رشته آلومینیومی تقویت کننده فولاد چیست؟

تقویت کننده رشته آلومینیوم فولادی چیست و چگونه ساخته می شود

رشته آلومینیوم تقویت کننده فولاد (ACSR) از یک یا چند لایه سیم آلیاژ آلومینیوم 1350-H19 تشکیل شده است که به طور متحدالمرکز در اطراف یک هسته فولادی مرکزی رشته شده اند. رشته های آلومینیومی بیرونی به حداقل رسانایی 61.2% IACS (استاندارد بین المللی مس آنیل شده) دست می یابند، در حالی که هسته فولادی داخلی استحکام کششی چندین برابر بیشتر از آلومینیوم به تنهایی ایجاد می کند.

هسته فولادی در چندین پیکربندی پوشش محافظ برای مطابقت با شرایط محیطی موجود است:

با تغییر نسبت رشته های آلومینیوم به فولاد، مهندسان می توانند هادی را برای حداکثر آمپر (آلومینیوم بیشتر) یا حداکثر استحکام کششی (فولاد بیشتر) تنظیم کنند، و ACSR را به یک پلت فرم واقعا انعطاف پذیر برای کاربردهای مختلف سیستم شینه های الکتریکی تبدیل می کند.

مشخصات فنی کلیدی و داده های عملکرد

پارامترهای زیر عملکرد هادی ACSR و انتخاب را در سراسر شینه توزیع برق و پروژه های خطوط هوایی تعیین می کند:

تنظیمات رشته های متداول شامل 6/1 (6 سیم آلومینیوم روی 1 فولاد)، 26/7، 54/7، و برای دهانه های بسیار طولانی، 54/19 یا 84/19 است. افزودن یک هسته فولادی با کشش بالا می تواند استحکام شکست هادی را در مقایسه با طرح های تمام آلومینیومی به میزان 2 تا 3 افزایش دهد، در حالی که انبساط حرارتی کمتر فولاد باعث کاهش افتادگی تحت بارگذاری جریان می شود - یک عامل مهم در سیستم گذرگاه ولتاژ بالا و پایین و طراحی خط انتقال.

چرا ACSR در کاربردهای پرتقاضا از هادی های تمام آلومینیومی بهتر عمل می کند؟

مزیت اساسی تقویت رشته آلومینیوم فولادی نسبت به هادی های آلومینیومی خالص، انعطاف پذیری ساختاری در شرایط عملیاتی در دنیای واقعی است. هادی های تمام آلومینیومی، در حالی که سبک تر هستند، مستعد خزش هستند - یک کشیدگی دائمی تدریجی تحت کشش مکانیکی پایدار - و تحت بارگذاری حرارتی، باد و یخ ترکیبی به طور چشمگیری افت می کنند.

ACSR این حالت های خرابی را از طریق ویژگی های هسته فولادی برطرف می کند:

• تغییر شکل الاستیک کمتر: فولاد در برابر کشش تحت بارهای مکانیکی مانند فشار باد (80-130 کیلوگرم بر متر مربع) و تجمع یخ مقاومت می کند و فاصله کافی از زمین را حفظ می کند.
• کاهش افتادگی حرارتی: ضریب انبساط حرارتی پایین هسته فولادی (11.5 x 10-6/°C در مقابل آلومینیوم 23 x 10-6/°C) زمانی که هادی تحت بارهای با جریان بالا گرم می شود، افت آن را محدود می کند.
• ظرفیت دهانه بالاتر: شرکت‌ها به طور معمول ACSR را برای دهانه‌های بیش از 300 متر و برای گذرگاه‌های اصلی (رودخانه‌ها، دره‌ها)، پیکربندی‌های 54/19 یا 84/19 با استحکام فوق‌العاده بالای 1000 فوت مشخص می‌کنند.
• کارایی هزینه: آلومینیوم سبک‌تر از مس است و به ازای هر واحد رسانایی بسیار ارزان‌تر است، در حالی که هسته فولادی بدون جریمه وزنی به استحکام می‌افزاید.

این مشخصات عملکرد، ACSR را به هادی سربار غالب در زیرساخت های برق آمریکای شمالی و یک نقطه مرجع استاندارد برای سیستم های پشتیبانی شینه تقویت شده و طراحی سیستم گذرگاه با کارایی بالا در سطح جهانی تبدیل می کند.

نحوه ادغام ACSR با سیستم های لوله لوله ای آلیاژ آلومینیوم

در پست‌ها و محیط‌های توزیع برق صنعتی، رشته آلومینیوم فولادی تقویت‌کننده به‌صورت مجزا مورد استفاده قرار نمی‌گیرد - زیرساخت‌های انتقال سربار را به سیستم‌های باس بار لوله‌ای آلیاژی آلومینیوم، مجموعه‌های باس بار عایق‌شده، و شبکه‌های رابط شینه‌ای که برق را در تابلو، محفظه‌های ترانسفورماتور و پانل‌های توزیع توزیع می‌کنند، متصل می‌کند.

نقاط ادغام از نظر مکانیکی خواستار هستند. در مکان‌های سخت‌افزاری بن‌بست و تنش، هسته فولادی ACSR باید بار را به عایق‌های پست و تکیه‌گاه‌های باس بار که برای کشش نامی کامل هادی درجه بندی شده‌اند، منتقل کند. الزامات کلیدی رابط عبارتند از:

• عایق پست و باس بار از انتخاب پشتیبانی می کند: عایق ها باید هم تنش ولتاژ الکتریکی و هم کشش مکانیکی رشته آلومینیومی تقویت شده را با فاصله خزشی و استحکام کنسول مطابق با کلاس ولتاژ (ولتاژ متوسط و پایین یا ولتاژ فوق العاده بالا) تحمل کنند.
• سازگاری کانکتور باسبار: کانکتورهای نوع فشرده برای ACSR باید ساختار دو فلزی را در خود جای دهند - لایه های بیرونی آلومینیوم روی یک هسته فولادی - با استفاده از اتصالات دو فلزی یا بدنه آلومینیومی برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی در انتقال به سیستم های باس بار آلومینیومی.
• مدیریت حرارتی: در نقاط اتصال بین ACSR و یک گذرگاه لوله‌ای آلیاژ آلومینیوم یا گذرگاه فشرده با چگالی بالا، چرخه حرارتی تنش انبساط دیفرانسیل ایجاد می‌کند. اتصالات جبران انبساط در محلول های سیستم شینه این حرکت را جذب می کنند.

برای سیستم‌های باس‌بار لوله‌ای کاملاً عایق‌شده که در سطوح ولتاژ متوسط ​​و پایین کار می‌کنند، محل اتصال بین ACSR بالای سر و گذرگاه محصور معمولاً در یک اتصالات ورودی محافظت‌شده در برابر آب‌وهوا قرار می‌گیرد و این اطمینان را می‌دهد که یکپارچگی عایق گذرگاه لوله‌ای لاستیکی سیلیکونی EPDM یا بخش بارباس رزین اپوکسی به شکل لوله‌ای از نقطه ریخته‌گری رزین اپوکسی حفظ می‌شود.

انتخاب پیکربندی ACSR مناسب برای برنامه سیستم Busbar شما

تعیین رشته آلومینیومی فولادی تقویت‌کننده برای پروژه‌ای که شامل شینه آلومینیومی یا زیرساخت سیستم شینه لوله‌ای است، نیازمند تطبیق ویژگی‌های هادی با نیازهای الکتریکی، مکانیکی و محیطی برنامه است. چارچوب زیر انتخاب را راهنمایی می کند:

برای پروژه‌هایی که ACSR بالای سر را با گذرگاه محصور ترکیب می‌کنند - مانند تاسیسات سیستم گذرگاه فشار قوی و فشار ضعیف که تغذیه کارخانه‌های صنعتی یا مراکز داده - تامین‌کننده رشته‌های آلومینیومی تقویت‌شده با تجربه متقاطع در راه‌حل‌های هادی و شینه سفارشی قویاً توصیه می‌شود تا از سازگاری مکانیکی و الکتریکی در سراسر مرز سیستم اطمینان حاصل شود.

استانداردها، انطباق و تضمین کیفیت برای رشته های آلومینیومی تقویت شده

عملکرد قابل اعتماد با رعایت استانداردهای بین المللی شناخته شده آغاز می شود. هادی های ACSR برای کاربردهای پشتیبانی سربار و شینه توسط موارد زیر کنترل می شوند:

• ASTM B232 / B232M - مشخصات استاندارد برای ACSR (آمریکای شمالی)
• IEC 61089 - سیم گرد هم مرکز، هادی های رشته الکتریکی بالای سر را قرار می دهند
• BS EN 50182 - استاندارد اروپایی برای هادی های رشته ای هم مرکز
• DIN 48204 - استاندارد آلمان برای هادی های آلومینیومی تقویت شده با فولاد
• JIS C 3110 - استاندارد ژاپنی برای ACSR
• AS 3607 - استاندارد استرالیا برای هادی های ACSR

به طور خاص برای هسته فولادی، استانداردهای ASTM و BS EN رعایت معیارهای فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی را الزامی می‌کند که چگالی، هدایت، ضریب انبساط حرارتی خطی، استحکام کششی، تنش کششی در ازدیاد طول 1% و ازدیاد طول کلی را پوشش می‌دهد. انواع با کشش بالا (درجات HS، EHS، UHS) و هسته‌های فولادی فوق‌العاده قوی جدیدتر (S7A، S8A بر اساس استاندارد IEC 63248) به طور فزاینده‌ای در مواردی که ظرفیت دهانه افزایش یافته یا کاهش سطح مقطع هادی مورد نیاز است، مشخص می‌شوند.

هنگام تهیه منبع از یک سازنده رشته آلومینیومی تقویت‌کننده فولاد، تأیید کنید که گواهی‌های آزمایش به بازنگری استاندارد قابل اجرا اشاره می‌کنند و قابلیت ردیابی به کارخانه سیم هسته فولادی حفظ می‌شود - این امر به‌ویژه در مواردی که زیرساخت‌ها مشمول بازرسی‌های نظارتی می‌شوند یا مواردی که ثبت دارایی‌های بیمه شده نیاز به گواهی‌های مواد دارند، مهم است.

ACSR در زمینه راه حل های شینه توزیع برق مدرن

زیرساخت‌های الکتریکی مدرن به طور فزاینده‌ای رساناهای ACSR بالای سر را با سیستم‌های شینه‌های توزیع نیرو محصور پیچیده - از جمله مجموعه‌های باس لوله‌ای PTFE، بخش‌های شینه لوله‌ای ریخته‌گری رزین اپوکسی، و شینه‌ای فشرده با چگالی بالا - یکپارچه می‌کنند تا زنجیره‌های انتقال برق سرتاسری ایجاد کنند که از نظر مکانیکی مقاوم و کامل هستند.

نقش تامین‌کننده رشته آلومینیومی تقویت‌شده در چنین پروژه‌هایی فراتر از تهیه سیم است: این شامل هماهنگی با سازندگان عایق پست، مشخص‌کننده‌های اتصال شین‌ها و طراحان سیستم شینه‌های لوله‌ای است تا اطمینان حاصل شود که پروفیل‌های کشش مکانیکی، ویژگی‌های انبساط حرارتی، و فاصله‌های الکتریکی هادی ورودی به طور مناسب به محلول میلگرد ورودی به سیستم بسته شده است. این هماهنگی به‌ویژه در نصب میله‌های لوله‌ای با ولتاژ فوق‌العاده آلیاژ منیزیم-آلومینیوم بسیار مهم است، جایی که حتی ناهماهنگی جزئی بین قسمت‌های بالای سر و بخش‌های محصور می‌تواند غلظت‌های تنش مکانیکی ایجاد کند که یکپارچگی عایق را در طول زمان کاهش می‌دهد.

نتیجه این رویکرد جامع، یک سیستم شینه‌ای با کارایی بالا است که در آن رشته آلومینیومی فولادی تقویت‌کننده نه تنها به‌عنوان یک رسانا، بلکه به عنوان ستون فقرات ساختاری یک سیستم شینه‌های الکتریکی قابل اعتماد و با خدمات طولانی عمل می‌کند.