Как проводники с композитным сердечником сокращают затраты на проекты передачи электроэнергии

Aug 20, 2023

Самый распространенный тип проводника в воздушных сетях передачи электроэнергии сегодня существует с 1909 года. Спустя более чем 100 лет алюминиевый проводник со стальным армированием (ACSR) стал, по меньшей мере, известным предприятием. Алюминиевый проводник со стальной опорой (ACSS) появился в 1970-х годах и столь же хорошо известен.

Для сравнения, проводники с композитными сердечниками являются молодыми на временной шкале коммунальных активов. Однако после 20 лет эксплуатации их преимущества в производительности очевидны, как и соображения по их использованию при разработке экономически эффективных проектов электропередачи.

Основными преимуществами проводников с композитным сердечником являются уменьшение провисания и повышенная пропускная способность. Многожильные сердечники из углеродного волокна имеют значительно меньший термический прогиб, чем ACSR и ACSS, и могут передавать вдвое большую мощность по проводнику того же диаметра. По сути, это преимущество и другие, рассмотренные ниже, меняют параметры проектирования проектов передачи электроэнергии.

Новые линии электропередачи, в которых используются проводники с композитным сердечником, требуют меньше опорных конструкций, поскольку их низкое провисание позволяет им преодолевать большие расстояния. Большая длина пролетов позволяет проектировщикам укорачивать или использовать меньше конструкций. Результатом является значительное снижение общих затрат на проект с точки зрения материалов и полосы отвода.

«Воздушные проводники с композитным сердечником позволяют проектировщикам оптимизировать конструкцию линий, минимизируя при этом линии обзора и снижая общую стоимость проекта», — сказал Чарльз Холкомб, менеджер по воздушным системам и решениям в компании Southwire Co.

По его словам, сокращение количества построек снизило общую стоимость проекта на западе США. Стареющую линию электропередачи необходимо было перестроить с нуля с использованием новых опорных конструкций. Требования к мощности для новой линии остались прежними, поэтому инженеры-конструкторы смогли использовать проводник с композитными сердечниками меньшего диаметра и удвоить расстояние между опорными конструкциями до 1200 футов. Это означало, что для новой линии потребовалось вдвое меньше конструкций, а общая стоимость проекта оказалась на 15% меньше.

Проводники с композитным сердечником позволяют вместо этого реконструировать линии для увеличения тепловой мощности линии, в то время как другие решения с проводниками могут потребовать полной реконструкции, включающей дорогостоящие новые конструкции. Простая замена проводников ACSR на проводники с композитным сердечником может обеспечить вдвое большую пропускную способность с меньшим провисанием.

«Ценовое преимущество замены проводников с помощью проводников с композитным сердечником является значительным, когда линия нуждается в модернизации для увеличения пропускной способности», — сказал Холкомб. «Вместо огромных затрат на строительство новых, более крупных фундаментов и конструкций для ACSR или ACSS, вы вкладываете немного больше, устанавливая высокопроизводительные проводники на существующие конструкции».

Аналогичные ценовые преимущества вступают в силу, когда возникают уникальные задачи проектирования. Холкомб подробно описывает проект, в котором эрозия почвы на берегу реки потребовала перемещения опорной конструкции дальше от реки, что увеличило длину пролета реки с 1290 футов до 1840 футов. Увеличение длины пролета привело бы к увеличению провисания АССР, что потребовало бы новых, более крупных конструкций и фундаментов по обе стороны реки. Вместо этого инженеры-проектировщики решили использовать проводник с композитным сердечником, который охватывал все расстояние без увеличения провисания, предотвращая полную реконструкцию линии и одновременно снижая общую стоимость проекта.

Требования к установке являются важным фактором при выборе проводников для проектов передачи. В этом отношении преимуществом многожильных жил с композитными сердечниками является большая гибкость и лучшая устойчивость к изгибу. Кроме того, для композитных сердечников может потребоваться то же оборудование, оборудование и методы работы, знакомые бригадам, устанавливающим ACSR или ACSS.

Многожильные композитные жилы не подвержены единой точке отказа. «Многожильные композитные жилы наших воздушных проводников C7® содержат тысячи непрерывных жил из углеродного волокна, заключенных в полимерную матрицу», — объясняет Холкомб. «В результате получается проводник, который более долговечен и надежен, чем все, что есть на рынке».