Провод для высоковольтных линий электропередачи
Владельцы патента RU 2516700:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") (RU)
Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям грозозащитных и фазовых проводов высоковольтных воздушных линий электропередачи с использованием их в качестве телекоммуникационной сети на основе оптоволоконной технологии. В проводе для высоковольтных линий электропередачи, содержащем центральную алюминиевую основу с пазами, в которых расположены трубки, выполненные из термопластичного материала, с заключенными в них оптическими волокнами, внутренний слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх центральной алюминиевой основы, наружный слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх внутреннего слоя, причем формы Z-образных алюминиевых проволок и направления их повива в слоях взаимно противоположны друг другу, по контактным, между слоями, поверхностям внутренний и наружный слои имеют зубчатые выступы, образующие по всей длине провода непрерывные линии, причем зубчатые выступы выполнены с возможностью упора друг в друга при возникновении крутящих моментов на наружном слое. Изобретение позволит устранить водопроницаемость слоев в месте их контакта и появление крутящего момента у провода в целом, что повысит работоспособность провода. 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкциям грозозащитных и фазовых проводов высоковольтных воздушных линий электропередачи с использованием их в качестве телекоммуникационной сети на основе оптоволоконной технологии.
Известен провод для высоковольтных линий электропередачи, состоящий из стального многопроволочного сердечника и одного или нескольких концентрических повивов токопроводящих профилированных проволок из алюминия или алюминиевого сплава, заполненный консистентной смазкой, при этом провод содержит пластически обжатый сердечник из стальных проволок с коррозионно-защитным металлическим покрытием, наружный повив из алюминиевых проволок Z-образного сечения и внутренние пластически обжатые повивы из круглых алюминиевых проволок (патент на полезную модель RU №96442, МПК Н01В 5/00, 27.07.2010).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является провод для высоковольтных линий электропередачи, содержащий центральную алюминиевую основу с пазами, в которых расположены трубки, выполненные из термопластичного материала, с заключенными в них оптическими волокнами, внутренний слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх центральной алюминиевой основы, наружный слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх внутреннего слоя, причем формы Z-образных алюминиевых проволок и направления их повива в слоях взаимно противоположны друг другу (http://forca.ru/stati/vl/povyshenie-propusknoy-sposobnosti-lep.html Повышение пропускной способности ЛЭП. Провод и грозотрос марки AAAC (AERO Z).).
Недостатки известного провода для высоковольтных линий электропередачи:
1.Ненадежное перекрытие Z-образных алюминиевых проволок, которое вызывает увеличение водопроницаемости слоев из проволок наружного и внутреннего повива при неблагоприятных внешних и внутренних факторах, таких как температура, ветровая нагрузка, дождь, приводящее к ненадежной работоспособности провода из-за его коррозии.
2.Неэквивалентность крутящих моментов наружного и внутреннего слоев вызывает появление крутящего момента у провода в целом и, как следствие, вызывает удлинение провода, приводящее к ненадежной работоспособности провода из-за удлинения оптических волокон, которое сопровождается появлением микротрещин и снижением оптической проводимости материала оптоволокна.
Указанные недостатки устранены в заявляемом изобретении, которое направлено на решение задачи повышения работоспособности провода.
Технический результат достигается тем, что в проводе для высоковольтных линий электропередачи, содержащем центральную алюминиевую основу с пазами, в которых расположены трубки, выполненные из термопластичного материала, с заключенными в них оптическими волокнами, внутренний слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх центральной алюминиевой основы, наружный слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх внутреннего слоя, причем формы Z-образных алюминиевых проволок и направления их повива в слоях взаимно противоположны друг другу, согласно заявляемому изобретению по контактным, между слоями, поверхностям внутренний и наружный слои имеют зубчатые выступы, образующие по всей длине провода непрерывные линии, причем зубчатые выступы выполнены с возможностью упора друг в друга при возникновении крутящих моментов на наружном слое.
Таким образом, технический результат достигается путем применения в конструкции предлагаемого провода для высоковольтных линий электропередачи элементов в виде выступов по сопряженным контактным поверхностям внутреннего и наружного слоев из Z-образных алюминиевых проволок, которые устраняют водопроницаемость слоев в месте их контакта и появление крутящего момента у провода в целом.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан предлагаемый провод для высоковольтных линий электропередачи (поперечное сечение), а на фиг.2 представлено место сопряжения внутреннего и наружного слоев из Z-образных алюминиевых проволок. На фиг.2 для удобства изображения величина зазора между выступами показана увеличенной.
Цифрами на чертежах обозначены следующие элементы:
1- центральная алюминиевая основа с пазами, 2 - трубка, выполненная из термопластичного материала, 3 - оптическое волокно, 4 - внутренний слой из Z-образных алюминиевых проволок, 5 - наружный слой из Z-образных алюминиевых проволок, 6 - направление внутреннего повива, 7 - направление наружного повива, 8 - зубчатые выступы внутреннего слоя, 9 - зубчатые выступы наружного слоя.
Провод для высоковольтных линий электропередачи содержит центральную алюминиевую основу 1 с пазами, внутренний слой 4, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок, и наружный слой 5, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок.
В пазах центральной алюминиевой основы 1 расположены трубки 2, выполненные из термопластичного материала, с заключенными в них оптическими волокнами 3.
Внутренний слой 4 расположен концентрично поверх центральной алюминиевой основы 1.
Наружный слой 5 расположен концентрично поверх внутреннего слоя 4.
Формы Z-образных алюминиевых проволок и направления их повива в слоях 4 и 5 взаимно противоположны друг другу.
Отличием предлагаемого провода для высоковольтных линий электропередачи является то, что по контактным, между слоями 4 и 5, поверхностям внутренний 4 и наружный 5 слои имеют зубчатые выступы соответственно 8 и 9, образующие по всей длине провода непрерывные линии.
Зубчатые выступы 8 и 9 выполнены с возможностью упора друг в друга при возникновении крутящих моментов на наружном слое 5.
Назначение и взаимодействие элементов следующее.
Центральная алюминиевая основа 1 с пазами служит для укладывания в нее трубок 2, выполненных из термопластичного материала, внутри которых находятся оптические волокна 3.
Трубки 2 предназначены для устранения механических повреждений оптических волокон 3, которые служат для передачи информации в виде инфракрасных волн в диапазоне в ближней инфракрасной области спектра излучения.
Внутренний слой 4 и наружный слой 5 из Z-образных алюминиевых проволок, при использовании провода в качестве грозозащитного провода, служат для защиты от удара молнии. При использовании провода в качестве фазового провода внутренний 4 и наружный 5 слои служат для передачи электроэнергии.
Z-образные алюминиевые проволоки в каждом внутреннем слое 4 и наружном слое 5 раздельно для каждого из слоев скручены между собой с определенным шагом для обеспечения плотного контакта.
Направления повивов 6 и 7 соответственно для внутренних 4 и наружных 5 слоев проволок взаимно противоположны.
В заявляемом изобретении зубчатые выступы 8 внутреннего слоя и зубчатые выступы 9 наружного слоя входят в соответствующие впадины (на фиг.2 позициями не обозначены) внутреннего 4 и наружного 5 слоев. Они служат для устранения проворачивания и, как следствие, скольжения внутреннего 4 и наружного 5 слоев из Z-образных алюминиевых проволок относительно друг друга под действием силы тяжести налипающего снега или льда, а также под действием ветровых нагрузок или под действием сил от других факторов при монтаже проводов.
Количество зубчатых выступов 8 и 9 зависит от геометрических размеров и формы Z-образного профиля внутренних и наружных проволок, их числа в слоях 4 и 5 и наружного диаметра провода.
По длине провода зубчатые выступы 8 и 9 образуют непрерывные линии, которые могут быть прямолинейными или иметь направления по спиралевидной крутке, шаг которой зависит от геометрических размеров и формы Z-образного профиля внутренних и наружных проволок, их числа в слоях 4 и 5 и наружного диаметра провода.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При налипании снега и образовании льда или от ветровой нагрузки на наружном слое 5 возникающий в противоположном направлению повивов 7 крутящий момент останавливается за счет выступов 8 и 9 (см. фиг.2), которые упираются друг в друга. При возникновении вследствие налипания снега и образовании льда или от ветровой нагрузки на наружном слое 5 крутящего момента в попутном направлению повивов 7 выступы 8 и 9 также упираются друг в друга по наклонной поверхности.
Использование настоящего изобретения позволит повысить работоспособность провода для высоковольтных линий электропередачи благодаря наличию выступов по сопряженным контактным поверхностям внутреннего и наружного слоев из Z-образных алюминиевых проволок, которые устраняют водопроницаемость слоев в месте их контакта и появление крутящего момента у провода в целом.
Провод для высоковольтных линий электропередачи, содержащий центральную алюминиевую основу с пазами, в которых расположены трубки, выполненные из термопластичного материала, с заключенными в них оптическими волокнами, внутренний слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх центральной алюминиевой основы, наружный слой, образованный из скрученных Z-образных алюминиевых проволок и расположенный концентрично поверх внутреннего слоя, причем формы Z-образных алюминиевых проволок и направления их повива в слоях взаимно противоположны друг другу, отличающийся тем, что по контактным, между слоями, поверхностям внутренний и наружный слои имеют зубчатые выступы, образующие по всей длине провода непрерывные линии, причем зубчатые выступы выполнены с возможностью упора друг в друга при возникновении крутящих моментов на наружном слое.
