เหล็กเสริมอลูมิเนียมเกลียวคืออะไร？

เหล็กเส้นอลูมิเนียมเสริมแรงคืออะไร และสร้างขึ้นอย่างไร

เหล็กเสริมอะลูมิเนียมเกลียว (ACSR) ประกอบด้วยลวดอลูมิเนียมอัลลอยด์ 1350-H19 หนึ่งชั้นขึ้นไปที่พันรอบแกนเหล็กตรงกลาง เส้นอะลูมิเนียมด้านนอกมีค่าการนำไฟฟ้าขั้นต่ำ 61.2% IACS (มาตรฐานทองแดงอบอ่อนสากล) ในขณะที่แกนเหล็กด้านในให้ความต้านทานแรงดึงมากกว่าอะลูมิเนียมเพียงอย่างเดียวหลายเท่า

แกนเหล็กมีจำหน่ายในรูปแบบการเคลือบป้องกันหลายรูปแบบเพื่อให้ตรงกับสภาพแวดล้อม:

ด้วยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนของอะลูมิเนียมต่อเส้นเหล็ก วิศวกรจึงสามารถปรับตัวนำให้มีความแอมแปซิตี้สูงสุด (อะลูมิเนียมมากขึ้น) หรือความต้านทานแรงดึงสูงสุด (เหล็กมากขึ้น) ทำให้ ACSR เป็นแพลตฟอร์มที่มีความยืดหยุ่นอย่างแท้จริงสำหรับการใช้งานระบบบัสบาร์ไฟฟ้าที่หลากหลาย

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่สำคัญและข้อมูลประสิทธิภาพ

พารามิเตอร์ต่อไปนี้กำหนดประสิทธิภาพของตัวนำ ACSR และการเลือกคำแนะนำทั่วทั้งบัสบาร์การจ่ายพลังงานและโครงการสายเหนือศีรษะ:

รูปแบบการตีเกลียวทั่วไปประกอบด้วย 6/1 (สายอลูมิเนียม 6 เส้นบนเหล็ก 1 เส้น), 26/7, 54/7 และสำหรับช่วงยาวมาก 54/19 หรือ 84/19 การเพิ่มแกนเหล็กแรงดึงสูงสามารถเพิ่มความต้านทานการแตกหักของตัวนำได้ 2 ถึง 3 เท่าเมื่อเทียบกับการออกแบบอลูมิเนียมทั้งหมด ในขณะที่การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่าของเหล็กช่วยลดการหย่อนคล้อยภายใต้โหลดปัจจุบัน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในระบบบัสเวย์ไฟฟ้าแรงสูงและต่ำและการออกแบบสายส่ง

เหตุใด ACSR จึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวนำอะลูมิเนียมทั้งหมดในการใช้งานที่มีความต้องการสูง

ข้อได้เปรียบพื้นฐานของการเสริมเหล็กเส้นอะลูมิเนียมเหนือตัวนำอะลูมิเนียมบริสุทธิ์คือความยืดหยุ่นของโครงสร้างภายใต้สภาวะการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริง ตัวนำอะลูมิเนียมทั้งหมด แม้ว่าจะมีน้ำหนักเบากว่า แต่ก็มีแนวโน้มที่จะคืบคลานได้ — การยืดตัวอย่างถาวรอย่างค่อยเป็นค่อยไปภายใต้แรงตึงทางกลที่ยั่งยืน — และจะลดลงอย่างมากภายใต้การโหลดความร้อน ลม และน้ำแข็งรวมกัน

ACSR จัดการกับโหมดความล้มเหลวเหล่านี้ผ่านคุณสมบัติของแกนเหล็ก:

• การเสียรูปของยางยืดส่วนล่าง: เหล็กต้านทานการยืดตัวภายใต้ภาระทางกล เช่น แรงดันลม (80–130 กก./ตร.ม.) และการสะสมของน้ำแข็ง โดยรักษาระยะห่างจากพื้นให้เพียงพอ
• ความร้อนลดลง: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่าของแกนเหล็ก (11.5 x 10⁻⁶/°C เทียบกับอะลูมิเนียม 23 x 10⁻⁶/°C) จะจำกัดการลดลงเมื่อตัวนำได้รับความร้อนภายใต้โหลดที่มีกระแสไฟฟ้าสูง
• ความจุช่วงที่สูงขึ้น: หน่วยงานสาธารณูปโภคจะระบุ ACSR เป็นประจำสำหรับช่วงที่เกิน 300 ม. และสำหรับทางแยกหลัก (แม่น้ำ หุบเขา) โครงสร้างการตีเกลียว 54/19 หรือ 84/19 ที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษจะรองรับช่วงมากกว่า 1,000 ฟุต
• ประสิทธิภาพด้านต้นทุน: อลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าทองแดงและมีราคาถูกกว่ามากต่อหน่วยการนำไฟฟ้า ในขณะที่แกนเหล็กช่วยเพิ่มความแข็งแรงโดยไม่ต้องปรับน้ำหนักตามสัดส่วน

โปรไฟล์ประสิทธิภาพนี้ทำให้ ACSR เป็นตัวนำไฟฟ้าเหนือศีรษะที่โดดเด่นในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานของอเมริกาเหนือ และเป็นจุดอ้างอิงมาตรฐานสำหรับระบบรองรับบัสบาร์เสริมและการออกแบบระบบบัสเวย์ประสิทธิภาพสูงทั่วโลก

ACSR ทำงานร่วมกับระบบ Tubular Bus Bar ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ได้อย่างไร

ในสภาพแวดล้อมการกระจายพลังงานของสถานีย่อยและอุตสาหกรรม จะไม่ใช้เหล็กเสริมเส้นอะลูมิเนียมแบบแยกเดี่ยว โดยจะเชื่อมต่อโครงสร้างพื้นฐานการส่งผ่านเหนือศีรษะเข้ากับระบบบัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอะลูมิเนียม ชุดประกอบบัสบาร์แบบหุ้มฉนวน และเครือข่ายตัวเชื่อมต่อบัสบาร์ที่กระจายพลังงานภายในสวิตช์เกียร์ อ่าวหม้อแปลง และแผงจำหน่าย

จุดบูรณาการมีความต้องการทางกลไก ที่ตำแหน่งฮาร์ดแวร์ทางตันและแรงดึง แกนเหล็กของ ACSR จะต้องถ่ายโอนโหลดไปยังฉนวนโพสต์และตัวรองรับบัสบาร์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดึงพิกัดเต็มของตัวนำ ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซที่สำคัญ ได้แก่:

• โพสต์ฉนวนและบัสบาร์รองรับการเลือก: ฉนวนต้องมีทั้งความเค้นแรงดันไฟฟ้าและความตึงเชิงกลของเส้นอลูมิเนียมเสริมแรง โดยมีระยะห่างตามผิวฉนวนและความแข็งแรงของคานยื่นที่ตรงกับระดับแรงดันไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าปานกลางและต่ำ หรือแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ)
• ความเข้ากันได้ของตัวเชื่อมต่อ Busbar: ตัวเชื่อมต่อแบบบีบอัดสำหรับ ACSR ต้องรองรับโครงสร้างโลหะคู่ — ชั้นนอกของอะลูมิเนียมเหนือแกนเหล็ก — โดยใช้ข้อต่อโลหะคู่หรืออะลูมิเนียมเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของกัลวานิกเมื่อเปลี่ยนไปใช้ระบบบัสบาร์อะลูมิเนียม
• การจัดการความร้อน: ที่จุดเชื่อมต่อระหว่าง ACSR และบัสบาร์แบบท่อโลหะผสมอะลูมิเนียมหรือบัสเวย์ขนาดกะทัดรัดที่มีความหนาแน่นสูง การหมุนเวียนด้วยความร้อนจะสร้างความเครียดในการขยายตัวที่แตกต่างกัน ข้อต่อการชดเชยการขยายตัวในโซลูชันระบบบัสบาร์ดูดซับการเคลื่อนไหวนี้

สำหรับระบบบัสบาร์แบบท่อหุ้มฉนวนอย่างสมบูรณ์ที่ทำงานที่ระดับแรงดันไฟฟ้าปานกลางและต่ำ จุดเชื่อมต่อระหว่าง ACSR เหนือศีรษะและบัสเวย์แบบปิดโดยทั่วไปจะอยู่ในอุปกรณ์ทางเข้าที่มีการป้องกันสภาพอากาศ เพื่อให้มั่นใจว่าความสมบูรณ์ของฉนวนของบัสบาร์แบบท่อยางซิลิโคน EPDM หรือส่วนบัสบาร์แบบท่อหล่ออีพอกซีเรซินจะคงอยู่จากจุดเปลี่ยนเข้าด้านใน

การเลือกการกำหนดค่า ACSR ที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันระบบ Busbar ของคุณ

การระบุเกลียวเหล็กอะลูมิเนียมเสริมแรงสำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับอะลูมิเนียมบัสบาร์หรือโครงสร้างพื้นฐานของระบบบัสบาร์แบบท่อ จำเป็นต้องมีคุณลักษณะของตัวนำที่ตรงกันกับความต้องการทางไฟฟ้า เครื่องกล และสิ่งแวดล้อมของแอปพลิเคชัน การเลือกคำแนะนำกรอบงานต่อไปนี้:

สำหรับโครงการที่รวม ACSR เหนือศีรษะเข้ากับบัสเวย์แบบปิด เช่น การติดตั้งระบบบัสเวย์แรงดันสูงและแรงต่ำที่ป้อนให้กับโรงงานอุตสาหกรรมหรือศูนย์ข้อมูล ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ซัพพลายเออร์เส้นใยอะลูมิเนียมเสริมแรงที่มีประสบการณ์ข้ามหมวดหมู่ในโซลูชันทั้งตัวนำและบัสบาร์แบบกำหนดเอง เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ทางกลไกและทางไฟฟ้าข้ามขอบเขตของระบบ

มาตรฐาน การปฏิบัติตาม และการประกันคุณภาพเกลียวอะลูมิเนียมเสริมแรง

ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้เริ่มต้นด้วยการยึดมั่นในมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล ตัวนำ ACSR สำหรับการใช้งานสนับสนุนเหนือศีรษะและบัสบาร์อยู่ภายใต้การควบคุมของ:

• มาตรฐาน ASTM B232 / B232M — ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับ ACSR (อเมริกาเหนือ)
• IEC 61089 — ลวดกลมวางศูนย์กลางศูนย์กลางวางตัวนำไฟฟ้าตีเกลียวเหนือศีรษะ
• BS EN 50182 — มาตรฐานยุโรปสำหรับตัวนำตีเกลียวแบบวางศูนย์กลาง
• ดิน 48204 — มาตรฐานเยอรมันสำหรับตัวนำอะลูมิเนียมเสริมเหล็ก
• JIS C 3110 — มาตรฐานญี่ปุ่นสำหรับ ACSR
• AS 3607 — มาตรฐานออสเตรเลียสำหรับตัวนำ ACSR

สำหรับแกนเหล็กโดยเฉพาะ มาตรฐาน ASTM และ BS EN กำหนดให้ปฏิบัติตามเกณฑ์ทางกายภาพ เครื่องกล และไฟฟ้า ซึ่งครอบคลุมถึงความหนาแน่น การนำไฟฟ้า ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น ความต้านทานแรงดึง ความเค้นดึงที่การยืดตัว 1% และการยืดตัวโดยรวม รุ่นแรงดึงสูง (HS, EHS, เกรด UHS) และแกนเหล็กความแข็งแรงสูงพิเศษรุ่นใหม่ (S7A, S8A ตาม IEC 63248) มีการระบุมากขึ้นเมื่อต้องการความสามารถในการขยายช่วงหรือหน้าตัดของตัวนำที่ลดลง

เมื่อจัดหาจากผู้ผลิตเหล็กเส้นอะลูมิเนียมเสริมแรง ให้ยืนยันว่าใบรับรองการทดสอบอ้างอิงถึงการแก้ไขมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับไปยังโรงสีลวดแกนเหล็กนั้นยังคงอยู่ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในกรณีที่โครงสร้างพื้นฐานจะต้องได้รับการตรวจสอบตามกฎระเบียบ หรือในกรณีที่การลงทะเบียนสินทรัพย์ที่เอาประกันภัยจำเป็นต้องมีการรับรองวัสดุ

ACSR ในบริบทของโซลูชันบัสบาร์การจ่ายพลังงานสมัยใหม่

โครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าสมัยใหม่ผสานรวมตัวนำ ACSR เหนือศีรษะเข้ากับระบบบัสบาร์กระจายพลังงานแบบปิดที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบบัสบาร์แบบท่อ PTFE, ส่วนบัสบาร์แบบท่อหล่ออีพอกซีเรซิน และบัสเวย์ขนาดกะทัดรัดที่มีความหนาแน่นสูง เพื่อสร้างเครือข่ายการส่งพลังงานแบบ end-to-end ที่มีทั้งความแข็งแกร่งทางกลไกและฉนวนอย่างเต็มที่

บทบาทของซัพพลายเออร์สายอะลูมิเนียมเสริมแรงในโครงการดังกล่าวมีมากกว่าแค่การจัดหาสายไฟ ซึ่งรวมถึงการประสานงานกับผู้ผลิตโพสต์ฉนวน ตัวระบุตัวเชื่อมต่อบัสบาร์ และผู้ออกแบบระบบบัสบาร์แบบท่อเพื่อให้แน่ใจว่าโปรไฟล์ความตึงเชิงกล ลักษณะการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และช่องว่างทางไฟฟ้าของตัวนำเหนือศีรษะได้รับการถ่ายทอดอย่างเหมาะสมที่ทางเข้าโซลูชันระบบบัสบาร์ที่ปิดล้อม การประสานงานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการติดตั้งบัสบาร์แมกนีเซียม-อลูมิเนียมอัลลอยด์แรงดันสูงพิเศษ ซึ่งแม้แต่การวางแนวที่ไม่ถูกต้องเล็กน้อยระหว่างค่าใช้จ่ายและส่วนที่ปิดล้อมก็สามารถสร้างความเข้มข้นของความเค้นเชิงกลที่ทำให้ความสมบูรณ์ของฉนวนลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

ผลลัพธ์ของแนวทางแบบองค์รวมนี้คือระบบบัสเวย์ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งเหล็กเส้นอลูมิเนียมเสริมแรงไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นตัวนำเท่านั้น แต่ยังเป็นแกนหลักของโครงสร้างของระบบบัสบาร์ไฟฟ้าที่เชื่อถือได้และใช้งานได้ยาวนาน