RU226252U1 - Грозозащитный трос повышенной надёжности - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности грозозащитного троса за счет снижения риска его коррозионного разрушения. Грозозащитный трос содержит центральный элемент и скрученные вокруг него стальные проволоки, плакированные термостойким алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe. 4 з.п. ф-лы.

Description

Область техники

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к конструкциям грозозащитных тросов, применяемых в качестве молниеотводов для защиты токопроводящих проводов от прямых ударов молний на воздушных линиях электропередачи.

Уровень техники

Наиболее близким аналогом (прототипом) является трос одинарной свивки, состоящий из стальных оцинкованных проволок круглого сечения с увеличенной поверхностной плотностью цинка на 5% от нормированной, свитых в 2-3 концентрических слоя, с углом свивки в наружном слое, равным 16-20°, по типу полосового касания со степенью обжатия площади поперечного сечения 7-9%, причем второй слой выполнен из чередующихся проволок, имеющих разный диаметр, при этом соотношение диаметра центральной стальной оцинкованной проволоки к диаметру троса составляет 1:(4,2-5,3) (патент RU № 202972 «Трос одинарной свивки», М.кл. H01B 5/08, опубликованный 17.03.2021).

Недостатком прототипа является невысокая надежность грозозащитного троса, обусловленная возможностью разрушения цинкового покрытия, и последующего коррозионного разрушения стальных проволок троса.

В прототипе при ударе молнии проводником для отвода тока высокого напряжения выступают стальные проволоки, а для защиты стальной проволоки от коррозии использовано цинковое покрытие. Как известно, сталь имеет высокое электрическое сопротивление и низкую электропроводность, вследствие чего при частых ударах молний или при ударах молний с большой энергией грозозащитный трос может нагреваться до температуры 400°С и более. При этом цинковое покрытие при температуре свыше 100°С растрескивается и отделяется от стали. В результате стальные проволоки, не защищенные цинком, коррозируют и разрушаются, что приводит к обрывам грозозащитного троса.

Техническая проблема, решаемая при осуществлении полезной модели, заключается в необходимости повышения надежности грозозащитного троса.

Раскрытие сущности полезной модели

Техническим результатом полезной модели является разработка грозозащитного троса повышенной надежности за счет снижения риска его коррозионного разрушения.

Сущность полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата: грозозащитный трос содержит центральный элемент и скрученные вокруг него стальные проволоки, плакированные термостойким алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe.

Стальные проволоки являются основным несущим элементом конструкции, обеспечивающим высокую механическую прочность грозозащитного троса. Защитное покрытие из термостойкого алюминиевого сплава системы Al-Zr-Fe наносится на стальные проволоки методом плакирования – холодной сваркой металлов за счет высокой сдавливающей силы. Благодаря глубокой диффузии обеспечивается прочный контакт между сталью и алюминиевым сплавом, что позволяет обеспечить монолитность проволоки и ее высокую коррозионную стойкость.

Применение плакированного покрытия из термостойкого алюминиевого сплава системы Al-Zr-Fe позволяет значительно снизить вероятность перегрева грозозащитного троса, поскольку при ударе молнии, алюминиевое покрытие троса за счет высокой электропроводности служит основным проводником для отвода тока высокого напряжения. За счет значительно меньшего, в сравнении со сталью, электрического сопротивления алюминиевого сплава системы Al-Zr-Fe, нагрев грозозащитного троса при ударах молний существенно снижен. Более того, даже в районах с повышенной интенсивностью грозовой деятельности перегрев грозозащитного троса, который может быть вызван частыми ударами молний, не ведет к снижению механических свойств алюминиевого защитного покрытия за счет высокой термостойкости алюминиевого сплава системы Al-Zr-Fe, обеспечиваемой введением в его состав циркония, значительно повышающего температуру рекристаллизации. Добавление в сплав железа повышает его прочность, что также влияет на достижение технического результата.

Таким образом, грозозащитный трос из стальных проволок, плакированных термостойким алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe обладает повышенной надежностью, поскольку лишен недостатков прототипа – благодаря высокой электропроводности и термостойкости плакированного покрытия существенно снижен риск его перегрева и разрушения, ведущего к коррозионному разрушению грозозащитного троса.

Дополнительно грозозащитный трос может содержать один или несколько встроенных оптических модулей в виде плакированной алюминием или алюминиевым сплавом трубки из стали, в том числе нержавеющей, заполненной гидрофобным заполнителем и оптическими волокнами. Расположен оптический модуль в качестве центрального элемента или встроен в повив.

Дополнительно может применяться пластическое обжатие грозозащитного троса. Данное техническое решение повышает надежность, поскольку более гладкая поверхность и компактный размер грозозащитного троса снижает действующую на него гололедно-ветровую нагрузку, что предотвращает возникновение повышенных механических напряжений в месте контакта троса с зажимом опоры воздушной линии электропередачи, которые могут привести к разрушению защитного плакированного покрытия и последующему коррозионному разрушению троса.

Осуществление полезной модели

Примером осуществления полезной модели является грозозащитный трос, выполненный из стальных проволок, плакированных алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe марок электротехнического назначения, например, KAC ZTAL. Стальные проволоки могут быть высокопрочными с временным сопротивлением разрыву не менее 1800 Н/мм², а толщина плакированного слоя каждой проволоки находится преимущественно в пределах от 8 до 25% от радиуса плакированной проволоки.

Указанные плакированные проволоки могут быть скручены в один или несколько повивов вокруг аналогичной центральной проволоки. Параметры скрутки могут быть различными – с точечным, линейным или полосовым касанием, с разным количеством проволок одинакового диаметра в разных повивах, либо с одинаковым количеством проволок разного диаметра в разных повивах. Также грозозащитный трос может изготавливаться с пластическим обжатием.

Дополнительно грозозащитный трос может содержать один или несколько встроенных оптических модулей в виде плакированной алюминием или алюминиевым сплавом трубки из стали, в том числе нержавеющей, заполненной гидрофобным заполнителем и оптическими волокнами. Расположен оптический модуль в качестве центрального элемента или встроен в повив.

Изготовление грозозащитного троса осуществляется на базе известного кабельного оборудования и стандартных технологий. Плакирование стальной проволоки алюминиевым сплавом производится на конформ-прессе.

Claims (5)

1. Грозозащитный трос, содержащий центральный элемент и скрученные вокруг него стальные проволоки, отличающийся тем, что каждая стальная проволока плакирована термостойким алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe.

2. Грозозащитный трос по п. 1, отличающийся тем, что центральный элемент выполнен в виде стальной проволоки, плакированной термостойким алюминиевым сплавом системы Al-Zr-Fe.

3. Грозозащитный трос по п. 1, отличающийся тем, что центральный элемент выполнен в виде оптоволоконного модуля.

4. Грозозащитный трос по п. 1, отличающийся тем, что содержит оптоволоконный модуль в повиве.

5. Грозозащитный трос по п. 1, отличающийся тем, что выполнен пластически обжатым.