178833. lajstromszámú szabadalom • Erősáramú vezetéksodrony erősítő acélmaggal
3 178833 4 ahol Aj és hi az egyik sodrási irányú vezető rétegek keresztmetszete és menetemelkedése, Aj és hj a másik sodrású irányú vezető rétegek keresztmetszete és menetemelkedése, k az egyik sodrási irányú vezető rétegek száma, m pedig a másik sodrási irányú 5 vezető rétegek száma, amely m > 2. Az acélmagon egymás fölött elhelyezkedő legalább három vezető réteg keresztmetszetének és menetemelkedésének fenti megválasztásával elérhető, hogy az acélmagban az áram hatására fellépő mágne-10 ses térerősség kis értékű, a határesetben zérus értékű. Ezzel a fellépő mágneses veszteségek nagy mértékben csökkenthetők. A legelőnyösebb zérus mágneses térerősségét akkor kapjuk, ha a fenti összefüggés bal oldalán az eredő mágneses térerős-15 ségre jellemző számláló értéke zérus. A találmány szerinti vezetéksodrony olyan kiviteli alakjában, ahol az acélmagot kör keresztmetszetű elemi szálakból álló három vezető réteg veszi 20 körül, a találmány szerint az elemi szálak sugarát és sodrási szögét az alábbi összefüggés szerint kell megválasztani: r2 • cos a2 = T] • cos aj + r3 • cos a3 25 ahol r2 és a2 az egyik sodrási irányú vezető réteg elemi szálainak sugara és sodrási szöge, rí és , valamint r3 és a3 pedig a másik sodrási irányú két vezető réteg elemi szálainak sugara és sodrási szöge. 30 Abban az esetben, ha a sodrási szögek megegyeznek, a találmány szerint a sugarakat úgy kell megválasztani, hogy az r2 =ri + r3 összefüggés teljesüljön. Előnyösen ez úgy biztosítható, hogy az azonos sodrási irányú két vezető réteg elemi szálainak sugara 35 egymással megegyezik, és az ellentétes sodrási irányú vezető réteg elemi szálainak sugara a két másik vezető réteg elemi szálai sugarának a kétszerese. A találmányt a továbbiakban a rajzon ábrázolt előnyös kiviteli alak alapján ismertetjük, ahol az 40 1. ábra egy ismert felépítésű vezetéksodrony metszeti rajza, a 2. ábra a találmány szerinti vezetéksodrony egy kiviteli alakjának metszeti rajza és a 45 3. ábra a vezetéksodrony egy részletét mutató magyarázó rajz. Az 1. ábrán ismert felépítésű, például az MSZ 149/4 számú magyar szabvány szerint 500/66 névleges keresztmetszetű acél-alumínium vezetéksodrony látható, ahol 5 elemi szálakból álló 1 acélmagot 6 elemi szálakból álló első 2 vezető réteg, 7 elemi szálakból álló második 3 vezető réteg és 8 elemi szálakból álló harmadik 4 vezető réteg vesz körül. Valamennyi, 5, 6, 7 és 8 elemi szál kör keresztmetszetű és azonos sugarú. Az 1 acélmagban hét, a 2 vezető rétegben tizenkettő, a 3 vezető rétegben tizennyolc, a 4 vezető rétegben pedig huszonnégy elemi szál van. A 2 és a 4 vezető rétegek egymással megegyező sodrási irányúak, a 3 vezető réteg pedig ezzel ellent êtes sodrási irányú. Amint azt a találmány szerinti megoldás alább következő vizsgálatából látni fogjuk, ennél az ismert megoldásnál az egymással ellentétes sodrási irányú vezető rétegekben folyó áram által az 1 acélmagban keltett mágneses térerősségek nem kompenzálják egymást. A 2. ábrán a találmány szerint kialakított vezetéksodronynak egy olyan kiviteli alakja látható, amelyben all acélmagot szintén három darab 12, 13 és 14 vezető réteg veszi körül, amely utóbbiak vezető koszorút alkotnak. A 11 acélmag 15 elemi szálai és a 12, 13 és 14 vezető rétegek 16, 17, illetve 18 elemi szálai kör keresztmetszetűek, de - amint az a 2. ábrán jól látható - a 15, 16, 17 és 18 elemi szálak átmérője nem egyenlő. A 16 és 18 elemi szálak átmérője egymással megegyezik, a 17 elemi szálak átmérője pedig az előbbiek átmérőjének kb. kétszerese. A vezetéksodrony úgy van elkészítve, hogy a 12 és 14 vezető rétegek sodrási iránya megegyezik, és ezzel ellentétes a nagyobb átmérőjű 17 elemi szálakból álló 13 vezető réteg sodrási iránya. Ezáltal, amint azt az alábbi ismertetésből látni fogjuk, all acélmagban közel zérus értékű eredő H mágneses térerősség lép fel a 11 acélmagot körülvevő vezető koszorúban folyó áram hatására. Az 1. ábra szerinti ismert vezetéksodrony és a 2. ábra szerinti, a találmánynak megfelelően kialakított vezetéksodrony példaképpeni összehasonlító adatait az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat Névleges keresztmetszet acél huzalok Szerkezet alumínium huzalok Kereszt- Rv — Re metszet ~ ‘ 1^0 viszony Re [mm1 2 /mm2] száma átmérője [mm] száma átmérője [mm] dj d2 d3 Aaj Aac tvez = 80 °C Ivez = 1200 A [%] 500/66 MSZ 149/4 szerint 1+6=7 3,45 12+18 + + 24 =,54 3,45 3,45 3,45 7,7 5,4 500/66 találmány 1+6 = 7 3,45 15 + 12 + 2,58 5,16 2,58 7,7 1,5 szerint +33 = 60
