RU2568188C2 - Wire for overhead transmission lines and method of its manufacturing - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention is related to structure of wires for overhead transmission lines and electric mains. The wire comprises stranded conductor consisting of wires, where at least three wires are complete with load-bearing element placed inside each of these wires and made as a long rod of continuous reinforced composite material with thermohardening polymer matrix, at that connection of the load-bearing element and current-conducting part of the wire is permanent. The wire manufacturing method includes reinforcing fibre winding off from the coils, impregnating with polymer binding agent, hardening of binding agent, winding of manufactured wire on coils of the twister, twisting of wires into the cable wire at the twister and winding of the ready wire to a take-up drum, at that upon reinforcing fibre winding off from the coils the resultant harness is drawn into a metal pipe, harness of reinforcing fibres is impregnated and/or wetted with polymer binding agent directly in a metal pipe, the cable wire profile is shaped, at that formation is made at drawing of the metal pipe through dies of drawing bench.

EFFECT: invention allows manufacturing of the wires with improved mechanical strength and low thermal-expansion coefficient.

21 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к конструкции проводов воздушных линий электропередачи и электрических сетей.The invention relates to the electric power industry, namely, to the design of wires of overhead power lines and electrical networks.

При выборе провода для строительства новых воздушных линий или реконструкции существующих линий электропередачи ведущие сетевые компании стремятся: увеличить пропускную способность ВЛ, уменьшить нагрузки на опоры, снизить гололедно-ветровое воздействие на провод.When choosing a wire for the construction of new overhead lines or the reconstruction of existing power lines, the leading network companies strive to: increase the transmission capacity of overhead lines, reduce the load on towers, and reduce the icy-wind effect on the wire.

Реальной возможностью повышение пропускной способности ВЛ при минимальных затратах является повышение токовой нагрузки. Данный способ решения проблемы экономически обоснован, так как, несмотря на значительные омические потери электроэнергии за счет тепловой диссипации, не требует строительства новых линий или замены на провода большего диаметра и, соответственно опор.A real opportunity to increase the transmission capacity of overhead lines at minimal cost is to increase the current load. This method of solving the problem is economically justified, because, despite significant ohmic losses of electricity due to thermal dissipation, it does not require the construction of new lines or replacement with wires of a larger diameter and, accordingly, supports.

Повышение токовой нагрузки приводит в условиях эксплуатации к разогреву провода. Применяемые в настоящее время неизолированные сталеалюминевые провода АС имеют предел длительной эксплуатации 90°C. При температуре 100-110°C токоведущий повив неизолированного сталеалюминевого провода начинает отжигаться, теряет прочность и провод разрушается или величина его провиса (за счет температурного удлинения алюминиевых и стальных жил) становится больше допустимой величины, определенной правилами безопасной эксплуатации высоковольтных линий.An increase in current load leads to heating of the wire under operating conditions. The currently used bare steel-aluminum speaker wires have a 90 ° C continuous operation limit. At a temperature of 100-110 ° C, the current-carrying coil of an uninsulated steel-aluminum wire begins to anneal, loses strength and the wire breaks or its sag (due to the temperature extension of aluminum and steel cores) becomes more than the allowable value defined by the rules for the safe operation of high-voltage lines.

Решением комплексной задачи повышения надежности неизолированного провода ВЛ в условиях эксплуатации, снижения его веса, увеличение пропускной способности с достижением существенного технико-экономического эффекта, является использование новых конструкционных материалов. К числу таких материалов относятся волокнистые непрерывно армированные композиционные материалы. Современный уровень техники в области композиционных материалов позволяет достигнуть качественно новых показателей проводов ВЛ.The solution to the complex task of improving the reliability of non-insulated overhead lines in operating conditions, reducing its weight, increasing throughput with achieving a significant technical and economic effect, is the use of new structural materials. These materials include fibrous, continuously reinforced composite materials. The current level of technology in the field of composite materials allows to achieve a qualitatively new indicators of overhead lines.

Непрерывно армированные композиционные материалы широко используются в настоящее для решения широкого спектра практических задач. К достоинствам данных материалов можно отнести: развитость сырьевой базы и технологии переработки материалов в изделия, возможность с высокой точностью заранее предсказывать эксплуатационные характеристики готового изделия по известным характеристикам их составляющих (связующего и наполнителя). Удельные показатели армированных высокопрочными волокнами (показатели, отнесенные к единице веса) композиционных материалов существенно превосходят характеристики металлов и сплавов. Использование непрерывно армированных композиционных материалов при изготовлении несущего сердечника проводов воздушных линий электропередачи позволит специалистам сетевых компаний решать задачи бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией, выбирая для себя в каждом конкретном случае какие из нижеперечисленных показателей провода являются приоритетными:Continuously reinforced composite materials are widely used at present to solve a wide range of practical problems. The advantages of these materials include: the development of the raw material base and the technology of processing materials into products, the ability to accurately predict the operational characteristics of the finished product in advance based on the known characteristics of their components (binder and filler). The specific indicators of composite materials reinforced with high-strength fibers (indicators per unit weight) significantly exceed the characteristics of metals and alloys. The use of continuously reinforced composite materials in the manufacture of the core of the wires of overhead power lines will allow network companies to solve the problem of uninterrupted supply of electricity to consumers, choosing for themselves in each specific case which of the following wire indicators are priority:

- уменьшение веса провода,- reducing the weight of the wire,

- повышение прочности провода,- increase the strength of the wire,

- увеличение пропускной способности,- increase in throughput,

- увеличение жесткости провода- increase wire stiffness

- снижение термических деформаций- reduction of thermal deformations

- совокупность всех перечисленных факторов.- the totality of all these factors.

Заявитель, исходя из сущности патентуемого технического решения, проанализировал характеристики и параметры известных в настоящее время отечественных и зарубежных проводов для воздушных линий электропередачи с композиционным сердечником. Проведенный анализ показал следующее.The applicant, based on the essence of the patented technical solution, analyzed the characteristics and parameters of currently known domestic and foreign wires for overhead power lines with a composite core. The analysis showed the following.

Известен провод ACCR компании 3М (патент US №20100038112) в котором сердечник выполнен из металлокомпозита, с наружным токопроводящим повивом из высокотемпературных алюминий-циркониевых проволок. Конструкция провода ACCR предусматривает, что и композитный сердечник, и наружный повив алюминий-циркониевых проволок вносят вклад в прочность провода и его проводимость.Known ACCR wire company 3M (US patent No.20100038112) in which the core is made of a metal composite, with an external conductive core of high-temperature aluminum-zirconium wires. The design of the ACCR wire provides that both the composite core and the outer coil of aluminum-zirconium wires contribute to the strength of the wire and its conductivity.

Композитный сердечник провода ACCR состоит из волокон из алюминиевой керамики высокой чистоты (оксид алюминия Al₂O₃) в матрице алюминия высокой чистоты, Каждый сердечник состоит более чем из 25000 сверхпрочных волокон Al₂O₃. Керамические волокна являются непрерывными, осевой ориентации 0°, и полностью помещенными в алюминиевую матрицу. Наружный алюминий-циркониевый повив, является термостойким сплавом, который позволяет непрерывно работать при 210°C, с пиковыми нагрузками до 240°C.The composite core of the ACCR wire consists of fibers of high-purity aluminum ceramic (alumina Al ₂ O ₃ ) in a matrix of high-purity aluminum. Each core consists of more than 25,000 heavy-duty Al ₂ O ₃ fibers. Ceramic fibers are continuous, with an axial orientation of 0 °, and completely placed in an aluminum matrix. The outer aluminum-zirconium coil is a heat-resistant alloy that allows continuous operation at 210 ° C, with peak loads up to 240 ° C.

Известен алюминиевый провод с композиционным сердечником (заявка РСТ WO №2005/040017, B65H) от компании Composite Technology Corp. (CTC).Known aluminum wire with a composite core (PCT application WO No. 2005/040017, B65H) from the company Composite Technology Corp. (CTC).

Алюминиевый провод АССС от компании CTC имеет несущий сердечник, представляющий собой эпоксидную матрицу, армированную углеродными и стеклянными волокнами. Технология изготовления такого повода предусматривает, что во время процесса пултрузии непрерывное однонаправленное углеродное волокно формирует цельный сердечник цилиндрической формы, в то время как слой волокон из Е-стекла такой же ориентации укладывают вокруг наружной оболочки. Углеродные и стеклянные волокна пропитывают высокотемпературной эпоксидной смолой.CTC's ACCC aluminum wire has a supporting core, which is an epoxy matrix reinforced with carbon and glass fibers. The manufacturing technology of such an excuse provides that during the pultrusion process a continuous unidirectional carbon fiber forms a solid cylindrical core, while a layer of E-glass fibers of the same orientation is laid around the outer sheath. Carbon and glass fibers are impregnated with high temperature epoxy.

Легкий электропроводящий кабель АССС от Composite Technology Corp. содержит, полученный пултрузией цельный структурный сердечник из эпоксидной матрицы, усиленной углеродными и стеклянными волокнами, покрытый проводящим отожженным алюминиевым проводом. Для получения цельного сердечника в виде стержня мокрый пучок волокон проводят через стальную фильеру и отверждают при 260°C.ACCC Lightweight Conductive Cable from Composite Technology Corp. contains, obtained by pultrusion, an integral structural core of an epoxy matrix reinforced with carbon and glass fibers, coated with a conductive annealed aluminum wire. To obtain a solid core in the form of a rod, a wet fiber bundle is passed through a steel spinneret and cured at 260 ° C.

Защитное наружное покрытие наносят и отверждают на линии производства. Стержень режется на нужную заказчику длину. Сердечники имеют диаметры от 12.7 мм до 69.85 мм, что дает плотность тока от 300 А до 3500 А на линию. В результате проводниковая система АССС может непрерывно работать при 180°C и может выдерживать кратковременные скачки до 200°C, с всего лишь 10%-м провисанием от величины провисания провода со стальным сердечником.A protective outer coating is applied and cured on the production line. The bar is cut to the length required by the customer. The cores have diameters from 12.7 mm to 69.85 mm, which gives a current density of 300 A to 3500 A per line. As a result, the ACCC conductor system can operate continuously at 180 ° C and can withstand short-term surges up to 200 ° C, with only 10% sagging of the amount of sagging wire with a steel core.

Алюминиевый повив провода АССС выполнен из скрученных токопроводящих проволок, изготовленных из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава или отожженного сплава 1350, аналогичного по составу отечественным сплавам А5Е, А7Е.The aluminum coil of ACCC wire is made of twisted conductive wires made of heat-resistant aluminum-zirconium alloy or annealed alloy 1350, similar in composition to domestic alloys A5E, A7E.

Конструктивной и технологической особенностью сердечника провода АССС от компании СТС является то, что в его составе используют два и более высокопрочных, непрерывно армирующих сердечник волокна: стеклянное и углеродное волокно при этом формование сердечника осуществляется методом пултрузии. Данное обстоятельство заметно усложняет технологию производства такого сердечника и провода на его основе.The structural and technological feature of the ACCC wire core from STS is that two or more high-strength, continuously reinforcing fiber core are used in its composition: glass and carbon fiber, while the core is formed by pultrusion. This fact significantly complicates the production technology of such a core and wires based on it.

Известен провод (патент РФ №2387035) состоящий из проволок, содержащих упрочняющий сердечник, покрытый слоем металлического проводникового материала высокой проводимости, при этом сердечник выполнен из композиционного материала с матрицей из синтетической смолы, модифицированной углеродными нанокластерами фуллероидного типа, концентрация которых равна 0,001-2,0 мас.%. В качестве металлического проводникового материала высокой проводимости могут быть использованы медь и/или алюминий или сталь или их сплавы с другими веществами. В качестве синтетической смолы использована термореактивная смола, например эпоксидная, или термостойкая термопластичная смола с температурой плавления выше 150°C. В качестве углеродных нанокластеров использованы фуллерены и/или нанотрубки, и/или астралены. В патенте РФ №2387035 указано, что заявляемая проволока и сердечник для нее изготавливаются на стандартном оборудовании, по авторской технологии, основанной на личных знаниях и опыте работы авторов. Отсутствие сведений о способе изготовления проволоки с композитным сердечником, а также составе композитного сердечника не позволяют оценить возможность практической реализации данного изобретения, эксплуатационных характеристиках провода на основе заявляемой проволок, особенно с учетом требований монтажной длины проводов воздушных линий (1-3 км).A known wire (RF patent No. 2387035) consisting of wires containing a reinforcing core coated with a layer of metallic conductive material of high conductivity, the core is made of composite material with a synthetic resin matrix modified with carbon nanoclusters of the fulleroid type, the concentration of which is 0.001-2, 0 wt.%. As the metallic conductive material of high conductivity, copper and / or aluminum or steel or their alloys with other substances can be used. As a synthetic resin used thermosetting resin, such as epoxy, or heat-resistant thermoplastic resin with a melting point above 150 ° C. Fullerenes and / or nanotubes and / or astralen are used as carbon nanoclusters. In the patent of the Russian Federation No. 2387035 it is indicated that the inventive wire and core for it are made on standard equipment, using proprietary technology based on personal knowledge and work experience of the authors. The lack of information about the method of manufacturing a wire with a composite core, as well as the composition of the composite core, does not allow us to evaluate the possibility of practical implementation of this invention, the performance of the wire based on the inventive wires, especially taking into account the requirements for the installation length of the wires of overhead lines (1-3 km).

Известны варианты высокотемпературных проводов для линий электропередачи (патент РФ №100846, H01B 5/08). Конструкция проводов, изложенная в патенте РФ №100846 включает токопроводящую жилу, выполненную в виде проволок круглой или профилированной формы из теплостойкого алюминий-циркониевого сплава или отожженного алюминия марки А5Е, А7Е и несущего композиционного сердечника, выполненного в виде длинномерного стержня или скрученных непрерывно армированных волокнами одного состава композиционных длинномерных стержней, содержащих на поверхности упрочняющий спиральный каркас. Существенным отличием проводов, изложенных в патенте РФ №100846 является способ безфильерного формования несущего композиционного сердечника, заключающийся в однозаходной или многозаходной или однорядной или многорядной или перекрестной встречной спиральной намотки термостойкой нити с зазором или встык, или с перекрытием на смоченный в связующем пучок волокон, за счет чего на поверхности стержней сердечника формируется упрочняющий спиральный каркас, придающий готовому изделию повышенную устойчивость к вибрации и знакопеременным нагрузкам.Known options for high-temperature wires for power lines (RF patent No. 100846, H01B 5/08). The design of the wires described in RF patent No. 100846 includes a conductive core made in the form of round or shaped wires of heat-resistant aluminum-zirconium alloy or annealed aluminum grade A5E, A7E and a supporting composite core made in the form of a long rod or twisted continuously reinforced with fibers of one composition of composite long rods containing a reinforcing spiral frame on the surface. A significant difference between the wires set forth in RF patent No. 100846 is the method of filterless molding of the supporting composite core, which consists in single-thread or multi-thread or single-row or multi-row or cross-counter spiral winding of heat-resistant thread with a gap or butt, or with overlapping on a bundle of fibers moistened in a binder, behind due to which, a reinforcing spiral frame is formed on the surface of the core rods, which gives the finished product increased resistance to vibration and alternating load to the hands.

Известны конструктивные варианты высокотемпературных проводов для линий электропередачи (патент РФ №2386183, H01B 5/08), реализованные на основе запатентованных модификаций композиционного несущего сердечника. Конструкции высокотемпературных проводов, приведенные в патенте РФ №2386183, наиболее близкие по технической сущности к патентуемой полезной модели и выбраны в качестве прототипа.Known structural options for high-temperature wires for power lines (RF patent No. 2386183, H01B 5/08), implemented on the basis of patented modifications of the composite carrier core. The design of the high-temperature wires shown in the patent of the Russian Federation No. 2386183, the closest in technical essence to the patented utility model and selected as a prototype.

Провода для линий электропередачи, изготовленные на основе запатентованного несущего композиционного сердечника (патент РФ №2386183) имеют сердечник одно или многожильной конструкции.Wires for power lines made on the basis of a patented supporting composite core (RF patent No. 2386183) have a core of one or multi-core design.

Конструктивно сердечник представляет собой длинномерный стержень или скрученные длинномерные стержни из высокопрочного теплостойкого непрерывно армированного композиционного материала, имеющего предел прочности при разрыве не менее 1 ГПа, состоящего из высокопрочного армирующего волокна одного состава со степенью наполнения 30-85 мас.% и термореактивного теплостойкого полимерного связующего содержанием 15-70 мас.%.Structurally, the core is a long rod or twisted long rods of high-strength heat-resistant continuously reinforced composite material having a tensile strength at break of at least 1 GPa, consisting of a high-strength reinforcing fiber of the same composition with a degree of filling of 30-85 wt.% And a thermosetting heat-resistant polymer binder content 15-70 wt.%.

Формование профиля несущего сердечника в виде длинномерного стержня осуществляют методом пултрузии. Предусмотрена возможность нанесения на сердечник наружного защитного покрытия в виде защитной лакотканевой оболочки.The forming of the profile of the bearing core in the form of a long rod is carried out by the method of pultrusion. It is possible to apply an external protective coating to the core in the form of a protective paint-and-lacquer shell.

Формование профиля несущего сердечника осуществляют также непосредственно в защитной наружной металлической оболочке. В этом случае, жгут армирующего волокна, пропитанного термореактивным теплостойким связующим, размещают на движущуюся алюминиевую ленту, которую свертывают вместе с пропитанным волокном в цилиндр в формообразующем устройстве.The core core profile is also formed directly in the protective outer metal shell. In this case, a bundle of reinforcing fiber impregnated with a thermosetting heat-resistant binder is placed on a moving aluminum tape, which is rolled together with the impregnated fiber into a cylinder in a forming device.

Существенными недостатками проводов для линий электропередачи, изготовленных на основе несущего композиционного сердечника по технологии, приведенной в патенте РФ №2386183, являются:Significant disadvantages of wires for power lines made on the basis of a supporting composite core according to the technology described in RF patent No. 2386183 are:

- ограниченность сырьевой базы и высокая стоимость компонентов теплостойкого связующего, обеспечивающего работу сердечника и соответственно провода в целом в условиях воздействия кислорода воздуха при температуре 150-300°C;- the limited raw material base and the high cost of the components of the heat-resistant binder, which ensures the operation of the core and, accordingly, the wire as a whole under the influence of atmospheric oxygen at a temperature of 150-300 ° C;

- низкая эффективность металлической защитной оболочки сердечника провода в случае ее раскрытия в условиях эксплуатации для предотвращения термоокислительной и гидролитической деструкции сердечника;- low efficiency of the metal protective sheath of the core of the wire in the case of its disclosure in operating conditions to prevent thermal oxidative and hydrolytic destruction of the core;

- низкие защитные свойства лакотканевой оболочки сердечника провода;- low protective properties of the varnish shell of the core of the wire;

- ограниченный ресурс работы сердечника и провода на его основе, обусловленный возможностью развития в условиях эксплуатации термоокислительной и гидролитической деструкции сердечника;- limited life of the core and wires based on it, due to the possibility of development in the conditions of operation of thermal oxidative and hydrolytic destruction of the core;

- низкая надежность провода, связанная с существенными различиями в физико-механических и теплофизических характеристиках сердечника и токопроводящего алюминиевого повива, что в условиях эксплуатации при нагреве-охлаждении провода в широком интервале температур (-50°C-300°C) приводит к перераспределению нагрузок между сердечником и токопроводящим повивом, локализации нагрузок на отдельных конструкционных элементах провода с высокой вероятностью их разрушения;- low reliability of the wire, associated with significant differences in the physicomechanical and thermophysical characteristics of the core and the conductive aluminum coil, which in operating conditions when heating and cooling the wire in a wide temperature range (-50 ° C-300 ° C) leads to a redistribution of loads between core and conductive layer, localization of loads on individual structural elements of the wire with a high probability of their destruction;

- технологическая сложность производства сердечника в металлической оболочке, обусловленная тем, что при затягивании смоченного пучка волокон в формующее устройство одновременно с металлической лентой может происходить: деформация ленты, приводящая к образованию на выходе складки или задира ленты, выдавливание связующего и армирующего волокна через щель не полностью сомкнувшейся металлической ленты. В результате данных процессов по длине отформованной жилы имеют место многочисленные дефекты.- the technological complexity of producing a core in a metal shell, due to the fact that when a wetted fiber bundle is pulled into the forming device simultaneously with a metal tape, the following can happen: deformation of the tape, leading to the formation of folds or scoring of the tape at the outlet, extrusion of the binder and reinforcing fiber through the slot is not completely closed metal tape. As a result of these processes, numerous defects occur along the length of the molded core.

Контроль подобных негативных последствий формования жил в металлической оболочке крайне затруднен, особенно при изготовлении жил малого диаметра. Гибкость жил, полученных методом формования в металлической оболочке, ограничена возможностью раскрытия этой оболочки при малых радиусах изгиба. В связи с этим при скрутке многожильного сердечника требуется дорогостоящее оборудование, использующее для открутки катушки большого диаметра. Раскрытие металлической оболочки жил сердечника, имеющей отличные от композиционной части теплофизические и физико-механические свойства может произойти и в процессе эксплуатации провода под действием внешних факторов (ветровая нагрузка, пляска провода, гололед, температурный нагрев), что приведет в конечном итоге к разрушению всего провода.Monitoring such negative consequences of forming cores in a metal sheath is extremely difficult, especially in the manufacture of small diameter cores. The flexibility of the cores obtained by molding in a metal shell is limited by the possibility of opening this shell at small bending radii. In this regard, when twisting a multicore core, expensive equipment is required that uses large diameter coils to unscrew it. The disclosure of the metal shell of core cores having thermophysical and physico-mechanical properties that are different from the composite part can also occur during operation of the wire under the influence of external factors (wind load, wire dance, ice, temperature heating), which will ultimately lead to the destruction of the entire wire .

Состав и конструкция композиционного сердечника в патенте РФ №2386183, в том числе и используемые защитные покрытия, рассчитаны на длительную эксплуатация провода ВЛ при повышенных температурах (150-300°C). Практика использования высокотемпературных проводов зарубежными компаниями (СТС, 3М) показывает, что непосредственно при повышенной температуре провод эксплуатируется не более 8-10 часов в сутки. В остальное время провод находится при температуре окружающей среды. Данное обстоятельство в патенте РФ №2386183 не учитывается. Негерметичность металлической защитной оболочки, а также возможность проникновения влаги через защитную лакотканевую оболочку может привести к накоплению влаги непосредственно на поверхности сердечника, что приведет к негативным последствиям:The composition and design of the composite core in RF patent No. 2386183, including the protective coatings used, are designed for long-term operation of the overhead line at elevated temperatures (150-300 ° C). The practice of using high-temperature wires by foreign companies (STS, 3M) shows that directly at elevated temperatures the wire is used no more than 8-10 hours a day. The rest of the time, the wire is at ambient temperature. This circumstance is not taken into account in RF patent No. 2386183. Leakage of the metal protective sheath, as well as the possibility of moisture penetrating through the protective varnish-cloth sheath, can lead to the accumulation of moisture directly on the surface of the core, which will lead to negative consequences:

- развитие гидролитической деструкции связующего сердечника;- the development of hydrolytic destruction of the binder core;

- вскипание влаги под защитной оболочкой сердечника в момент нагрева провода, с разрушением защитной оболочки и поверхности сердечника.- boiling of moisture under the protective shell of the core at the time of heating the wire, with the destruction of the protective shell and the surface of the core.

Настоящее изобретение решает задачу:The present invention solves the problem:

- получения облегченного, высокопрочного, гибкого неизолированного провода с повышенным ресурсом работы в условиях эксплуатации для воздушных линий электропередачи;- obtaining a lightweight, high-strength, flexible uninsulated wire with increased service life in operating conditions for overhead power lines;

- увеличения пропускной способности, уменьшения провиса проводов воздушных линий электропередачи, снижения нагрузки на опоры ЛЭП, повышения устойчивости к ветровым нагрузкам и гололедно-изморозевым образованиям;- increase in throughput, decrease in slack of wires of overhead power lines, reduce the load on power transmission towers, increase resistance to wind loads and icy-frosty formations;

- обеспечения надежной эксплуатации проводов воздушных линий электропередачи при температурах от -50 до 300°C;- ensuring reliable operation of wires of overhead power lines at temperatures from -50 to 300 ° C;

- разработки высокотехнологичного способа изготовления неизолированного провода для проводов воздушных линий электропередачи.- development of a high-tech method for manufacturing bare wire for overhead power lines wires.

Патентуемое изобретение предусматривает возможность решения поставленной технической задачи, в различных вариантах конструктивной реализации разработанного провода для воздушных линий электропередачи.The patented invention provides the ability to solve the technical problem, in various versions of the structural implementation of the developed wire for overhead power lines.

Изложенная сущность изобретения свидетельствует, что в основе патентуемых изобретений лежит комплекс новых и оригинальных технических решений, которые обуславливают следующий технический результат:The stated essence of the invention indicates that the basis of patentable inventions is a complex of new and original technical solutions that determine the following technical result:

- реализована возможность изготовления провода воздушных линий электропередачи, который сочетает повышенную механическую прочность, низкий коэффициент температурного расширения, сниженный вес, надежность, высокую устойчивость к воздействию активных факторов окружающей среды в условиях эксплуатации;- implemented the ability to manufacture overhead power line wires, which combines increased mechanical strength, low coefficient of thermal expansion, reduced weight, reliability, high resistance to the effects of active environmental factors in operating conditions;

- достигается высокий ресурс работы провода, за счет обеспечения равномерности распределения нагрузок между токопередающими и несущими элементами провода при нагреве-охлаждении в условиях эксплуатации в интервале температур от -50°C до 300°C;- a high service life of the wire is achieved, due to the uniform distribution of loads between the current-carrying and load-bearing elements of the wire during heating-cooling under operating conditions in the temperature range from -50 ° C to 300 ° C;

- изобретение позволяет повысить пропускную способность воздушных линий, обеспечивая при этом минимальный провис провода, снизить нагрузки на опоры ЛЭП, увеличить сроки межремонтного периода, повысить устойчивость к ветровым нагрузкам и гололедно-изморозевым образованиям, организовать за счет волоконно-оптического модуля линию связи и передачи информации.- the invention allows to increase the throughput of overhead lines, while ensuring minimal wire slack, reduce the load on the power transmission line poles, increase the overhaul period, increase resistance to wind loads and icy-frosty formations, organize a communication and information transmission line due to the fiber-optic module .

Техническим результатом патентуемого изобретения является также то, что для изготовления провода реализована простая и высокопроизводительная технология производства провода максимально защищенного от воздействия окружающей среды.The technical result of the patented invention is also that for the manufacture of wires implemented a simple and high-performance technology for the production of wires that are most protected from environmental influences.

Технический результат в части устройства достигается тем, что, в проводе для воздушных линий электропередачи, содержащем многопроволочную токопроводящую жилу, состоящую из проволок, не менее трех проволок многопроволочной токопроводящей жилы снабжены несущим элементом, расположенным внутри каждой из этих проволок, выполненным в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала с термореактивной полимерной или металлической матрицей.The technical result in part of the device is achieved by the fact that, in a wire for overhead power lines containing a multi-wire conductive core, consisting of wires, at least three wires of a multi-wire conductive core are provided with a carrier element located inside each of these wires, made in the form of a long rod of continuously reinforced composite material with a thermosetting polymer or metal matrix.

Кроме того, многопроволочная токопроводящая жила провода выполнена из скрученных проволок; проволоки токопроводящей жилы провода выполнены или из меди, или алюминия, или сплавов меди, или сплавов алюминия; проволоки многопроволочной токопроводящей жилы провода имеют или круглую, или трапецеидальную и круглую, или Z-образную и круглую форму сечения; многопроволочная токопроводящая жила провода выполнена в виде проволок, с зазором или без зазора, скрученных вокруг стренги из скрученных или нескрученных проволок, содержащих несущий элемент; несущий элемент проволоки многопроволочной токопроводящей жилы имеет предел прочности на разрыв не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 40 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1×10^-5 1/°C; композиционный материал несущего элемента проволок состоит из армирующего волокна одного состава содержанием 30-95 мас.% и термореактивного полимерного связующего содержанием 5-70 мас.% или из предварительно металлизированного углеродного волокна содержанием 45-92 мас.% и металлической матрицы, выполненной из алюминия или сплавов алюминия, содержанием 8-55% мас.%; в качестве армирующего волокна термореактивной полимерной матрицы несущего элемента проволок используют или стеклянные, или углеродные, или арамидные или полиимидные, или керамические, или базальтовые, или борные волокна, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 Гпа; термореактивную полимерную матрицу несущего элемента проволок токопроводящей жилы провода, имеющую температуру стеклования выше 100°C, изготавливают на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов, или кремнеорганических, или полиимидных, или полиэфирных, или фенол-альдегидных смол, или полициануратных или борорганических, или полифениленоксидных или полисульфоновых композиций, или их производных, или сополимеров, или их смесей; термореактивная полимерная матрица несущего элемента проволок токопроводящей жилы провода модифицирована наночастицами, например, вискерами или графенами, или углеродными нанотрубками, или фулеренами, или углеродными нановолокнами, или их смесями; многопроволочная токопроводящая жила снабжена антиобледенительным покрытием, расположенным на наружной поверхности, выполненным на основе гидрофобных материалов, например кремнийорганических композиций; в многопроволочную токопроводящую жилу провода встроен волоконно-оптический модуль, состоящей из металлической трубки, выполненной из алюминия или сплавов алюминия или нержавеющей стали и оптических волокон, расположенных внутри этой трубки.In addition, the multi-wire conductive core of the wire is made of twisted wires; conductive wire wires are made of either copper, or aluminum, or copper alloys, or aluminum alloys; wires of a multi-wire conductive core wires have either round, or trapezoidal and round, or Z-shaped and round cross-sectional shape; the multi-wire conductive core of the wire is made in the form of wires, with or without a gap, twisted around a strand of twisted or non-twisted wires containing a supporting element; the bearing element of a wire of a multi-wire conductive core has a tensile strength of at least 500 MPa, an elastic modulus of at least 40 GPa, a coefficient of thermal expansion of less than 1.1 × 10 ^-5 1 / ° C; the composite material of the wire support element consists of a reinforcing fiber of the same composition containing 30-95 wt.% and a thermosetting polymer binder containing 5-70 wt.% or a pre-metallized carbon fiber containing 45-92 wt.% and a metal matrix made of aluminum or aluminum alloys, the content of 8-55% wt.%; as the reinforcing fiber of the thermosetting polymer matrix of the wire supporting element, either glass, or carbon, or aramid or polyimide, or ceramic, or basalt, or boron fibers having a tensile strength of at least 0.7 GPa and an elastic modulus of at least 50 GPa are used; a thermosetting polymer matrix of the conductive core wire element having a glass transition temperature above 100 ° C is made based on compounds of aromatic polyamides or unsaturated aromatic hydrocarbons, or organosilicon, or polyimide, or polyester, or phenol-aldehyde resins, or polycyanurate or organoboron, or polyphenylene oxide or polysulfone compositions, or their derivatives, or copolymers, or mixtures thereof; the thermosetting polymer matrix of the supporting element of the wires of the conductive wire core is modified by nanoparticles, for example, whiskers or graphenes, or carbon nanotubes, or fullerenes, or carbon nanofibers, or mixtures thereof; the multi-wire conductive core is equipped with an anti-icing coating located on the outer surface, made on the basis of hydrophobic materials, for example, organosilicon compositions; a fiber optic module is built into the multi-wire conductive core of the wire, consisting of a metal tube made of aluminum or aluminum or stainless steel alloys and optical fibers located inside this tube.

Технический результат в части способа достигается тем, что, в способе изготовления провода воздушных линий электропередачи, включающем сматывание непрерывных армирующих волокон с катушек, пропитку волокон полимерным связующим, отверждение связующего, намотку изготовленной проволоки провода на катушки крутильной машины, скрутку проволок в провод на крутильных машинах и намотку готового провода на приемный барабан, отличающийся тем, что после смотки армирующих волокон (длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала) с катушек, полученный жгут (стержень) затягивают в металлическую трубу, пропитывают жгут армирующих волокон (смачивают или не смачивают длинномерный стержень из непрерывно армированного композиционного материала), полимерным связующим непосредственно в металлической трубе, путем ее заполнения полимерным связующим, формуют профиль проволоки провода, при этом формование профиля проволоки, происходит при волочении металлической трубы с находящимся внутри жгутом армирующих волокон (длинномерным стержнем из непрерывно армированного композиционного материала), пропитанным (смоченным или несмоченным) полимерным связующим, через волоки волочильного стана, и после отверждения связующего, последовательно осуществляют намотку изготовленных проволок с находящимся внутри длинномерным стержнем из композиционного материала на катушки крутильной машины, скрутку проволок на крутильных машинах в провод, используя при этом или проволоки, содержащие внутри длинномерный стержень из непрерывно армированного композиционного материала или проволоки содержащие и не содержащие внутри стержень из композиционного материала, с последующей намоткой готового провода на приемную катушку.The technical result in terms of the method is achieved by the fact that, in the method of manufacturing wire overhead power lines, including winding continuous reinforcing fibers from coils, impregnating the fibers with a polymeric binder, curing the binder, winding the manufactured wire wires onto the coils of a twisting machine, twisting the wires into wires on twisting machines and winding the finished wire on the receiving drum, characterized in that after winding the reinforcing fibers (long rod of continuously reinforced composite about the material) from coils, the obtained bundle (rod) is pulled into a metal pipe, the bundle of reinforcing fibers is impregnated (a long rod of continuously reinforced composite material is wetted or not wetted), the polymer binder is formed directly into the metal pipe by filling it with a polymer binder, the wire profile is formed wires, while forming a wire profile, occurs when a metal pipe is drawn with a bundle of reinforcing fibers inside (a long rod of continuously reinforcing of a composite material), impregnated (wetted or not wetted) with a polymer binder, through the fibers of a drawing mill, and after curing the binder, sequentially wind the manufactured wires with a long length of composite wire inside the coil of the twisting machine, twist the wires on the twisting machines into a wire, using either wires containing inside a long rod of continuously reinforced composite material or wires containing and not with holding a rod made of composite material inside, with the subsequent winding of the finished wire on the receiving coil.

Кроме того, металлические трубы выполнены или из меди, или алюминия, или сплавов меди, или сплавов алюминия; армирующие волокна длинномерного композиционного стержня имеют предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 Гпа; термореактивная полимерная матрица длинномерного композиционного стержня, имеют температуру стеклования выше 100°C; предусмотрен вариант, когда длинномерный композиционный стержень состоит из предварительно металлизированного углеродного волокна содержанием 45-92 мас.% и металлической матрицы, выполненной из алюминия или сплавов алюминия, содержанием 8-55% мас.%; при скрутке провода на крутильных машинах используют не менее трех проволок, содержащих внутри длинномерный стержень из композиционного материала с термореактивной полимерной или металлической матрицей; отверждение термореактивного полимерного связующего внутри проволок провода осуществляют или в термопечи, или токами высокой частоты; длинномерный композиционный стержень с термореактивной полимерной матрицей предварительно изготавливают или методом пултрузии или методом спиральной намоткой.In addition, metal pipes are made of either copper, or aluminum, or copper alloys, or aluminum alloys; reinforcing fibers of a long composite rod have a tensile strength of at least 0.7 GPa and an elastic modulus of at least 50 GPa; thermosetting polymer matrix of a long composite rod, have a glass transition temperature above 100 ° C; an option is provided when the lengthy composite rod consists of a pre-metallized carbon fiber containing 45-92 wt.% and a metal matrix made of aluminum or aluminum alloys, containing 8-55% wt.%; when twisting wires on twisting machines, at least three wires are used, containing inside a long rod of composite material with a thermosetting polymer or metal matrix; the curing of the thermosetting polymer binder inside the wires of the wire is carried out either in a thermal furnace or with high frequency currents; a long composite rod with a thermosetting polymer matrix is preliminarily made either by pultrusion or by spiral winding.

На Фиг.1 изображены варианты многопроволочного провода, выполненного из проволок круглой формы сечения и проволок круглой и трапецеидальной формы сечения, содержащих внутри несущий элемент из непрерывно армированного композиционного материала;Figure 1 shows the options for a multi-wire wire made of round wire and round and trapezoidal cross-sectional wires, containing inside the carrier element of continuously reinforced composite material;

на Фиг.2 изображены варианты многопроволочного провода, в котором не менее трех проволок содержат несущий элемент в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала и волоконно-оптический модуль;figure 2 shows variants of a multiwire wire, in which at least three wires contain a supporting element in the form of a long rod of continuously reinforced composite material and a fiber optic module;

на Фиг.3 изображены поперечные сечения проводов с неуплотненной, уплотненной токопроводящей жилой с зазором или без зазора скрученной вокруг стренги из скрученных или нескрученных проволок, содержащих несущий элемент;figure 3 shows the cross-section of wires with unsealed, sealed conductive core with or without a gap twisted around a strand of twisted or non-twisted wires containing a bearing element;

на Фиг.4 - схема получения проволок провода, содержащих внутри несущий элемент (сердечник) в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала с термореактивной полимерной матрицей, общий вид.figure 4 is a diagram of the production of wire wires containing inside the supporting element (core) in the form of a long rod of a continuously reinforced composite material with a thermosetting polymer matrix, General view.

Патентуемый провод воздушных высоковольтных линий электропередачи предназначен для длительной эксплуатации при температурах -50-300°C.The patented wire of high-voltage overhead power transmission lines is designed for continuous operation at temperatures of -50-300 ° C.

Согласно патентуемому изобретению конструкции проводов воздушных линий электропередачи могут быть реализованы в различных конечных вариантах (форма сечения проволок, наличие зазора между повивами, количество проволок с несущим элементом). Многовариантность конструкций проводов обусловлена широким спектром задач, которые решаются при использовании неизолированных проводов, в соответствие с настоящим изобретением, в воздушных линиях для передачи электроэнергии на дальние расстояния. В конечном итоге проектные организации и сетевые компании при выборе типа провода с проволоками, содержащих внутри несущий элемент в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала, будут исходить из конкретных условий: типа местности, климатических особенностей, величины передаваемой мощности, наличия стесненности в условиях передачи, типа используемой арматуры, технико-экономических показателей и т.д. Вполне вероятна ситуация, когда на одной ВЛ могут использоваться различные варианты конструкций проводов с проволоками, содержащих внутри несущий элемент в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала, описанные в патентуемом изобретении. Тем не менее, в каждом конечном варианте провода достигается решение основных задач изобретения: снижение веса провода, снижение зависимости линейных размеров от температуры, повышение его прочности, надежности, пропускной способности. В зависимости от выбранного варианта конструкции провода, типом и соответственно свойствами используемых материалов, условиями производства и эксплуатации количественные показатели провода с токоведущей жилой содержащей проволоки с несущими элементами из непрерывно армированного композиционного материала могут отличаться друг от друга.According to the patented invention, the design of the wires of overhead power lines can be implemented in various final versions (cross-sectional shape of the wires, the presence of a gap between the coils, the number of wires with a supporting element). The multivariance of wire designs is due to a wide range of tasks that are solved when using bare wires, in accordance with the present invention, in overhead lines for transmitting electricity over long distances. Ultimately, design organizations and network companies, when choosing the type of wire with wires containing inside the supporting element in the form of a long rod of continuously reinforced composite material, will proceed from specific conditions: the type of terrain, climatic features, the magnitude of the transmitted power, the presence of tightness in the conditions of transmission type of fittings used, technical and economic indicators, etc. It is quite probable that on one overhead line various variants of wire designs with wires containing inside the supporting element in the form of a long rod of continuously reinforced composite material described in the patented invention can be used. Nevertheless, in each final version of the wire, the main objectives of the invention are achieved: reducing the weight of the wire, reducing the dependence of linear dimensions on temperature, increasing its strength, reliability, throughput. Depending on the chosen design variant of the wire, the type and, accordingly, the properties of the materials used, the conditions of production and operation, the quantitative indicators of a wire with a live conductive containing wire with supporting elements from continuously reinforced composite material may differ from each other.

Провод для воздушных линий электропередачи (Фиг.1) содержит многопроволочную токопроводящую жилу 1, из скрученных в один или несколько повивов проволок, каждая из которых содержит несущий элемент 2 в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала и металлическую часть 3 из алюминия, или из меди, или из сплавов алюминия, или из сплавов меди.The wire for overhead power transmission lines (Figure 1) contains a multi-wire conductive core 1 made of twisted wires in one or more types of wires, each of which contains a supporting element 2 in the form of a long rod of continuously reinforced composite material and a metal part 3 of aluminum, or copper, or from aluminum alloys, or from copper alloys.

Геометрические размеры проволок многопроволочной токопроводящей жилы провода определяются номенклатурой проводов ВЛ. Геометрические размеры несущего элемента могут быть выбраны исходя из технологических ограничений, определяемых возможностью изготовления (1 мм) или гибкостью проволоки (25 мм).The geometric dimensions of the wires of the multi-wire conductive core of the wire are determined by the nomenclature of the VL wires. The geometric dimensions of the supporting element can be selected based on technological limitations, determined by the possibility of manufacturing (1 mm) or the flexibility of the wire (25 mm).

Для формирования композиционного несущего элемента с термореактивной полимерной матрицей проволок используют:To form a composite supporting element with a thermosetting polymer matrix of wires using:

- армирующее волокно одного состава, степень наполнения полимерной теплостойкой матрицы армирующим волокном составляет 30-95 мас.%, а содержание термореактивного теплостойкого полимерного связующего 5-70 мас.%,- reinforcing fiber of the same composition, the degree of filling of the polymer heat-resistant matrix with a reinforcing fiber is 30-95 wt.%, and the content of thermoset heat-resistant polymer binder 5-70 wt.%,

- в качестве армирующего волокна используют соответственно стеклянные, углеродные, арамидные, полиимидные, керамические, базальтовые, борные волокна, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.- glass, carbon, aramid, polyimide, ceramic, basalt, boron fibers having a tensile strength of at least 0.7 GPa and an elastic modulus of at least 50 GPa are used as reinforcing fibers, respectively.

Для формирования полимерной матрицы несущего элемента 2 используют в качестве термореактивного полимерного связующего соответственно эпоксидную композицию с температурой стеклования в отвержденном состоянии выше 100°C, или термореактивные связующие, имеющие температуру стеклования выше 100°C, на основе соединений ароматических полиамидов или ненасыщенных ароматических углеводородов, или кремнеорганических, или полиимидных, или полиэфирных, или фенол-альдегидных смол, или полициануратных, или борорганических, или полифениленоксидных, или полисульфоновых композиций, или их производных, или сополимеров, в том числе наномодифицированных, например, вискерами или графенами, или углеродными нанотрубками, или фулеренами, или углеродными нановолокнами или их смесями.To form the polymer matrix of the supporting element 2, an epoxy composition with a glass transition temperature in the cured state above 100 ° C or thermosetting binders having a glass transition temperature above 100 ° C based on aromatic polyamide compounds or unsaturated aromatic hydrocarbons, or organosilicon, or polyimide, or polyester, or phenol-aldehyde resins, or polycyanurate, or organoboron, or polyphenylene oxide, or polysulfone compositions, or their derivatives, or copolymers, including nanomodified, for example, whiskers or graphenes, or carbon nanotubes, or fullerenes, or carbon nanofibers, or mixtures thereof.

Композиционный несущий элемент с металлической матрицей, выполнен из алюминия или сплавов алюминия, содержанием 8-55% мас.% и металлизированных углеродных волокон со содержанием 45-92 мас.%.Composite support element with a metal matrix, made of aluminum or aluminum alloys, containing 8-55% wt.% And metallized carbon fibers with a content of 45-92 wt.%.

Металлокомпозиционный несущий элемент обеспечивает проводу: повышенную проводимость (металлическая матрица композита и металлизированное волокно участвует в передачи электроэнергии), высокую коррозионную, термо-теплостойкость, устойчивость к воздействию внешних факторов. Срок службы проводов усиленных металлокомпозитным несущим элементом может составить 70 и более лет. Данный несущий элемент устойчив к сжатию и позволяет использовать прессуемые зажимы при подвесе провода на линии. Металлокомпозиционный несущий элемент изготавливают путем пропитки предварительно металлизированных углеродных волокон расплавом алюминия или его сплавов под давлением или без, с последующей протяжкой пропитанных расплавом волокон через формообразующую фильеру, в которой происходит охлаждения расплава с целью его отверждения и получения готового несущего элемента. Металлизацию углеродных волокон, (например, никелирование или меднение) осуществляют гальваническим или химическим методом, или методом вакуумного напыления. Допускается, вместо металлизации, покрытие углеродных волокон веществами, например, алюминийхромфосфатными связующими, предотвращающими разупрочнения волокон при контакте с расплавом алюминия, а также увеличивающими их смачиваемость. Для предотвращения контактной коррозии несущий элемент из металлокомпозита должен находиться внутри проволок токопроводящей жилы провода 1.The metal-composite supporting element provides the wire: increased conductivity (the metal matrix of the composite and the metallized fiber is involved in the transmission of electricity), high corrosion, thermal and heat resistance, resistance to external factors. The service life of wires reinforced with a metal composite supporting element can be 70 years or more. This load-bearing element is resistant to compression and allows the use of extruded clamps when hanging wires on the line. A metal composite carrier is made by impregnating pre-metallized carbon fibers with a melt of aluminum or its alloys with or without pressure, followed by drawing the melt-impregnated fibers through a die, in which the melt cools to solidify and produce a finished carrier. Metallization of carbon fibers (for example, nickel plating or copper plating) is carried out by the galvanic or chemical method, or by vacuum deposition. Instead of metallization, it is allowed to coat carbon fibers with substances, for example, aluminum-chromophosphate binders, which prevent softening of the fibers upon contact with the aluminum melt, and also increase their wettability. To prevent contact corrosion, the supporting element of the metal composite should be inside the wires of the conductive core of wire 1.

Провода с композиционным несущим элементом с термореактивной полимерной матрицей обладают сниженным примерно на 25% весом, высокой гибкостью, малыми стрелами провиса, относительно невысокой стоимостью, широкой сырьевой базой для производства.Wires with a composite supporting element with a thermosetting polymer matrix have a weight reduced by about 25%, high flexibility, small sag arrows, relatively low cost, and a wide raw material base for production.

Провод патентуемого изобретения имеет принципиальные отличия от всех известных проводов воздушных линий, имеющих композиционный сердечник с полимерной термореактивной матрицей. Эти отличия обусловлены тем, что в известных проводах сердечник и токопроводящая часть в виде скрученных в один или несколько повивов токопроводящих проволок являются связанными, но, тем не менее, отдельными конструктивными элементами провода с присущими им набором физико-механических и теплофизических свойств. В условиях эксплуатации под действием нагрузок, нагрева-охлаждения, изменений температуры окружающей среды композиционный сердечник и токопроводящая часть по-разному реагируют на изменение условий эксплуатации. Это приводит к перераспределению нагрузок между композиционным сердечником и токопроводящей частью, «фонарению» провода, проскальзыванию сердечника относительно токопроводящих проволок, провисанию провода, что может являться причиной выхода провода из строя. Следствием данных обстоятельств является тот факт, что в известных проводах воздушных линий прочностные свойства композиционных сердечников используются не полностью, поскольку моментом обрыва провода считают разрыв двух и более токопроводящих жил. При этом композиционный сердечник сохраняет 25% и более запаса прочности. Кроме того, как правило, композиционный сердечник провода не участвует в передаче электрической мощности в воздушных линиях.The wire of the patented invention has fundamental differences from all known wires of overhead lines having a composite core with a polymer thermosetting matrix. These differences are due to the fact that in known wires, the core and the conductive part in the form of conductive wires twisted into one or more types of wires are connected, but, nevertheless, separate structural elements of the wire with their inherent set of physico-mechanical and thermophysical properties. Under operating conditions under the influence of loads, heating-cooling, changes in ambient temperature, the composite core and the conductive part respond differently to changes in operating conditions. This leads to a redistribution of loads between the composite core and the conductive part, the "light" of the wire, the slip of the core relative to the conductive wires, sagging wire, which may cause the wire to fail. A consequence of these circumstances is the fact that the strength properties of composite cores are not fully used in well-known overhead line wires, since breakage of two or more conductive wires is considered to be the moment of wire breakage. In this case, the composite core retains 25% or more of the safety margin. In addition, as a rule, the composite core of the wire is not involved in the transmission of electric power in overhead lines.

В заявляемом изобретении несущий элемент с полимерной термореактивной матрицей проволок формируется до требуемых размеров внутри токопроводящей трубы при волочении. Это не простое обжатие. После формования между токопроводящей частью и несущим элементом с полимерной термореактивной матрицей возникают огромные силы адгезии по всей поверхности трубы. Несущий элемент и токопроводящая часть в заявляемом изобретении являются неразъемными и реагируют на изменение условий эксплуатации как единое целое. При этом токопроводящая часть проволок обеспечивает передачу электрической мощности, защиту несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей из непрерывно армированного композиционного материала от воздействия влаги, коротковолновой части спектра солнечного излучения, препятствует развитию термокислительной и гидролитической деструкции.In the claimed invention, the supporting element with a polymer thermosetting matrix of wires is formed to the required dimensions inside the conductive pipe when drawing. This is not a simple crimp. After molding, enormous adhesion forces arise over the entire surface of the pipe between the conductive part and the supporting element with a polymer thermosetting matrix. The bearing element and the conductive part in the claimed invention are integral and respond to changing operating conditions as a whole. In this case, the conductive part of the wires provides electric power transmission, protection of the supporting element with a polymer thermosetting matrix of a continuously reinforced composite material from moisture, the short-wave part of the solar radiation spectrum, and prevents the development of thermo-oxidative and hydrolytic destruction.

В случае использования углеродных волокон для армирования композиционного несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей проволок токопроводящей жилы провода, возможность контактной коррозии между алюминиевым токопроводящим повивом и композиционным несущим элементом с полимерной термореактивной матрицей внутри проволок и провода в целом исключена, поскольку доступ атмосферной влаги к месту контакта двух разнородных материалов с различными значениями равновесного электродного материала невозможен. При этом концы провода, находящегося в зажимах, рекомендуется обработать герметиком.In the case of using carbon fibers for reinforcing a composite supporting element with a polymer thermosetting matrix of wires of a conductive wire conductor, the possibility of contact corrosion between an aluminum conductive core and a composite supporting element with a polymer thermosetting matrix inside the wires and wires is generally excluded, since atmospheric moisture can not reach the contact point of two dissimilar materials with different values of the equilibrium electrode material is impossible. In this case, it is recommended that the ends of the wire located in the clamps be treated with sealant.

Композиционный несущий элемент с полимерной термореактивной матрицей заявляемого провода обеспечивает механическую прочность устойчивость к воздействию голодно-изморозевым образованиям, ветровым нагрузкам, вибрации, перепадам температуры, «пляски» провода.A composite supporting element with a polymer thermosetting matrix of the inventive wire provides mechanical strength resistance to the effects of hungry-frosty formations, wind loads, vibration, temperature extremes, "dancing" of the wire.

Заявитель считает необходимым пояснить существенность патентуемых соотношений армирующего волокна и связующего, требований к физико-механическим и теплофизическим свойствам несущего элемента 2 с полимерной термореактивной матрицей из непрерывно армированного композиционного материала.The applicant considers it necessary to clarify the materiality of the patented ratios of the reinforcing fiber and the binder, the requirements for the physicomechanical and thermophysical properties of the supporting element 2 with a polymer thermosetting matrix of a continuously reinforced composite material.

Основным проводом воздушных линий в настоящее время является сталеалюминевый провод АС. Все основные нормативные документы и показатели безопасной эксплуатации неизолированных проводов ВЛ рассчитаны на характеристики провода АС. Технико-экономическое обоснование возможности использования новых проводов, в том числе проводов с несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей, необходимо проводить, опираясь на количественные показатели провода АС.The main wire of the overhead lines is currently a steel-aluminum wire AC. All the main regulatory documents and indicators of safe operation of non-insulated OHL wires are designed for the characteristics of the speaker wire. A feasibility study on the possibility of using new wires, including wires from a supporting element with a polymer thermosetting matrix, must be carried out based on the quantitative indicators of the speaker wire.

Особенностью композиционных материалов, в отличие, например от полимерных материалов является возможность с высокой точностью прогнозировать эксплуатационные характеристики готового материала по известным показателям связующего и армирующего волокна, а также их соотношения в композиционном материале.A feature of composite materials, in contrast, for example, from polymeric materials, is the ability to predict with high accuracy the operational characteristics of the finished material according to the known indicators of the binder and reinforcing fiber, as well as their ratio in the composite material.

Установленные в заявляемом изобретения патентуемые характеристики несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей (предел прочности при разрыве не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 50 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1×10^-51/°C) позволяет получить провод, имеющий механическую прочность и жесткость на уровне провода АС с эквивалентной площадью токопроводящей жилы, при этом провод с проволоками, содержащими несущий элемент с полимерной термореактивной матрицей, будет на 15-30% легче, в меньшей степени подвержен температурному воздействия, особенно в области повышенных температур, что, по мнению заявителя, является минимально достаточными для достижения технического результата изобретения. Максимальное значение предела прочности и модуля упругости композиционного несущего элемента не определено, поскольку в ходе непрерывного процесса совершенствования и развития технологии армирующих волокон их прочностные показатели неуклонно возрастают. На данный момент известны арамидные волокна, имеющие максимальный предел прочности на уровне 9-10 ГПа и высокомодульные углеродные волокна, имеющие максимальный модуль упругости 700-800 ГПа.Patentable characteristics of a carrier element with a polymer thermosetting matrix established in the claimed invention (tensile strength at break of at least 500 MPa, elastic modulus of at least 50 GPa, thermal expansion coefficient of less than 1.1 × 10 ^-5 1 / ° C) allows you to get a wire having mechanical strength and rigidity at the level of AC wires with an equivalent area of a conductive core, while a wire with wires containing a supporting element with a polymer thermosetting matrix will be 15-30% lighter, less prone to temperature effects, especially in the field of elevated temperatures, which, according to the applicant, is minimally sufficient to achieve the technical result of the invention. The maximum value of the tensile strength and elastic modulus of the composite supporting element is not determined, because during the continuous process of improving and developing the technology of reinforcing fibers, their strength indicators are steadily increasing. Aramid fibers having a maximum tensile strength of 9-10 GPa and high modulus carbon fibers having a maximum elastic modulus of 700-800 GPa are currently known.

Существенным достоинством патентуемого провода является возможность его многовариантной реализации за счет использования различных исходных компонентов для формирования композиционного материала. Каждый из рекомендуемых типов армирующих волокон или полимерного связующего обладает индивидуальным набором эксплуатационных и технологических характеристик. Тем не менее, каждый тип перечисленных в патенте армирующих волокон или связующих могут обеспечивать достижение технического результата изобретения. Специалисты, работающие в области разработки композиционных материалов, располагают соответствующими знаниями для конечной реализации всех вариантов патентуемого состава несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей из непрерывно армированного композиционного материала.An essential advantage of the patented wire is the possibility of its multivariate implementation through the use of various source components for the formation of composite material. Each of the recommended types of reinforcing fibers or polymer binder has an individual set of operational and technological characteristics. However, each type of reinforcing fibers or binders listed in the patent can achieve the technical result of the invention. Specialists working in the field of development of composite materials have the appropriate knowledge for the final implementation of all patentable composition variations of a carrier element with a polymer thermosetting matrix made of continuously reinforced composite material.

Конкретная техническая реализация и идентификация всех возможных исходных армирующих волокон и связующих для производства патентуемого композиционного несущего элемента не представляет труда для специалистов, поскольку вытекает из уровня техники на основе практических данных и включает в себя известные стандартные связующие и волокна, зафиксированные в различных научно-технических изданиях и справочниках (см. например, «Энциклопедию полимеров» т.1, 2, 3), на основе которых может быть получено требуемое связующее и выбран тип армирующих волокон, в силу чего более подробное раскрытие этих исходных компонентов нецелесообразно. При этом следует отметить, что выбор компонентов композиционного несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей должен осуществляться исходя из условий эксплуатации и требований к стоимости готового провода.Concrete technical implementation and identification of all possible initial reinforcing fibers and binders for the production of a patentable composite supporting element is not difficult for specialists, since it follows from the prior art on the basis of practical data and includes well-known standard binders and fibers recorded in various scientific and technical publications and reference books (see, for example, “Encyclopedia of Polymers” Vol. 1, 2, 3), on the basis of which the required binder can be obtained and the type of reinforcing x fibers, whereby a more detailed disclosure of these starting components is impractical. It should be noted that the choice of components of a composite supporting element with a polymer thermosetting matrix should be based on operating conditions and cost requirements for the finished wire.

Известно, что чем меньше в композиционном несущем элементе с полимерной термореактивной матрицей армирующего волокна, тем меньше его прочностные показатели. Установлено, что при 30 мас.% содержания армирующего волокна самые прочные известные волокна, например арамидные волокна «Русар», обеспечивают прочность несущего элемента проволок на уровне 0,7 ГПа, что позволяет использовать такие непрерывно армированные композиционные материалы в выпускаемых проводах. Минимально допустимые прочностные показатели несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей определяют нижний предел содержания армирующего волокна - 30 мас.% (остальное связующее).It is known that the smaller the reinforcing fiber in a composite carrier with a polymer thermoset matrix, the lower its strength characteristics. It has been established that at 30 wt.% The content of reinforcing fibers, the most durable known fibers, such as Rusar aramid fibers, provide a wire bearing strength of 0.7 GPa, which allows the use of such continuously reinforced composite materials in the produced wires. The minimum allowable strength characteristics of the bearing element with a polymer thermosetting matrix determine the lower limit of the content of the reinforcing fiber - 30 wt.% (The rest of the binder).

Следует отметить, что при содержании связующего меньше 5 мас.%. может быть нарушена целостность несущего элемента с полимерной термореактивной матрицей проволок (не достигается пропитка всех волокон). Данные технологические аспекты ограничивают максимальное содержание армирующего волокна на уровне 95 мас.%, (остальное связующее).It should be noted that when the binder content is less than 5 wt.%. the integrity of the supporting element with a polymer thermosetting matrix of wires may be violated (impregnation of all fibers is not achieved). These technological aspects limit the maximum content of reinforcing fiber at the level of 95 wt.%, (The rest is a binder).

Таким образом допустимый диапазон содержания армирующего волокна может быть установлен на уровне 30-95 мас.%, а связующего на уровне 5-70 мас.%.Thus, the permissible range of content of the reinforcing fiber can be set at the level of 30-95 wt.%, And the binder at the level of 5-70 wt.%.

Аналогичный расчет степени наполнения композиционного металло-композиционного несущего элемента металлизированными углеродными волокнами (45-92 мас.%) и содержания в нем металлической матрицы (8-55% мас.%) проведен с учетом их удельного веса.A similar calculation of the degree of filling of the composite metal-composite supporting element with metallized carbon fibers (45-92 wt.%) And the content of the metal matrix in it (8-55% wt.) Was carried out taking into account their specific gravity.

Отношение площади сечения металлической части токопроводящей жилы провода к площади сечения несущих элементов 2 проволок может составить 0,5-50.The ratio of the cross-sectional area of the metal part of the conductive core of the wire to the cross-sectional area of the supporting elements 2 of the wire can be 0.5-50.

Патентуемое изобретение предусматривает возможность использования как неуплотненной, скрученной из проволок круглой формы сечения 4 (Фиг.1), так и уплотненной токопроводящей жилы провода. Уплотнение токопроводящей жилы провода проводят для снижения коэффициента аэродинамического сопротивления провода, повышения его компактности, достигая тем самым увеличение устойчивости провода к воздействию внешних активных факторов окружающей среды, таких как ветровая нагрузка, гололедно-изморозевые образования, удары молнии. Уплотнение токопроводящей жилы провода осуществляется за счет скрутки предварительно профилированных проволок трапецеидальной формы 5 (Фиг.1).The patented invention provides the possibility of using both unsealed, twisted from round-shaped wires of section 4 (Figure 1), and a sealed conductive wire core. The conductive core of the wire is sealed to reduce the aerodynamic drag coefficient of the wire and increase its compactness, thereby increasing the resistance of the wire to external environmental factors, such as wind load, icy-frost, lightning strikes. The sealing of the conductive core of the wire is carried out by twisting pre-profiled wires of trapezoidal shape 5 (Figure 1).

Достоинствами описанного патентуемого провода, являются: возможность использования в условиях эксплуатации в полном объеме механических характеристик композиционного несущего элемента 2 проволок, передача в процессе эксплуатации электрической мощности и механических нагрузок равномерно по сечению провода. Недостатком данного провода, является высокая трудозатратность его производства, связанная с необходимостью изготовления большого количества проволок с композиционным несущим элементом 2.The advantages of the patented wire described are: the possibility of using in full operating conditions the mechanical characteristics of the composite supporting element 2 wires, the transmission of electrical power and mechanical loads during operation evenly over the cross section of the wire. The disadvantage of this wire is the high labor costs of its production, associated with the need to manufacture a large number of wires with a composite supporting element 2.

В заявляемом изобретении предусмотрен вариант провода (Фиг.2), в котором проволоки круглой или профилированной формы с несущим элементом равномерно распределены по сечению провода, а остальные проволоки провода токопроводящей жилы, не содержащие несущий элемент имеют форму, размер и тип проводникового материала одинаковый с проволоками, содержащие несущий элемент 2. При этом количество проволок с несущим элементом 2 - не менее трех. Применение провода данной конструкции целесообразно в том случае, если в качестве армирующего волокна несущего элемента 2 проволок используются высокопрочные, высокомодульные волокна, например, углеродные волокна, физико-механические характеристики которых не требуют наличия композиционного сердечника в каждой проволоке провода.The claimed invention provides a variant of the wire (Figure 2), in which round or profiled wires with a supporting element are evenly distributed over the cross section of the wire, and the remaining wires of the conductive core wire that do not contain the supporting element have the same shape, size and type of conductive material as the wires containing the supporting element 2. Moreover, the number of wires with the supporting element 2 is at least three. The use of a wire of this design is advisable if high-strength, high-modulus fibers, for example, carbon fibers, the physical and mechanical characteristics of which do not require a composite core in each wire wire, are used as the reinforcing fiber of the carrier element 2 of the wire.

Одной из причин выхода из строя воздушных линий является обледенение провода. Для борьбы с этим негативным явлением, приводящим в ряде случае к обрыву провода, в патентуемом изобретении предусмотрено наличие на внешнем повиве токопроводящей жилы провода антиобледенительного покрытия, например, на основе кремнеорганических композиций, придающими поверхности провода гидрофобность, обеспечивая тем самым антиобледенительные свойства. Капельки воды, попавшие на поверхность провода с антиобледенительным покрытием, в ходе замерзания имеют с ней очень малую площадь контакта и вследствие этого легко сдуваются ветром, не имея сцепления с поверхностью. В результате в критических температурных условиях снижается вероятность обледенения провода.One of the reasons for the failure of overhead lines is the icing of the wire. To combat this negative phenomenon, which in some cases leads to wire breakage, the patented invention provides for an anti-icing coating wire, for example, based on organosilicon compositions, giving the surface of the wire hydrophobicity on the outer core of the conductive core, thereby providing anti-icing properties. Water droplets that have fallen on the surface of a wire with an anti-icing coating, during freezing, have a very small contact area with it and, as a result, are easily blown away by the wind without adhesion to the surface. As a result, in critical temperature conditions, the probability of icing of the wire is reduced.

Функциональность патентуемого провода может быть повышена за счет включения в его конструкцию оптического кабеля ОКФП (оптический кабель в фазном проводе) в виде волоконно-оптического модуля (например, кабеля ОРРС компании NKT cables), состоящего из металлической трубки 6 (Фиг.2), выполненной из алюминия или сплавов алюминия или нержавеющей стали и оптических волокон 7 (Фиг.2), расположенных внутри трубки 6 (Фиг.2). Преимущества патентуемого провода по сравнению с традиционными проводами (сниженный вес, повышенная пропускная способность и надежность) позволяют организовать волоконно-оптическую линию связи и передачи информации (ВОЛС-ВЛ) без дополнительных затрат и каких-либо последствий для его эксплуатационных характеристик.The functionality of the patented wire can be improved by including in its design an optical cable OKPP (optical cable in a phase wire) in the form of a fiber optic module (for example, ORK cable company NKT cables), consisting of a metal tube 6 (Figure 2), made from aluminum or alloys of aluminum or stainless steel and optical fibers 7 (Figure 2) located inside the tube 6 (Figure 2). The advantages of the patented wire in comparison with traditional wires (reduced weight, increased throughput and reliability) make it possible to organize a fiber-optic communication line and information transmission line (FOCL-VL) without additional costs and without any consequences for its operational characteristics.

Согласно патентуемого изобретения провод может быть выполнен в виде многопроволочной токопроводящая жилы 1 (Фиг.3) из проволок круглой или профилированной формы из алюминия, или из меди, или из сплавов алюминия, или из сплавов меди, скрученных вокруг стренги 8 из скрученных или нескрученных проволок, содержащих композиционный несущий элемент 2.According to the patented invention, the wire can be made in the form of a multi-wire conductive core 1 (Figure 3) of round or shaped wires of aluminum, or of copper, or of aluminum alloys, or of copper alloys twisted around strand 8 of twisted or untwisted wires containing composite bearing element 2.

Производство многопроволочного провода, все проволоки которого содержат композиционный несущий элемент 2, трудозатратно. Конструкция данного варианта патентуемого провода позволяет существенно удешевить стоимость готового изделия, при сохранении его эксплуатационных характеристик, определяющих технический результат изобретения. Так для исключения технологической операции - скрутка проволок стренги, предусмотрен вариант провода, включающий стренгу 8 (Фиг.3) из нескрученных проволок с композиционным несущим элементом 2.The production of a multi-wire wire, all wires of which contain a composite supporting element 2, is labor intensive. The design of this embodiment of the patented wire allows you to significantly reduce the cost of the finished product, while maintaining its operational characteristics that determine the technical result of the invention. So to exclude the technological operation - twisting the wires of the strand, a wire option is provided, including a strand 8 (Figure 3) of untwisted wires with a composite supporting element 2.

В данной модификации несущая часть провода локализована в его центральной части на проволоках с композиционным несущим элементом 2, а токопроводящая часть выполнена из проволок из проводниковых материалов. Предусмотрена многовариантность несущей части провода, выполненной в виде стренги 8 из проволок круглой формы 4 или трапецеидальной формы 5 (Фиг.3), содержащих композиционный несущий элемент 2. Применения профилированных проволок (трапецеидальной формы 5 (Фиг 3.) позволяет существенно повысить компактность провода.In this modification, the bearing part of the wire is localized in its central part on the wires with the composite bearing element 2, and the conductive part is made of wires of conductive materials. There is a multivariance of the bearing part of the wire, made in the form of a strand 8 of round wire 4 or trapezoidal shape 5 (Figure 3), containing a composite supporting element 2. The use of profiled wires (trapezoidal form 5 (Figure 3.) can significantly increase the compactness of the wire.

Патентуемый вариант провода предусматривает возможность использования как неуплотненной токопроводящей жилы 1, скрученной из проволок круглой формы 9 из проводниковых материалов, не содержащих композиционный несущий элемент 2, так и уплотненной токопроводящей жилы провода. Уплотнение токопроводящей жилы провода осуществляется за счет скрутки предварительно профилированных проволок из проводниковых материалов, не содержащих композиционный несущий элемент 2, трапецеидальной 10 (Фиг.3), или Z-образной формы 11 (Фиг.3). Уплотненная токопроводящая жила может состоять из деформированных скрученных проволок 12 (Фиг.3), полученных после протягивания неуплотненного провода через фильеру (на фигурах не показана).The patented version of the wire provides for the possibility of using both an unsealed conductive core 1 twisted from round wires 9 made of conductive materials not containing a composite supporting element 2, and a sealed conductive wire core. The sealing of the conductive core of the wire is carried out by twisting pre-profiled wires of conductive materials that do not contain a composite supporting element 2, trapezoidal 10 (Figure 3), or Z-shaped 11 (Figure 3). A sealed conductive core may consist of deformed twisted wires 12 (Fig. 3) obtained after drawing a non-sealed wire through a die (not shown in the figures).

В конструкции патентуемого провода предусмотрено наличие зазора 13 (Фиг.3) между стренгой 8, выполненных из проволок, содержащих несущий элемент и внутренним ближайшим к ним повивом токопроводящей жилы 1. Зазор 13 (Фиг.3) обеспечивает скольжение повивов токопроводящей жилы относительно стренги из проволок, содержащих композиционный несущий элемент 2 при подвесе провода, что исключает механические нагрузки на токопроводящий повив в условиях эксплуатации. Провод с зазором, согласно патентуемого изобретения, подвешивается за стренгу из проволок, содержащих композиционный несущий элемент 2, воспринимающих в условиях эксплуатации всю механическую нагрузку. Данная конструкция провода определяет малое (определяемое только линейным коэффициентом расширения проволок с композиционным несущим элементом) удлинение (провисание) провода вследствие роста температуры. Величина зазора 13 (0,1-4 мм) выбирается исходя из геометрических размеров провода и спектра решаемых задач. Минимальная величина зазора (0,1 мм) достаточна для обеспечения скольжения токоведущего повива при нагревании. Максимальный зазор 11 (Фиг.3) (4 мм) характерен для случая заполнения данного зазора для облегчения скольжения загущенными маслами, органо-силоксанами или жидкими каучуками.In the design of the patented wire, there is a gap 13 (FIG. 3) between the strand 8 made of wires containing the supporting element and the inner core of the conductive core 1. The gap 13 (FIG. 3) provides sliding of the coils of the conductive core relative to the wire strand containing a composite supporting element 2 when hanging the wire, which eliminates mechanical stresses on the conductive core in operating conditions. A wire with a gap, according to the patented invention, is suspended by a strand of wires containing a composite supporting element 2, which, under operating conditions, perceives all mechanical load. This design of the wire determines the small (determined only by the linear coefficient of expansion of the wires with the composite supporting element) elongation (sagging) of the wire due to temperature increase. The gap 13 (0.1-4 mm) is selected based on the geometric dimensions of the wire and the spectrum of tasks. The minimum gap value (0.1 mm) is sufficient to ensure that the current-carrying coil is sliding when heated. The maximum gap 11 (Figure 3) (4 mm) is characteristic of the case of filling this gap to facilitate sliding with thickened oils, organosiloxanes or liquid rubbers.

Патентуемый способ изготовления провода осуществляют следующим образом.A patented method of manufacturing a wire is as follows.

Стеклянное, углеродное или какое-либо другое армирующее волокно (Фиг.4) в сухом состоянии сматывают с бобин шпулярника 14 и подают в термопечь 15, нагретую до температуры 150-250°C для удаления из армирующего волокна атмосферной влаги.Glass, carbon or some other reinforcing fiber (Figure 4) in a dry state is wound from bobbin bobbin 14 and fed into a thermal furnace 15, heated to a temperature of 150-250 ° C to remove atmospheric moisture from the reinforcing fiber.

Просушенные в термопечи 15 армирующие волокна в виде пучка затягиваются в металлическую трубу 16, выполненную из алюминия или меди, или сплавов алюминия или сплавов меди. Металлическую трубу под давлением заполняют полимерным связующим, при этом происходит пропитка связующим армирующих волокон. Металлическая труба 16, с находящимся внутри пучком смоченных связующим армирующих волокон подвергается волочению на волочильной машине 17. Последовательно проходя волоки (на Фиг 4. не показана) волочильной машины 17, металлическая труба удлиняется с одновременным уменьшением ее диаметра. Одновременно с волочением трубы происходит согласованное сматывание армирующих волокон с бобин шпулярника 14, которые после прохождения термопечи 15 поступают в металлическую трубу 16. Процесс волочения ведут до достижения металлической трубой установленных значений диаметра и длины.The reinforcing fibers dried in a thermal furnace 15 in the form of a bundle are drawn into a metal pipe 16 made of aluminum or copper, or aluminum alloys or copper alloys. A metal pipe under pressure is filled with a polymer binder, while the binder is impregnated with reinforcing fibers. The metal pipe 16, with the bundle of wetted reinforcing fibers inside the binder, is drawn on the drawing machine 17. By passing the dies (not shown in Fig. 4) of the drawing machine 17 in succession, the metal pipe is elongated while reducing its diameter. Simultaneously with the drawing of the pipe, the reinforcing fibers are coiled off from the creel bobbins 14, which, after passing through the thermal furnace 15, enter the metal pipe 16. The drawing process is carried out until the metal pipe reaches the specified diameter and length.

Отформованный провод поступает в термопечь 18, нагретую до температур 80-300°C, где происходит отверждение связующего сердечника. На выходе из термопечи 18 получают проволоку с композиционным несущим элементом, имеющую стабильные по сечению размеры. Изготовленную проволоку наматывают на катушки крутильной машины 19, после чего на крутильных машинах (на Фиг.4 не показана) осуществляют скрутку проволок провода в соответствие с его конструкцией. Готовый провод наматывают на приемный барабан (на Фиг.4 не показан). При необходимости окончательное отверждение композиционного несущего элемента проволок провода проводят в отдельной термопечи (на фиг не показана).The molded wire enters the thermal furnace 18, heated to temperatures of 80-300 ° C, where the bonding core is cured. At the exit of the thermal furnace 18, a wire with a composite supporting element having a stable cross-sectional dimensions is obtained. The manufactured wire is wound on the coils of a twisting machine 19, after which the twisting of the wire wires is carried out on twisting machines (not shown in FIG. 4) in accordance with its design. The finished wire is wound on a receiving drum (not shown in FIG. 4). If necessary, the final curing of the composite support element of the wire wires is carried out in a separate thermal furnace (not shown in FIG.).

Количество и профиль проволок с композиционным несущим элементом 2 их расположение определяется конструкцией провода. Используя данный способ, и дополнительные проволоки из проводникового материала можно изготовить все варианты патентуемого провода.The number and profile of wires with a composite supporting element 2, their location is determined by the design of the wire. Using this method, and additional wires from a conductive material, all versions of the patented wire can be made.

Для изготовления многопроволочного провода используют отформованные по патентуемому способу проволоки с композиционным несущим элементом диаметром от 1 до 25 мм. и стандартные крутильные машины (на фиг. не показаны). Скрутка проволок в провод на крутильных машинах является типовой, хорошо известной специалистам технологической операцией, не требующей дополнительных пояснений. При скрутке многопроволочного провода применяют стандартные схемы, например, 1+6+12 и т.д., то есть вокруг центральной проволоки на крутильных машинах скручивают 6 проволок в первом повиве и 12 проволок во втором повиве и т.д. в зависимости от конструкции в многопроволочном проводе обычно есть центральная проволока и скрученные вокруг нее проволоки. При этом технология изготовления проволок многопроволочного провода идентична способу изготовления однопроволочного провода.For the manufacture of a multiwire wire, molded wires according to the patented method are used with a composite supporting element with a diameter of 1 to 25 mm. and standard twisting machines (not shown in FIG.). The twisting of wires into wires on twisting machines is a typical technological operation well known to specialists, requiring no further explanation. When twisting a stranded wire, standard schemes are used, for example, 1 + 6 + 12, etc., that is, 6 wires in the first coil and 12 wires in the second coil, etc. are twisted around the central wire on twisting machines. depending on the design, a multi-wire wire usually has a central wire and wires twisted around it. In this case, the technology for manufacturing stranded wire is identical to the method for manufacturing a single wire.

Патентуемый способ предполагает возможность использования для формования профиля проволок с композиционным несущим элементом длинномерных стержней (на фиг. не показаны) из непрерывно армированного композиционного материала с полимерной термореактивной или металлической матрицей. Стержни с полимерной термореактивной матрицей предварительно изготавливают методами пултрузии или спиральной намоткой и при формовании проволок смачивают полимерным связующим. Стержни с металлической матрицей при формовании проволок полимерным связующим не смачивают. Композиционные стержни с полимерной термореактивной или металлической матрицей затягиваются в металлическую трубу 16 вместо жгута армирующих волокон, после чего происходит заполнение трубы полимерным связующим (не происходит заполнения) с дальнейшим формованием профиля проволоки волочением, скруткой изготовленных проволок на крутильных машинах в готовый провод. Использование готовых длинномерных стержней целесообразно в случае возникновения при волочении больших сил трения (большая длина проволоки или маленький диаметр трубы) между смоченным жгутом армирующих волокон и внутренней поверхностью металлической трубы 16, способных повредить жгут армирующих волокон. При использовании готовых длинномерных стержней силы трения существенно меньше, кроме того вероятность повреждения стержня из непрерывно армированного композиционного материала при затягивании в металлическую трубу 16 и последующего формования профиля проволок на волочильной машине 17 меньше. Состав и свойства длинномерных стержней позволяют получать проволоки с композиционным несущим элементом 2 соответствующие требованиям патентуемого изобретения.The patented method suggests the possibility of using long rods (not shown in Fig.) From a continuously reinforced composite material with a polymer thermoset or metal matrix for forming a wire profile with a composite supporting element. Rods with a polymer thermosetting matrix are preliminarily made by pultrusion or spiral winding and, when forming wires, they are wetted with a polymer binder. Rods with a metal matrix are not wetted with a polymer binder when forming wires. Composite rods with a polymer thermoset or metal matrix are pulled into a metal pipe 16 instead of a bundle of reinforcing fibers, after which the pipe is filled with a polymer binder (no filling takes place) with further formation of the wire profile by drawing, twisting the manufactured wires on twisting machines into a finished wire. The use of ready-made long rods is advisable in case of large friction forces (large wire length or small pipe diameter) when drawing between a wet bundle of reinforcing fibers and the inner surface of the metal pipe 16 that can damage the bundle of reinforcing fibers. When using ready-made long rods, the friction forces are significantly less, in addition, the likelihood of damage to the rod from a continuously reinforced composite material when drawn into a metal pipe 16 and subsequent forming of the wire profile on the drawing machine 17 is less. The composition and properties of long rods make it possible to obtain wires with a composite supporting element 2 corresponding to the requirements of the patented invention.

Пример 1Example 1

Приготовление связующего проводят путем смешения при 50°C эпоксидной смолы УП-610 (77 мас.%) с отвердителем УП 0638/1 (23 мас.%), представляющим собой эфтектическую смесь ароматических аминов. Перемешивание эпоксидной композиции проводят в дисольвере в течение 10 минут.The preparation of the binder is carried out by mixing at 50 ° C epoxy resin UP-610 (77 wt.%) With a hardener UP 0638/1 (23 wt.%), Which is an ectectic mixture of aromatic amines. Mixing of the epoxy composition is carried out in a disolver for 10 minutes.

Базальтовое волокно БНВ (ровинг 1250 текс), имеющие предел прочности 3,7 ГПа в микропластике и модуль упругости 90 ГПа сматывают с катушек шпулярника 14 со скоростью 10 м/мин и пропускают в термопечь 15 для удаления влаги, нагретую до температуры 200°C. После чего, пучок базальтовых волокон затягивают в металлическую трубу 16 из алюминия марки А5Е длиной 420 м, имеющей наружный диаметр 8 мм и толщину стенки 1 мм. Металлическую трубу 16 заполняют подготовленным эпоксидным связующим, в результате чего происходит пропитка волокна. На волочильной машине 17 металлическую трубу 16 подвергают волочению, пропуская последовательно через волоки. При волочении по мере увеличения длины трубы и уменьшения ее диаметра происходит сматывание базальтовых волокон с катушек шпулярника14. Смотанные базальтовые волокна проходя термопечь 15 и затягиваются в трубу 16. Скорость волочения и скорость сматывания базальтовых волокон согласованны.BNV basalt fiber (roving 1250 tex) having a tensile strength of 3.7 GPa in microplastics and a modulus of elasticity of 90 GPa is wound from the creel roll coils 14 at a speed of 10 m / min and passed into a thermal furnace 15 to remove moisture, heated to a temperature of 200 ° C. After that, a bundle of basalt fibers is drawn into a metal pipe 16 made of aluminum grade A5E 420 m long, having an outer diameter of 8 mm and a wall thickness of 1 mm. The metal pipe 16 is filled with a prepared epoxy binder, as a result of which the fiber is impregnated. On the drawing machine 17, the metal pipe 16 is subjected to drawing, passing sequentially through the dies. When dragging as the length of the pipe increases and its diameter decreases, basalt fibers are rewound from creel coils14. Wound basalt fibers passing the thermal furnace 15 and are drawn into the pipe 16. The drawing speed and the winding speed of basalt fibers are consistent.

Отформованная труба с находящимся внутри жгутом армирующих волокон, смоченным полимерным связующим (наружный диаметр 4 мм, длина 1050 м) проходит термообработку в термопечи 18 (температура 150°C, время нахождения в печи 3 мин) и наматывается на барабан. Окончательное отверждение сердечника происходит в термопечи непосредственно на барабане при температуре 90°C, время отверждение 5 часов. Содержание армирующих волокон в готовом несущем элементе 2 (диаметр 2 мм) полученной проволоки 80% (мас.), эпоксидного связующего 20% (мас.). Барабаны с готовой проволокой размещают на крутильной машине и скручивают провод, состоящий из 19 проволок, содержащий 2 повива, скрутка которых производится в противоположные стороны. Провод наматывают на приемную катушку.A molded pipe with an inside bundle of reinforcing fibers moistened with a polymer binder (outer diameter 4 mm, length 1050 m) is heat-treated in a heat furnace 18 (temperature 150 ° C, residence time 3 minutes) and wound on a drum. The final curing of the core takes place in a thermal furnace directly on the drum at a temperature of 90 ° C, the curing time is 5 hours. The content of reinforcing fibers in the finished carrier 2 (diameter 2 mm) of the obtained wire is 80% (wt.), Epoxy binder 20% (wt.). The drums with the finished wire are placed on a twisting machine and twist the wire, consisting of 19 wires, containing 2 coils, the twisting of which is carried out in opposite directions. The wire is wound on a take-up reel.

Полученный провод (сечение алюминиевой части 179 мм²) имеет следующие показатели: предел прочности на разрыв 115000 н, вес 600 кг/км, коэффициент температурного расширения композиционного несущего элемента проволок 1,2×10^-6 1/град, температурный предел длительной эксплуатации 90°C, возможен кратковременный нагрев до 180°C.The resulting wire (section of the aluminum part 179 mm ² ) has the following indicators: tensile strength 115,000 n, weight 600 kg / km, the coefficient of thermal expansion of the composite bearing element of wires 1.2 × 10 ^-6 1 / deg, the temperature limit of long-term operation 90 ° C, short-term heating up to 180 ° C is possible.

Полученный провод прочнее провода АС с аналогичным сечением токопроводящей части провода в 1,85 раза, легче на 15%, коэффициент температурного расширения композиционного несущего элемента проволок в 10 раз ниже. Данные характеристики провода позволяют увеличить межопорные расстояния ВЛ, увеличить его токопроводящую часть, повысить устойчивость провода к гололедно-изморозевым образованиям и ветровым нагрузкам.The resulting wire is stronger than the AC wire with a similar section of the conductive part of the wire by 1.85 times, 15% lighter, the coefficient of thermal expansion of the composite wire carrier element is 10 times lower. These characteristics of the wire make it possible to increase the inter-support distances of the overhead line, increase its conductive part, and increase the resistance of the wire to icy-frosty formations and wind loads.

Использование при изготовлении проволок провода вместо алюминия марки А5Е термостойкого алюминий-циркониевого сплава (содержание циркония 0,4%) позволяет повысить температуру длительной эксплуатации провода ВЛ, (пример 1) до 180°C. При этом сохраняются высокие прочностные характеристики, обеспечивается минимальный провис при повышенных температурах и высокая пропускная способность. Разработанный провод по своим техническо-экономическим параметрам и эксплуатационным возможностям существенно превосходит изделия аналогичного назначения, что гарантирует его эффективное использование в многопроволочных проводах для передачи электрической энергии по воздушным линиям.The use of heat-resistant aluminum-zirconium alloy (zirconium content of 0.4%) instead of A5E grade aluminum in the manufacture of wire leads to increase the temperature of long-term operation of the overhead line, (example 1) to 180 ° C. At the same time, high strength characteristics are maintained, minimal sag at elevated temperatures and high throughput is ensured. The developed wire in its technical and economic parameters and operational capabilities significantly exceeds products of a similar purpose, which guarantees its effective use in multi-wire wires for transmitting electrical energy through overhead lines.

Пример 2Example 2

Приготовление связующего проводят путем смешения эпоксидной смолы УП-643 (32 мас.%) с эпоксидной смолой ЭР (48 мас.%) и отвердителем УП 0638/1 (20 мас.%).The preparation of the binder is carried out by mixing UP-643 epoxy resin (32 wt.%) With ER epoxy (48 wt.%) And hardener UP 0638/1 (20 wt.%).

Углепластиковый стержень диаметром 3 мм, имеющий разрывную прочность 2,5 ГПа, модуль упругости 140 ГПа и температуру стеклования 230°C, сматывают с барабана отдающего устройства со скоростью 20 м/мин и затягивают в металлическую трубу из нержавеющей стали длиной 600 м, имеющей наружный диаметр 6,8 мм и толщину стенки 0,2 мм. В металлическую трубу подают подготовленное эпоксидное связующее. На волочильной машине металлическую трубу подвергают волочению, пропуская последовательно через волоки. При волочении по мере увеличения длины трубы и уменьшения ее диаметра происходит сматывание углепластикового стержня с барабана отдающего устройства. Скорость волочения и скорость сматывания углепластикового стержня согласованны.A carbon fiber rod with a diameter of 3 mm, having a tensile strength of 2.5 GPa, an elastic modulus of 140 GPa and a glass transition temperature of 230 ° C, is wound from the drum of the delivery device at a speed of 20 m / min and drawn into a 600 m long stainless steel metal pipe having an outer 6.8 mm diameter and 0.2 mm wall thickness. Prepared epoxy binder is fed into a metal pipe. On the drawing machine, the metal pipe is drawn, passing sequentially through the dies. When dragging as the length of the pipe increases and its diameter decreases, the carbon fiber rod is unwound from the drum of the transfer device. The drawing speed and the winding speed of the carbon fiber rod are consistent.

Отформованная труба с находящимся внутри стержнем, смоченным полимерным связующим (наружный диаметр 3,4 мм, длина 1500 м) наматывается на барабан. Отверждение связующего происходит в термопечи непосредственно на барабане при температуре 90°C в течение 2 часов, затем при температуре 140°C в течение 3 часов.A molded pipe with an inside core wetted with a polymer binder (outer diameter 3.4 mm, length 1500 m) is wound on a drum. The curing of the binder takes place in a thermal furnace directly on the drum at a temperature of 90 ° C for 2 hours, then at a temperature of 140 ° C for 3 hours.

Барабаны с полученной проволокой, а также с проволокой из алюминий циркониевого сплава, размещают на крутильной машине и скручивают стренгу, состоящую из 7 круглых проволок, 4 из которых выполнены из нержавеющей стали и снабжены несущим элементом, представляющим собой композитный непрерывно армированный стержень. Для придания проводу большей устойчивости к ветровым, весовым нагрузкам и гололедноизморозевым образованиям при изготовлении снабженных несущим элементом проволок провода, предпочтительно использовать металлы и сплавы близкие по своим физико-химическим и тепло-физическим характеристикам со свойствами углепластикового несущего элемента, например, такие как нержавеющие стали, прецизионные железо-никелевые сплавы, титан или его сплавы и т.п. На стренгу накладывают два повива из проволок трапецеидальной формы из термостойкого алюминий циркониевого сплава. Полученный провод (сечение алюминиевой части 300 мм², диаметр 21,6 мм), имеет следующие показатели: предел прочности на разрыв 124000 н, вес 915 кг/км, коэффициент температурного расширения композиционного несущего элемента проволок 1,6×10^-6 1/град, температурный предел длительной эксплуатации 180°C, возможен кратковременный нагрев до 210°C.The drums with the obtained wire, as well as with aluminum zirconium alloy wire, are placed on a torsion machine and twisted a strand consisting of 7 round wires, 4 of which are made of stainless steel and equipped with a supporting element, which is a continuously continuous composite core. In order to make the wire more resistant to wind, weight loads and icy-frost formations in the manufacture of wire wires equipped with a supporting element, it is preferable to use metals and alloys that are close in their physicochemical and thermophysical characteristics with the properties of a carbon-plastic bearing element, such as stainless steels, precision iron-nickel alloys, titanium or its alloys, etc. Two strands of trapezoidal wires made of heat-resistant aluminum zirconium alloy are applied to the strand. The resulting wire (aluminum section 300 mm ² , diameter 21.6 mm) has the following parameters: tensile strength 124,000 n, weight 915 kg / km, coefficient of thermal expansion of the composite wire carrier element 1.6 × 10 ^-6 1 / hail, temperature limit of continuous operation 180 ° C, short-term heating up to 210 ° C is possible.

Полученный провод (пример 2) в 1,65 раза прочнее сталеалюминевого провода АС (240/32) с аналогичным диаметром и весом, сечение алюминиевой части больше на 25%, коэффициент температурного расширения композиционного несущего элемента проволок в 7,5 раз ниже, чем коэффициент температурного расширения стальных проволок провода АС.The resulting wire (example 2) is 1.65 times stronger than AC (240/32) steel-aluminum wire with the same diameter and weight, the aluminum section is 25% larger, the coefficient of thermal expansion of the composite wire carrier element is 7.5 times lower than the coefficient thermal expansion of steel wires AC wires.

Claims (21)

1. Провод для воздушных линий электропередачи, содержащий многопроволочную токопроводящую жилу, состоящую из проволок, отличающийся тем, что не менее трех проволок многопроволочной токопроводящей жилы снабжены несущим элементом, расположенным внутри каждой из этих проволок, выполненным в виде длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала с термореактивной полимерной матрицей, при этом соединение несущего элемента и токопроводящей части проволоки является неразъемным.1. A wire for overhead power lines containing a multi-wire conductive core consisting of wires, characterized in that at least three wires of a multi-wire conductive core are provided with a load-bearing element located inside each of these wires, made in the form of a long rod of continuously reinforced composite material with thermosetting polymer matrix, while the connection of the bearing element and the conductive part of the wire is integral. 2. Провод по п. 1, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила провода выполнена из скрученных проволок.2. The wire according to claim 1, characterized in that the multi-wire conductive core of the wire is made of twisted wires. 3. Провод по п. 1, отличающийся тем, что проволоки токопроводящей жилы провода выполнены или из меди, или алюминия, или сплавов меди, или сплавов алюминия.3. The wire according to claim 1, characterized in that the wires of the conductive wire are made of either copper, or aluminum, or copper alloys, or aluminum alloys. 4. Провод по п. 1, отличающийся тем, что проволоки многопроволочной токопроводящей жилы провода имеют или круглую, или трапецеидальную и круглую, или Z-образную и круглую форму сечения.4. The wire according to claim 1, characterized in that the wires of the multi-wire conductive core have either round, or trapezoidal and round, or Z-shaped and round cross-sectional shapes. 5. Провод по п. 1, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила провода выполнена в виде проволок, с зазором или без зазора, скрученных вокруг стренги из скрученных или нескрученных проволок, содержащих несущий элемент.5. The wire according to claim 1, characterized in that the multi-wire conductive core of the wire is made in the form of wires, with or without a gap, twisted around a strand of twisted or non-twisted wires containing a supporting element. 6. Провод по п. 1, отличающийся тем, что несущий элемент проволок многопроволочной токопроводящей жилы имеет предел прочности на разрыв не менее 500 МПа, модуль упругости не менее 40 ГПа, коэффициент термического расширения менее 1,1×10^-5 1/°С.6. The wire according to claim 1, characterized in that the supporting element of the wires of the multi-wire conductive core has a tensile strength of at least 500 MPa, an elastic modulus of at least 40 GPa, a thermal expansion coefficient of less than 1.1 × 10 ^-5 1 / ° C . 7. Провод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве армирующего волокна несущего элемента проволок используют или стеклянные, или углеродные, или арамидные, или полиимидные, или керамические, или базальтовые, или борные волокна, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.7. The wire according to claim 1, characterized in that the glass fiber, or carbon, or aramid, or polyimide, or ceramic, or basalt, or boron fibers having a tensile strength of at least 0.7 GPa and an elastic modulus of at least 50 GPa. 8. Провод по п. 1, отличающийся тем, что несущий элемент с термореактивной полимерной матрицей состоит из армирующего волокна одного состава содержанием 30-95 мас.% и термореактивного полимерного связующего содержанием 5-70 мас.%.8. The wire according to claim 1, characterized in that the supporting element with a thermosetting polymer matrix consists of a reinforcing fiber of the same composition containing 30-95 wt.% And thermosetting polymer binder containing 5-70 wt.%. 9. Провод по п. 1, отличающийся тем, что термореактивная полимерная матрица несущего элемента проволок токопроводящей жилы провода, имеющая температуру стеклования выше 100°С, выполнена на основе соединений ароматических полиамидов, или ненасыщенных ароматических углеводородов, или эпоксидных смол, или кремнеорганических смол, или полиимидных смол, или полиэфирных смол, или фенолальдегидных смол, или полициануратных композиций, или борорганических композиций, или полифениленоксидных композиций, или полисульфоновых композиций, или их производных, или сополимеров, или их смесей.9. The wire according to claim 1, characterized in that the thermosetting polymer matrix of the bearing element of the wires of the conductive core of the wire having a glass transition temperature above 100 ° C, is based on compounds of aromatic polyamides, or unsaturated aromatic hydrocarbons, or epoxies, or organosilicon resins, or polyimide resins, or polyester resins, or phenolaldehyde resins, or polycyanurate compositions, or organoboron compositions, or polyphenylene oxide compositions, or polysulfone compositions, or the like derivatives, or copolymers or mixtures thereof. 10. Провод по п. 1, отличающийся тем, что термореактивная полимерная матрица несущего элемента проволок токопроводящей жилы провода модифицирована наночастицами, например вискерами или графенами, или углеродными нанотрубками, или фулеренами, или углеродными нановолокнами, или их смесями.10. The wire according to claim 1, characterized in that the thermosetting polymer matrix of the bearing element of the wires of the conductive core of the wire is modified by nanoparticles, for example whiskers or graphenes, or carbon nanotubes, or fullerenes, or carbon nanofibers, or mixtures thereof. 11. Провод по п. 1, отличающийся тем, что многопроволочная токопроводящая жила снабжена антиобледенительным покрытием, расположенным на наружной поверхности, выполненным на основе гидрофобных материалов, например кремнийорганических композиций.11. The wire according to p. 1, characterized in that the multi-wire conductive core is equipped with an anti-icing coating located on the outer surface, made on the basis of hydrophobic materials, such as organosilicon compositions. 12. Провод по п. 1, отличающийся тем, что в многопроволочную токопроводящую жилу провода встроен волоконно-оптический модуль, состоящий из металлической трубки, выполненной из алюминия, или сплавов алюминия, или нержавеющей стали и оптических волокон, расположенных внутри этой трубки.12. The wire according to claim 1, characterized in that a fiber optic module is built into the multi-wire conductive core of the wire, consisting of a metal tube made of aluminum, or aluminum alloys, or stainless steel and optical fibers located inside the tube. 13. Способ изготовления провода воздушных линий электропередачи, включающий сматывание непрерывных армирующих волокон с катушек, пропитку волокон полимерным связующим, отверждение связующего, намотку изготовленной проволоки провода на катушки крутильной машины, скрутку проволок в провод на крутильных машинах и намотку готового провода на приемный барабан, отличающийся тем, что после смотки армирующих волокон или длинномерного стержня из непрерывно армированного композиционного материала с катушек полученный жгут или стержень затягивают в металлическую трубу, пропитывают жгут армирующих волокон или смачивают или не смачивают длинномерный стержень из непрерывно армированного композиционного материала полимерным связующим непосредственно в металлической трубе путем ее заполнения полимерным связующим, формуют профиль проволоки провода, при этом формование профиля проволоки происходит при волочении металлической трубы с находящимся внутри жгутом армирующих волокон или длинномерным стержнем из непрерывно армированного композиционного материала, пропитанным, или смоченным, или несмоченным полимерным связующим, через волоки волочильного стана, и после отверждения связующего последовательно осуществляют намотку изготовленных проволок с находящимся внутри длинномерным стержнем из композиционного материала на катушки крутильной машины, скрутку проволок на крутильных машинах в провод, используя при этом или проволоки, содержащие внутри длинномерный стержень из непрерывно армированного композиционного материала, или проволоки, содержащие и не содержащие внутри стержень из композиционного материала, с последующей намоткой готового провода на приемную катушку.13. A method of manufacturing a wire of overhead power lines, including winding continuous reinforcing fibers from coils, impregnating the fibers with a polymer binder, curing the binder, winding the manufactured wire wires onto coils of a twisting machine, twisting the wires into wires on twisting machines, and winding the finished wire onto a receiving drum, characterized the fact that after winding the reinforcing fibers or the lengthy rod of a continuously reinforced composite material from the coils, the resulting tow or pull rod they are molded into a metal pipe, the tow of reinforcing fibers is impregnated, or the long rod of a continuously reinforced composite material is wetted or not wetted with a polymer binder directly in the metal pipe by filling it with a polymer binder, the wire profile is formed, while the wire profile is formed when the metal pipe is drawn with inside with a bundle of reinforcing fibers or a long rod of continuously reinforced composite material impregnated, and whether wetted, or not wetted, with a polymer binder, through the fibers of the drawing mill, and after curing the binder, the manufactured wires with a long length of composite rod located inside are rolled onto the coils of a twisting machine, twisting the wires on twisting machines into a wire using either wires containing inside a long rod made of continuously reinforced composite material, or wires containing and not containing inside a rod of composite material terial, followed by winding the finished wire on the receiving coil. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что используют металлические трубы, выполненные или из меди, или алюминия, или сплавов меди, или сплавов алюминия.14. The method according to p. 13, characterized in that they use metal pipes made of either copper, or aluminum, or copper alloys, or aluminum alloys. 15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что используют армирующие волокна длинномерного композиционного стержня, имеющие предел прочности не менее 0,7 ГПа и модуль упругости не менее 50 ГПа.15. The method according to p. 13, characterized in that the use of reinforcing fibers of a long composite rod having a tensile strength of at least 0.7 GPa and an elastic modulus of at least 50 GPa. 16. Способ по п. 13, отличающийся тем, что используют термореактивные связующие длинномерного композиционного стержня, имеющие температуру стеклования в отвержденном состоянии выше 100°С.16. The method according to p. 13, characterized in that they use thermosetting binders of a long composite rod having a glass transition temperature in the cured state above 100 ° C. 17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что используют длинномерный композиционный стержень, состоящий из предварительно металлизированного углеродного волокна содержанием 45-92 мас.% и металлической матрицы, выполненной из алюминия или сплавов алюминия, содержанием 8-55 мас.%.17. The method according to p. 13, characterized in that a long composite rod is used, consisting of a pre-metallized carbon fiber containing 45-92 wt.% And a metal matrix made of aluminum or aluminum alloys, containing 8-55 wt.%. 18. Способ по п. 13, отличающийся тем, что при скрутке провода на крутильных машинах используют не менее трех проволок, содержащих внутри длинномерный стержень из композиционного материала.18. The method according to p. 13, characterized in that when twisting the wires on twisting machines, at least three wires are used that contain a long rod of composite material inside. 19. Способ по п. 13, отличающийся тем, что отверждение полимерного связующего внутри проволок провода осуществляют или в термопечи, или токами высокой частоты.19. The method according to p. 13, characterized in that the curing of the polymer binder inside the wire wires is carried out either in a thermal furnace, or high frequency currents. 20. Способ по п. 13, отличающийся тем, что длинномерный композиционный стержень предварительно изготавливают или методом пултрузии, или методом спиральной намоткой.20. The method according to p. 13, characterized in that the lengthy composite rod is prefabricated either by pultrusion or by spiral winding. 21. Способ по п. 13, отличающийся тем, что после смотки армирующих волокон с катушек их направляют в термопечь для удаления избыточной влаги. 21. The method according to p. 13, characterized in that after winding the reinforcing fibers from the coils they are sent to a thermal furnace to remove excess moisture.

Images