RU2011153876A - Провод для воздушных линий электропередачи и способ его изготовления - Google Patents

Abstract

1. Провод для воздушных линий электропередачи, отличающийся тем, что каждая проволока токопроводящей жилы провода содержит композиционный сердечник из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности на разрыв не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 40 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1·101/°C, состоящий из армирующего волокна одного состава со степенью наполнения 30-95 мас.% и термореактивного полимерного связующего содержанием 5-70 мас.%.2. Провод по п.1, отличающийся тем, что в качестве армирующего волокна композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы используют стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.3. Провод по п.1, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы представляет собой эпоксидную композицию с температурой стеклования не менее 100°C.4. Провод по п.1, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы, имеющее температуру стеклования выше 100°C, изготавливают на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов; кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-альдегидных смол или полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых композиций, их производных и сополимеров, в том числе наномодифицированных, например вискерами или графенами.5. Провод по п.1, отличающийся тем, что проволоки токопроводящей жилы провода изготавливают из меди, алюминия или их сплавов.6. Провод по п.1, отлич

Claims (32)

1. Провод для воздушных линий электропередачи, отличающийся тем, что каждая проволока токопроводящей жилы провода содержит композиционный сердечник из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности на разрыв не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 40 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1·10^-5 1/°C, состоящий из армирующего волокна одного состава со степенью наполнения 30-95 мас.% и термореактивного полимерного связующего содержанием 5-70 мас.%.

2. Провод по п.1, отличающийся тем, что в качестве армирующего волокна композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы используют стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.

3. Провод по п.1, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы представляет собой эпоксидную композицию с температурой стеклования не менее 100°C.

4. Провод по п.1, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок токопроводящей жилы, имеющее температуру стеклования выше 100°C, изготавливают на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов; кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-альдегидных смол или полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых композиций, их производных и сополимеров, в том числе наномодифицированных, например вискерами или графенами.

5. Провод по п.1, отличающийся тем, что проволоки токопроводящей жилы провода изготавливают из меди, алюминия или их сплавов.

6. Провод по п.1, отличающийся тем, что проволоки многопроволочной токопроводящей жилы круглой формы имеют диаметр от 1 до 25 мм.

7. Провод по п.1, отличающийся тем, что проволоки многопроволочной токопроводящей жилы имеют предварительно профилированную трапецеидальную или клиновидную форму.

8. Провод по п.1, отличающийся тем, что отношение площади сечения металлической части проволок токопроводящей жилы провода к площади сечения композиционного сердечника проволок составляет 0,5-50.

9. Провод по п.1, отличающийся тем, что провод выполнен в виде однопроволочной токопроводящей жилы с композиционным сердечником диаметром от 3 до 75 мм.

10. Провод по п.1, отличающийся тем, что в многопроволочной токопроводящей жиле провода проволоки с композиционным сердечником равномерно распределены по сечению провода, составляя при этом не менее 10% от общего числа проволок в каждом повиве, а остальные проволоки токопроводящей жилы провода имеют форму, размер и тип проводникового материала одинаковый с проволоками, содержащими композиционный сердечник.

11. Провод по п.1, отличающийся тем, что внешний повив многопроволочной токопроводящей жилы провода содержит антиобледенительное покрытие, например, на основе кремнеорганических композиций.

12. Провод для воздушных линий электропередачи, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок круглой или профилированной формы без зазора или с зазором, скрученных вокруг единичной проволоки или стренги из скрученных или нескрученных проволок, содержащих композиционный сердечник из непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности на разрыв не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 40 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1·10^-5 1/°C, состоящий из армирующего волокна одного состава со степенью наполнения 30-95 мас.% и термореактивного полимерного связующего содержанием 5-70 мас.%.

13. Провод по п.12, отличающийся тем, что в качестве армирующего волокна проволок с композиционным сердечником используют стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, стеклянные, базальтовые или борные волокна, имеющие предел прочности менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.

14. Провод по п.12, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок представляет собой эпоксидную композицию с температурой стеклования не менее 100°C.

15. Провод по п.12, отличающийся тем, что связующее композиционного сердечника проволок, имеющее температуру стеклования выше 100°C, изготавливают на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов; кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-альдегидных смол или полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых композиций, их производных и сополимеров, в том числе наномодифицированных, например вискерами или графенами.

16. Провод по п.12, отличающийся тем, что проволоки токопроводящей жилы провода, в том числе и проволоки с композиционным сердечником изготавливают из меди, алюминия или их сплавов.

17. Провод по п.12, отличающийся тем, что отношение площади металлической части проволок с композиционным сердечником к площади композиционного сердечника в сечении проволок составляет 0,5-50.

18. Провод по п.12, отличающийся тем, что проволоки стренги имеют предварительно профилированную трапецеидальную или клиновидную форму.

19. Провод по п.12, отличающийся тем, что проволоки стренги круглой формы имеют диаметр от 1 до 25 мм.

20. Провод по п.12, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила выполнена в виде повивов из проволок, скрученных вокруг единичной проволоки с композиционным сердечником круглой формы диаметром от 2 до 75 мм.

21. Провод по п.12, отличающийся тем, что число повивов многопроволочной токопроводящей жилы провода, скрученных вокруг единичной проволоки, или стренги из скрученных или нескрученных проволок, содержащих композиционный сердечник составляет 1-10.

22. Провод по п.12, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила провода выполнена из предварительно профилированных проволок трапецеидальной или Z-образной формы.

23. Провод по п.12, отличающийся тем, что между многопроволочным токопроводящим повивом провода и единичной проволокой или стренгой из скрученных проволок, содержащих композиционный сердечник отсутствует зазор или выполнен зазор 0,1-4 мм.

24. Провод по п.12, отличающийся тем, что внешний повив многопроволочной токопроводящей жилы провода содержит антиобледенительное покрытие, например, на основе кремнеорганических композиций.

25. Способ изготовления неизолированного провода воздушных линий электропередачи, включающий сматывание непрерывных армирующих волокон с катушек, пропитку полученного жгута полимерным связующим, формование профиля проволок с композиционным сердечником провода, отверждение связующего, намотку изготовленной проволоки с непрерывно армированным композиционным сердечником на катушки крутильной машины, скрутку проволок в провод на крутильных машинах и намотку готового провода на приемный барабан, отличающийся тем, что после смотки армирующих волокон с катушек полученный жгут затягивают в металлическую трубу, пропитывают жгут армирующих волокон полимерным связующим путем заполнения металлической трубы полимерным связующим, формуют профиль проволоки провода, при этом формование профиля проволоки требуемых размеров, происходит при волочении металлической трубы с находящимся внутри жгутом армирующих волокон, смоченным полимерным связующим через волоки волочильного стана, отверждают связующее, после чего последовательно осуществляют намотку изготовленных проволок на катушки крутильной машины, скрутку проволок на крутильных машинах в провод с последующей намоткой готового провода на приемную катушку.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что для изготовления проволок провода с композиционным сердечником используют металлические трубы из алюминия, меди или их сплавов.

27. Способ по п.25, отличающийся тем, что для формирования композиционного сердечника проволок используют высокопрочное армирующее волокно одного состава, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующим волокном составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%.

28. Способ по п.25, отличающийся тем, что для формирования композиционного сердечника проволок в качестве армирующего волокна используют соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна, имеющих предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.

29. Способ по п.25, отличающийся тем, что для формирования полимерной матрицы композиционного сердечника проволок провода используют в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования не менее 100°C, или термореактивные связующие, имеющие температуру стеклования выше 100°C, на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов; кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенол-альдегидных смол или полициануратных, борорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых композиций, их производных и сополимеров, в том числе наномодифицированных, например вискерами или графенами.

30. Способ по п.25, отличающийся тем, что отверждение связующего композиционного сердечника проволок провода осуществляют в термопечи или токами высокой частоты.

31. Способ по п.25, отличающийся тем, что после смотки армирующих волокон с катушек их направляют в термопечь для удаления избыточной влаги.

32. Способ по п.25, отличающийся тем, что формование профиля проволок с композиционным сердечником в металлическую трубу происходит при волочении металлической трубы с находящимся внутри длинномерным стержнем из непрерывно армированного композиционного материала, изготовленным методами пултрузии или спиральной намоткой, смоченным или несмоченным полимерным связующим.