RU2599387C1

RU2599387C1 - Bicomponent conductor

Info

Publication number: RU2599387C1
Application number: RU2015130614/07A
Authority: RU
Inventors: Андрей Витальевич Андреев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технология 21 века" (ООО "Т21")
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-10-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in strand wires and cables for overhead transmission lines and electrified transport lines. Conductor (1) of metal conducting material (2) contains a strengthening composite core (3) from nano-modified thermosetting polymer binder (4), modified by carbon nanotubes, with concentration equal to 4.0-10.0 wt%, and continuously reinforced by basalt fibre (5) with a degree of volumetric filling of 60-80 %. Multilayer carbon nanotubes "Taunite" are used as carbon nanotubes, epoxy resin is used as thermosetting polymer binder, copper and/or aluminium, or their alloys are used as metal conducting material.

EFFECT: invention ensures increased durability at higher temperatures and action of bending loads.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в конструкциях многопроволочных проводов и тросов для воздушных линий электропередачи и линиях электрифицированного транспорта, усиливающих, питающих и отсасывающих линий.The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of multi-wire wires and cables for overhead power lines and electrified transport lines, amplifying, supplying and suction lines.

Известен бикомпонентный проводник из металлического проводникового материала, содержащий упрочняющий сердечник, при этом сердечник выполнен, по крайней мере, из одного вида высокопрочных волокон с низкой плотностью, в том числе арамидных, углеродных, наноуглеродных, а на поверхность стержня нанесено покрытие из эпоксидной смолы - 0,7-2,0 мас.% (патент РФ №86345 «Проволока с упрочняющим сердечником» с приоритетом от 10.04.2009).Known bicomponent conductor of a metal conductive material containing a reinforcing core, the core is made of at least one type of high-strength fibers with low density, including aramid, carbon, nanocarbon, and the surface of the rod is coated with epoxy resin - 0 , 7-2.0 wt.% (RF patent No. 86345 "Wire with a reinforcing core" with a priority of 04/10/2009).

Недостатком данного проводника является то, что, не смотря на использование в качестве сердечника высокопрочных волокон, эксплуатационная прочность проводника невелика. Это связано с тем, что волокна связаны между собой только механически с помощью скрутки, а покрытие из эпоксидной смолы нанесено только на поверхность сердечника и играет роль защитного покрытия для исключения повреждения и разрушения при формировании сердечника. В такой конструкции сердечника при эксплуатации не обеспечено равномерное распределение статических и динамических нагрузок между всеми волокнами, что приводит к разрыву отдельных волокон, снижению прочностных свойств сердечника и проводника в целом, а также к преждевременной замене проводов, изготовленных с использованием данного проводника.The disadvantage of this conductor is that, despite the use of high-strength fibers as the core, the operational strength of the conductor is small. This is due to the fact that the fibers are only mechanically connected by twisting, and the epoxy resin coating is applied only to the surface of the core and plays the role of a protective coating to prevent damage and destruction during core formation. In this design of the core during operation, there is no uniform distribution of static and dynamic loads between all fibers, which leads to rupture of individual fibers, a decrease in the strength properties of the core and the conductor as a whole, as well as to premature replacement of wires made using this conductor.

Известен бикомпонентный проводник из металлического проводникового материала, содержащий упрочняющий композитный сердечник, при этом сердечник выполнен из композиционного материала с матрицей из синтетической смолы, модифицированной углеродными нанотрубками, концентрация которых равна 0,001-2,0 мас.%, в качестве синтетической смолы использована эпоксидная смола (патент РФ №2387035 «Проволока с композиционным сердечником» с приоритетом от 10.04.2009).A bicomponent conductor made of a metal conductive material is known containing a reinforcing composite core, the core being made of a composite material with a synthetic resin matrix modified with carbon nanotubes, the concentration of which is 0.001-2.0 wt.%, Epoxy resin is used as a synthetic resin ( RF patent No. 2387035 “Composite core wire” with priority dated 04/10/2009).

Недостатками данного проводника являются:The disadvantages of this conductor are:

- невозможность использования проводника и проводов, изготовленных с использованием данного проводника, при высоких температурах. Это объясняется тем, что максимальная рабочая температура эпоксидных смол не превышает 130°С, предельная (пиковая) кратковременная температура не превышает 150°С, в то время как современные требования регламентируют рабочую температуру высоковольтных проводов не ниже 180°С, а пиковую температуру - 210°С, а при таких температурах несущая способность композитного сердечника снижается - вплоть до его разрушения. Существуют термостойкие эпоксидные смолы, рабочая температура которых достигает 250°С за счет их модификации фенолоформальдегидными резольными и кремнийорганическими смолами, но при этом одновременно прочность эпоксидной матрицы при повышенных температурах уменьшается на 30-50 %;- the inability to use a conductor and wires made using this conductor at high temperatures. This is because the maximum working temperature of epoxy resins does not exceed 130 ° C, the limiting (peak) short-term temperature does not exceed 150 ° C, while modern requirements regulate the working temperature of high-voltage wires not lower than 180 ° C, and the peak temperature - 210 ° С, and at such temperatures, the bearing capacity of the composite core decreases - up to its destruction. There are heat-resistant epoxy resins, the working temperature of which reaches 250 ° C due to their modification with phenol-formaldehyde resole and organosilicon resins, but at the same time, the strength of the epoxy matrix at elevated temperatures decreases by 30-50%;

- невысокий рабочий ресурс проводника и проводов, изготовленных с использованием данного проводника, в условиях действия изгибающих статических (налипание снега и гололеда на провода) и динамических (вибрация и пляска проводов) нагрузок. Это связано с тем, что сердечник представляет собой полимерный нанокомпозит, в котором углеродные нанотрубки использованы только в качестве модифицирующей добавки к полимерной матрице для увеличения прочностных свойств матрицы на растяжение, при этом прочность матрицы на изгиб мала;- low working life of the conductor and wires made using this conductor, under the action of bending static (snow and ice sticking to wires) and dynamic (vibration and dancing wires) loads. This is due to the fact that the core is a polymer nanocomposite, in which carbon nanotubes are used only as a modifying additive to the polymer matrix to increase the tensile strength of the matrix, while the bending strength of the matrix is small;

- невозможность длительной эксплуатации проводника и проводов, изготовленных с использованием данного проводника, в условиях больших статических растягивающих нагрузок (при натяжении проводов между опорами, при налипании снега и гололеда). Это связано с тем, что прочностных свойств модифицированной матрицы, которая принимает на себя все действующие нагрузки, недостаточно для обеспечения целостности сердечника при длительно действующих растягивающих нагрузках на весь срок эксплуатации.- the impossibility of long-term operation of the conductor and wires made using this conductor, under conditions of high static tensile loads (when tensioning the wires between the supports, when sticking snow and ice). This is due to the fact that the strength properties of the modified matrix, which assumes all acting loads, are not enough to ensure core integrity under long-term tensile loads for the entire period of operation.

Также известен бикомпонентный проводник, описанный в заявке РФ №2011153876 «Провод для воздушных линий электропередачи и способ его изготовления» с приоритетом от 29.12.2011 и выбранный в качестве прототипа.Also known is a bicomponent conductor, described in the application of the Russian Federation No. 20111153876 "Wire for overhead power lines and the method of its manufacture" with a priority of 12/29/2011 and selected as a prototype.

Данный проводник из металлического проводникового материала содержит упрочняющий сердечник из термореактивного полимерного связующего, непрерывно армированного базальтовым волокном со степенью наполнения 30-95 мас.% (46-97 об.%), при этом термореактивное связующее представляет собой эпоксидную композицию с температурой стеклования не менее 100°С и наномодифицировано, например, вискерами или графенами.This conductor of metallic conductive material contains a reinforcing core of a thermosetting polymer binder, continuously reinforced with basalt fiber with a degree of filling of 30-95 wt.% (46-97 vol.%), While the thermosetting binder is an epoxy composition with a glass transition temperature of at least 100 ° С and nanomodified, for example, by whiskers or graphenes.

Недостатками данного проводника является невозможность использования проводника и проводов, изготовленных с использованием данного проводника, при высоких температурах. Это объясняется тем, что в данной проволоке в качестве связующего использована эпоксидная композиция с температурой стеклования не менее 100°С, которая по определению характеризует верхнюю предельную рабочую температуру композиции. Но при температурах выше температуры стеклования эпоксидные композиции практически скачкообразно переходят в пластичное состояние и несущая способность композитного сердечника снижается, что создает большие проблемы при эксплуатации систем энергоснабжения, так как современные требования регламентируют рабочую температуру высоковольтных проводов не ниже 180°С, а пиковую температуру 210°С. У термостойких эпоксидных смол рабочая температура которых достигает 250°С за счет их модификации с помощью различных добавок, при повышенных температурах прочность на растяжение уменьшается на 30-50 % при одновременном ухудшении адгезионных свойств смол;The disadvantages of this conductor is the inability to use the conductor and wires made using this conductor at high temperatures. This is because in this wire, an epoxy composition with a glass transition temperature of at least 100 ° C, which by definition characterizes the upper limit working temperature of the composition, is used as a binder. But at temperatures above the glass transition temperature, epoxy compositions almost abruptly transform into a plastic state and the bearing capacity of the composite core decreases, which creates big problems in the operation of energy supply systems, as modern requirements regulate the operating temperature of high-voltage wires not lower than 180 ° C, and the peak temperature of 210 ° FROM. In heat-resistant epoxy resins, the working temperature of which reaches 250 ° C due to their modification with various additives, at elevated temperatures, tensile strength decreases by 30-50% while deteriorating the adhesive properties of the resins;

- невысокий рабочий ресурс проводника и проводов, изготовленных с использованием данного проводника, в условиях действия изгибающих статических (налипание снега и гололеда на провода) и динамических (вибрация и пляска проводов) нагрузок. Это связано с тем, что, не смотря на армирование композиционного материала базальтовыми волокнами, которые обеспечивают сердечнику достаточную эксплуатационную прочность на растяжение, эпоксидная матрица имеет низкие прочностные свойства на изгиб, которые особенно проявляются при ухудшенных адгезионных свойствах матрицы. В этой ситуации при длительном действии статических и динамических нагрузок происходит ослабление связей между связующим и армирующими волокнами и матрица перестает выполнять свою основную функцию - равномерное распределение статических и динамических нагрузок между всеми армирующими волокнами, а следствием является разрыв отдельных волокон, снижение прочностных свойств сердечника и проводника в целом, а также приводит к преждевременной замене проводов, изготовленных с использованием данного проводника.- low working life of the conductor and wires made using this conductor, under the action of bending static (snow and ice sticking to wires) and dynamic (vibration and dancing wires) loads. This is due to the fact that, despite the reinforcing of the composite material with basalt fibers, which provide the core with sufficient operational tensile strength, the epoxy matrix has low flexural strengths, which are especially manifested when the adhesive properties of the matrix are impaired. In this situation, with the prolonged action of static and dynamic loads, the bonds between the binder and reinforcing fibers weaken and the matrix ceases to fulfill its main function - the uniform distribution of static and dynamic loads between all reinforcing fibers, and the consequence is the breaking of individual fibers, a decrease in the strength properties of the core and conductor in general, and also leads to premature replacement of wires made using this conductor.

Кроме того, улучшение свойств наномодифицированием связующим вискерами или графенами невозможно, так как не существует воспроизводимых и относительно дешевых промышленных способов получения вискеров и графена с заданными характеристиками и все работы по их использованию проводятся только в лабораторных условиях, а в научно-технической литературе отсутствуют сведения о возможных концентрациях графена и вискеров и о их влиянии на свойства термореактивных связующих.In addition, it is impossible to improve the properties of nanomodification with binder whiskers or graphene, since there are no reproducible and relatively cheap industrial methods for producing whiskers and graphene with specified characteristics and all work on their use is carried out only in laboratory conditions, and there is no information on scientific and technical literature possible concentrations of graphene and whiskers and their effect on the properties of thermoset binders.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является создание бикомпонентного проводника с повышенным рабочим ресурсом в условиях повышенных температур и действия изгибающих нагрузок.The technical problem, the solution of which the claimed solution is directed, is the creation of a bicomponent conductor with an increased working resource in conditions of elevated temperatures and the action of bending loads.

Решением данной задачи является проводник из металлического проводникового материала, содержащий упрочняющий композиционный сердечник из наномодифицированного термореактивного полимерного связующего, непрерывно армированного базальтовым волокном, новым в которой является то, что термореактивное полимерное связующее модифицировано углеродными нанотрубками, концентрация которых равна 4,0-10,0 мас.%.The solution to this problem is a conductor of metallic conductive material containing a reinforcing composite core of a nanomodified thermosetting polymer binder, continuously reinforced with basalt fiber, which is new in that the thermosetting polymer binder is modified with carbon nanotubes, the concentration of which is 4.0-10.0 wt. .%.

Объемная доля базальтового волокна в матрице составляет 60-80 %.The volume fraction of basalt fiber in the matrix is 60-80%.

В качестве углеродных нанотрубок могут быть использованы многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) серии «Таунит».As carbon nanotubes, multilayer carbon nanotubes (MWCNTs) of the Taunit series can be used.

В качестве термореактивного полимерного связующего может быть использована эпоксидная смола.An epoxy resin may be used as the thermosetting polymer binder.

В качестве металлического проводникового материала использованы медь, и/или алюминий, или их сплавы.Copper and / or aluminum or their alloys are used as the metallic conductive material.

Прогнозирование свойств композитов при определенных концентрациях наполнителей нанометрового диапазона является очень сложной задачей, которая может быть решена только путем проведения соответствующих исследований.Prediction of the properties of composites at certain concentrations of nanoscale fillers is a very difficult task, which can only be solved by conducting appropriate studies.

Опытным путем установлено, что внесение в эпоксидную матрицу 4,0-10,0 мас.% многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) серии «Таунит» при их равномерном распределении позволило за счет объемного модифицирования измененить структуру матрицы и улучшить ее физико-механические характеристики и композиционного сердечника в целом.It has been experimentally established that the introduction of 4.0-10.0 wt.% Multilayer carbon nanotubes (MWCNTs) of the Taunit series into the epoxy matrix with their uniform distribution made it possible to change the matrix structure and improve its physicomechanical characteristics and composition by volume modification core as a whole.

Установлено, что на свойства матрицы влияет ориентирование наполнителя МУНТ в матрице. При формировании композиционного сердечника в процессе полимеризации происходят в матрице микроусадочные явления, которые приводят к объемному ориентированию МУНТ. Кроме того, в приграничном слое между матрицей и МУНТ происходит увеличение степени кристалличности матрицы, плотность матрицы в этом слое повышается в сравнении с объемной фазой и структура матрицы в приграничном слое становится упорядоченной (эффект ориентации). Таким образом, происходит изменение структуры матрицы: в объеме матрицы образован непрерывный усиливающий пространственный каркас, сформированный из МУНТ, связанных структурированными прослойками матрицы. Структура такого каркаса с усиленной матрицей оказывает существенное влияние на физико-механические характеристики матрицы, а так как базальтовые волокна находятся внутри этого каркаса и являются составной частью этой системы, обеспечена монолитность композиционного сердечника, что влияет на эксплуатационную прочность композиционного сердечника за счет равномерного распределения матрицей всех действующих статических и динамических нагрузок между армирующими волокнами.It has been established that the properties of the matrix are affected by the orientation of the MWCNT filler in the matrix. When a composite core is formed during polymerization, micro-shrink phenomena occur in the matrix, which lead to volume orientation of MWCNTs. In addition, an increase in the degree of crystallinity of the matrix occurs in the boundary layer between the matrix and MWCNTs, the density of the matrix in this layer increases in comparison with the bulk phase, and the matrix structure in the boundary layer becomes ordered (orientation effect). Thus, a change in the structure of the matrix occurs: a continuous reinforcing spatial framework formed of MWCNTs connected by structured matrix layers is formed in the matrix volume. The structure of such a framework with a reinforced matrix has a significant impact on the physicomechanical characteristics of the matrix, and since basalt fibers are located inside this framework and are an integral part of this system, the solidity of the composite core is ensured, which affects the operational strength of the composite core due to the uniform distribution of all acting static and dynamic loads between reinforcing fibers.

При такой структуре матрица с МУНТ представляет собой связанную систему, в которой при образовании микротрещин фронт трещин не взаимодействует с отдельными армирующими частицами МУНТ, которые в данной структуре не являются концентраторами напряжений, и энергия разрушения затухает, что говорит о повышении трещиностойкости матрицы и повышении рабочего ресурса композиционного сердечника в целом, в том числе и при изгибающих нагрузках.With such a structure, a matrix with MWCNTs is a connected system in which, upon the formation of microcracks, the crack front does not interact with individual reinforcing particles of MWCNTs, which are not stress concentrators in this structure, and the fracture energy decays, which indicates an increase in the fracture toughness of the matrix and an increase in working life composite core as a whole, including with bending loads.

Проведенные исследования показали, что при концентрации 4,0-10,0 мас.% МУНТ серии «Таунит»:Studies have shown that at a concentration of 4.0-10.0 wt.% MWCNT series "Taunit":

- предел прочности матрицы на изгиб возрос на 20-30 %, при этом стойкость к изгибающей нагрузке композиционного сердечника в целом увеличилась в 3-8 раз, а прочность на растяжение увеличилась в 2-3 раза;- the tensile strength of the matrix in bending increased by 20-30%, while the resistance to bending load of the composite core as a whole increased by 3-8 times, and tensile strength increased by 2-3 times;

- термостойкость матрицы увеличилась на 70 %, что позволяет без разрушения эксплуатировать бикомпонентный проводник и провода с использованием данных проводников при температуре 220°С;- the temperature resistance of the matrix increased by 70%, which allows the bicomponent conductor and wires to be used without destruction using these conductors at a temperature of 220 ° C;

- при максимальной концентрации 10,0 мас.% МУНТ теплопроводность матрицы увеличилась в 2 раза, что исключает перегрев сердечника при работе при высоких температурах.- at a maximum concentration of 10.0 wt.% MWCNTs, the thermal conductivity of the matrix increased by 2 times, which eliminates core overheating during operation at high temperatures.

При концентрации МУНТ менее 4,0 мас.% расстояния между частицами МУНТ в матрице недостаточны для образования непрерывного усиливающего пространственного каркаса, то есть прочностные и температурные свойства матрицы не улучшаются. При концентрации МУНТ более 10,0 мас.% дальнейшее улучшение свойств матрицы не происходит.When the concentration of MWCNTs is less than 4.0 wt.%, The distances between the particles of MWCNTs in the matrix are insufficient for the formation of a continuous reinforcing spatial frame, that is, the strength and temperature properties of the matrix do not improve. When the concentration of MWCNTs is more than 10.0 wt.%, Further improvement of the matrix properties does not occur.

Использование многослойных углеродных нанотрубок серии «Таунит» обусловлено их высокой степенью чистоты, высокой совместимостью с эпоксидной матрицей и налаженным промышленным производством на территории РФ.The use of multilayer carbon nanotubes of the Taunit series is due to their high degree of purity, high compatibility with the epoxy matrix, and established industrial production in the Russian Federation.

В композите объемная доля базальтового волокна 60-80 % является оптимальной и позволяет наиболее полно реализовать механические характеристики волокна в получаемом композите. При степени армирования более 80 % недостаток связующего для заполнения межволоконного пространства приводит к нарушению монолитности композита и, соответственно, к появлению в нем неравномерности напряжений, приводящих к разрушению при меньших значениях механических напряжений, чем для монолитных образцов. При степени армирования менее 60 % матрица под действием нагрузок деформируется, в том числе и в межволоконном пространстве, и увлекает волокна за собой, что приводит к их разрушению.In the composite, the volume fraction of basalt fiber of 60-80% is optimal and allows to fully realize the mechanical characteristics of the fiber in the resulting composite. With a degree of reinforcement of more than 80%, the lack of a binder for filling the interfiber space leads to a violation of the monolithicity of the composite and, accordingly, to the appearance of uneven stresses in it, leading to failure at lower mechanical stresses than for monolithic samples. When the degree of reinforcement is less than 60%, the matrix is deformed under the action of loads, including in the interfiber space, and carries the fibers along, which leads to their destruction.

В качестве металлического проводникового материала (далее - покрытие) в заявляемом проводнике могут использоваться медь и/или алюминий или их сплавы. При этом для проводов воздушных линий электропередач в качестве покрытия используют алюминий или сплав марки ABE (ГОСТ 839-80) как легкие и дешевые материалы с хорошей электропроводимостью; в линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов, усиливающих, питающих и отсасывающих линий используют медь или бронзу, как материалы с повышенной электропроводимостью. Для дополнительного увеличения на 5-15 % допустимой пропускной способности алюминиевой проволоки с сердечником на ее поверхность накладывают слой медного покрытия, площадь сечения которого соответственно равна 10-30 % от общей площади сечения покрытия, при этом площадь сечения проводника не увеличивается.As the metallic conductor material (hereinafter referred to as the coating) in the inventive conductor, copper and / or aluminum or their alloys can be used. At the same time, aluminum or an ABE grade alloy (GOST 839-80) is used as a coating for light overhead power line wires as light and cheap materials with good electrical conductivity; in electrified transport lines, copper or bronze is used as load-bearing cables, reinforcing, feeding and suction lines, as materials with increased electrical conductivity. To further increase by 5-15% the permissible throughput of an aluminum wire with a core, a layer of copper coating is applied to its surface, the cross-sectional area of which is respectively 10-30% of the total cross-sectional area of the coating, while the cross-sectional area of the conductor does not increase.

Заявляемый проводник и сердечник для него изготавливаются на стандартном оборудовании, по авторской технологии, основанной на личных знаниях и опыте работы автора, и в данной заявке не рассматриваются.The inventive conductor and core for it are made on standard equipment, according to the author’s technology, based on personal knowledge and experience of the author, and are not considered in this application.

Технология внесения МУНТ в матрицу и выбор их конкретной концентрации для каждого отдельного случая являются авторскими разработками и в данной заявке не рассматриваются.The technology for introducing MWCNTs into the matrix and the choice of their specific concentration for each individual case are the author's developments and are not considered in this application.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической литературы не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».When conducting a search in the sources of patent and scientific and technical literature, no solutions were found containing the totality of the proposed features for solving the task, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the patentability criteria of “novelty” and “inventive step”.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлен заявляемый проводник с покрытием из одного слоя металлического проводникового материала, на фиг. 2 - проводник с покрытием из двух слоев металлического проводникового материала, а на фиг. 3 - пример выполнения электрического провода из заявляемых проводников.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the inventive conductor coated with a single layer of metallic conductive material, FIG. 2 - a conductor coated with two layers of metallic conductive material, and in FIG. 3 is an example of an electrical wire made from the claimed conductors.

Проводник 1 из металлического проводникового материала 2 содержит композиционный упрочняющий сердечник 3, в котором термореактивная матрица 4 модифицирована углеродными нанотрубками, концентрация которых равна 4,0-10,0 мас.%, и непрерывно армирована базальтовым волокном 5 со степенью объемного наполнения 60-80 %.A conductor 1 of metallic conductive material 2 contains a composite reinforcing core 3, in which the thermosetting matrix 4 is modified with carbon nanotubes, the concentration of which is 4.0-10.0 wt.%, And continuously reinforced with basalt fiber 5 with a degree of volumetric filling of 60-80% .

В качестве металлического проводникового материала могут быть использованы медь, алюминий, их сплавы или покрытие может быть выполнено из слоя 6 алюминия и слоя 7 меди. В качестве синтетической смолы использована термореактивная смола, например эпоксидно-диановая смола ЭД-20 с отвердителем для эпоксидных смол (ПЭПА, ТЭТА, и т.д.).As the metal conductive material, copper, aluminum can be used, their alloys or coating can be made of layer 6 of aluminum and layer 7 of copper. A thermosetting resin, for example, ED-20 epoxy-diane resin with a hardener for epoxy resins (PEPA, THETA, etc.), was used as a synthetic resin.

Для изготовления сердечника 3 подготавливают нанотрубки в виде суспензии и активизируют их с помощью, например, ультразвука. После этого суспензию вводят в эпоксидную смолу (матрицу) и тщательно перемешивают для равномерного распределения матрицы между нанотрубками. После этого вводят отвердитель, пропитывают базальтовые волокна 5 и формуют сердечник 3. Проводник 1 получают путем совместной деформации оболочки из проводникового материала 2 и сердечника 3.For the manufacture of core 3, nanotubes are prepared in the form of a suspension and activated using, for example, ultrasound. After that, the suspension is introduced into the epoxy resin (matrix) and mixed thoroughly to evenly distribute the matrix between the nanotubes. After this, a hardener is introduced, basalt fibers 5 are impregnated, and core 3 is formed. Conductor 1 is obtained by joint deformation of a sheath of conductive material 2 and core 3.

Затем из полученных проводников 1 методом скрутки изготавливают провода, которые используют по назначению. Приведенный на фиг. 1 пример является не единственной конструкцией таких проводов.Then from the obtained conductors 1 by the method of twisting, wires are made that are used for their intended purpose. Referring to FIG. 1 example is not the only design of such wires.

В электрическом проводе, выполненном из заявляемых проводников 1, в процессе эксплуатации каждый их упрочняющих сердечников 3 воспринимает нагрузки, направленные на растяжения и изгиб провода, а слой 2 из металлического проводникового материала (меди, алюминия) обеспечивает повышенную электрическую проводимость каждого проводника 1 провода.In an electrical wire made of the inventive conductors 1, during operation, each of their reinforcing cores 3 receives loads directed to the tension and bending of the wire, and layer 2 of metal conductive material (copper, aluminum) provides increased electrical conductivity of each wire conductor 1.

Кроме того, при двухслойном покрытии с внешним слоем 7 из меди обеспечиваются хорошие контактные свойства проволоки 1 (проводов), необходимые для соединения с выводами электротехнических устройств и соединения проводников (проводов) между собой.In addition, with a two-layer coating with an outer layer of copper 7, good contact properties of wire 1 (wires) are provided, which are necessary for connecting to the terminals of electrical devices and connecting conductors (wires) to each other.

Claims

1. A conductor of metallic conductive material containing a reinforcing composite core of a nanomodified thermosetting polymer binder, continuously reinforced with basalt fiber, characterized in that the thermosetting polymer binder is modified with carbon nanotubes, the concentration of which is 4.0-10.0 wt.%.

2. The conductor according to claim 1, characterized in that the volume fraction of basalt fiber in the matrix is 60-80%.

3. The conductor according to claim 1, characterized in that multilayer carbon nanotubes of the Taunit series are used as carbon nanotubes.

4. The conductor according to claim 1, characterized in that an epoxy resin is used as the thermosetting polymer binder.

5. The conductor according to claim 1, characterized in that copper and / or aluminum or their alloys are used as the metal conductive material.