RU2553977C1 - Nanocomposite wire - Google Patents
Nanocomposite wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553977C1 RU2553977C1 RU2014113437/07A RU2014113437A RU2553977C1 RU 2553977 C1 RU2553977 C1 RU 2553977C1 RU 2014113437/07 A RU2014113437/07 A RU 2014113437/07A RU 2014113437 A RU2014113437 A RU 2014113437A RU 2553977 C1 RU2553977 C1 RU 2553977C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- core
- nanocomposite
- aluminum
- coils
- Prior art date
Links
Landscapes
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в многожильных проводах для воздушных линий электропередачи. Уровень техникиThe invention relates to the electric power industry and can be used in stranded wires for overhead power lines. State of the art
Известна проволока, содержащая несущий сердечник, покрытый слоем металлического проводникового материала высокой проводимости. Сердечник выполнен из композиционного материала с матрицей из синтетической смолы, модифицированной углеродными нанокластерами фуллероидного типа (фуллерены, и/или нанотрубки, и/или астралены) [патент RU №23 87035]. Покрытие сердечника выполнено из металлического материала высокой проводимости (медь, и/или алюминий, или сталь, или их сплавы с другими металлами).Known wire containing a supporting core coated with a layer of metallic conductive material of high conductivity. The core is made of a composite material with a synthetic resin matrix modified with carbon nanoclusters of the fulleroid type (fullerenes, and / or nanotubes, and / or astral) [patent RU No. 23 87035]. The core coating is made of a highly conductive metal material (copper, and / or aluminum, or steel, or their alloys with other metals).
Это не позволяет одновременно оптимизировать механические и электрические характеристики провода, поскольку механические характеристики провода определяются свойствами несущего сердечника, а покрытие участвует только в обеспечении пропускной способности провода.This does not simultaneously optimize the mechanical and electrical characteristics of the wire, since the mechanical characteristics of the wire are determined by the properties of the supporting core, and the coating is only involved in ensuring the bandwidth of the wire.
Известна электротехническая проволока из алюминиевого сплава (патент RU №2422223, МПК B21C 1/00, 2010 г.), которая содержит сердечник и расположенный вокруг него поверхностный слой повышенной микросплошности, полученный волочением проволочной заготовки, прочность и электропроводность которого больше, чем у сердечника. Алюминиевый сплав, из которого изготовлена проволока, содержит (в вес.%): железо 0,5-0,7; кремний 0,2-0,4; церий, лантан, празеодим в сумме 6,0-10,0; примеси 0,1-0,3; остальное - алюминий.Known electrical wire made of aluminum alloy (patent RU No. 2422223, IPC B21C 1/00, 2010), which contains the core and the surrounding surface layer of increased micro-continuity, obtained by drawing wire blanks, the strength and conductivity of which is greater than that of the core. The aluminum alloy of which the wire is made contains (in wt.%): Iron 0.5-0.7; silicon 0.2-0.4; cerium, lanthanum, praseodymium in the amount of 6.0-10.0; impurities 0.1-0.3; the rest is aluminum.
Недостатком этого решения является необходимость использования в алюминиевом сплаве, из которого изготовлена проволока, специальных материалов (дорогостоящие редкоземельные элементы), а также пониженная прочность внутренних областей (сердечника) провода.The disadvantage of this solution is the need to use special materials (expensive rare-earth elements) in the aluminum alloy of which the wire is made, as well as the reduced strength of the inner areas (core) of the wire.
Известен выбранный в качестве прототипа «Провод для линии электропередачи» по патенту RU №2063080. Провод содержит стальной сердечник и нескольких токопроводящих повивов из алюминиевых проволок. Сердечник выполнен из немагнитной азотсодержащей аустенитной стали, обладающей низкой магнитной проницаемостью и повышенной прочностью. Алюминиевые повивы выполнены из проволок различного диаметра (наибольшим является диаметр проволок наружного повива) и обеспечивают высокую пропускную способность провода по току.Known selected as a prototype "Wire for power lines" according to patent RU No. 2063080. The wire contains a steel core and several conductive coils of aluminum wires. The core is made of non-magnetic nitrogen-containing austenitic steel with low magnetic permeability and increased strength. Aluminum coils are made of wires of various diameters (the largest is the diameter of the wires of the outer coils) and provide high current throughput of the wire.
Недостаток прототипа состоит в том, что механическая нагрузка на провод воспринимается практически только стальным сердечником, вследствие чего снижаются механическая прочность провода и его стойкость к провисанию при долговременном воздействии механической нагрузки.The disadvantage of the prototype is that the mechanical load on the wire is perceived almost exclusively by the steel core, as a result of which the mechanical strength of the wire and its resistance to sagging under long-term exposure to mechanical load are reduced.
Раскрытие существа изобретенияDisclosure of the invention
Предметом изобретения является провод для линии электропередачи, содержащий стальной сердечник и повивы из алюминиевой проволоки, чередующиеся с повивами из нанокомпозитной проволоки на основе алюминия с наполнителем из многослойных углеродных нанотрубок, упрочненной многократным холодным волочением до заданного диаметра.The subject of the invention is a wire for a power line comprising a steel core and aluminum wire strands alternating with aluminum nanowire wire strands filled with multilayer carbon nanotubes reinforced with multiple cold drawing to a predetermined diameter.
Это позволяет повысить механическую прочность и устойчивость к провисанию провода без увеличения его массы и снижения пропускной способности по току.This allows you to increase the mechanical strength and resistance to sagging wires without increasing its mass and reducing current throughput.
Изобретение имеет уточняющее развитие, состоящее в том, что на стальной сердечник намотан повив из нанокомпозитной проволоки. Осуществление изобретения с учетом его развитияThe invention has a clarifying development, consisting in the fact that a coil of nanocomposite wire is wound on a steel core. The implementation of the invention in view of its development
Фигура иллюстрирует заявляемую конструкцию провода с сердечником 1 из стальной проволоки, на который намотаны повивы из двух типов токопроводящих проволок - алюминиевой проволоки 2 и нанокомпозитной проволоки 3. Повивы проволоки 2 послойно чередуются с повивами проволоки 3. На сердечник 1 намотан повив из проволоки 3.The figure illustrates the claimed construction of a wire with a core 1 of steel wire, on which coils of two types of conductive wires are wound - aluminum wire 2 and nanocomposite wire 3. Coils of wire 2 alternate layer by layer with coils of wire 3. A core of coils 1 is wound from coils of wire 3.
Проволоку 3 формируют из проволочной заготовки (проволоки катанки), полученной из нанокомпозитного материала, состоящего из основы (алюминия) и наполнителя в виде многослойных углеродных нанотрубок (наночастиц). Использование алюминиевой основы обеспечивает материалу высокую токопроводность, а наполнителя из наночастиц (многослойных углеродных нанотрубок) - повышенную механическую прочность.The wire 3 is formed from a wire billet (wire rod) obtained from a nanocomposite material consisting of a base (aluminum) and a filler in the form of multilayer carbon nanotubes (nanoparticles). The use of an aluminum base provides high conductivity to the material, and a filler of nanoparticles (multilayer carbon nanotubes) provides increased mechanical strength.
В процессе многократного холодного волочения проволочной заготовки (т.е. последовательного холодного волочения проволоки катанки через ряд фильер с уменьшающимся диаметром отверстия) нанокомпозитная проволока упрочняется, благодаря интенсивной пластической деформации, которая повышает степень взаимодействия между основой и наполнителем.In the process of multiple cold drawing of a wire billet (i.e. successive cold drawing of wire rod through a series of dies with a decreasing hole diameter), the nanocomposite wire is hardened due to intense plastic deformation, which increases the degree of interaction between the base and the filler.
При изготовлении провода на стальной сердечник чередующимися слоями наматывают повивы из токопроводящих проволок 3 и 2.In the manufacture of wires on a steel core in alternating layers wound coils of conductive wires 3 and 2.
Повышенная механическая прочность провода заявляемой конструкции достигается благодаря тому, что механическая нагрузка на провод воспринимается не только его стальным сердечником 1, но и повивами токопроводящей нанокомпозитной проволоки 3.The increased mechanical strength of the wire of the claimed design is achieved due to the fact that the mechanical load on the wire is perceived not only by its steel core 1, but also by the meanings of the conductive nanocomposite wire 3.
Экспериментально установлено, что послойное чередование повивов нанокомпозитной проволоки 3 с повивами из алюминиевой проволоки 2 обеспечивает оптимальное сочетание механической прочности и устойчивости к провисанию провода с высокой пропускной способностью по току.It was experimentally established that layer-by-layer alternation of coils of nanocomposite wire 3 with coils of aluminum wire 2 provides the optimal combination of mechanical strength and resistance to sagging wires with high current throughput.
Пример конкретной реализации заявляемого провода. Провод, конструкция которого показана на фигуре, имеет сердечник 1 из стальной проволоки с показателем временной прочности на разрыв 1400 МПа и повивы из токопроводящих проволок 3 и 2, расположенных чередующимися слоями вокруг сердечника 1. В данном примере первый слой (ближайший к сердечнику 1) образуют 6 нанокомпозитных проволок 3, второй слой - 12 алюминиевых проволок 2, третий слой - 18 нанокомпозитных проволок 3. Для проволок 3 показатель временной прочности на разрыв составляет 150 МПа.An example of a specific implementation of the inventive wire. The wire, the design of which is shown in the figure, has a core 1 of steel wire with a temporary tensile strength of 1400 MPa and coils of conductive wires 3 and 2, arranged in alternating layers around core 1. In this example, the first layer (closest to core 1) form 6 nanocomposite wires 3, the second layer - 12 aluminum wires 2, the third layer - 18 nanocomposite wires 3. For wires 3, the indicator of temporary tensile strength is 150 MPa.
Электрическое сопротивление провода постоянному току при 20°C-0,1179 Ом/км. Масса провода - 756 кг/км. Усилие разрыва для такого провода составляет 73513 Н, что на 53% превышает аналогичный показатель для сталеалюминиевого провода соответствующей массы.The electrical resistance of the wire to DC at 20 ° C is 0.1179 Ohm / km. The mass of the wire is 756 kg / km. The breaking force for such a wire is 73513 N, which is 53% higher than the corresponding indicator for the steel-aluminum wire of the corresponding mass.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113437/07A RU2553977C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Nanocomposite wire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113437/07A RU2553977C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Nanocomposite wire |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553977C1 true RU2553977C1 (en) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113437/07A RU2553977C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Nanocomposite wire |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553977C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2063080C1 (en) * | 1994-02-08 | 1996-06-27 | Семен Соломонович Клямкин | Conductor for power transmission line |
RU99650U1 (en) * | 2010-07-26 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "Кирскабель" | UNINSULATED WIRE FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES (OPTIONS) |
WO2012037265A3 (en) * | 2010-09-17 | 2012-05-10 | 3M Innovative Properties Company | Fiber-reinforced nanoparticle-loaded thermoset polymer composite wires and cables, and methods |
RU130129U1 (en) * | 2013-02-05 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Кирскабель" | UNINSULATED WIRED MODIFIED FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES |
-
2014
- 2014-04-07 RU RU2014113437/07A patent/RU2553977C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2063080C1 (en) * | 1994-02-08 | 1996-06-27 | Семен Соломонович Клямкин | Conductor for power transmission line |
RU99650U1 (en) * | 2010-07-26 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "Кирскабель" | UNINSULATED WIRE FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES (OPTIONS) |
WO2012037265A3 (en) * | 2010-09-17 | 2012-05-10 | 3M Innovative Properties Company | Fiber-reinforced nanoparticle-loaded thermoset polymer composite wires and cables, and methods |
RU130129U1 (en) * | 2013-02-05 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Кирскабель" | UNINSULATED WIRED MODIFIED FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6122061B2 (en) | Carbon nanotube composite lead wire | |
JP6382726B2 (en) | Coil conductor wire and coil wire | |
JP4879373B2 (en) | High frequency electric wire and high frequency coil | |
JP6155253B2 (en) | Compound superconducting wire and manufacturing method thereof | |
KR20110136472A (en) | Aluminum alloy conductor and method of production the same | |
JP2014032751A (en) | Copper aluminum complex wire for motor winding | |
JP6615415B1 (en) | Insulated wire stranded conductor, insulated wire, cord and cable | |
US20140353002A1 (en) | Electrically conductive wire and method of its production | |
AT506897A1 (en) | METALLIC COMPOSITE WIRE WITH AT LEAST TWO METALLIC LAYERS | |
EP2897836A2 (en) | Hanger wire for contact wires of railway electrical lines | |
RU2553977C1 (en) | Nanocomposite wire | |
US20160133353A1 (en) | Multilayer Composite Conductor and Manufacturing Method Thereof | |
JP2014224290A (en) | Aluminum alloy wire having excellent bendability and method for producing the same | |
RU2063080C1 (en) | Conductor for power transmission line | |
RU144515U1 (en) | ELECTRIC TRANSMISSION WIRE | |
RU119513U1 (en) | STEEL WIRE FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINE (OPTIONS) | |
JP5117166B2 (en) | NbTi superconducting multi-core wire for pulse and NbTi superconducting molded stranded wire for pulse | |
KR20230096080A (en) | Aluminum-Carbon Metal Matrix Composite Magnet Wires | |
JP2016046090A (en) | Coil wire | |
RU161621U1 (en) | ELECTRIC TRANSMISSION WIRE | |
CN202487197U (en) | Novel aluminum clad steel-cored aluminum stranded wire | |
JP6009145B2 (en) | Aluminum electric wire and method for manufacturing the same | |
JP2008027640A (en) | Electric wire for automobile using highly strengthened copper alloy wire | |
CN202473286U (en) | Novel aluminum clad steel core cable | |
RU156715U1 (en) | UNINSULATED WIRING FOR ELECTRIC TRANSMISSION AIR LINES |