Guide technique et industriel du chef d'orchestre de l'ACSR

Résumé du câble ACSR

Le câble ACSR (Aluminium Conductor Steel-Reinforced) est un conducteur à chaîne à haute capacité et haute résistance utilisé pour les lignes aériennes de transmission d'énergie.Sa structure consiste généralement en un noyau en acier galvanisé entouré d'une ou plusieurs couches de fils d'aluminium de haute pureté, qui sont concentriques autour du noyau en acier.

Principaux avantages des câbles ACSR:

1. Excellente conductivité:L'aluminium possède une bonne conductivité électrique, ce qui rend les câbles ACSR très efficaces pour la transmission d'énergie.

2. Résistance mécanique élevée:Le noyau en acier fournit une résistance supplémentaire, contribuant à supporter le poids du câble et à réduire l'affaissement, ce qui le rend adapté à des conditions géographiques particulières telles que la traversée de rivières et de vallées.

3. Poids léger et résistant à la corrosion:L'utilisation d'aluminium réduit non seulement le poids du câble, mais améliore également sa résistance à la corrosion, ce qui prolonge sa durée de vie.

4. Résultats économiques:En raison du prix relativement bas de l'aluminium, les câbles ACSR présentent un avantage en termes de coûts de construction de ligne.

Les câbles ACSR sont largement utilisés dans l'industrie de l'électricité et de la transmission, en particulier dans les scénarios nécessitant une installation longue distance et à grande portée.ils peuvent servir de fils messagers pour supporter les câbles aériensEn fonction des exigences spécifiques de l'application,Le câble ACSRLes spécifications et les normes peuvent varier, comme la conformité à la norme EN 50182, ASTM B232 ou IEC 61089.

1. Types et classifications communes des RACS

Classifiés par catégorie de résistance (préfixe standard GB/T):

• JL/G1A, JL/G1B:Noyau en acier galvanisé de résistance standard (G1).

• JL/G2A, JL/G2B:Noyau en acier galvanisé à haute résistance (G2).

• JL/G3A:Noyau en acier extrêmement résistant (G3).

• Remarque: les normes GB plus anciennes les abrégeaient souvent en:Le nombre d'épreuves est déterminé par le nombre d'épreuves, par exemple,Le groupe LGJ-240/30est équivalent àLe nombre total d'équipements utilisés est de:.

Classifié par traitement anticorrosion (suffixe):

• ACSR/AW:Le noyau en acier revêtu d'aluminium offre une résistance supérieure à la corrosion par rapport à l'acier galvanisé standard.

• ACSR/TW:Fil de noyau d'acier graissé ou spécialement traité, utilisé dans des environnements difficiles avec une humidité élevée, des saumons ou une forte pollution.

2Tailles standard typiques (combinaison Al/St)

Point clé:Il existe des centaines de configurations spécifiques d'ACSR. Les plateformes industrielles énumèrent à elles seules plus de 50 spécifications ACSR/AW (par exemple, 15/3, 387/50, 775/100).Notez que certains numéros de modèle d'outil (comme ACSR-87) se réfèrent à des équipements de compression compatibles, pas le chef lui-même.

3Les principaux scénarios d'application

4L'avenir: la RSE dans l'évolution des réseaux

Le rôle de l'ACSR s'étend avec les progrès technologiques et les exigences des systèmes d'énergie modernes:

1. Les conducteurs intelligents:L'ACSR est en train de passer d'une composante passive à une composanteactif de réseau intelligentDes itérations futures pourraient intégrer des fibres optiques distribuées en temps réel.détection de température et de contrainte, permettant une maintenance basée sur l'état.modèles jumeaux numériques, ce qui permet une analyse prédictive des risques tels que le galop induit par la glace par des conditions météorologiques extrêmes.

2. Matériaux de pointe pour les nouveaux systèmes:La transition vers des réseaux résistants et à forte teneur en énergies renouvelables augmente la demande de conducteurs plus résistants à la corrosion, moins affaissés et plus longs.fils d'aluminium recouverts de nanoet l'utilisation de cœurs avancés commecomposites en fibres de carboneaméliorera davantage les performances et la durée de vie de l'ACSR dans des environnements difficiles.

En résumé, l'identité de base de l'ACSR est définie par sa désignation "Aluminium Area/Steel Area", avec des préfixes indiquant la résistance de l'acier (par exemple, JL/G2A) et des suffixes pour la protection contre la corrosion (par exemple, /AW).

Les tailles standard varient de120/20 pour la distribution à 1250/100 pour les corridors à très grande capacité, avec des modèles comme720 à 50%Il s'agit d'un modèle iconique pour les grands projets HVDC.

Lorsqu'ils choisissent un ACSR, les ingénieurs doivent tenir compte du niveau de tension, de la capacité de courant requise (ampaticité), de la longueur de la portée et de la corrosivité environnementale.composante plus adaptative dans les réseaux électriques modernes et futurs, renforçant son rôle essentiel dans le transport mondial d'électricité.

Q: Quelles sont les dernières avancées technologiques dans les câbles ACSR?

A: Je suis désolé.Les progrès technologiques récents dans le domaine des câbles ACSR portent principalement sur les domaines suivants:

1. Améliorations matérielles:Alors que les câbles ACSR traditionnels sont constitués de conducteurs en aluminium et d'un noyau en acier, les nouvelles technologies adoptent des matériaux plus avancés.Les conducteurs à noyau composite en fibres de carbone (conducteurs JRLX/T) présentent des caractéristiques d'affaissement nettement inférieures à celles des ACSR traditionnelsDans les mêmes conditions, l'augmentation de l'affaissement due aux changements de température est beaucoup plus faible que celle de l'ACSR traditionnel.

2. Application des alliages d'aluminium résistants à la chaleur:De nouveaux alliages d'aluminium résistant à la chaleur sont utilisés dans les câbles ACSR, dont la température de fonctionnement continue et la température admissible à court terme sont 60°C supérieures à celles des câbles ACSR traditionnels.augmentant ainsi considérablement la capacité de transmission.

3. Technologie de test du courant d'Eddy:Le capteur Eddy Current LineCore est une technologie de courant tourbillon utilisé pour l'inspection ACSR, initialement développé par la State Grid Corporation de Chine à la fin des années 1980.Cette technologie a été modernisée avec des dispositions de capteurs optimisées et un fonctionnement motorisé, ce qui le rend plus léger, plus compact, plus économe en énergie et plus facile à déployer via des robots pour inspection.

4. Efficacité des coûts et amélioration des performances:Par exemple, le projet de mise à niveau de la ligne de transport Montana-Dakota Utilities a utilisé de nouveaux câbles TS à noyau en carbone revêtu d'aluminium.Ces câbles offrent trois fois la capacité nominale des câbles existants d'un diamètre similaire, permettant une économie de 40% de coûts et la fin de la construction un an plus tôt que prévu.

5. Tendances du marché et expansion de l'applicationBien que l'ACSR reste le conducteur le plus largement utilisé, la technologie ACSS (Aluminium Conductor Steel-Supported) s'améliore continuellement pour remédier à ses lacunes en matière de résistance,élargissant ainsi sa gamme d'applicationsEn outre, les conducteurs à noyau composite tentent de s'approprier une part de marché des ACSR et des ACSS, car ces nouveaux conducteurs présentent des avantages significatifs en termes de poids, d'efficacité, deet caractéristiques d'affaissement.

Q: Quelle est la résistance à la corrosion des câbles ACSR dans différentes conditions environnementales?

A: Je suis désolé.La résistance à la corrosion des câbles ACSR (en acier renforcé à l'aluminium conducteur) dans diverses conditions environnementales est la suivante:

1. Résistance générale à la corrosion:En raison de la présence d'un noyau en acier, la résistance à la corrosion des câbles ACSR est relativement faible.bien qu'un peu résistant à la corrosion, peut développer des fosses de corrosion dans certains environnements.

2. Les effets des facteurs environnementaux:Le taux de corrosion des câbles ACSR dépend principalement de la qualité de l'air, y compris les particules en suspension, la concentration en dioxyde de soufre, les précipitations, la composition chimique du brouillard et d'autres conditions météorologiques.Dans des environnements industriels spécifiques, comme les zones fortement polluées, la corrosion des câbles ACSR est plus grave.

3. Rôle du revêtement en zinc:Le noyau en acier des câbles ACSR est généralement galvanisé pour fournir un certain degré de protection anti-corrosion.entraînant une corrosion supplémentaire du noyau en acier et des brins en aluminium.

4. Test et évaluation:Des études macroscopiques et microscopiques sur des câbles ACSR en service dans des conditions climatiques typiques ont révélé que la corrosion est plus sévère dans les brins d'aluminium extérieurs,alors que la matrice du noyau en acier ne présentait aucune corrosion significativeEn outre, les essais effectués à l'aide d'équipements de corrosion accélérée du fil indiquent que la corrosion progresse rapidement dans des conditions de vieillissement accéléré.

5. Améliorations et alternatives:Pour améliorer la résistance à la corrosion, des conducteurs entièrement en alliage d'aluminium (AACSR) sont disponibles sur le marché.Ces conducteurs sont constitués d'une ou de plusieurs couches de fils en alliage aluminium-magnésium-silicium et d'un noyau en acier revêtu de zinc de haute résistanceEn outre, les conducteurs en alliage d'aluminium (AAAC et AAC), étant entièrement ou principalement composés d'aluminium, possèdent une résistance supérieure à la corrosion.

La résistance à la corrosion des câbles ACSR dans des conditions environnementales différentes est influencée par plusieurs facteurs, notamment la qualité de l'air, l'efficacité du revêtement en zinc,et localisation géographique.

Q: Comment sélectionner les spécifications et normes de câble ACSR appropriées en fonction des différentes exigences d'application?

A: Je suis désolé.La sélection des bonnes spécifications et normes de câbles ACSR nécessite de prendre en considération plusieurs facteurs, notamment les besoins de l'application, les conditions environnementales,et les performances mécaniques et électriques attenduesLes étapes détaillées et les recommandations sont les suivantes:

1. Déterminer les exigences d'application:

• 1-1 Niveau de tension:Sélectionnez la taille appropriée du conducteur en fonction du niveau de tension de la ligne (par exemple, 33 kV ou 22 kV) afin d'assurer la régulation de la tension et les marges de sécurité.

• 1-2 Capacité de transmission et longueur de ligne:Une capacité de transmission élevée et de longues longueurs de ligne peuvent nécessiter des câbles ACSR à plus grande section transversale pour réduire la résistance et les pertes thermiques.

• 1-3 Conditions du terrain:Dans les zones montagneuses ou les passages de rivières, une résistance mécanique plus élevée est nécessaire pour supporter le poids et la tension du conducteur.

2. Sélectionnez les matériaux et les méthodes de jonction appropriés:

• 2-1 Matériau de conducteur:Généralement, le fil en alliage d'aluminium 1350-H19 est utilisé. Différents niveaux de galvanisation, d'aluminisation ou de noyaux d'acier revêtus d'aluminium peuvent être sélectionnés pour fournir une protection supplémentaire contre la corrosion.

• 2-2 Résistance du noyau en acier:La résistance du noyau d'acier ACSR peut varier de 6% à 40%.comme les passages d'eau et les ponts suspendus.

3. adhérer aux normes pertinentes:

• 3-1 Normes internationalesSauf indication contraire, les câbles ACSR doivent être conformes aux normes IEC:61089/IS:398 ou ASTM:B-232.

• 3-2 Autres normesOn peut également se référer aux normes ASTM B231, DIN 48201, BS 215 etc., qui couvrent différents types de conducteurs et de matériaux de base.

4Considérez les facteurs environnementaux:

• 4-1 Environnements corrosifs:Dans les environnements fortement corrosifs, envisagez d'utiliser des conducteurs entièrement en alliage d'aluminium (AAAC) ou des conducteurs en acier revêtu d'aluminium (ACSR/AW), car ces matériaux offrent une meilleure résistance à la corrosion.

• 4-2 Température et conditions environnementales:La température du conducteur et la température ambiante influent sur les calculs de résistance; ces facteurs doivent donc être pris en considération lors de la conception.

5Installation et maintenance:

• Directives d'installation:Suivre le manuel IEEE 524 "Guide IEEE pour l'installation de conducteurs de lignes de transport aériennes" pour assurer les meilleures pratiques d'installation et la fiabilité à long terme.

Q: Quels sont les résultats de la comparaison des performances et des coûts entre les câbles ACSR et d'autres types de câbles (tels que OPGW, OPPC)?

A: Je suis désolé.Les résultats de la comparaison concernant les performances et les coûts entre les câbles ACSR et d'autres types (tels que les câbles OPGW, OPPC) sont les suivants:

1. Les aspects de performance:

• Les câbles ACSR:Les câbles ACSR présentent une conductivité électrique élevée pour la transmission d'énergie mais des propriétés mécaniques relativement faibles.et rayonnement UV.

• 1-2 câbles OPGW:L'OPGW (Optical Ground Wire) combine les fonctions de fibre optique et de transmission d'énergie.Il a la capacité de transmettre de grandes quantités de données à haute vitesse tout en transmettant des signaux de puissance normalement dans des conditions de haute tension et de courant élevéIl présente une forte résistance à la traction et des performances anti-interférences électromagnétiques (EMI), ce qui le rend approprié pour les climats complexes et les zones à forte EMI.

• 1 à 3 câbles OPPC:L'OPPC (Optical Phase Conductor) a une structure similaire à l'OPGW mais fonctionne comme un conducteur de phase.l'impact de la température de fonctionnement à long terme sur les performances et la durée de vie de la transmission par fibre optique doit être pris en considération;Ses propriétés mécaniques et électriques doivent être compatibles avec les conducteurs adjacents pour assurer une tension équilibrée en trois phases.

2. Aspects du coût:

• Les câbles ACSR:Dans certains cas, comme lors d'une transmission à courant élevé, les câbles ACSR peuvent avoir des pertes de ligne plus élevées, ce qui entraîne des coûts de transmission plus élevés.le coût des câbles ACSR peut être inférieur à celui des alternatives traditionnelles.

• 2-2 Câbles OPGW:Les câbles OPGW sont relativement coûteux, en particulier pour les lignes haute tension.4,000p- Je sais.miJe...efou230KVJe...danséuned3En outre, la méthode utilisant OPGW est généralement plus coûteuse que l'utilisation de câbles à fibre optique ADSS (All-Dielectric Self-Supporting).

• 2 à 3 câbles OPPC:Les câbles OPPC ont un coût relativement inférieur parce que leur conception tient compte de l'impact des températures de fonctionnement à long terme sur les performances et la durée de vie des fibres, réduisant ainsi les coûts de maintenance.

En résumé, les câbles ACSR dépassent les câbles OPGW et OPPC en termes de conductivité, mais sont inférieurs en termes de propriétés mécaniques et d'adaptabilité environnementale.L'OPGW excelle dans la transmission de données et la résistance à l'IME, mais son coût est plus élevé.

Q: Quelles sont les meilleures pratiques pour l'installation et l'entretien des câbles ACSR?

A: Je suis désolé.Les meilleures pratiques pour l'installation et l'entretien des câbles ACSR comprennent les aspects suivants:

1- Installation de joints et d'épissures de compression

• 1 à 1Utilisez une clé à couple pour resserrer le joint, en veillant à ce que la clé soit à au moins 1/4 de pouce (6,35 mm) de l'extrémité du manchon.appliquer quatre tours complets uniformément à chaque manche et sécuriser avec une clé de couple.

• 1 à 2Pour les câbles entièrement en aluminium, des manchons en aluminium sans couture peuvent être utilisés pour fabriquer des joints de compression.en insérant le câble dans le joint, et en comprimant du centre vers les deux extrémités, en veillant à ce que la matrice se chevauche toujours à la position précédente.

2Installation de barres de blindage (amortisseurs de vibrations):

Alignez la tige de blindage avec le conducteur et fixez-la au point d'appui.Tournez la clé en sens inverse des aiguilles d'une montre pour aligner la direction de la tige de blindage avec le câbleEnfin, serrer et fixer les barres de blindage restantes pour s'assurer qu'elles ne se relâchent pas.

3Sélection des matériaux et mesures anticorrosion:

• 3 à 1.Lors de l'installation de câbles haute tension, tous les matériaux, y compris les métaux, les tissus, les joints et les matériaux isolants, doivent satisfaire aux spécifications techniques et aux exigences contractuelles.Les matériaux métalliques tels que l'acier inoxydable devraient avoir des mesures mises en œuvre pour prévenir la corrosion, assurant l'intégrité des composants et de l'isolation.

• 3 à 2Les profilés et les plaques doivent être conformes aux normes S235JO et S355JO, ou à des normes équivalentes telles que la norme EN 10025, et doivent être soudés ou cramponnés.Les propriétés mécaniques et physiques des pièces soudées doivent être conformes aux normes EN 10025.

4Boîtes de distribution et câblage électrique:

• 4 à 1Les conducteurs ACSR sont utilisés pour connecter les lignes aériennes aux bornes ou boîtiers des transformateurs inférieurs à 100 KVA. Pour les transformateurs supérieurs à 100 KVA, des conducteurs de plus grande portée doivent être utilisés.Les boîtes de distribution/boîtes de distribution SMC/interrupteurs principaux doivent être installés conformément aux spécifications de l'appendice et doivent être connectés électriquement au système existant., correctement mise à la terre et étiquetée.

• 4 à 2Les circuits de commande doivent utiliser un câblage en cuivre à plusieurs brins de 2,5 mm carrés, de qualité 1,1 KV, certifié ISI, norme IS 694.avec 20% de terminaux réservés.

5Maintenance de l'équipement

Lors de l'utilisation du coupe-câbles ELDAN ACSR Shear M16-5, il faut veiller à ce que l'aluminium fondu ne s'attache pas aux lames.l'appareil est équipé d'un système d'eau de refroidissement pour maintenir le câble et les lames dans un état humide.

Dernière évolution technologique: du "renforcement" au "remplacement"

Pour dépasser les limites physiques du fil de fil d'aluminium traditionnel, les découvertes technologiques récentes se sont principalement concentrées sur la substitution des matériaux et l'optimisation de la structure.

1. Conducteurs à haute température à faible teneur en sable (HTLS) (Path de mise à niveau courant)

Il s'agit actuellement de la voie technologique la plus couramment utilisée pour améliorer les lignes existantes, permettant aux conducteurs de fonctionner à des températures plus élevées grâce à la modification des matériaux.

• ACSS (acier supporté par un conducteur en aluminium)Utilisationsd'aluminium entièrement recuit, permettant une température de fonctionnement continue de 200 à 250°C. Comparé à l'ACSR, il ne subit pas de perte de résistance irréversible à haute température,ce qui en fait l'une des solutions préférées pour remplacer directement l'ACSR.

• L'aluminium en alliage thermique (TAL/TACSR): En ajoutant des éléments tels que le zirconium, l'alliage d'aluminium maintient sa résistance à des températures élevées, avec des températures de fonctionnement atteignant 150 ̊210°C.

2. Conducteurs composites de noyau (remplacement révolutionnaire)

Il s'agit actuellement de la direction avec le contenu technologique le plus élevé, visant à résoudre complètement les problèmes de dilatation thermique et de corrosion des noyaux d'acier.

• ACCC (noyau composite à conducteur en aluminium): remplace le noyau en acier par unnoyau composite en fibres de carbone/fibres de verre.

  • Principaux avantages: Le coefficient de dilatation thermique est seulement 1/10 de celui de l'acier, ce qui entraîne une inclinaison minimale; le poids du noyau est réduit d'environ 70%,permettant de remplir 28 à 30% d'aluminium de plus pour le même diamètre, réduisant de manière significative les pertes de ligne (environ 25 à 40%).

  • Derniers développements: En 2024-2025, les fabricants (tels que Minfengcable) se sont concentrés sur l'optimisation de la résistance à la fatigue des tiges de base et de la fiabilité des raccords,abaissant le seuil de demande pour les projets de zones de glace lourde et de longue durée.

3- Anti-corrosion et surveillance intelligente

• Amélioration des revêtements anticorrosion: Transition de la galvanisation ordinaire à la galvanisationZn-5%Al-MM (couche en alliage aluminium-magnésium-zinc)ouNoyau en acier plaqué en aluminium (ACSR/AW), améliorant considérablement la durée de vie dans les environnements côtiers ou industriellement pollués.

• Surveillance intelligente: Intégration deCapteurs à fibre optique distribuée (DTS/DAS)sur les lignes ACSR pour la surveillance en temps réel de la baisse, de la température et des vibrations éoliennes, qui devient une nouvelle norme dans la construction de réseaux intelligents.

4Comparaison des performances de l'ACSR et de ses concurrents

Lors de la sélection des conducteurs, les ingénieurs ont généralement besoin de négocier entre "coût" et "capacité". Voici une comparaison basée sur les dernières données de l'industrie:

Suggestions de décision:

• SiLe budget est limité et le couloir est suffisant., choisissez l'ACRS traditionnel.

• SiLa capacité doit être augmentée sur les tours existantes, l'ACSS est la solution "plug-and-play" la plus rentable.

• Sile corridor est extrêmement précieux ou il y a des exigences strictes sur la perte de ligne(par exemple, exportation d'énergie renouvelable), l'ACCC peut avoir un coût de cycle de vie inférieur.

IV. Tendances de l'industrie et mises à jour standard

1. Évolution standard: En plus des normes traditionnelles ASTM B232 et IEC 61089, lesPour l'aéronefLa plupart des produits sont fabriqués à partir de fibres de carbone.l'accent est mis sur la promotion de normes pour les fils d'acier revêtus d'alliage zinc-aluminium-terres rares pour lutter contre les environnements fortement corrosifs.

2. Stratégie de réutilisation des corridors: En raison des difficultés liées à l'acquisition et à l'approbation des terres, les nouveaux projets de terrain vert sont de moins en moins nombreux en Europe, aux États-Unis et en Chine.Conducteurs HTLS ou ACCCPour la "remplacement in situ" des lignes ACSR existantes1Augmentation de la capacité de transmission de 0,5 à 2 foissans expropriation de terrain ni modification de la tour.

3. Considérations vertes: conducteurs à faible perte comme ACCC, qui peuvent réduire les pertes de transmission d'environ3,5%, commencent à recevoir une préférence politique dans les régions où la comptabilité carbone est stricte.