Сталеалюминиевый провод

 

(») 557420

Союз Советских

Социа листинеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.05.73 (21) 1914246/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.77. БюллЕтень № 17 (4б) Дата опубликования описании 24.06.77. (51) М. Кл. Н01В5/08

Госудврствеииый комитет

Соиото Мииистроо СССР

Ilo делам ивооретеиий и отирытий (53) УДК 621.315 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Волоконский,.Н. Н. Войденов и В. И. Безрук (71) Заявитель

Харьковский ииспггут инженеров коммунального строительства (54) СТАЛЕАЛЮМИНИЕВЫЙ ПРОВОД

Изобретение относится к области электротехники, в частности к сталеалюминиевым проводам для воздушных линий электропередачи.

Известны сталеалюминиевые провода, состоящие иэ скрученного многопроволочного стального сердечника и одного повива алюминиевых проволок, Известные провода обладают достаточно, высокой механической прочностью, но характеризуются пониженным содержанием алюминия, pro уменьшает электрическую проводимость провода, Известны также сталеалюминиевые провода, состоящие иэ скрученного многопроволочного стального сердечника и двух-трех повивов алюминиевых проволок. Скрутка смежных повивов! проволок производится в противоположные стороны. По мере удаления повивов проволок ог центральной проволоки угол скрутки увеличивается (снижается кратность скрутки) .

Недостатки таких проводов заключаются в снижении механической прочности провода по сравнению с практически возможной, в повышении электрического сопротивления провода переменному. току по сравнению с минимально возможным, все это приводит к снижению долговечности провода, Указанные недостатки известного сталеалюмиииеваго провода обусловлены тем, что в эксплуатационных условиях в повивах проволок и известного провода под действием распределенной нагрузки, кроме осевых сил, возникают силы, действую.

Ь щие перпендикулярно оси провода. Эти силы создают внутренние крутящие моменты. Внутренние крутящие моменты пропорциональны углам свивки, радиусам и площади поперечного сечения повивов проволок. Противоположно скрученные пови-!

О вы проволок создают противоположно направленные крутящие моменты. Если крутящие моменты противоположных повивов проволок взаимно не уравновешиваются, то провод, особенно при его нагружении,поворачивается вокруг своей оси. В этом случае проволоки повивов, скрученных в одном направлении, раскручиваются (получают конструктивное удлинение) и разгружаются, а проволоки повивов противоположного направления скрутки закручиваются и воспринимают дополни1И1 тельную нагрузку.

Неравномерное распределение налряжений по сечению провода обусловливаетея также различными углами скрутки повинов проволок. Повивы проволок провода. с большими углами скрутки

26 имеют меньшие модули упругости и находятся в

557420 менее напряженном состоянии, чем повивы проволок с меньшими углами скрутки, Кроме того, повивы проволок с большими углами скрутки в процессе вытяжки провода получают большие неупругие удлинения, что приводит к еще большей неравномерности распределения напряжений по сечению провода, Такое неблагоприятное перераспределение напряжения между повивами проволок привода приводит к снижению его прочности.

Существенным недостатком известного сталеалюминиевого многопроволочного провода является также и то, что смежные повивы стальных и алюминиевых проволок свиты в противоположных направлениях, В точках пересечения стальных и 15 алюминиевых проволок под относительно большими углами возникает концентрация напряжения и зти места являются потенциальными узлами снижения прочности и долговечности проводов.

В проводе с неуравновешенными внутренними 20 крутящими моментами процесс вибрации сопровождается как поперечными, так и крутящими колебаниями, что приводит к быстрейшему разрушению таких проводов.

Электрическое сопротивление сталеалюминиевого провода также зависит от параметров скрутки проволок в провод. При скрутке проволок в провод по винтовым линиям, вследствие плохой электропроводности между проволоками поперечного сечения провода возникают касательные составляющие векторных потенциалов, направление которых совпадает с направлениями скрутки повивов проволок. Величины касательных составляющих векторных. потенциалов пропорциональны углам скрутки плотности тока и площади попереч- ® ного сечения повивов проволок. Если касательные составляющие векторных потенциалов apweoaoложно скрученных повивов проволок взаимно не компенсируются, то в проводе возникает продольный магнитный поток, приводпций к появлению дополнительного электрического сопротивления провода, Известный сталеалюминиевый провод не имеет уравновешенности нн внутренних крутящих моментов, ни касательных составляющих векторных по- 4а тенциалов, что приводит к снижению его механической прочности, долговечности и повышению электрического сапротив ления переменному току.

Цель изобретения — повышение механической прочности и снижение сопротивления провода иеременному току. указанная цель достигается тем, что в сталеалюминиевом проводе, состоящем из скрученного многопроволочного стального сердечника и двух-трех повивов алюминиевых проволок, наружный повив алюминиевых проволок наложен с направлением скрутки, противоположным направлению скрутки внутренних повивов алюминиевых проволок, причем все алюминиевые проволоки скручены под равным углом, а смежные повивы стальных и алюминиевых проволок скручены в одном направлении. Алюминиевые проволоки скручены под уто лом 10 — 12, а повивы стальных проволок скручены в противоположном относительно друг друга направлении под утлом 5 — б .

Повышение механической прочности и снижение сопротивления проволоки переменному току основывается на следующем. 1. Модуль упругости обтянутых i-ых повивов проволок, скрученных по винтовым линиям с углами скрутки ого, определяется выражением E.=Е„Р;ссщ ег (1) где Е„„; — модуль упругости материала прово. локи j-ro йовива.

Из (1) следует, что для обеспечения равенства модулей упругости, а следовательно, и напряжений во всех повивах алюминиевых проволок и во всех повивах стальных проволок, углы скрутки в пределах повивов алюминиевых и стальных проволок должны быть равны, т.е.

+i e = сгза = сгза = e (2) где индексы "а" и "с" приписаны повивам алюминиевых и стальных проволок соответственно.

2. В. предлагаемом проводе принято, что и

=2ас, это приводит к повышению модулей упругости стальных проволок и, следовательно, к более благоприятному перераспределению напряжений между стальной и алюминиевой частями провода.

Численные значения углов скрутки повивов стальных и алюминиевых проволок (а = 5 — б и O = о

d а

=10-12 ) обосновываются на том, что, чем больше углы скрутки повивов стальных и алюминиевых проволок, тем провод более гибок и удобен при монтаже, однако увеличение углов скрутки приводит к повышению расхода металла за счет укрутки, снижению производительности при изготовлении провода и повышению электрического сопротивления.

Принятые углы скрутки для повивов стальных и алюминиевых проволок обеспечивают достаточную гибкость проводов, не снижают производительности машин при изготовлении и не приводят к увеличению электрического сопротивления проводов. Соотношение углов скрутки повивов алюминиевых и стальных проволок n = 2а обеспечиа с вает повышенный модуль упругости стальной части и пониженный модуль упругости алюминиевой части провода. Эта приводит к благоприятному перераспределению напряжений между. компонентами сталеалюминиевого провода.

3. Неупругие удлинения i-ых повивов проволок от обтяжки определяются выражением н

Е;.— Е;

Е Е Р

1 1 где

Ег = PE; (Р = 0,8 — 0,9) — модуль упругости необтянутого.повива проволок;

6»< — временное сопротивление разрыву i-ых повивов проволок.

557420 (5) и (6) удовлетворяются путем варьирования направлениями скрутки повивов проволок. В наилучшей мере эти условия выполняются тогда, когда наружный повив алюминиевых проволок о имеет направление скрутки, противоположное направлению скрутки внутренних повивбв алюминиевых проволок. эр (4) !б

Формула изобретения,где

FI и г1 — площади поперечного сечения и @ средние радиусы i-ых повивов проволок. где ЭО

i1(r) — параметр, характеризующий плотность тока в i-ых повивах проволок, индексы "пр" и

"лев" приписаны правому и левому направлениям скрутки повивов проволок.

Ддя сталеалюминиевого провода с двумя и тремя повивами алюминиевых проволок условия

Составитель В. Бондаренко

Техред Ц. Бабурка Корректор Л, Веселовская

Р,да р В.e H

Заказ 855/61 Тираж, 976 Полн и си ое

ЦНИИНИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С учетом (1) выражение для неупругих удлинений i-ых повивов проволок принимает следующий вид:

Иэ анализа (4) следует, что равенство неупругих удлинений s повивах алюминиевых проволок и в повивах стальных проволок достигается равен; сюом углов свивки в пределах этих повивов, 4. Уравновешенность внутренних крутящих моментов достигается в конструкции провода, удовлетворяющей следующему условию:,F Е F: v(Sin< со8 сс1 =01 (5) 5. Условие уравновешенности .касательных составляющих векторных. потенциалов с учетом (2) и при пренебрежении током в стальном сердечнике провода записывается в следующем виде:

Благодаря указанным выше конструктивным особенностям провода достигается улучшение их качественных показателей — повышение механической прочности no 20 o, повышение вибростойкости и снижение электрического сопротивления переменному току на 113%.

1, Сталеалюминиевый провод, состоящий из скрученного многопроволочного стального сердечника и двух-трех повивов алюминиевых проволок, отличающийся тем,что, с целью повышения механической прочности и снижения сопротивления переменному току, наружный повив алюминиевых проволок наложен с направлением скрутки, нротивоположным . направлению скрутки внутренних повивов алюминиевых проволок, причем все алюминиевые проволоки скручены под равным углом, а . смежные новины стальных и алюминиевых проволок скручены в одном направлении.

2. Сталеалюминиевый провод по и. 1, о т л ича ющийся тем, что алюминиевые проволоки скручены под углом 1Π— 12, а повивы стальных проволок скручены в нротивоположном относительно друг друга направлении иод углом 5 — 6 .