Конструкции неизолированных проводов для воздушных линий электропередачи

Оп ИСАН (ii)819820

Союз Советских

Социалистических

Н 01 В 5/08 с присоединением заявки №вЂ”

6 (23) Приоритет—

Государственный комитет

Н. Д,. Григорьев (54) СТАЛЕАЛЮМИНИЕВЫИ ПРОВОД

Изобретение относится к неизолированным проводам для воздушных линий электропередач.

Известны сталеалюминиевые провода, состоящие из скрученного многопроволочного стального сердечника и одного или нескольких повивов (слоев) алюминиевой проволоки (1) .

Прочная механическая связь между повивами, получаемая в процессе скрутки провода, не допускает их взаимного продольного смещения при действии внешней растягивающей силы или при изменении температуры. В известных проводах сочетаются хорошая проводимость алюминия с высокой прочностью стали. Но для них при относительном удлинении провода, соответствующем обрыву алюминиевых проволок, напряжение в стальном сердечнике составляет 0,8 — 0,9 временного сопротивления. Таким образом, в этих проводах не полностью используется механическая прочность стального сердечника. ю

Наиболее близким по технической cywности к изобретению является сталеалюминиевый провод, состоящий из многопроволочного стального сердечника с повивами, скрученными в противоположном относительно друг друга направлении под углом

5 — 6, и двух-трех повивов алюминиевых проволок, скрученных под равным углом

10 — 12 так, что наружный повив алюминиевых проволок наложен с направлением скрутки, противоположным направлению скрутки внутренних повивов алюминиевых проволок, а смежные повивы стальных и алюминиевых проволок имеют одинаковые направления (2) . Известный провод содержит нескрученную центральную проволоку, которая нагружается больше скрученных стальных проволок. Кроме того, при нагружении известного провода не полностью уравновешиваются крутящие моменты противоположно скрученных повивов проволок.

Провод поворачивается вокруг своей оси, разгружая проволоки раскручивающихся повивов и дополнительно нагружая проволоки закручивающихся повивов.

В известном проводе также не полностью используется его механическая прочность в режиме наименьших температур.

Алюминиевые проволоки, имеющие в 1,92

Формула изобретения.зо

3 раза больший коэффициент температурного линейного расширения, чем у стальных проволок, при снижении температуры стремятся к большему укорочению, чем стальные проволоки. Однако этому препятствует механическая связь — трение между проволоками, вследствие чего изменения длин обоих металлов получаются одинаковыми и равными изменению длины провода в целом. В результате алюминиевые проволоки оказываются растянутыми не только внешней нагрузкой, но и внутренними температурными силами, увеличивающими в них напряжения и ускоряющими их обрыв.

Таким образом, наряду с увеличением механической прочности известного сталеалюминиевого провода некоторое недоиспользование механической проччости провода остается.

Целью изобретения является увеличение механической прочности сталеалюминиевого провода.

Это достигается тем, что в сталеалюминиевом проводе, состоящем из многопроволочного стального сердечника с повивами, скрученными в противоположном относительно друг друга направлении под углом

5-6, и двух-трех повивов алюминиевых проволок, скрученных под равным углом 10—

12 с направлением скрутки наружного повива, противоположным направлению скрутки внутренних повивов алюминиевых проволок, и с одинаковым направлением, смежных.повивов стальных и алюминиевых проволок, проволоки предварительно дифференцированно напряжены, причем степень напряжения повивов стальных проволок увеличивается. от внутреннего к внешнему повиву, а степень напряжения внешнего повива алюминиевых проволок больше внутренних повивов.

На чертеже схематически изображена конструкция сталеалюминиевого провода с предварительным дифференцированным напряжением его проволок. Нескрученная центральная стальная проволока 1 растянута. Повивы 2 и 3 проволок стального сердечника скручены под углом 5 — 6 и имеют правое и левое направления. Стальные проволоки повива 3 путем растяжения предварительно напряжены больше, чем стальные проволоки повива 2, а предварительное напряжение стальных проволок повива 2 больше, чем напряжения центральной стальной проволоки 1. Повивы 4 и 5 алюминиевых проволок скручены в левом направлении под углом 10 — 12 и их проволоки путем сжатия напряжены больше, чем проволоки повива 6, скрученных вправо под углом 10—

При механическом нагружении вследствие того, что крутящие моменты стальных проволок повива 3 и алюминиевых проволок повивов 4 и 5 больше, чем крутящие моменты стальных проволок повива 2 и алюминиевых проволок повива 6, провод поворачивается вокруг своей оси, ослабляя проволоки раскручивающихся повивов 3, 4 и 5 и дополнительно нагружая проволоки закручивающихся повивов 2 и 6. Центральная нескрученная стальная проволока 1 воспринимает наибсиъшее внешнее растягивающее усилие. Но благодаря принятому предварительному. дифференцированному напряжению стальных и алюминиевых проволок с учетом внутренних температурных сил в режиме минимальных температур напряжения в них достигают одновременно значений временных сопротивлений. Этим достигается одновременность обрыва всех проволок провода и увеличение его механической прочности.

Предварительное дифференцированное напряжение проволок предлагаемого сталеалюминиевого провода позволит повысить его механическую прочность в режиме минимальных температур до 7 — 8%.

Сталеалюминиевый провод, состоящий из многопроволочного стального сердечника с повивами, скрученными в противоположном относительно друг друга направлении под углом 5 — 6, и двух-трех повивов алюминиевых проволок, скрученных под углом

10 — 12 с направлением скрутки наружного повива, противоположным направлению скрутки внутренних повивов. алюминиевых проволок, и с одинаковым направлением смежных повивов стальных и алюминиевых проволок, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности, проволоки предварительно.дифференцированно напряжены, причем степень напряжения повивов стальных проволок увеличивается от внутреннего к внешнему повиву, а степень напряжения внешнего повива алюминиевых проволок больше степени напряжения внутренних повивов.

Разнообразные условия работы воздушных линий электропередачи определяют необходимость иметь разные конструкции проводов.

Основными конструкциями являются:

1) однопроволочные провода из одного металла,

2) многопроволочные правовода из одного металла,

3) многопроволочные провода из двух металлов,

4) пустотелые провода,

5) биметаллические провода.

Однопроволочные провода , как показывает само название, выполняются из одной проволоки.

Многопроволочные провода из одного металла состоят из нескольких свитых между собой проволок (рис. 1). Провода имеют одну центральную проволоку, вокруг которой делаются последующие повивы (ряды) проволок. Каждый последующий повив имеет на 6 проволок больше, чем предыдущий. При одной проволоке в центре в первом повиве 6 проволок, во втором - 12, в третьем - 18. Следовательно, при одном повиве провод свит из 7, при двух повивах - из 19, лри трех повивах - из 37 проволок.

Скрутка смежных повивов производится в разных направлениях, что беспечивает более круглую форму его и позволяет получить более устойчивый против раскручивания провод.

Многопроволочные провода других скруток используются в специальных случаях.

Рис. 1. Многопроволочные провода из одного металла: а - 7-проволочный, б - 19-проволочный.

Временное сопротивление многопроволочных проводов составляет около 90% суммы временных сопротивлений отдельных проволок. Уменьшение временного сопротивления провода в целом происходит из-за неодинакового распределения усилия, действующего по проводу, между проволоками провода.

Многопроволочные провода имеют по сравнению с однопроволочными ряд существенных преимуществ:

1. Многопроволочные провода более гибки по сравнению с однопроволочными таких же сечений, что обеспечивает большую сохранность их и удобство при монтаже.

Провода воздушных линий под действием ветра постоянно раскачиваются, а иногда вибрируют, что вызывает дополнительные механические напряжения и усталость металла. Однопроволочные провода разрушаются при этом значительно быстрее, чем многопроволочные.

2. Высокие временные сопротивления материала могут быть получены только для проволок относительно небольших диаметров. Однопроволочные провода с сечениями 25, 35 мм2 и более имели бы пониженные временные сопротивления.

В многопроволочных проводах не может быть такого сильного ослабления прочности провода, вызванного браком производства, как в однопроволочных.

Указанные преимущества многопроволочных проводов обусловили, что однопроволочными изготовляются провода только малых сечений. При сооружении воздушных сетей в большинстве случаев применяются многопроволочные провода. Алюминиевые провода воздушных линий всегда делаются многопроволочными. Однопроволочные провода из этого металла не имеют нужной механической прочности и не обеспечивают надежности электроснабжения потребителей.

Сталеалюминиевые провода воздушных линий электропередачи

Желание повысить механическую прочность алюминиевых проводов привело к изготовлению алюминиевых проводов со стальными сердечниками, называемых сталеалюминиевыми . Сердечник провода выполняется из одной или нескольких свитых стальных оцинкованных проволок с временным сопротивлением около 120 кг/мм2. Алюминиевые проволоки, покрывающие сердечник одним, двумя или тремя повивами, являются токоведущей частью провода. Электропроводность стального сердечника мала и потому не учитывается.

Механическую нагрузку (тяжение по проводу) воспринимают сталь и алюминий. В сталеалюминиевых проводах с отношением сечения алюминия к сечению стали около 5 - 6 алюминиевые проволоки принимают 50-60 % полного тяжения по проводу, а остальное - стальной сердечник.

Сталеалюминиевые провода получили у нас преимущественное распространение при сооружении районных сетей 35 - 330 кв.

Сопротивляемость сталеалюминиевых проводов химическим реагентам воздуха та же, что алюминия и стали в отдельности. Вблизи морей сталеалюминиевые провода прокладывать нельзя: наблюдается быстрое разрушение алюминиевых проволок, прилегающих к стальному сердечнику, под действием электролитической коррозии.

При необходимости сочетать малое активное сопротивление провода с очень большой механической прочностью применяют сталебронзовые и сталеалдреевые провода.

Наиболее распространены сталеалюминиевые провода марки АС, имеющие отношение сечений алюминия и стали около 5,5 - 6.

Пустотелые провода

Конструкции пустотелых проводов изображены на рис. 2. В первой из них (рис. 2,а) на винтообразный сердечник накладываются круглые медные проволоки. В зависимости от сечения провода делаются 1-3 актива проволок. Другой тип пустотелого провода (рис. 2,6) изготовляется из фасонных проволок, соединяемых специальным замком. Этот тип пустотелого провода является более рациональным.

Линии 220 кв и более высокого напряжения при выполнении их сталеалюминиевыми проводами требуют меньших затрат на сооружение и эксплуатацию, чем линии с пустотелыми медными проводами.

Рис. 2. Пустотелые провода: а - с винтообразным сердечником из круглых проволок, б - из фасонных проволок с замком.

Биметаллические провода

Стремление сочетать высокую проводимость меди с большой механической прочностью стали привело к созданию проводов из биметаллических проволок. Стальная проволока покрывается слоем меди, металлы соединяются сваркой. Отношение сечений меди и стали может колебаться в широких пределах, давая возможность получить провода с характеристиками, близкими к характеристикам медных или стальных проводов.

Марки современных неизолированных проводов и их конструкция:

А - провод, скрученный из алюминиевых проволок,

АКП - провод марки А, но межпроволочное пространство всего провода, за исключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости,

АС - провод, состоящий из стального сердечника и алюминиевых проволок,

АСКС - провод марки АС, но межпроволочное пространство стального сердечника, включая его наружную поверхность, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости,

АСКП - провод марки АС, но межпроволочное пространство всего провода, за исключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости,

АСК - провод марки АС, но стальной сердечник изолирован двумя лентами полиэтилентерефталатной пленки. Многопроволочный стальной сердечник под полизтилентерефталатными листами должен быть покрыт нейтральной смазкой повышенной нагревостойкости,

АН - провод, скрученный из проволок нетермообработанного алюминиевого сплава марки ABE,

АЖ - провод, скрученный из проволок термообработанного алюминиевого сплава марки ABE.

Сталеалюминиевые провода . Как показывает рис. 1-3, сталеалюминиевые провода сечением до 95 мм 2 включительно выполняются с однопроволочным стальным сердечником и одним повивом алюминиевых проволок; отношение сечений алюминия (А) и стали (Q в проводах этих марок принято равным 6.

Провод сечением 95 мм 2 АС 95/15, а также провода сечением 120--400 мм 2 изготовляются при отношении сечений 6,11--6,25 с многопроволочным стальным сердечником и двумя алюминиевыми повивами (см. рис- 1-3). По ГОСТ 839--59 эти провода обозначались маркой АС

Сталеалюминиевые провода облегченной конструкции с отношением сечений алюминия и стали 7,71--8,04 (прежнее обозначение АСО) показаны на рис. 1-4. Сердечник проводов этой конструкции многопроволочный, число алюминиевых повивов--два или три.

В проводах усиленной конструкции (прежнее обозначение АСУ) сечение стального сердечника составляет около 1/4,3 сечения алюминия. Провода этих марок изготовляются в ограниченном диапазоне сечений -- от 120 до 400 мм 2 -- с многопроволочным стальным сердечником, алюминиевая часть состоит из двух повивов.

Для больших переходов предназначены провода специальной усиленной конструкции (прежнее обозначение АСУС) с отношением сечений алюминия и стали 1,46; такие провода выпускаются трех марок: АС 185/128, АС 300/204 и АС 500/336. Кроме того, выпускаются особо прочные провода АС 70/72 и АС 95/141, в которых больше стали, чем алюминия; эти провода применяются в качестве грозозащитных тросов, используемых для связи.

В ГОСТ 839--74 включены также три марки сверхоблегченных проводов I отношением алюминия и стали от 12,22 до 18,09.

Ниже в качестве примера дано сравнение сталеалюминиевых проводов марок АС 300/39, AC 300/48, АС, 300/66 и АС 300/204:

Сравнение показывает, что при почти одинаковом сечении алюминиевой части сечения стальной части резко отличаются друг от друга, что влияет на массу провода и его прочность, определяющую область его применения.

> Стальные провода и тросы

Стальные провода и тросы. Стальные провода марки ПС изготовляются по ТУ 14-4-661-75. Некоторые конструкции показаны на рис. 1.2.

Стальные тросы (канаты), применяемые на линиях электропередачи в качестве грозозащитных, а также в качестве оттяжек опор, выпускаются по ГОСТ 3062--69, ГОСТ 3063--66 и ГОСТ 3064-66. Канаты изготовляются из оцинкованной и неоцинкованной проволоки. На воздушных линиях применяются только раскручивающиеся тросы из проволоки марки "1", оцинкованной по группе ЖС (для жестких условий работы). Согласно указанным ГОСТ, стальные канаты обозначаются буквами ТК, за которыми следует цифра, означающая диаметр каната.

Провода с гладкой наружной поверхностью, освоенные в зарубежной практике для предотвращения пляски проводов на больших переходах, состоят из стального сердечника и внутреннего алюминиевого повива из круглых проволок, т.е. имеют обычную конструкцию. Наружный повив выполнен из фасонных проволок, соединенных в замок.Таким образом получается провод с гладкой цилиндрической наружной поверхностью. Пляска проводов на больших переходах не наблюдалась, поэтому освоение конструкции проводов с гладкой наружной поверхностью не намечается.

Область применения многопроволочных проводов различных марок определяется ПУЭ для линий напряжением до 35 кВ включительно из условий механической прочности, а для линий напряжением 110 кВ и выше -- из условий потерь на корону. (Табл. 1.1)

Таблица 1.1

Наименьшие сечения многопроволочных проводов, мм 2 , на линиях различных напряжений

На линиях 750 кВ, не охваченных ПУЭ, применяются расщепленные провода 4 X АС 400/93, 5 X АС 240/56. 5 X АС 300/39 и др.

По области применения проводов с различным отношением сечений алюминия и стали ПУЭ дают следующие рекомендации:

1. Провода с отношением А: С = 6 (б. АС) -- сечением не более 185 мм 2 в районах с толщиной стенки гололеда до 20 мм включительно.

2. Провода с отношением А:С=8 (б. АСО) -- сечением 240 мм 2 и более -- при толщине стенки гололеда до 20 мм.

3. Провода с отношением. А: С = 4 (б. АСУ) -- при толщине стенки гололеда более 20 мм.

4. Провода с отношением А:С = 1,46 -- на больших переходах через реки и водные прегради с пролетами более 600

На пересечениях (переходах) с различными инженерными сооружениями -- линиями связи, железными и шоссейными дорогами и т. д.-- необходимо обеспечить более высокую надежность воздушных линий. Поэтому согласно ПУЭ минимальные сечения проводов в пролетах пересечений должны быть увеличены.

Соответствующие значения приводятся в табл. 1-2.

Грозозащитные тросы могут применяться сечением не менее 35 мм 2 .

По установившейся практике на воздушных линиях 35 кВ подвешиваются тросы сечением 35 мм 2 , на линиях 110 и 150 кВ -- 50 мм2, а на линиях 220 кВ и выше -- 70 мм 2 .

В пролетах пересечений с инженерными сооружениями. не указанными в таблице, например с автомобильными дорогами, трамвайными и троллейбусными линиями, допускается применение проводов таких же сечений как на линиях без пересечений. На линиях напряжением 6-10 кВ и ниже с толщиной стенки гололеда до 10 мм в ненаселенной местности допускается применять однопроволочные стальные провода.

Таблица 1.2

Наименьшие сечения проводов, мм 2 , на линиях без пересечений и на переходах

*В районах с толщиной стенки гололеда 15 мм и более -- 35 мм 2 .

** На пересечениях с железными дорогами применение алюминиевых проводов не допускается.

*** Допускается подвеска стальных грозозащитных тросов.

провод климатический напряжение провес

На воздушных линиях применяются неизолированные провода, т. е. без изолирующих покровов.

Воздушные линии электропередач могут выполняться с одним или несколькими проводами в фазе; во втором случае фаза называется расщепленной.

Диаметр проводов, их сечение и количество в фазе, а также расстояние между проводами расщепленной фазы определяются расчетом.

По конструктивному исполнению делают одно- и многопроволочные провода и полые провода.

Однопроволочные провода состоят из одной круглой проволоки. Они дешевле многопроволочных, но имеют меньшую механическую прочность. Стальные однопроволочные провода (ПСО) применяют редко из-за высокого удельного электрического сопротивления стали. Обычно они используются при небольших нагрузках в сельскохозяйственных сетях. Алюминиевые однопро­волочные провода вообще не выпускаются промышленностью из-за низкой механической прочности.

Многопроволочные алюминиевые провода обычно применяются в сетях на 0,38 кВ. При более высоких напряжениях используют сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСК и других в зависимости от способа их исполнения. Например, АСК состоит из алюминиевых проволок и стального сердечника из стальных оцинкованных проволок, изолированных двумя лентами из полиэтилентерефталатной плёнки, заполненной смазкой. Стальные много­проволочные провода обозначаются ПМС.

Конструкции и общий вид неизолированных проводов приведены на рис. 1,а. Однопроволочный провод (рис. 1,б) состоит из одной круглой проволоки. Многопроволочные провода из одного металла (рис. 1,в) состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения растёт число проволок. В многопроволочных проводах из двух металлов - сталеалюминиевых проводах (рис.1,г) - внутренние проволоки (сердечник провода) выполняется из стали, а верхние - из алюминия.

Стальной сердечник увеличивает механическую прочность, а алюминий является токопроводящей частью провода, так как поверхностный эффект на переменном токе вытесняет линии тока к поверхности проводника.

Полые провода (рис.1,д) изготовляют из плоских проволок, соединенных друг с другом в паз, что обеспечивает конструктивную прочность провода. У таких проводов больший по сравнению со сплошным диаметр, благодаря чему повышается напряжение появления коронирующего разряда на проводах и значительно снижаются потери энергии на корону. Полые провода применяются на воздушных линиях редко. Они главным образом используются для ошиновки подстанций 330 кВ и выше. Для снижения потерь электроэнергии на корону ВЛ при напряжении более 330 кВ каждая фаза воздушной линии расщепляется на несколько проводов.

Материал проводов должен иметь высокую электрическую проводимость. На первом месте по проводимости стоит медь, затем алюминий; сталь имеет значительно более низкую проводимость. Провода и тросы должны быть выполнены из металла, обладающего достаточной прочностью. По механической прочности на первом месте стоит сталь. Материал проводов и тросов должен быть стойким по отношению к коррозии и химическим воздействиям.

Рис. 1. :

а - общий вид многопроволочного провода; б - сечение однопроволочного провода; в, г - сечения многопроволочных проводов из одного и двух металлов; д - сечение пу c тотелого провода

Медь при своих высоких качествах - хорошей проводимости, большой механической прочности и коррозионной стойкости - дорога и дефицитна. Поэтому в настоящее время медные провода для выполнения воздушных линий не применяются. Их использование допускается в контактных сетях, сетях специальных производств (шахт, рудников и др.).

Алюминий - наиболее распространенный в природе металл. Его удельная проводимость составляет 65,5% проводимости меди. Большая проводимость, легкость и распространенность в природе алюминия привели к эффективному использованию его в качестве токопроводящего металла для проводов и кабелей. Основной недостаток алюминия - относительно малая механическая прочность.

Алюминиевые провода марок А и АКП из-за недостаточно высоких физико-механических свойств используются, как правило, лишь для подвески на ВЛ напряжением до 35 кВ с небольшими пролетами и в условиях слабогололёдных районов.

Провод марки А состоит из алюминиевых проволок одного диаметра (число проволок от 7 до 61), скрученных концентрическими повивами; АКП -провод марки А, но его межпроволочное пространство заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости, противодействующей появлению коррозии. Коррозионно-стойкий провод АКП применяется для воздушных линий вблизи морских побережий, солёных озёр и химических предприятий.

Провода из сплавов алюминия (АН - нетермообработанный, АЖ -термообработанный сплав) имеют большую механическую прочность и примерно такую же проводимость, как и провода марки А. С успехом могут применяться как на ВЛ 6-35 кВ (провода марки АН), так и на ВЛ до 110 кВ (провода марки АЖ).

Сталеалюминиевые провода наиболее широко применяются на воздушных линиях. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839-80 выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСО, АСУ (нормальной, облегчённой и усиленной конструкции). Провод марки АС состоит из стального сердечника и алюминиевых проволок. Он предназначен для ВЛ при прокладке их на суше, кроме районов с загрязнённым вредными химическими соединениями воздухом. Коррозионно стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены для ВЛ, проходящих по побережьям морей, солёных озёр и в промышленных районах с загрязнённым воздухом; АСКС и АСКП – это провода марки АС, но межпроволочное пространство стального сердечника (С) или всего провода (П) заполнено смазкой повышенной термостойкости.

В обозначении марки провода вводится номинальное сечение алюминиевой части провода и сечение стального, например АС 120/19 или АСКС 150/34.

По условиям короны при отметках до 1000 м над уровнем моря ПУЭ рекомендует применять на воздушных линиях провода по табл. 1.

Неизолированные сталеалюминиевые провода нового поколения со сниженным активным сопротивлением переменному току.

Погонное активное сопротивление провода переменному току существенно зависит от параметров скрутки повивов. Основным фактором, определяющим коэффициент добавочных потерь энергии в проводе, является обусловленный скруткой продольный магнитный поток в стальном сердечнике. С ним связаны потери энергии от гистерезиса и вихревых токов в стальных проволоках, а также от неравномерного распределения тока по отдельным повивам.

Вследствие противоположного направления скрутки смежных повивов в проводах общепринятой конструкции магнитодвижущие силы, действующие в сердечнике и создаваемые токами повивов, частично взаимно компенсируются. При чётном числе алюминиевых повивов результирующий продольный магнитный поток оказывается мал и не влияет на активное сопротивление провода.

Однако в проводах с одним и тремя повивами алюминиевых проволок стальной сердечник намагничивается значительным магнитным потоком и добавочные потери энергии в диапазоне нормальных нагрузок составляют соответственно 20-50 и 3-15 %. Необходимость использования проводов с нечётным числом повивов алюминия – это следствие ограничений, накладываемых на допустимое значение диаметра алюминиевых проволок. При диаметре свыше 4,5 мм снижается удельная прочность и гибкость алюминиевой проволоки, а при диаметре 1,5 мм усложняется технология изготовления проволоки и провода в целом.

Активное сопротивление сталеалюминиевых проводов с нечётным числом повивов можно снизить компенсацией продольного магнитного потока в сердечнике или использованием сердечника из новой немагнитной стали . Для компенсации магнитного потока необходимо уменьшить разницу между суммарными поперечными сечениями разнонаправленных алюминиевых повивов, например, за счёт применения в них проволок разного диаметра.

В трёхповивных проводах наилучший эффект достигается при относительном увеличении диаметра проволок второго повива и уменьшении диаметра проволок первого (внутреннего) повива. Компенсация магнитного потока в стальном сердечнике путём снижения относительной доли тока в первом повиве приводит к уменьшению сопротивления провода в целом.

На рис. 2. показаны поперечные сечения энергосберегающих трёхповивных модифицированных и стандартных проводов.

Рис. 2. :

а) – модифицированного АСМ 400/51; б) – серийного АС 400/51.

За счёт применения модернизированных трёхповивных проводов можно снизить потери электроэнергии на воздушных линиях на 2 - 13 %.

Другим эффективным средством снижения активного сопротивления сталеалюминиевого провода может быть применение сердечника из немагнитной или маломагнитной азотсодержащей стали. В этом случае (независимо от числа повивов алюминия и параметров скрутки) добавочными потерями энергии в проводе, обусловленными сердечником, пренебрегают. Поэтому можно сохранить более технологичную конструкцию сталеалюминиевых проводов.

Наибольший эффект достигается для проводов с одним повивом алюминия. Их активное сопроивление снижается на промышленных частотах на 20 – 50 %, по повышенных – в 3 – 4 раза.

В качестве грозозащитных тросов на линиях 35 кВ применяются, как правило, стальные многожильные оцинкованные канаты сечением 35-50 мм 2 и 50-70 мм 2 на ВЛ 110-220 кВ. На особо ответственных переходах и в зонах химического воздействия, а также при использовании грозозащитного троса для высокочастотной связи и в случаях, когда это необходимо по условиям термической стойкости, в качестве грозозащитного троса применяют сталеалюминевые провода общего применения или специальные.

Грозотросы нового поколения из азотсодержащей нержавеющей стали. Ежегодно при проведении ревизий и послеаварийных осмотров во многих энергосистемах выявляют и заменяют большое количество грозотросов, непригодных к дальнейшей эксплуатации. Как показывает анализ повреждений воздушных линий, примерно 3–5 % общего числа отказов воздушных линий составляют обрывы грозотросов, поэтому для повышения надёжности воздушных линий следует использовать грозотросы из новой высокопрочной азотсодержащей стали.

В настоящее время освоен серийный выпуск таких тросов для работы в морских условиях и агрессивных средах, для нужд рыболовной и нефтегазодобывающей промышленности, а также электроэнергетики и волоконно-оптических линий связи.

Проволока из азотсодержащей нержавеющей стали обладает исключительной коррозионной стойкостью, поэтому антикоррозионное покрытие (оцинковка или алюминирование) для неё не требуется.

Cтраница 2

Сталеалюминиевый провод состоит из стального фасонного сердечника и механически скрепленной с ним токоведущей алюминиевой части.  

Сталеалюминиевые провода с отношением сечений алюминия к стали 7 - 8 заслуживают более широкого применения, чем это имеет место в настоящее время.  

Сталеалюминиевые провода имеют вследствие низкого предела упругости алюминия большую относительно вытяжку, чем стальные, но меньшую, чем алюминиевый. При вытяжке алюминия часть тяжения по проводу дополнительно воспринимается стальным сердечником.  

Сталеалюминиевые провода наиболее широко применяются на ВЛ. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается только сопротивление алюминиевой части. В соответствии с ГОСТ 839 - 80 выпускаются сталеалюминиевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК.  

Сталеалюминиевые провода для воздушных линий изготовляют так, что стальная жила находится внутри, а алюминиевые проволоки расположены снаружи. Какая роль в такой конструкции провода отводится стальной жиле и алюминиевой оболочке. Почему алюминиевая часть провода располагается снаружи.  

Сталеалюминиевые провода состоят из стального сердечника и повива (повивов) алюминиевых проволок. Сердечник выполняется из одной либо скручивается из стальных оцинкованных проволок. Поверх стального сердечника при сечении алюминиевой части до 95 мм2 накладывается один повив, а при больших сечениях - несколько повивов в чередующихся направлениях алюминиевых проволок марки АВЛ.  

Сталеалюминиевый провод состоит из одной стальной проволоки (р 0 24 ом мм2 / м) и шести алюминиевых проволок (р 0 029 ом мм.  

Сталеалюминиевые провода имеют то же удельное сопротивление, что и алюминиевые провода равного им сечения, так как в электрических расчетах сталеалюминиевых проводов проводимость стальной части не учитывается ввиду ее незначительности по сравнению с проводимостью алюминиевой части проводов.  

Сталеалюминиевые провода всех марок выпускаются с разным отношением сечения алюминиевой части провода к сечению стального сердечника: в пределах 6 0 - 6 16 - для работы провода в средних по механической нагрузке условиях; 4 29 - 4 39 - усиленной прочности; 0 65 - 1 46 - особо усиленной прочности; 7 71 - 8 03 - облегченной конструкции и 12 22 - 18 09 - особо облегченные.  

Сталеалюминиевые провода имеют наиболее высокую механическую прочность.  

Сталеалюминиевые провода изготовляют следующим образом: из стальных проволок свивают сердечник, на который навивают алюминиевые проволоки. Стальной сердечник имеет поперечное сечение в пределах 10 - 20 % от суммарного сечения провода; наличие его значительно повышает механическую прочность стале-алюминиевых проводов по сравнению с алюминиевыми того же сечения. Токоведущей частью сталеалюминиевых проводов является алюминий, так как по стальному сердечнику вследствие относительно большого его сопротивления и поверхностного эффекта проходит лишь незначительная часть тока.