Claims (3)
Изобретение относитс к конструкции водоохлаждаемых кабелей, используемых в качестве гибких токоподводов мощных дуговых сталеплавильных печей, различного рода рудовосстановительных электропечей, установок электрошлакового переплава, индукционных , вакуумно-дуговых и прочих специальных электропечей с максимальным рабочим диаметром до 1000 В. Известен кабель, предназначенный дл передачи больших токов промышленной частоты , состо щий из полой, медной токопровод шей жилы в виде нескольких концентрично расположенных повивов стренг, наложенных на опорную спираль, и защитного шланга, образующего зазор с внешним повивом стренг. Недостатком указанного кабел вл етс значительное увеличение сопротивлени переменному току по сравнению с сопротивлением посто нному току, что значительно снижает передаваемую кабелем мощность. Целью насто щего изобретени вл етс повышение передаваемой мощности срока службы кабел . Поставленна цель достигаетс тем, что токопровод ща жила выполнена из двух повивов стренг, разделенных изол ционным слоем, внутренний слой состоит из чередующихс изолированных и неизолированных стренг, а отношени диаметров стренг внешнего и внутреннего повивов составл ет 2:1. Диаметр проволок стренг внутреннего повива может быть выполнен в 1,4-1,8 раза меньше диаметра проволок стренг наружного повива, а объем свободных промежутков между опорной спиралью и изол ционным слоем может быть на 25-30% больше объема свободных промежутков между изол ционным слоем и защитным шлангом. Предлагаема конструкци водоохлаждаемого кабел представлена на чертеже. Поверх опорной спирали 1 из стальной маломагнитной коррозионностойкой стали намотана перфорированна пластмассова лента 2. Неизолированные 3 и изолированные 4 стренги образуют внутренний повив 5. Наружный повив 6 отдел етс от внутреннего повива 5 изол ционным слоем 7. Поверх наружного повива 6 наложен защитный шланг с зазором 9. Повив 6 скреплен стренгой 10 из стальной маломагнитной коррозионностойкой стали. Известно, что в цилиндрическом проводнике под действием вихревых токов, возникающих в толще проводника от прохождени по нему переменного тока, происходит вытеснение тока на поверхность проводника . Поэтому ток практически течет в кольцевом поверхностном слое толщиной Q , в котором сопротивление переменному и посто нному току практически одинаково. Толщина поверхностного сло в (глубина проникновени в толщу проводника) определ етс материалом проводника и частотой переменного тока. Дл медного проводника при частоте переменного тока 50 Гц (рабоча частота сталеплавильных электропечей) глубина проникновени тока Q 9,45 мм. С учетом поверхностного эффекта толщина полого цилиндрического проводника (диаметр стренг), образованного электрически контактирующими между собой стренгами наружного повива, вытеснение тока, в котором происходит в кольцевой поверхностный слой, прин та равной &. А диаметр сплошных изолированных друг от друга цилиндрических проводников, образованных стренгами внул-реннего повива, вытеснение тока в каждом из которых происходит от центра к поверхности, прин т равным 26. Кроме поверхностного эффекта в кабеле действует эффект близости, обусловленный взаимодействием токов одинакового направлени , протекающих по отдельным изолированным проводникам, образующим токопровод щую жилу (ток по всему сечению водоохлаждаемого кабел течет в одном направлении). Однако вли ние эффекта близости на распределение токов по сечению кабел незначительно . Разделение изол цией элементов токопровод щей жилы, а также наличие обмотки перфорированной лентой по опорной спи рали снижают износ проводников при взаимных перемещени х в процессе работы, что повышает срок службы кабел . С этой целью диаметр проволок стренг наружного повива выбран в 1,4-1,8 раза больше диаметра проволок стренг внутреннего повива, т. к. эти стренги контактируют между собой и могут перетиратьс при взаимном перемещении . ,С другой стороны проволоки стренг внутреннего повива малого диаметра увеличивают гибкость кабел . Увеличение долговечности кабел достигаетс тем, что внещнее электромагнитное поле предлагаемого кабел значительно уменьщено, вследствие чего ослабл етс взаимодействие между кабел ми, параллельно вис щими в токоподводе печи, уменьщаютс св занные с этим вибрации и уд ры кабелей друг о друга. Внещнее электромагнитное поле предлагаемого кабел определ етс только полем, создаваемым наружным повивом жилы, а поле внутреннего повива экранировано от излучени наружным повивом жи лы. Охлаждение в кабеле проводников внутреннего повива затруднено. Поэтому объем воды, охлаждающей проводники внутреннего -повива (заполн ет свободные промежутки внутри раздедел ющего изол ционного сло ), на 25-30% больше объема воды , охлаждающей проводники наружного повива (заполн ет свободные промежутки между раздел ющим изол ционным слоем и внутренней поверхностью защитного щланга ). С этой же целью применена перфорированна пластмассова лента дл обмотки опорной спирали. Через отверсти ленты вода из внутреннего канала, образованного опорной спиралью, поступает дл охлаждени проводников внутреннего повива. Направление движени воды по внутреннему и по внещнему каналам совпадает. Формула изобретени 1.Водоохлаждаемый кабель, предназначенный дл передачи больших токов промышленной частоты, состо щий из полой медной токопровод щей жилы, выполненный в виде нескольких концентрично расположенных повивов стренг, наложенных на опорную спираль, и защитного шланга, образующего зазор с внешним повивом стренг, отличающийс тем, что, с целью повышени передаваемой мощности и срока службы, токопрввод ща жила выполнена из двух повивов стренг, разделенных изол ционным слоем, внутренний слой состоит из чередующихс изолированных и неизолированных стренг, а отношени диаметров стренг внешнего и внутреннего повивов составл ет 2: 1. The invention relates to the construction of water-cooled cables used as flexible current leads for high-power arc steel-smelting furnaces, various types of ore-reducing electric furnaces, electroslag remelting, induction, vacuum-arc and other special electric furnaces with a maximum working diameter of up to 1000 V. power frequency currents consisting of a hollow copper conductor of the neck of the core in the form of several concentrically arranged layers of the strands, alozhennyh the supporting helix, and a protective hose which forms a gap with the external helix strands. The disadvantage of this cable is a significant increase in the AC resistance compared to the DC resistance, which significantly reduces the power transmitted by the cable. The purpose of the present invention is to increase the transmitted power of the cable life. The goal is achieved by the fact that the conductive conductor is made of two strands of strands separated by an insulating layer, the inner layer consists of alternating insulated and uninsulated strands, and the ratio of the diameters of the strands of the external and internal strata is 2: 1. The diameter of the wires of the inner layers of the strands can be made 1.4-1.8 times smaller than the diameter of the wires of the strands of the outer layer, and the volume of free spaces between the support coil and the insulating layer can be 25-30% larger than the volume of free spaces between the insulating layer and a protective hose. The proposed design of a water-cooled cable is shown in the drawing. A perforated plastic tape 2 is wound on top of the support helix 1 made of low-corrosion-resistant steel. Uninsulated 3 and insulated 4 strands form an internal layer 5. An external layer 6 is separated from the internal layer 5 by an insulating layer 7. A protective hose with a gap 9 is superimposed on the external sheet 6 Poviv 6 is fastened with a strand of 10 nonmagnetic stainless steel of corrosion-resistant steel. It is known that in a cylindrical conductor under the action of eddy currents arising in the thickness of the conductor from the passage of alternating current through it, the current is displaced to the surface of the conductor. Therefore, the current is almost flowing in the annular surface layer of thickness Q, in which the resistance to alternating and direct current is almost the same. The thickness of the surface layer (depth of penetration into the thickness of the conductor) is determined by the material of the conductor and the frequency of the alternating current. For a copper conductor at an ac frequency of 50 Hz (the operating frequency of the steelmaking electric furnaces), the current penetration depth is Q 9.45 mm. Taking into account the surface effect, the thickness of the hollow cylindrical conductor (diameter of the strands) formed by the strands of the outer layer, electrically contacting among themselves, displaces the current in which the ring surface layer is assumed to be equal to & And the diameter of the solid insulated cylindrical conductors formed by the strands of the inside-sided bed, the current displacement in each of which occurs from the center to the surface, is assumed to be 26. In addition to the surface effect, the cable also has a proximity effect caused by the interaction of currents of the same direction flowing along separate insulated conductors forming a conductive core (the current over the entire cross section of the water-cooled cable flows in one direction). However, the effect of the proximity effect on the distribution of currents across the cable section is insignificant. The separation of the conductive core elements by the insulation, as well as the winding of a perforated tape along the supporting spiral, reduce the wear of the conductors during mutual movements during operation, which increases the service life of the cable. For this purpose, the wire diameter of the strands of the outer layer is selected 1.4–1.8 times the diameter of the wires of the strands of the inner layer, since these strands are in contact with each other and can fray with mutual displacement. On the other hand, the strands of the inner diameter of the small diameter wire increase the flexibility of the cable. The increase in the durability of the cable is achieved by the fact that the external electromagnetic field of the proposed cable is significantly reduced, as a result of which the interaction between the cables hanging in the current lead of the furnace is weakened, and the associated vibrations of the cables against each other are reduced. The external electromagnetic field of the proposed cable is determined only by the field created by the external layer of the core, and the field of the internal sheet is shielded from radiation by the external sheet. The cooling in the cable of the inner layer conductors is difficult. Therefore, the volume of water cooling the inner-wire conductors (fills the free gaps inside the separating insulating layer) is 25-30% more than the volume of water cooling the outer layer conductors (fills the free gaps between the separating insulating layer and the inner surface of the protective layer). shlanga). For the same purpose, a perforated plastic tape was used for winding the support helix. Through the holes of the tape, water from the inner channel formed by the support coil is supplied to cool the conductors of the inner layer. The direction of movement of water along the internal and external channels coincides. Claim 1. Water-cooled cable for transferring high currents of industrial frequency, consisting of a hollow copper conductive conductor, made in the form of several concentrically arranged layers of strands superimposed on the support coil, and a protective hose forming a gap with external strand of strands, different By the fact that, in order to increase the transmitted power and service life, the current-conducting conductor is made of two layers of strands separated by an insulating layer, the inner layer consists of alternating insulating and insulated and non-insulated strands, and the ratio of the strand diameters of the external and internal strains is 2: 1.
2.Кабель по п. 1, отличающийс тем, что диаметр проволок стренг внутреннего повива в 1,4-1,8 раза меньше диаметра проволок стренг наружного повива. 2. Cable according to claim 1, characterized in that the wire diameter of the strands of the inner layer is 1.4-1.8 times smaller than the diameter of the wires of the strands of the outer sheet.
3.Кабель по п. 1, отличающийс тем, что объем свободных промежутков между опорной спиралью и изол ционным слоем на 25-30% больше объема свободных промежутков между изол ционным слоем и защитным шлангом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. ТУ ОЮВ 505.409-77 БОВН ИИКП.3. Cable according to claim 1, characterized in that the volume of free spaces between the support coil and the insulating layer is 25-30% higher than the volume of the free spaces between the insulating layer and the protective hose. Sources of information taken into account during the examination 1. TU OVV 505.409-77 BOVN IICP.