20.03.2016
216.014.c731

КОМПОЗИТНЫЙ СЕРДЕЧНИК ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002578038
Дата охранного документа
20.03.2016
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к конструкциям композитных сердечников для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи.

Композитные сердечники для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи должны обладать такими характеристиками, как минимальный коэффициент линейного термического расширения (КЛТР), определяющий величину провисания провода, высокая прочность на разрыв, максимальная эксплуатационная температура (200°C) и выше, а также высокий модуль упругости (от 50 ГПа).

Известен сердечник, выполненный в виде длинномерного стержня из композитного материала, содержащего в качестве армирующего волокна стеклянные, арамидные, базальтовые, керамические и/или борные волокна, при этом полимерная матрица сердечника содержит в качестве термореактивного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования 90-350°C или термореактивные связующие на основе соединений ароматических полиамидов, или кремнеорганических, полиимидных, полиэфирных, фенолформальдегидных смол, или дигидрофосфатных, полициануратных, бороорганических, полифениленоксидных, полисульфоновых связующих, их производных и сополимеров, в том числе наномодифицированных, имеющих предел длительной эксплуатации до 350°C [1].

В данном техническом решении формование профиля стержня и упрочняющего повива сердечника осуществляют путем спиральной намотки термостойкой нити на пучок смоченных связующим армирующих волокон, в результате такой технологии сердечник имеет рельефную поверхность, обусловленную наличием спиральной намотки, в которой имеются участки напряжения на сердечнике, уменьшающие общую прочность композитного стержня.

Известен также композитный высокопрочный провод с повышенной электропроводностью, содержащий концентрированно размещенный сердечник из электротехнической меди, наружную оболочку из сплава на основе меди и кольцевой слой между сердечником и наружной оболочкой, выполненный из высокопрочного сплава на основе меди с легирующими компонентами [2].

Этот известный провод выполнен с композитным сердечником одномодульной конструкции. Такой сердечник отличается легкостью при высокой прочности на растяжение, низким температурным коэффициентом линейного расширения, дешевизной. Однако существенным недостатком такого сердечника является его уязвимость к изгибам малого радиуса (большой кривизны). Такие изгибы возникают при колебаниях проводов большой амплитуды - при пляске (в точках крепления провода к опорам) и при коротких замыканиях на линии, а также при погрешностях в соблюдении монтажных режимов провода (известны случаи поломок сердечника при монтаже проводов с одномодульным сердечником).

Заявитель ставил перед собой практическую задачу разработки композитного сердечника для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи, характеризующегося гибкостью, легкостью и высокой разрывной прочностью конструкции, совместимой со спиральной натяжной и соединительной арматурой, также обладающего таким важным эксплуатационным свойством, как нераскручиваемость при рассечении, и при этом обеспечивающего абсолютную упругость модулей и высокую технологичность их изготовления. Вышеуказанной положительный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявляемого композитного сердечника для проводов воздушных линий электропередачи, представленной в нижеследующей формуле изобретения: «композитный сердечник для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи, выполненный в форме протяженного цилиндра, содержащего в своем объеме, по меньшей мере, два изготовленных из композитного материала стержня/модуля, каждый из которых снабжен сетчатой или одно- или разнонаправленной намоткой с применением термостойкой нити, указанные стержни/модули расположены симметрично относительно оси сердечника с заданным зазором между ними, скручены друг с другом и покрыты термостойким связующим, причем для исключения выдавливания материала из зон повышенного сжатия, возникающего в процессе эксплуатации от токоведущих алюминиевых повивов провода или крепежной арматуры, связующее содержит наполнитель в виде резаных нитей выбранной длины или ровинга, выполненных из того же материала, из которого изготовлены стержни/модули, при этом заданный зазор между стержнями/модулями выбирается из соотношения (0,04÷0,08)d при величине шага скрутки стержней/модулей (16÷26)D и допустимом радиусе изгиба сердечника (8÷12)D, где d - диаметр стержня/модуля, D - диаметр сердечника, длина шага намотки стержня/модуля составляет (0,5÷2,0)d, средний модуль упругости отвержденного связующего равен 1-3 ГПа, а спиральная или сетчатая намотка нитей на поверхности стержней/модулей дополнительно снабжена покрытием из высокоадгезионного дисперсного материала; спиральное или сетчатое покрытие стержней/модулей дополнительно закреплено поверхностным слоем наполнителя в виде дисперсного материала; в качестве термостойкого дисперсного материала покрытия стержней/модулей выбирается алюминиевая пудра; покрытие из термостойкого дисперсного материала выполнено путем нанесения алюминиевой пудры на неотвержденный стержень, представляющий собой жгут из волокнистого материала, пропитанного органическим связующим, с последующим отвверждением; центральный стержень/модуль при сборке дополнительно промазывается связующим, при этом весь сердечник обмотан арамидной или полиамидной нитью, или стальной лентой, или лентой из того же материала, что и сердечник, или лентой из других материалов».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на на фиг. 1 - сечение композитного сердечника для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 - эскиз двух соседних стержней/модулей с намотанной термостойкой нитью; на фиг. 3 - схема взаимного перемещения стержней/модулей при изгибе сердечника.

Предлагаемый композитный сердечник многомодульной конструкции для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи выполнен в форме протяженного цилиндра, содержащего в своем объеме изготовленные из композитного материала стержни/модули 1 с одно- или разнонаправленной намоткой 2 (спиральной или сетчатой) из термостойкой нити по их поверхности, а весь прочий объем сердечника заполнен отвержденным при полимеризации связующим 3, имеющим модуль упругости 1-3 ГПа; для исключения выдавливания материала из зон повышенного сжатия, возникающего в процессе эксплуатации от токоведущих алюминиевых повивов провода или крепежной арматуры, связующее содержит наполнитель в виде резаных нитей выбранной длины или ровинга, выполненных из того же материала, из которого изготовлены стержни/модули 1.

Минимальное число стержней/модулей 1 может быть равно двум; в представленном на фиг. 1 варианте показан сердечник, состоящий из семи стержней/модулей. Стержни/модули 1 скручены друг с другом и расположены симметрично относительно оси сердечника, причем между ними организован зазор заданного размера 5 (фиг. 2). Зазор образован благодаря одно- или разнонаправленной намотке 2, выполненной по поверхности каждого из стержней/модулей 1 с применением термостойкой нити, как показано на фиг. 2 (где позиции 1а, 1б - это фрагменты стержней/модулей 1, позиции 2а, 2б - намотка 2). Для того чтобы нейтрализовать возможное неблагоприятное влияние намотки 2 на механическую прочность композитных стержней/ модулей 1, применено покрытие из высокоадгезионного дисперсного материала, в качестве которого выбирается приемлемая альтернатива, например алюминиевая пудра. Заданный зазор между стержнями/модулями 1 выбирается из соотношения (0,04÷0,08)d при величине шага скрутки стержней/модулей (16÷26)D и допустимом радиусе изгиба сердечника (8÷12)D, где d - диаметр стержня/модуля, D - диаметр сердечника, длина шага намотки стержня/модуля составляет (0,5÷2,0)d.

Заданный зазор 6, показанный на фиг. 2, образован одно- или разнонаправленной намоткой 2 с применением термостойкой нити, и он определяется высотой указанной выше намотки 2, не позволяющей поверхностям соседних стержней/модулей 1 сомкнуться. Зазор, как и весь свободный объем в цилиндрическом теле сердечника, не занятый стержнями/модулями 1, заполнен термостойким (низкомодульным) связующим 3, что обеспечивает необходимую для композитного сердечника гибкость при его изгибе, так как допускает взаимные перемещения стержней/модулей 1.

Возникновение таких взаимных перемещений наглядно изображено на фиг. 3, где на трех эскизах показано взаимное положение соседних стержней/модулей 1 для случаев: (I) - до начала изгиба; (II) - то же, после изгиба сердечника по радиусу R, вид сбоку; (III) - то же, вид сверху.

Изобретение работает следующим образом:

Сборка стержней/модулей 1 в единый сердечник осуществляется на крутильной машине с шагом крутки (16÷26)D, причем укладка стержней/модулей 1 в единый пучок производится без крутки сечений. Одновременно с экструзией жидкотекучего (разжиженного) связующего 3, призванного заполнить свободные объемы, имеющиеся в сечении сердечника, проводится укладка ровинга или стеклянных нитей, введенных в рецептуру связующего перед экструзией. Выбранная рецептура и армировка ровингом или резаными стеклянными нитями позволяют связующему в жидкотекучем состоянии заполнять все зазоры и при прохождении через фильеру образовать протяженное цилиндрическое тело сердечника. После формования сердечника происходит полимеризация и связующее достигает расчетной твердости при общем модуле упругости 1-3 ГПа. Взаимная подвижность стержней/модулей 1 для сохранения гибкости сердечника после его сборки достигается за счет заданного зазора 5 между стержнями/модулями 1, заполняемого связующим 3. Зазор 5 позволяет создать буферный слой из компаунда между стержнями/модулями 1, который призван воспринимать основную долю взаимных перемещений стержней/модулей 1 при перегибах сердечника.

На фиг. 3 наглядно показано возникновение таких взаимных перемещений соседних стержней/модулей 1a, 1б при изгибе сердечника (для простоты показан сердечник, состоящий из двух стержней/модулей 1). До изгиба длины полувитков обоих стержней/модулей 1а, 1б одинаковы и равны L. При изгибе сердечника по заданному радиусу R кривизна стержней/модулей 1а, 1б на каждом полувитке скрутки изгибаемого участка сердечника будет существенно различной, в зависимости от того, в каком положении относительно центра изгиба находятся указанные стержни/модули. Большая кривизна стержня/модуля 1а и значительно меньшая кривизна стержня/модуля 1б неизбежно порождают разницу в их длинах (L1≠L2) и взаимное перемещение на концах этих участков (выделенная зона А на фиг. 3). Образно говоря, модуль 1а выпирает «горбом» на рассматриваемой фиг. 3 (вид II). В вертикальной плоскости, вид стержней/модулей 1а, 1б показан на фиг. 3 (III). Гарантированный зазор δ между стержнями/модулями 1а, 1б позволяет избежать расслоений внутри сердечника при изгибе, так как взаимные перемещения стержней/модулей 1а, 1б приводят к возникновению лишь незначительных сдвиговых деформаций в термостойком (низкомодульном) связующем. Важна и роль связующего как защитного покрова от атмосферных воздействий для композитных стержней/модулей, а также как средства равномерного распределения радиальной сдавливающей нагрузки на них от токопроводящих повивов провода и от крепежной арматуры.

Покрытие сердечника из термостойкого дисперсного материала выполняется путем его нанесения на неотвержденный стержень, представляющий собой жгут из волокнистого материала, пропитанного органическим связующим, с последующим отверждением, при этом в качестве дисперсного материала выбирается алюминиевая пудра. При сборке сердечника центральный стержень/модуль может быть промазан дополнительным связующим, а весь сердечник - обмотан арамидной или полиамидной нитью 4, или стальной лентой, или лентой из того же материала, что и сердечник, или лентой из других материалов.

Основное преимущество предлагаемого композитного сердечника для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи - это его легкость, высокая гибкость, определяемая тем обстоятельством, что допустимый радиус его изгиба существенно уменьшен по сравнению с аналогичным одномодульным сердечником, соответственно предлагаемый сердечник практически не будет накладывать ограничений на кривизну провода, подвергаемого изгибу; поверхность такого сердечника обладает выраженным рельефом, который образуется при скрутке стержней/модулей, что значительно упрощает закрепление сердечника (вместе с токоведущим слоем провода или отдельно) в натяжной и соединительной арматуре; помимо высокой гибкости сердечник характеризуется технологичностью, стойкостью к радиальным нагрузкам и многократным изгибам, обладает повышенной механической прочностью, он удобен в работе монтажников, так как не расплетается при рассечении. Технологичность предполагает использование существующего на кабельных заводах их основного оборудования. Аналогично и на предприятиях, производящих композитные модули. Соблюдено важное эксплуатационное свойство любого сердечника для проводов воздушных линий электропередачи - его нераскручиваемость при рассечении. В обычных проводах это свойство возникает благодаря преформированию (приданию спиральной формы) стальных проволок перед укладкой их в сердечник в процессе производства. Стеклопластиковые модули абсолютно упругие, преформирование их при производстве на стандартном оборудовании исключено (невозможно).

Намечается серийное изготовление предлагаемых композитных сердечников и поставка их на воздушные линии электропередачи.

Источники информации

1. Описание полезной модели к патенту №86345, Н01В 5/10, опубликован 27.08.2009 г.

2. Описание изобретения к патенту №2417468, Н01В 1/00, Н01В 5/02, заявлен 27.01.2010, опубликован 27.04.2011 г.

3. Описание изобретения к патенту №2490738, Н01В 1/12, заявлен 26.11.2008, опубликован 10.01.2012 г.

4. Описание изобретения к патенту №2464659, Н01В 12/10, заявлен 28.03.2008, опубликован 20.10.2012 г.


КОМПОЗИТНЫЙ СЕРДЕЧНИК ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
КОМПОЗИТНЫЙ СЕРДЕЧНИК ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
КОМПОЗИТНЫЙ СЕРДЕЧНИК ДЛЯ НЕИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 15.
10.04.2013
№216.012.3406

Распорная рамка утяжелителя подземного/подводного трубопровода

Изобретение относится к строительству и используется при прокладке подземных и подводных трубопроводов, а также при прокладке трубопроводов на болотах, в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, в пучинистых грунтах. Распорная рамка предназначена для обеспечения жесткости конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478861
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.08.2013
№216.012.60c4

Составная композито-бетонная балка и способ ее изготовления

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к составной композито-бетонной балке и способу ее изготовления. Технический результат заключается в защите от агрессивного воздействия и упрощении технологии изготовления. Балка содержит профиль из бетона и профиль из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490404
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.12.2013
№216.012.8a80

Гаситель низкочастотных колебаний проводов, кабелей и тросов

Изобретение относится к областям электроэнергетики, связи, аэродромного обеспечения, а именно к гасителям низкочастотных колебаний (пляски) проводов воздушных линий электропередачи, кабелей воздушных линий связи, проводов и тросов антенно-фидерных устройств аэродромного обеспечения. Гаситель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501138
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.04.2015
№216.013.41dc

Автоматическая линия для изготовления сетки из стержней

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автоматических линиях для производства сетки из стержней, которая может быть использована в качестве арматурной сетки для бетона, кладочной сетки, ограждающей сетки и пр. Автоматическая линия содержит барабаны с продольными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548358
Дата охранного документа: 20.04.2015
13.01.2017
№217.015.7668

Негорючий композитный материал и связующее для его получения

Группа изобретений относится к негорючим композитным материалам для изготовления негорючих листов, в том числе ламинированных, негорючим конструкционным материалам, в том числе в виде профилей, негорючих формованных изделий и пр., которые могут быть использованы в авиа-, судо- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598675
Дата охранного документа: 27.09.2016
25.08.2017
№217.015.9df3

Гаситель низкочастотных колебаний расщепленных проводов, кабелей и тросов

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве гасителя низкочастотных колебаний, например пляски расщепленных проводов и тросов воздушных линий электропередачи, а также кабелей воздушных линий связи. Гаситель состоит из демпферных элементов (2А) и (2Б),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610834
Дата охранного документа: 16.02.2017
25.08.2017
№217.015.ba25

Анкерное устройство для композитного стержня

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам натяжения композитных стержней, в частности для преднапряжения композитной арматуры в бетонных конструкциях. Техническим результатом заявленного изобретения является максимально эффективное натяжение композитных стержней за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615555
Дата охранного документа: 05.04.2017
25.08.2017
№217.015.c8ed

Способ изготовления неметаллического арматурного каркаса и автоматическая установка для его осуществления

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии изготовления объемных пространственных неметаллических арматурных каркасов. Технический результат - автоматизация процесса изготовления арматурного каркаса. Установка для изготовления неметаллического арматурного каркаса содержит, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619296
Дата охранного документа: 15.05.2017
29.12.2017
№217.015.f80f

Автономная энергетическая установка

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639458
Дата охранного документа: 21.12.2017
29.12.2017
№217.015.fa1e

Анкер для композиционного арматурного элемента

Изобретение относится к устройствам натяжения композитной арматуры. Технический результат - эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине, а также повышение надежности устройства, его нагрузочной способности. В анкере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639337
Дата охранного документа: 21.12.2017
Показаны записи 1-10 из 19.
10.04.2013
№216.012.3406

Распорная рамка утяжелителя подземного/подводного трубопровода

Изобретение относится к строительству и используется при прокладке подземных и подводных трубопроводов, а также при прокладке трубопроводов на болотах, в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, в пучинистых грунтах. Распорная рамка предназначена для обеспечения жесткости конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478861
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.08.2013
№216.012.60c4

Составная композито-бетонная балка и способ ее изготовления

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к составной композито-бетонной балке и способу ее изготовления. Технический результат заключается в защите от агрессивного воздействия и упрощении технологии изготовления. Балка содержит профиль из бетона и профиль из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490404
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.12.2013
№216.012.8a80

Гаситель низкочастотных колебаний проводов, кабелей и тросов

Изобретение относится к областям электроэнергетики, связи, аэродромного обеспечения, а именно к гасителям низкочастотных колебаний (пляски) проводов воздушных линий электропередачи, кабелей воздушных линий связи, проводов и тросов антенно-фидерных устройств аэродромного обеспечения. Гаситель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501138
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.04.2015
№216.013.41dc

Автоматическая линия для изготовления сетки из стержней

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автоматических линиях для производства сетки из стержней, которая может быть использована в качестве арматурной сетки для бетона, кладочной сетки, ограждающей сетки и пр. Автоматическая линия содержит барабаны с продольными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548358
Дата охранного документа: 20.04.2015
13.01.2017
№217.015.7668

Негорючий композитный материал и связующее для его получения

Группа изобретений относится к негорючим композитным материалам для изготовления негорючих листов, в том числе ламинированных, негорючим конструкционным материалам, в том числе в виде профилей, негорючих формованных изделий и пр., которые могут быть использованы в авиа-, судо- и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598675
Дата охранного документа: 27.09.2016
25.08.2017
№217.015.9df3

Гаситель низкочастотных колебаний расщепленных проводов, кабелей и тросов

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве гасителя низкочастотных колебаний, например пляски расщепленных проводов и тросов воздушных линий электропередачи, а также кабелей воздушных линий связи. Гаситель состоит из демпферных элементов (2А) и (2Б),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610834
Дата охранного документа: 16.02.2017
25.08.2017
№217.015.ba25

Анкерное устройство для композитного стержня

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам натяжения композитных стержней, в частности для преднапряжения композитной арматуры в бетонных конструкциях. Техническим результатом заявленного изобретения является максимально эффективное натяжение композитных стержней за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615555
Дата охранного документа: 05.04.2017
25.08.2017
№217.015.c8ed

Способ изготовления неметаллического арматурного каркаса и автоматическая установка для его осуществления

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии изготовления объемных пространственных неметаллических арматурных каркасов. Технический результат - автоматизация процесса изготовления арматурного каркаса. Установка для изготовления неметаллического арматурного каркаса содержит, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619296
Дата охранного документа: 15.05.2017
29.12.2017
№217.015.f80f

Автономная энергетическая установка

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639458
Дата охранного документа: 21.12.2017
29.12.2017
№217.015.fa1e

Анкер для композиционного арматурного элемента

Изобретение относится к устройствам натяжения композитной арматуры. Технический результат - эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине, а также повышение надежности устройства, его нагрузочной способности. В анкере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639337
Дата охранного документа: 21.12.2017

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД