Новости компании Вопросы и ответы
Галерея Статьи и публикации
Главная страница / Статьи и публикации / Композиционные материалы в производстве кабельной продукции.

 Композиционные материалы в производстве кабельной продукции. 

(полная версия статьи – журнал "Composites technology" №2, 2006)

 

Эксплуатация кабеля в любой сфере подразумевает воздействие высокого напряжения и значительных температурных колебаний, а так же разрушительное влияние окружающей среды, именно поэтому облегченный кабель из композитных материалов является альтернативой традиционному стальному кабелю.

В ситуациях пиковой нагрузки при резком увеличении энергопотребления, традиционный кабель перегревается и провисает ниже допустимого уровня клиренса, что исключено при использовании кабеля на основе композита, благодаря его низким показателям термического расширения. Это в свою очередь позволяет уменьшить количество опор ЛЭП в среднем на 16%. Алюминиево-композитный кабель (АССС) компании Composite Technology Corp. (США) изготовлен на основе пултрузионного угле- и стеклопластикового эпоксидного стержня. Во время процесса пултрузии непрерывное однонаправленное углеродное волокно образует цилиндрообразную сердцевину, снаружи наносится слой однонаправленного Е-стекловолокна. Сгруппированные волокна пропитываются нагретой эпоксидной смолой. Необходимость нанесения слоя стекловолокна объясняется тем, что во-первых, он разделяет углепластик и аллюминий, предотвращая возниконовение электрохимической коррозии, во-вторых, он уравновешивает более хрупкий углепластик и повышает гибкость и прочность сердцевины кабеля.

Пропитанный смолой пучок волокна протягивается сквозь разогретую фильеру и отверждается при температуре 260 С, образуя в результате сердцевину в форме стержня диаметром от 0,19 мм до 19 мм. Далее наносится запатентованное покрытие, отверждаемое в обычных условиях и стержень нарезается на отрезки необходимой длины.

Готовый стержень оборачивается полностью отожженными (термически обработанными) трапециевидными алюминиевыми проводами. Не смотря на то, что подобный кабель стоит в три раз дороже традиционного, общая стоимость проекта снижается в 3-4 раза.

Композиты находят свое применение и при строительстве подвесных мостов. Как следует из названия, у этого типа мостов опорой для пролетов служат оттяжки из кабеля, закрепленные через определенные интервалы и протянутые по диагонали к вертикальной опоре /опорам моста.

Кабель для мостов не должен провисать под собственным весом, канатные подвесные конструкции должны противостоять воздействию ветра, перепадам температур и сейсмическим толчкам. Именно по этим причинам при строительстве подвесных мостов традиционно использовалась сталь, однако, подвесные конструкции на основе композитов были смонтированы на двух канатных подвесных мостах уже более 10 лет назад, таким образом строители хотели продемонстрировать то, как длительный ресурс прочности, коррозийной устойчивости и, следовательно низкие эксплуатационные расходы уравновесят более значительную первоначальную стоимость. Первым мостом в качестве альтернативы стальному был по - видимому Аберфельдский пешеходный мост, соединяющий две половины площадки для игры в гольф, разделенные рекой Тэй в Шотландии.

Построенный в 1996 году, мост Шторк в Винтертур, Швейцария, считается первым подвесным транспортным мостом с использованием композитного кабеля: 2 из его 24 оттяжек сделаны из углепластика и предназначены для демонстрации их эксплуатационных преимуществ. Каждый кабель состоит из 241 углеэпоксидных проволочек диаметром по 5 мм с содержанием волокна 65-70%, и заключен в оболочку из HDPE (полиэтилена высокой плотности) с содержанием технического углерода для защиты от ультрафиолета. По словам профессора Мейера, принимавшего участие в разработке и воплощении проекта моста, на сегодняшний день технология изготовления углепластикового кабеля находится на довольно высоком уровне, но строители по прежнему недовольны высокой первоначальной ценой углепластика, и, не принимая во внимание низкие эксплуатационные расходы, по -прежнему определяют его стоимость как «слишком высокую».

Ситуация на рынке кабеля высокого напряжения складывается таким образом, что успех композитных материалов является всего лишь вопросом времени.