Провод для линии электропередачи

Провод для линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 — 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 — число повиво алюминиевых проволок;

m — номер повива, считая от оси провода;.

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

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

В = 2 х 10 — — постоянный множитель;

5 дэ — экономическая плотность тока, А/м;

30 ,иг — 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 — = 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 — 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 — j 14) А, 12=(247 — 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 (— 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 (— 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.