Провод для воздушных линий электропередачи

Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к алюминиевым проводам с композитным сердечником для воздушных линий электропередачи.

Технический результат полезной модели - повышение прочности и долговечности провода с композитным сердечником.

Структура провода включает одностержневой композитный сердечник (1) на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, изолирующую оболочку (2) в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, многопроволочную токопроводящую жилу (3) из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, навитую поверх сердечника (1), снабженного оболочкой (2). Повивы токопроводящей жилы (3) выполнены из проволок трапециевидного профиля. Профилированные проволоки предварительно уложены с остаточными зазорами между ними и дополнительно обжаты уплотняющими роликами. Проволоки повивов выполнены на основе алюминия с добавкой цикория. 2 з.п.ф., 1 ил.

Область техники

Полезная модель относится к области электроэнергетики, а именно к алюминиевым проводам с композитным сердечником для воздушных линий электропередачи (ВЛ).

Уровень техники

Известен провод для ВЛ, содержащий композиционный сердечник одножильной конструкции в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного углеродным волокном композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 0,5 ГПа, и многопроволочную токопроводящую жилу в виде повивов из проводящих проволок круглой или профилированной формы, скрученных вокруг композиционного сердечника [патент RU 105515 от 19.01.2011].

Этот провод выбран в качестве прототипа полезной модели.

Недостаток провода - невысокая прочность на разрыв и возможность коррозии провода из-за контакта углеродных волокон композиционного сердечника с алюминиевой токоведущей жилой, так как эти материалы являются гальванической парой.

Задача полезной модели - изолировать композитный сердечник от токоведущих повивов и повысить его прочность.

Раскрытие существа полезной модели

Предметом полезной модели является провод для воздушных линий электропередачи, содержащий одностержневой композитный сердечник на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, и навитую поверх композитного сердечника многопроволочную токопроводящую жилу из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, при этом сердечник снабжен изолирующей оболочкой в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, и обработан ультразвуком до отверждения связующего.

Технический результат полезной модели - повышение прочности и долговечности провода с композитным сердечником.

Полезная модель имеет развития.

Первое из них состоит в том, что повивы токопроводящей жилы выполнены из проволок трапециевидного профиля, которые предварительно уложены с остаточными зазорами между ними и дополнительно обжаты уплотняющими роликами.

Это позволяет повысить плотность прилегания повивов токопроводящей жилы к изолирующей оболочке и друг к другу.

Второе развитие состоит в том, что проволоки повивов выполнены на основе алюминия с добавкой цикория.

Это повышает термостойкость токопроводящей жилы провода. Осуществление полезной модели с учетом ее развитии

На фиг.1 представлена структура провода.

Она включает одностержневой композитный сердечник 1 на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, изолирующую оболочку 2 в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, многопроволочную токопроводящую жилу 3 из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, навитую поверх сердечника 1, снабженного оболочкой 2.

Повивы токопроводящей жилы 3 выполнены из проволок трапециевидного профиля. Профилированные проволоки предварительно уложены с остаточными зазорами между ними и дополнительно обжаты уплотняющими роликами.

Проволоки повивов могут быть выполнены на основе алюминия с добавкой цикория, например, из сплава по патенту RU 2441090.

Сердечник 1 изготавливают методом пултрузии, который предусматривает смачивание углеродных волокон сердечника 1 и охватывающих их стеклянных волокон оболочки 2 в ванне с жидким эпоксидным связующим, пропускание пучка из смоченных связующим углеродных и стеклянных волокон через формообразующую фильеру и нагревание для отверждения связующего. При прохождении волокон сердечника через ванну и фильеру (т.е. до отверждения связующего) их обрабатывают ультразвуком. Это способствует удалению пленок различного рода (воздушных, масляных, грязевых, влажных) с поверхности волокон, ускоряет впитывание эпоксидного связующего в армирующие волокна и повышает его адгезию к ним.

Диаметр композитного сердечника составляет 5,5÷10,3 мм, толщина его изолирующей оболочки не менее 0,3 мм. Прочность на разрыв композитного сердечника не менее 2,0 ГПа.

Для формирования токоведущей жилы 3 на сердечник 1, покрытый оболочкой 2, наматывают повивы из профилированных проволок, выполненных из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава. Проволоки предварительно укладывают на оболочку 2 или на предыдущий повив так, чтобы между проволоками в повиве оставались небольшие зазоры. Затем с помощью уплотняющих роликов очередной повив обжимают, устраняя зазоры, оставшиеся после предварительной укладки. При этом повышается плотность прилегания повивов токопроводящей жилы к изолирующей оболочке и друг к другу.

В процессе эксплуатации на композитный сердечник, являющийся несущим элементом провода, ложится основная часть механической нагрузки, прилагаемой к проводу. Введение изолирующей оболочки в состав композитного сердечника и его ультразвуковая обработка до отверждения связующего исключили коррозийные явления в проводе и повысили прочность на разрыв композитного сердечника в четыре раза по сравнению с прототипом.

1. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий одностержневой композитный сердечник на основе эпоксидного связующего, армированного углеродными волокнами, и навитую поверх композитного сердечника многопроволочную токопроводящую жилу из одного или нескольких повивов термостойкой проволоки на основе алюминия, при этом сердечник снабжен изолирующей оболочкой в виде направленных вдоль провода стекловолокон, армированных в эпоксидное связующее, и обработан ультразвуком до отверждения связующего.

2. Провод по п.1, в котором повивы токопроводящей жилы выполнены из проволок трапециевидного профиля, которые предварительно уложены с остаточными зазорами и дополнительно обжаты уплотняющими роликами.

3. Провод по п.1, в котором проволоки повивов выполнены на основе алюминия с добавкой цикория.