без защитного покрытия 8 и соответственно в виде скученных длинномерных стержней круглой формы 11 и трапецеидальной формы 12 с защитным покрытием 8 на Фиг 4, 5 не показаны.

Провод с композиционным сердечником многожильной конструкции 10, выполненный составным в виде нескрученных длинномерных стержней круглой формы 11 и трапецеидальной формы 12 или клиновидной формы может не содержать центральную жилу 9 (на фиг не показано).

Предусмотрен также конструктивный вариант провода, в котором свободный объем многожильного композиционного сердечника 10 в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней с наружным защитным покрытием 8 заполнен загущенными олигоорганосилоксанами 13 (Фиг.2) или жидкими каучуками на основе кремнийорганических, уретановых или полисульфидных каучуков. Скрученный композиционный сердечник многожильной конструкции имеет низкую компактность из-за наличия свободного объема. Заполнение свободного объема загущенными олигоорганосилоксанами или жидкими каучуками перед нанесением защитного покрытия является дополнительной (основной) защитой материала сердечника от воздействия активных факторов окружающей среды в условиях эксплуатации.

Одним из конструктивных вариантов реализации патентуемого провода с многожильным композиционный сердечником 10 (Фиг.6) является вариант, включающий многожильный композиционный сердечник 10, выполненный с наружным защитным покрытием 8, при этом каждая жила многожильного композиционного сердечника содержит наружное защитное покрытие 8 и многопроволочную токопроводящую жилу 2 в виде скрученных алюминиевых проволок.

Вариант 3

Согласно патентуемой полезной модели композиционный сердечник провода одножильной конструкции 14 (Фиг.7) может быть выполнен в виде длинномерного стержня непрерывно армированного волокнами разного состава и содержащего на поверхности упрочняющий каркас 15. При этом центральная (основная) часть сердечника 16 армируется высокомодульным волокном, а периферийная часть 17 - низкомодульным волокном. Провод также включает многопроволочную токопроводяшую жилу 2 (Фиг.7).

Композиционный сердечник одножильной конструкции 14 отличается от сердечника 1 (Фиг.1) способом формования и наличием на поверхности упрочняющего спирального каркаса 15 (Фиг.7). Одножильный сердечник 14 получают с помощью безфильерного формование методом намотки, производительность которого в десятки раз превышает производительность метода пултрузии по технологии B-stage, применяемого компанией СТС для аналогичных целей. Кроме того, наличие на поверхности сердечника упрочняющего каркаса 15 из теплостойких высокопрочных нитей придает изделию качественно новые свойства - высокую устойчивость к малоугловым знакопеременным нагрузкам, возникающим при «пляске» провода в условиях эксплуатации и являющейся одним из распространенных причин обрыва проводов ВЛ.

Центральная часть сердечника (50-95% площади сечения) армируется высокомодульными, высокопрочными волокнами (углеродные, керамические, арамидные), обладающими при этом повышенной хрупкостью (модуль упругости от 100 до 600 ГПа). Назначение центральной части сердечника 16 - обеспечение механической прочности сердечника и провода в целом в условиях эксплуатации. Внешняя периферийная часть сердечника (5-50%) армируется низкомодульными волокнами (модуль упругости от 50 до 300 ГПа), преимущественно стеклянными или базальтовыми, для которых характерна повышенная гибкость. Назначение внешней периферийной части сердечника 17 - защита центральной части сердечника от повреждений на стадии производства, предотвращение контактной коррозии между токоведущим алюминиевым повивом и армированным углеродным волокном сердечником (вариант сердечника). В целом более податливое механическим нагрузкам периферийная часть сердечника компенсирует жесткость центральной части. Наличие на поверхности сердечника упрочняющего спирального каркаса (принципиальное отличие от сердечника провода АССС) обеспечивает дополнительную надежность и долговечность провода патентуемого варианта полезной модели.

Использовать сердечник, содержащий центральную часть 16, армированную высокомодульными волокнами, площадь сечения которой, составляет менее 50%, нецелесообразно (эффект от использования высокопрочных, высокомодульных волокон незначителен). Для внешнего периферийного слоя 17, составляющего менее 5% площади сечения сердечника существует вероятность нарушения сплошности.

Предусмотрен вариант провода состоящего из многопроволочной токопроводящей жилы 2 и одножильного композиционного сердечника 14 (Фиг 8), в котором центральная часть 16 армирована высокомодульными волокнами, а внешняя, периферийная часть 17 - низкомодульными волокнами, и имеющего внешний упрочняющий каркас 15, а также защитное покрытие 8.

Вариант 4

Согласно патентуемой модели вариант провода, включающего многопроволочную токопроводящую жилу 2 и многожильный композиционный сердечник 18 (фиг 9), в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы 19, каждый из которых в центральной части 16 армирован высокомодульными волокнами, а внешняя, периферийная часть 17 - низкомодульными волокнами и содержит внешний упрочняющий каркас 15.

Предусмотрен вариант провода (Фиг.10) состоящего из многопроволочной токопроводящей жилы 2 и многожильный композиционный сердечник 18, в котором каждая жила в центральной части 16 армирована высокомодульными волокнами, а внешняя, периферийная часть 17 - низкомодульными волокнами, содержащего внешний упрочняющий каркас 15, а также наружное защитное покрытие 8.

Предусмотрен также конструктивный вариант провода с многожильным композиционным сердечником 18 (на фиг не показано) выполненного в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы 19, каждый из которых в центральной части 16 армирован высокомодульными волокнами, а внешняя, периферийная часть 17 - низкомодульными волокнами и содержит внешний упрочняющий каркас 15. имеющего наружное защитное покрытие 8, в котором свободный объем сердечника заполнен загущенными олигоорганосилоксанами или жидкими каучуками на основе кремнийорганических, уретановых или полисульфидных каучуков.

При изготовлении композиционного сердечника и провода ВЛ (Варианты 1-3) используется стандартное технологическое оборудование: пултрузионная машина, машины для скрутки сердечника и провода, экструзионная машина для нанесения защитного покрытия.

Изготовление провода с композиционным сердечником, армированным волокнами разного состава, например, одножильной конструкции (Вариант 3) осуществляют с помощью технологического оборудования, которое включает (фиг.11): шпулярник 20 с бобинами высокомодульного волокна 21 и низкомодульного волокна 22, термопечь 23 для удаления избыточной влаги из армирующих волокон, ванну пропитки 24, приспособление 25 для получения единого пучка смоченных связующим волокон, калибровочное отверстие 26, устройство спиральной намотки 27 термостойкой нити 28 на пучок смоченных армирующих волокон, термопечь 29 для отверждения связующего, экструдер для нанесения защитного покрытия 30, крутильную машину 31 скрутки проволок токопроводящей жилы вокруг композиционного сердечника и приемную катушку 32.

Сматывание, выравнивание, натяжение и подача высокомодульного волокна 21 и низкомодульного волокна 22 с бобин, прохождение их термопечи 23 и ванны пропитки 24 осуществляется по отдельным направляющим, вплоть до устройства формования многослойного сердечника 25, в котором пучки волокон объединяются и в дальнейшем формуются как единое целое.

Для обеспечения высокого качества, высокой производительности изготовления патентуемого провода и композиционного сердечника, максимального уменьшения технологического брака предусмотрена возможность выравнивания формируемого жгута из армирующих волокон для предотвращения их обрыва и скручивания в процессе изготовления композиционного сердечника. Это обеспечивается использованием выравнивающего устройства 33 (фиг.11). Выравнивающее устройство 33 может быть выполнено, например, в виде пластины с отверстиями для каждой нити армирующих волокон, сматываемого с катушек шпулярника, расположенных горизонтально на одной линии.

Возможно другое конструктивное решение выравнивающего устройства, обеспечивающее плоскопараллельное движение нитей, препятствующее их обрыву и скручиванию, на последующих технологических стадиях изготовления сердечника.

При изготовлении провода и несущего композиционного сердечника, армированного волокнами разного состава, предусмотрена возможность равномерного, постоянного натяжения каждой нити армирующего волокна в формуемом сердечнике с целью максимального использования механических свойств армирующих волокон в получаемом длинномерном композиционном стержне.

Для обеспечения равномерного постоянного натяжения при сматывании армирующих волокон на каждой катушки шпулярника 20 установлено натяжное устройство 34. Натяжное устройство 34 (фиг.11) может быть выполнено в виде пластины, прижимаемой с заданным усилием к щеке катушки шпулярника 20 пружиной или натяжных роликов, соединенных с каждой катушкой. Допускается использование любого другого натяжного устройства, обеспечивающего сматывание волокна с катушек с равномерным постоянным натяжением. Значение натяжения армирующих волокон в процессе изготовления сердечника определяют экспериментально в ходе предварительных технологических экспериментов. Цель экспериментов - определить минимальное значение натяжения волокон в процессе изготовления сердечника, при котором вклад армирующих волокон в прочность (предел прочности при растяжении) готового сердечника с учетом доли волокон в сечении сердечника составлял бы не менее 90-95% от прочности волокон в микропластике.

Изготовление патентуемого провода осуществляется на стандартном технологическом оборудовании.

Шпулярник 20 с бобинами армирующего волокна может иметь:

- различное количество катушек (от 1 до 850 штук) в зависимости от текса армирующих волокон и диаметра формуемого сердечника,

- различное пространственное расположение катушек, например, катушки располагают вертикально одна под другой (фиг.11), возможно горизонтальное расположение катушек - в ряд, возможна комбинация из вертикально и горизонтально расположенных катушек, в том числе катушек, сматывание с которых осуществляется без вращение катушки (неподвижно закрепленные катушки).

Термопечь 23, 29, ванна пропитки 24, экструдер 30 для нанесения защитного покрытия, крутильная машина 31 для скрутки проволок токопроводящей жилы вокруг композиционного сердечника и приемная катушка 32 имеют стандартную традиционную конструкцию.

Приспособление 25 предназначено для получения единого пучка смоченных связующим волокон, в котором центральную часть составляют высокомодульные волокна 21, а наружную периферийную часть - низкомодульные волокна 22. Конструктивно приспособление 25 может быть выполнено в виде двух пластин, последовательно расположенных друг за другом (на фиг. не показано). В первой пластине имеется центральное отверстие, через которое пропускается пучок высокомодульных волокон 21. Вокруг центрального отверстия первой пластины приспособления 25 выполнены от 2 до 50 отверстий, через которые пропускаются пучки низкомодульного волокна 22. После прохождения первой пластины приспособления 25 пучки низкомодульного волокна 22 равномерно распределяются вокруг центрального пучка высокомодульного волокна 21. Вторая пластина приспособления 25 имеет конусообразное отверстие, двигаясь по которому, каждый из пучков низкомодульного волокна 22 сближается с пучком высокомодульных волокон 21, обволакивая и прижимаясь к нему по касательной, формируя тем самым наружный слой композиционного сердечника.

Количество отверстий для низкомодульного волокна 22 в первой пластине приспособлении 25 выбирается исходя из геометрических размеров формуемого сердечника.

Калибровочное отверстие 26 служит для удаления лишнего связующего с пучка смоченных армирующих волокон и формования профиля стержня композиционного сердечника.

Устройство спиральной намотки 27 конструктивно представляет собой катушку с волокном для спиральной намотки, на которой имеются направляющие кольца для сматываемой нити, зажим, регулирующий усилия натяжения при намотке и служит для формования профиля композиционного сердечника в виде длинномерного стержня. Шаг намотки регулируется скоростью вращения устройства. Предусмотрено, что для спиральной намотки могут использоваться устройства, в которых одна (однозаходная намотка) или несколько (многозаходная намотка) катушек с нитями располагаются на вращающей раме или на нескольких вращающихся рамах (многозаходная, встречная перекрестная намотка).

Формование профиля стержня и упрочняющего повива 15 осуществляют путем спиральной намотки термостойкой нити 28 на пучок смоченных связующим армирующих волокон. Для получения заданного диаметра сердечника одножильной или многожильной конструкции опытным путем определяют и устанавливают требуемый диаметр калибровочного отверстия 26, шаг и усилие намотки термостойкой нити 28.

До начала серийного (промышленного) производства патентуемого провода на основе композиционного сердечника определенного состава и диаметра проводят технологические исследования, имеющие своей целью определение значений диаметра калибровочного отверстия 26, шага и усилия спиральной намотки термостойкой нити 28, при которых диаметр длинномерного отформованного стержня после отверждения связующего в термопечи 29, точно соответствовал требуемому диаметру сердечника (единичной жилы).

Подбор диаметр калибровочного отверстия 26, шага и усилия спиральной намотки термостойкой нити 28 на этапе технологических исследований, позволяет получать композиционный сердечник патентуемого провода требуемых размеров и свойств, используя широкий спектр волокнистых материалов и полимерных связующих.

Следует отметить, что термостойкие нити 28, например арамидные нити «Русар», имеющие предел прочности до 8 ГПА, используемые при спиральной намотке на сердечник, т.е. при формировании профиля сердечника и упрочняющего спирального каркаса 15 улучшают механические (усталостную прочность при малоугловых знакопеременных нагрузках, вибрационную стойкость) характеристики готового сердечника. Особенно сильно это влияние будет проявляться при использовании многозаходной, многорядной, перекрестной встречной спиральной намотке.

При изготовлении патентуемого провода с многожильным композиционным сердечником, армированным волокнами разного состава (Вариант 4) дополнительной технологической операцией является скрутка отформованных жил на стандартных крутильных машинах (на фигурах не показаны) с откруткой (катушки с жилами композиционного сердечника при сматывании дополнительно вращаются вокруг собственной оси). При скрутке многожильного композиционного сердечника используют стандартные схемы типа 1+6 т.е. вокруг центральной жилы на крутильных машинах скручивают 6 жил. В многожильном сердечнике обычно есть центральная жила и скрученные вокруг нее жилы.

Предварительные технологические эксперименты при изготовлении патентуемого провода с композиционным сердечником одножильной конструкции (фиг.7), типа 240/39 (240 мм² - площадь сечения токопроводящего части содержащей два повива из 26-ти проволок диаметром 3,7 мм из отожженного алюминия А5Е; 39 мм² - площадь сечения сердечника из единичной жилы диаметром 18,7 мм,) в котором внешняя часть армирована стеклянным ровингом (20% масс.) из Е стекла ГОСТ 17139-2000, центральная часть - углеродном волокном УКН (60% масс.), полимерная матрица получена на основе эпоксидного связующего (20% масс.), спиральный упрочняющий каркас выполнен из теплостойкой нити «Русар» (6,5 текс) показали:

- для композиционного сердечника установленного диаметра и состава при спиральном упрочняющем каркасе, выполненным однозаходной спиральной намотки оптимальными показателями являются: диаметр калибровочного отверстия - 18,55 мм, шаг намотки 1,5 мм, усилие намотки - 5 H.

- значение натяжения при сматывании с катушек стеклянного волокна составляет - 30 H.

- значение натяжения при сматывании с катушек углеродного волокна составляет - 50 H.

Лабораторное опробование опытно-промышленной партии (300 м) провода 240/39 с одножильным композиционным сердечником, армированный стеклянными и углеродными волокнами (диаметр сердечника 18,7 мм), изготовленным согласно патентуемой полезной модели, подтверждает, что композиционный сердечник провода имеет коэффициент температурного расширения (КТР) в 7 раз меньше стального сердечника сталеалюминиевого провода АС 240/39. КТР провода обеспечивает минимальный провис при повышенных температурах (не более 10% от провиса провода АС). Полученный провод с композиционным сердечником в 1,4 раза прочнее проводов АС. Низкий удельный вес, высокая пропускная способность за счет возможности длительной эксплуатации при температуре 200°C, позволяют рассматривать провода с композиционным сердечником в качестве перспективного провода воздушных линий электропередачи.

1. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, отличающийся тем, что композиционный сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, композиционный сердечник содержит защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

2. Провод по п.1, отличающийся тем, что композиционный сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня диаметром от 2,3 до 75 мм.

3. Провод по п.1, отличающийся тем, что композиционный несущий сердечник выполнен из армирующего волокна одного состава и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%.

4. Провод по п.1, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

5. Провод по п.1, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов, или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол, или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

6. Провод по п.1, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы, в количестве 5-25 мас.%, остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

7. Провод по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения.

8. Провод по п.1, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

9. Провод по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава, алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

10. Провод по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

11. Провод по п.1, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

12. Провод по п.1, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

13. Провод по п.1, отличающийся тем, что число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

14. Провод по п.1, отличающийся тем, что между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

15. Провод по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие композиционного несущего сердечника выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°С, или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°С, или термо-теплостойких композиций на основе, полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов, их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

16. Провод по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-70 мас.%, остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

17. Провод по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия.

18. Провод по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

19. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, отличающийся тем, что композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, композиционный сердечник содержит наружное защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

20. Провод п.19, отличающийся тем, что композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней круглой формы диаметром от 0,5 до 15 мм или из скрученных или нескрученных длинномерных стержней трапецеидальной или клиновидной формы, при этом диаметр композиционного сердечника многожильной конструкции составляет от 2,3 до 75 мм.

21. Провод по п.19, отличающийся тем, что композиционный несущий сердечник выполнен из армирующего волокна одного состава и термореактивного полимерного связующего, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%.

22. Провод по п.19, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

23. Провод по п.19, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов, или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол, или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

24. Провод по п.19, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-25 мас.%, остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

25. Провод по п.19, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения.

26. Провод по п.19, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

27. Провод по п.19, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава, алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

28. Провод по п.19, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

29. Провод по п.19, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

30. Провод по п.19, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

31. Провод по п.19, отличающийся тем, что число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

32. Провод по п.19, отличающийся тем, что между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

33. Провод по п.19, отличающийся тем, что защитное покрытие композиционного несущего сердечника выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C, или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C, или термо-теплостойких композиций на основе полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов, их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

34. Провод по п.19, отличающийся тем, что защитное покрытие содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-70% мас., остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

35. Провод по п.19, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия.

36. Провод по п.19, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

37. Провод по п.19, отличающийся тем, что свободный объем композиционного сердечника многожильной конструкции с наружным защитным покрытием заполнен или не заполнен загущенными олигоорганосилоксанами или жидкими каучуками на основе кремнийорганических, уретановых и полисульфидных каучуков.

38. Провод по п.19, отличающийся тем, что в композиционном сердечнике многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней каждый длинномерный стержень содержит наружное защитное покрытие или выполнен без наружного защитного покрытия.

39. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, отличающийся тем, что композиционный сердечник одножильной конструкции в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной, или многозаходной, или однорядной, или многорядной, или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части композиционного сердечника непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит наружное защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

40. Провод по п.39, отличающийся тем, что упрочняющий спиральный каркас единичной жилы многожильного композиционного несущего сердечника выполнен из термостойкой арамидной или углеродной, полиэфирной, полиимидной, стеклянной, базальтовой нити или ровинга линейной плотностью до 1200 текс, имеющих предел прочности до 8 ГПа и способных длительно эксплуатироваться при температуре до 350°C.

41. Провод п.39, отличающийся тем, что композиционный сердечник одножильной конструкции выполнен в виде длинномерного стержня круглой формы диаметром от 2,3 до 75 мм.

42. Провод по п.39, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит от двух до пяти типов армирующих волокон и термореактивное полимерное связующее, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70%.

43. Провод по п.39, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

44. Провод по п.39, отличающийся тем, что центральная часть, составляющая 50-95% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 100 до 600 ГПа, при этом внешняя часть, составляющая 5-50% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 50 до 300 ГПа.

45. Провод по п.39, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов, или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол, или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

46. Провод по п.39, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-25 мас.%, остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

47. Провод по п.39, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения.

48. Провод по п.39, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

49. Провод по п.39, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

50. Провод по п.39, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

51. Провод по п.39, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

52. Провод по п.39, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

53. Провод по п.39, отличающийся тем, что число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

54. Провод по п.39, отличающийся тем, что между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

55. Провод по п.39, отличающийся тем, что защитное покрытие композиционного несущего сердечника выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C, или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C, или термо-теплостойких композиций на основе полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов, их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

56. Провод по п.39, отличающийся тем, что защитное покрытие содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-70 мас.%, остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

57. Провод по п.39, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия.

58. Провод по п.39, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

59. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий композиционный сердечник и многопроволочную токопроводящую жилу, отличающийся тем, что композиционный сердечник многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, каждый из которых содержит на поверхности упрочняющий спиральный каркас, выполненный путем однозаходной, или многозаходной, или однорядной, или многорядной, или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием, при этом центральная и внешняя части длинномерных стержней композиционного сердечника непрерывно армированы волокнами разного состава, композиционный сердечник содержит наружное защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия, а многопроволочная токопроводящая жила выполнена из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы в виде повивов из проволок из проводниковых материалов круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника без зазора или с зазором.

60. Провод по п.59, отличающийся тем, что упрочняющий спиральный каркас единичной жилы многожильного композиционного несущего сердечника выполнен из термостойкой арамидной или углеродной, полиэфирной, полиимидной, стеклянной, базальтовой нити или ровинга линейной плотностью до 1200 текс, имеющих предел прочности до 8 ГПа и способных длительно эксплуатироваться при температуре до 350°C.

61. Провод п.59, отличающийся тем, что композиционный сердечник многожильной конструкции выполнен в виде длинномерных стержней круглой формы диаметром от 0,5 до 15 мм.

62. Провод по п.59, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит от двух до пяти типов армирующих волокон и термореактивное полимерное связующее, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующими волокнами составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70%.

63. Провод по п.59, отличающийся тем, что композиционный сердечник содержит в качестве армирующего волокна соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна.

64. Провод по п.59, отличающийся тем, что центральная часть, составляющая 50-95% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 100 до 600 ГПа, при этом внешняя часть, составляющая 5-50% площади сечения композиционного сердечника, содержит армирующие волокна с модулем упругости от 50 до 300 ГПа.

65. Провод по п.59, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-формальдегидных смол или дигидрофосфатных, полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

66. Провод по п.59, отличающийся тем, что полимерная матрица композиционного несущего сердечника содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 10 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния, алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-25 мас.%, остальное компоненты термореактивного связующего композиционного сердечника.

67. Провод по п.59, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия, меди или их сплавов электротехнического назначения.

68. Провод по п.59, отличающийся тем, что токопроводящая жила выполнена из алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава.

69. Провод по п.59, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил алюминия электротехнического назначения А5Е, А7Е или теплостойкого алюминий-циркониевого сплава, имеющих предел прочности 160 МПа и выше, отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного несущего сердечника составляет 2,5-20,0.

70. Провод по п.59, отличающийся тем, что при использовании в качестве материала токопроводящих жил предварительно отожженного алюминия А5Е, А7Е отношение сечения токопроводящей части провода к сечению композиционного сердечника составляет 1,5-16,0.

71. Провод по п.59, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок круглой формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

72. Провод по п.59, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из предварительно профилированных проволок трапецеидальной, Z-образной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника.

73. Провод по п.59, отличающийся тем, что число повивов токопроводящей жилы составляет 1-5.

74. Провод по п.59, отличающийся тем, что между токопроводящим повивом провода и композиционным сердечником отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

75. Провод по п.59, отличающийся тем, что защитное покрытие композиционного несущего сердечника выполнено на основе композиций полиэтилена, сополимеров полиэтилена, поливинилхлорида, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 100°C, или фторопластов, способных длительно эксплуатироваться при температурах до 250°C, или термо-теплостойких композиций на основе полиимидов, кремнийорганических полимеров, полиамидов, полифениленов, полигетероариленов, полиэфиров, полиэпоксидов, органосиликатов, полисульфонов, полифениленоксидов, их сополимеров и их производных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C.

76. Провод по п.59, отличающийся тем, что защитное покрытие содержит антиоксиданты фенольного, аминного, фосфитного типа или их синергические смеси в количестве от 0,2 до 20 мас.% и/или антипирены, в качестве которых используют бром-, хлор-, фосфорсодержащие органические соединения, гидрооксиды магния алюминия, полифосфат аммония, триоксид сурьмы в количестве 5-70 мас.%, остальное компоненты теплостойких композиций материала защитного покрытия.

77. Провод по п.59, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из теплостойкого материала в виде спиральной намотанной ленты, имеющей предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, или предварительно металлизированной ленты из теплостойкого материала, имеющего предел длительной эксплуатации от -50°C до 350°C, с последующим оплавлением ленты для формирования монолитного покрытия.

78. Провод по п.59, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из спирально намотанной алюминиевой ленты или алюминиевой фольги.

79. Провод по п.59, отличающийся тем, что свободный объем композиционного сердечника многожильной конструкции с наружным защитным покрытием заполнен или не заполнен загущенными олигоорганосилоксанами или жидкими каучуками на основе кремнийорганических, уретановых и полисульфидных каучуков.

80. Провод по п.59, отличающийся тем, что в композиционном сердечнике многожильной конструкции в виде скрученных или нескрученных длинномерных стержней каждый длинномерный стержень содержит наружное защитное покрытие или выполнен без защитного покрытия.

Соединительное звено линейной сцепной арматуры // 56732

Стол из системы экструдированных алюминиевых профилей // 91022

Зажим для крепления проводов электропередач и волоконно-оптических кабелей связи // 47580

Устройство для пропитки шпона // 121189

Зажим для соединения проводов контактной подвески // 64569

Устройство для получения термомодифицированных композиционных углеродных наноматериалов // 132791

Предложение относится к области элементоорганической химии, в частности, к технологии получения новых композиционных наноматериалов на основе углеродного и кремниевого компонентов.

Провод неизолированный // 97203

Конструкционный материал на основе синтактного пенопласта // 120390

Технологический комплекс для изготовления сложноармированных изделий из полимерных композиционных материалов // 122606

Высокотемпературный алюминиевый провод с несущим композиционным сердечником для воздушных линий электропердачи (варианты) // 100846

Балка пола самолета сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов с продольными и поперечными ребрами // 89069

Фрикционный элемент из полимерного композиционного материала // 68624

Провод преимущественно для перемычек и рельсовых соединителей // 79712

Экранирующий лоток для кабельного канала (экранированный кабель, провод, витая пара) // 132927

Предложение относится к электроэнергетике и может найти применение, в частности, на электрических подстанциях для защиты кабелей вторичных цепей (цепи управления, защиты и автоматики) от электромагнитных полей, создаваемых силовым оборудованием и первичными цепями подстанции. Технический результат полезной модели -снижение металлоемкости, увеличение срока службы и удешевление кабельного канала с обеспечением дополнительного экранирования электрических цепей кабеля, достаточного для защиты от внешних

Сборно-разборный конструктор // 98144

Электротехническая проволока из алюминиевого сплава // 94576

Насадка на тубу для светоотверждаемого композитного материала // 88946

Контактное устройство для соединения проводников // 47578

Рельсовый электрический соединитель с гибким биметаллическими сталемедными многопроволочными проводами // 61207

Композиционный материал для очистки воды от радиоактивного цезия // 47565