RU202337U1

RU202337U1 - Bare wire

Info

Publication number: RU202337U1
Application number: RU2020139647U
Authority: RU
Inventors: Владимир Юрьевич Бейнарович; Сергей Викторович Зинуков; Юрий Владимирович Филатов
Original assignee: Акционерное общество «Людиновокабель»
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2021-02-11

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкциям неизолированных проводов для воздушных линий электропередачи. Провод неизолированный состоит из сердечника 1, содержащего, по меньшей мере, одну композитную проволоку 2, выполненную из продольно ориентированных волокон углерода с прочностью на разрыв не менее 2137 МПа, и, по меньшей мере, одного токопроводящего повива 3, выполненного из холоднотянутых проволок из алюминиевого сплава, при этом волокна углерода в композитной проволоке 2 сердечника 1 имеют защиту из полимерной нити, наматываемой спирально, и полимерной матрицы, а проволоки токопроводящего повива 3 имеют прочность на разрыв не менее 162 МПа. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to electrical engineering, namely to the structures of bare wires for overhead power lines. Bare wire consists of a core 1 containing at least one composite wire 2 made of longitudinally oriented carbon fibers with a tensile strength of at least 2137 MPa, and at least one conductive layer 3 made of cold-drawn aluminum wires alloy, while the carbon fibers in the composite wire 2 of the core 1 are protected from a polymer thread, wound spirally, and a polymer matrix, and the wires of the conductive layer 3 have a tensile strength of at least 162 MPa. 4 c.p. f-ly, 2 dwg.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к конструкциям неизолированных проводов для воздушных линий электропередачи.The utility model relates to electrical engineering, namely, to the structures of bare wires for overhead power lines.

Известен провод неизолированный для воздушных линий электропередачи -патент РФ на полезную модель №106023, кл. Н01В 5/08, 2011. Известный провод содержит стальной сердечник выполненный из одной или нескольких стальных канатных оцинкованных или не оцинкованных проволок с временным сопротивлением разрыву каждой проволоки не менее 1570 Н/мм². Внутренние и внешние токопроводящие проволочные повивы провода выполнены из круглых или профилированных проволок из сплава алюминия с цирконием и железом с содержанием железа в сплаве от 0,05 до 0,5% и содержанием циркония от 0,08 до 0,28%. Недостатком известного технического решения является то, что несущий сердечник выполнен из канатной проволоки. Канатная проволока изготовлена из высокоуглеродистой стали и имеет комплекс механических свойств (прочность, пластичность), которые соответствуют ее назначению - использование в канатах и тросах для грузоподъемных устройств и механизмов. Однако применение канатной проволоки в несущем сердечнике неизолированных проводов не обеспечит надежной и безаварийной работы линий электропередачи в условиях ветровых и различного вида вибрационных нагрузок. Также возникают сложности монтажа провода с сердечником из канатной проволоки с арматурой из-за хрупкого разрушения проволоки в месте опрессовки арматуры.Known uninsulated wire for overhead power lines - RF patent for utility model No. 106023, class. Н01В 5/08, 2011. The known wire contains a steel core made of one or more steel rope galvanized or non-galvanized wires with a ultimate tensile strength of each wire of at least 1570 N / mm ² . Internal and external conductive wire layers of wires are made of round or profiled wires from an alloy of aluminum with zirconium and iron with an iron content in the alloy from 0.05 to 0.5% and a zirconium content from 0.08 to 0.28%. The disadvantage of the known technical solution is that the supporting core is made of rope wire. Rope wire is made of high-carbon steel and has a complex of mechanical properties (strength, ductility), which correspond to its purpose - use in ropes and cables for lifting devices and mechanisms. However, the use of rope wire in the bearing core of bare wires will not provide reliable and trouble-free operation of power transmission lines in conditions of wind and various types of vibration loads. There are also difficulties in assembling a wire with a rope wire core with reinforcement due to the brittle destruction of the wire at the place of crimping of the reinforcement.

Наиболее близким аналогом является провод неизолированный АССС -http://avatok.ru/download/accc-katalog.pdf. Провод содержит композитный сердечник, выполненный из одной проволоки (стержня) диаметром 5-12 мм с прочностью на разрыв не менее 2137 МПа. Стержень состоит из продольно ориентированных волокон углерода с защитой из продольно ориентированных волокон стекла в полимерной матрице. Провод содержит также не менее одного токопроводящего повива из проволок трапецеидальной формы из отожженого алюминия 1350-Н0 с прочностью 55-96 МПа и длительно-допустимой температурой нагрева 250°С.The closest analogue is the non-insulated wire АССС -http: //avatok.ru/download/accc-katalog.pdf. The wire contains a composite core made of one wire (rod) with a diameter of 5-12 mm with a breaking strength of at least 2137 MPa. The rod consists of longitudinally oriented carbon fibers protected by longitudinally oriented glass fibers in a polymer matrix. The wire also contains at least one conductive layer of trapezoidal wires made of annealed 1350-Н0 aluminum with a strength of 55-96 MPa and a long-term permissible heating temperature of 250 ° С.

Такой провод обладает относительно невысокими стойкостью к токам короткого замыкания и уровнем прочности провода на разрыв.Such a wire has a relatively low resistance to short-circuit currents and the level of wire breaking strength.

Целью настоящей полезной модели является создание провода неизолированного с повышенной стойкостью к токам короткого замыкания и более высоким уровнем прочности на разрыв.The purpose of this utility model is to provide an uninsulated wire with increased short-circuit current resistance and a higher level of breaking strength.

Указанный технический результат достигается тем, что провод неизолированный, состоит из сердечника, содержащего, по меньшей мере, одну композитную проволоку, выполненную из продольно ориентированных волокон углерода с прочностью на разрыв не менее 2137 МПа, и, по меньшей мере, одного токопроводящего повива, выполненного из холоднотянутых проволок из алюминиевого сплава. При этом волокна углерода вкомпозитной проволоке сердечника имеют защиту из полимерной нити, наматываемой спирально, и полимерной матрицы, а проволоки токопроводящего повива имеют прочность на разрыв не менее 162 МПа.The specified technical result is achieved in that the bare wire consists of a core containing at least one composite wire made of longitudinally oriented carbon fibers with a tensile strength of at least 2137 MPa, and at least one conductive layer made made of cold drawn aluminum alloy wires. In this case, the carbon fibers in the composite core wire are protected from a polymer filament wound spirally and a polymer matrix, and the conductive wires have a tensile strength of at least 162 MPa.

Сердечник провода может быть выполнен из одной проволоки или нескольких проволок, скрученных между собой с кратностью шага скрутки 10-16 в левом либо правом направлении. Диаметр проволоки сердечника составляет от 1,8 до 7,0 мм.The core of the wire can be made of one wire or several wires, twisted together with a twisting pitch of 10-16 in the left or right direction. The core wire diameter ranges from 1.8 to 7.0 mm.

Проволоки токопроводящего повива имеют круглую или профилированную форму в поперечном сечении.The conductive wires have a round or profiled cross-section.

Проволоки токопроводящего повива могут быть выполнены и из сплавов типа 1350-Н19 с длительно допустимой температурой нагрева 90°С или ZTAL с длительно допустимой температурой нагрева 210°С.Conductive wires can also be made of alloys of the 1350-H19 type with a long-term permissible heating temperature of 90 ° C or ZTAL with a long-term permissible heating temperature of 210 ° C.

Такие усовершенствования конструкции неизолированного провода позволяют обеспечить повышенную прочность и повышенную стойкость к токам короткого замыкания. Кроме того, выполнение сердечника из нескольких проволок повышает гибкость сердечника и его стойкость к неконтролируемым монтажным нагрузкам, в которых одновременно присутствуют изгибные напряжения и растягивающие рывковые нагрузки, приводящие к смятию волокон на внутренней стороне изгиба и последующему повреждению при растяжении; снижает кратно количеству проволок в сердечнике риск полного обрыва провода. Применение алюминиевых проволок из сплавов 1350-Н19 и ZTAL, вместо отожженного алюминиевого сплава 1350-Н0,обеспечивает стойкость к токам короткого замыкания до двух раз выше, чем у провода АССС; обеспечивает повышенную прочность провода за счет более высокой прочности проволоки из сплавов типов 1350-Н19 и ZTALHa 15-30%; обеспечивает равенство условий монтажа проводов с обычными проводами АС с точки зрения стойкости к механическим повреждениям токопроводящих повивов при раскатке и протяжке через препятствия, в то время как, отожженный алюминий провода АССС легко повреждается (заусенцы, царапины и т.п.), что приводит к увеличению потерь на корону; обеспечивает целостность провода даже при полном повреждении сердечника за счет прочности самого алюминия.These improvements in bare wire design allow for improved strength and short-circuit current resistance. In addition, the implementation of the core from several wires increases the flexibility of the core and its resistance to uncontrolled assembly loads, in which bending stresses and tensile jerks are simultaneously present, leading to collapse of fibers on the inner side of the bend and subsequent tensile damage; reduces the risk of complete wire breakage by a multiple of the number of wires in the core. The use of aluminum wires from alloys 1350-Н19 and ZTAL, instead of annealed aluminum alloy 1350-Н0, provides short-circuit current resistance up to two times higher than that of ACCC wire; provides increased strength of the wire due to the higher strength of wire from alloys of types 1350-H19 and ZTALHa 15-30%; provides equal installation conditions for wires with conventional AC wires in terms of resistance to mechanical damage to conductive layers during rolling and pulling through obstacles, while annealed aluminum of ACCC wires is easily damaged (burrs, scratches, etc.), which leads to increased losses for the crown; ensures the integrity of the wire even with complete damage to the core due to the strength of the aluminum itself.

На фиг. 1 показан провод неизолированный в поперечном сечении с однопроволочным сердечником и с повивом из круглых проволок; на фиг. 2 – провод неизолированный в поперечном сечении, с многопроволочным сердечником и с двумя повивами из профилированных проволок.FIG. 1 shows a bare wire in cross-section with a single-wire core and with a twist of round wires; in fig. 2 - bare wire in cross section, with a multi-wire core and with two layers of profiled wires.

Провод неизолированный состоит из композитного сердечника 1, выполненного из одной (фиг. 1) или нескольких проволок 2 (фиг. 2),выполненных из продольно ориентированных волокон углерода, и, по меньшей мере, одного проволочного повива 3, выполненного из круглых (фиг. 1) проволок 4 или профилированных проволок 5 (фиг. 2). В многопроволочном сердечнике 1 проволоки 2 скручены между собой с кратностью шага скрутки 10-16 в левом либо правом направлении.Bare wire consists of a composite core 1 made of one (Fig. 1) or several wires 2 (Fig. 2) made of longitudinally oriented carbon fibers, and at least one wire bundle 3 made of round (Fig. 1) wires 4 or profiled wires 5 (Fig. 2). In the multi-wire core 1, the wires 2 are twisted together with a twisting pitch of 10-16 in the left or right direction.

Полезная модель может быть изготовлена из современных материалов на базе существующей технологии с применением волочильного оборудования и оснастки для изготовления круглой и профильной проволоки и крутильного оборудования, содержащего приспособления для скрутки профилированных проволок, и наиболее эффективно может быть использована для передачи электрической энергии по цепям воздушных линий электропередачи.A utility model can be made of modern materials on the basis of existing technology using drawing equipment and tooling for the manufacture of round and shaped wires and twisting equipment containing devices for twisting shaped wires, and can be most effectively used to transfer electrical energy through overhead power transmission lines ...

Claims

1. Uninsulated wire, consisting of a core containing at least one composite wire made of longitudinally oriented carbon fibers with a tensile strength of at least 2137 MPa, and at least one conductive layer made of cold-drawn aluminum wires alloy, characterized in that the carbon fibers in the composite core wire are protected from a polymer filament wound spirally and a polymer matrix, and the conductive wires have a breaking strength of at least 162 MPa.

2. A wire according to claim 1, characterized in that the conductive wires are made of 1350-H19 aluminum alloy with a long-term permissible heating temperature of 90 ^° C.

3. A wire according to claim 1, characterized in that the conductive wires are made of ZTAL aluminum-zirconium alloy with a long-term permissible heating temperature of 210 ⁰ C.

4. Wire according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the conductive layer consists of round wires.

5. Wire according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the conductive layer consists of profiled wires.