Провод для линии электропередачи

Авторы патента:

H01B5/10 - скрученных в виде оплетки вокруг изоляционного материала или токопроводящего материала другого типа

Использование: в воздушных линиях электропередачи. Сущность изобретения: провод со стальным сердечником с компен: сированным магнитным потоком выполнен по меньшей мере тремя повивами алюминиевых проволок, при этом третий, считая снаружи , повив выполнен из проволок меньшего диаметра. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 В 5/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР о у

1 Йа (А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740847/07 (22) 22.08.89 (46) 07.10,92, Бюл, М 37 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) С.С.Клямкин, А.В.Красноштанов, С.Е.Глейзер и Ю,В.Образцов (56) Патент США В 4673775, кл. Н 01 В 5/10, 1987.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к воздушным линиям элек тропередачи.

Известны сталеалюминиевые провода со стальным сердечником и чередующимся направлением скрутки нескольких повивов алюминиевых проволок, При переменном токе в сталеалюминиевых проводах имеются добавочные потери энергии, обусловленные неравномерным распределением тока по сечению алюминиевых повивов и продольным магнитным потоком в стальном сердечнике.

Известны конструкции сталеалюминиевых проводов, в которых снижение добавочных потерь достигается путем компенсации продольного магнитного потока за счет определенного соотношения сечений и шагов скрутки отдельных повивов (патент ФРГ М

864579).

Например, известно применение в сталеалюминиевом проводе с чередующимся направлением скрутки отдельных повивов алюминиевых проволок различных диаметров, В частности, по патенту CLUA hL

4673775 диаметры проволок в различных повивах отличаются более чем на 10%.,Ы2, 1767538 А1 (54) ПРОВОД ДЛЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (57) Использование: в воздушных линиях электропередачи. Сущность изобретения: провод со стальным сердечником с компен- сированным магнитным потоком выполнен по меньшей мере тремя повивами алюминиевых проволок, при этом третий, считая снаружи, повив выполнен из проволок меньшего диаметра, 1 ил, Если при этом проволоки последнего (наружного) повива имеют минимальный ди- 3 аметр, за счет этого повышается доля полного тока в совпадающем с ним по направлению внутреннем повиве, обладаю- С щем повышенной собственной индуктивностью. Ток в этом повиве имеет наибольшее отклонение по фазе от полного тока, что определяет относительное повышение активного сопротивления провода, Кроме того, в предложенной в патенте N. 4673775 конструкции сталеалюминиевого провода 0 не учитываются зависимости магнитного потока в стальном сердечнике от тока в про- (Л воде и магнитных свойств материала сер- (А, ) дечника, СО

Цель изобретения вЂ” снижение активного сопротивления переменному току сталеалюминиевого провода, содержащего стальной сердечник с компенсированным магнитным потоком и три или более повивов алюминиевых проволок, диаметры которых изменяются от повива к повиву. За счет снижения добавочных потерь достигается экономия ресурсов электроэнергии и алюминия, 1767538

Снижение добавочных потерь энергии достигается посредством того, что проволоки третьего, считая снаружи, повива имеют минимальный по сравнению с другими повивами диаметр (см, чертеж). При промыш- 5 ленной частоте вследствие повышенной индуктивности этого повива ток в нем имеет наибольшее отклонение по фазе от полного тока в проводе. Компенсация магнитного потока в стальном сердечнике путем сниже- 10 ния относительной доли тока в третьем снаружи повиве обеспечивает снижение активного сопротивления провода в целом.

Условием достаточной компенсации магнитного потока является соотношение 15

g (1) 6 (m =1 дэ,иc( где n вЂ” число повиво алюминиевых проволок;

m вЂ” номер повива, считая от оси провода;.

Sm вЂ” площадь поперечного сечения проволок m-го повива, м;

Nm вЂ” число шагов на 1 м длины m-го повива, 1/м;

В = 2 х 10 вЂ” вЂ” постоянный множитель;

5 дэ вЂ” экономическая плотность тока, А/м;

30 ,иг вЂ” максимальная относительная магнитная проницаемость стальных проволок в продольном направлении.

При этом напряженность магнитного поля в сердечнике не превосходит критиче- 35 ской величины Н р, при которой начинается ро(;т магнитной проницаемости материала и угла гистерезисных потерь, поскольку в соответствии с известным подобием кривых

В намагничивания различных сталей вЂ” = 40 ,иг .=Нкр.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Сталеалюминиевый провод 45

АС = 400/51 согласно ГОСТ 839-80 имеет следующие характеристики повивов алюминиевых проволок.

Пусть по проводу протекает полный ток 50

1 = 600 А частотой 50 Гц, тогда по повивам он распределен, соответственно их номерам, следующим образом

11 = (121 вЂ” j 35) А, 1г = (228+ j 29) А, 55

1з= (241+ j 6) А.

При этом плотность тока во втором повиве более чем íà 25% превышает плотность тока в остальных. Активное сопротивление провода при этих условиях составляет на частоте 50 Гц R = 0,7658 х 10

Ом/м.

В соответствии с изобретением изменим радиусы и число проволок отдельных повивов, сохранив неизменными объемы алюминия и стали в проводе.

Ток!=600А распределяется по повивам следующим образом;

11=(78 вЂ” j 14) А, 12=(247 вЂ” J 8) А, 1з=(266+ j 24) А.

При этом плотность тока в отдельных повивах отличается не более чем на 2, расход алюминия остается прежним, а активное сопротивление на промышленной частоте снижается qo величины

R = 0,7076 х 10 1/Ом х м, т.е, на 8 .

Пример 2. Провод АС-600/72, выполненный согласно ГОСТ 839-80, имеет следующие характеристики повивов алюминиевых проволок, При этом (вЂ” 1) m Sm оэт = 0,666 х

m =1 х10 м.

Напряженность магнитного поля в стальном сердечнике у такого провода при реальных токовых нагрузках (600-1200 А) составляет 665-1330 А/м, в то время как критическая напряженность магнитного поля для применяемой стали около 500 А/м, Изменим при прежней материалоемкости площадь сечения отдельных повивов и их шаги скрутки следующим образом (табл. 4).

При этом g (вЂ” 1)" иЯиоЭэ =0,329 x 10

m =1 м.

Зависимость коэффициента добавочных потерь такого сталеалюминиевого провода от полного тока I и максимальной магнитной проницаемости стали. сердечника,иг дана в табл. 5.

Жирной чертой в табл. 5 выделена область выполнения предложенного соотношения

О(2 (1)- Sm„.(В

m =1 )иГ э

Отсутствие роста сопротивления провода при увеличении тока в выделенной части табл, 5 подтверждает установленный критерий.

Формула изобретения

Провод для линии электропередачи, содержащий стальной сердечник с компенсированным магнитным потоком и по меньшей мере три повива алюминиевых проволок, диаметры и направление скрутки которых от повива к повиву изменяются, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения

1767538

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5 активного сопротивления провода переменному току, повив с проволоками меньшего диаметра расположен третьим, считая снаружи.

Полый электрический кабель // 9856

Поддерживающий сердечник для пустотелых электрических проводов и приспособление для его изготовления // 7482

Проволока с композиционным сердечником // 2387035

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в конструкциях многопроволочных проводов для воздушных линий, предназначенных для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов, усиливающих, питающих и отсасывающих линий

Многожильный скрученный кабель, способ его изготовления и его применение // 2447526

Высоковольтный электрический передающий кабель // 2530039

Изобретение относится к электрическому кабелю (10), преимущественно к высоковольтным электрическим передающим кабелям или воздушным кабелям для транспортировки энергии, называемым воздушными линиями электропередачи. Электрический кабель содержит по меньшей мере один композитный несущий элемент (1), содержащий один или более армирующих элементов, по меньшей мере частично заключенный(ых) в органическую матрицу; покрытие (2), окружающее упомянутый или упомянутые композитные несущие элементы (1), причем упомянутое покрытие (2) является герметичным вокруг всего или всех композитных несущих элементов (1); и по меньшей мере один проводящий элемент (3), окружающий упомянутое покрытие (2), в котором герметичное покрытие выполнено в форме трубки с толщиной самое большее 3000 мкм. Изобретение обеспечивает улучшение механических характеристик на разрыв кабеля, равномерно распределяя те механические усилия, которые могут вызываться сжатием проводящих элементов и/ или герметичного покрытия во время установки электрического кабеля. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Скрученные термопластичные полимерные композитные кабели, способ их изготовления и использования // 2548568

Изобретение относится к спирально скрученным термопластичным полимерным композитным кабелям, которые могут использоваться в качестве кабельных линий электропередачи, подводных кабелей привязи, подводных шлангокабелей и т.д. Кабель (10) включает одиночный провод (2), определяющий центральную продольную ось, первое множество термопластичных полимерных композитных проводов (4), спирально скрученных вокруг одиночного провода (2), и множество пластичных металлических проводов (6), скрученных вокруг упомянутого первого множества термопластичных полимерных композитных проводов (5), при этом упомянутое множество пластичных металлических проводов содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы, включающей цирконий, медь, олово, кадмий, алюминий, марганец, цинк, кобальт, никель, хром, титан, вольфрам, ванадий, их сплавы друг с другом, их сплавы с другими металлами, их сплавы с кремнием и их сочетания. Описаны также способы изготовления и использования спирально скрученных термопластичных полимерных композитных кабелей. Изобретение обеспечивает создание кабеля с большой гибкостью с обеспечением сохранения круглого поперечного сечения кабеля в работе. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Композитный сердечник для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи // 2578038

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к композитным сердечникам для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи. Сердечник выполняется в форме протяженного цилиндра, содержащего композитные стержни/модули 1 с сетчатой или спиральной одно- или разнонаправленной намоткой 2 из термостойкой нити по их поверхности и заполнением объема сердечника отвержденным при полимеризации связующим 3. Связующее содержит наполнитель в виде резаных нитей выбранной длины или ровинга. Стержни/модули 1 скручиваются друг с другом и располагаются симметрично относительно оси сердечника с зазором 6 благодаря намотке 2. Для нейтрализации возможного неблагоприятного влияния намотки 2 на механическую прочность стержней/модулей 1 применяется покрытие из высокоадгезионного дисперсного материала (алюминиевой пудры). Изобретение обеспечивает высокую гибкость за счет уменьшения его допустимого радиуса изгиба, отсутствие ограничений, накладываемых сердечником на кривизну провода, упрощенный вариант закрепления в натяжной и соединительной арматуре. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Электрический кабель и способ его изготовления // 2594016

В изобретении предлагаются электрические передающие кабели, каждый из которых содержит сердечник кабеля и множество проводящих элементов, окружающих сердечник кабеля. Сердечник кабеля содержит по меньшей мере один составной сердечник, причем каждый составной сердечник содержит стержень (514), который содержит множество однонаправленно выровненных волоконных ровингов (526), заделанных в термопластичную полимерную матрицу (528), содержащую полиарил сульфид, и окруженных покровным слоем (519), содержащим полиэфиркетон. Изобретение обеспечивает прочность, долговечность и температурные параметры для различных применений, таких как воздушные кабели для передачи электроэнергии. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.

Бикомпонентный проводник // 2599387

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в конструкциях многопроволочных проводов и тросов для воздушных линий электропередачи и линиях электрифицированного транспорта. Проводник (1) из металлического проводникового материала (2) содержит упрочняющий композиционный сердечник (3) из наномодифицированного термореактивного полимерного связующего (4), модифицированного углеродными нанотрубками, концентрация которых равна 4,0-10,0 мас.%, и непрерывно армированного базальтовым волокном (5) со степенью объемного наполнения 60-80%. В качестве углеродных нанотрубок использованы многослойные углеродные нанотрубки серии «Таунит», в качестве термореактивного полимерного связующего использована эпоксидная смола, в качестве металлического проводникового материала использованы медь, и/или алюминий, или их сплавы. Изобретение обеспечивает повышенный рабочий ресурс в условиях повышенных температур и действия изгибающих нагрузок. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Композиционный несущий элемент // 2599614

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве несущих тросов и силовых элементов в конструкциях проводов и кабелей, предназначенных для подвески на опорах воздушных линий электропередачи и связи и для стационарной прокладки. Композиционный несущий элемент выполнен из термореактивного полимерного связующего, непрерывно армированного базальтовым волокном, объемная доля которого в связующем составляет 60-80%. Связующее модифицировано углеродными нанотрубками, концентрация которых равна 4,0-10,0 мас.%. Изобретение обеспечивает создание композиционного несущего элемента с повышенным рабочим ресурсом в условиях повышенных температур и действия изгибающих нагрузок. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления одножильного сердечника электрического провода и одножильный сердечник электрического провода, изготовленный этим способом // 2629011

Изобретение относится к производству изделий из полимерных композиционных материалов, используемых в электротехнике. Пряди углеродного волокна подают на пропитку через отверстия центральной части распределительной пластины. Пряди базальтового волокна подают на пропитку через отверстия периферийной части распределительной пластины. Отверстия выполнены круглыми в количестве, соответствующем количеству прядей. Углеродное и базальтовое волокна имеют относительное удлинение 1-3%. Камера пропитки выполнена с внешней цилиндрической поверхностью и внутренней поверхностью в виде прямого кругового усеченного конуса с конусностью 0,01-0,10. Основание конуса выполнено в виде указанной распределительной пластины. В сечении, параллельном основанию, расположена пластина с круглыми отверстиями. Центральное отверстие предназначено для выхода углеродного волокна в виде пучка. Технический результат - повышение прочности на разрыв. 2 н.п. ф-лы.