鉄筋アルミより線とは何ですか？

強化鋼アルミニウムストランドとは何ですか、そしてどのように構築されますか

強化スチール アルミニウム ストランド (ACSR) は、中央のスチール コアの周囲に同心円状に撚られたアルミニウム合金 1350-H19 ワイヤの 1 つ以上の層で構成されます。外側のアルミニウム素線は 61.2% IACS (国際焼きなまし銅規格) の最低導電率を達成し、内側のスチールコアはアルミニウムのみの場合よりも数倍高い引張強度を提供します。

スチールコアは、環境条件に合わせていくつかの保護コーティング構成で利用できます。

アルミニウムとスチールのより線の比率を変えることで、エンジニアは導体を最大電流容量（アルミニウムの増加）または最大引張強度（スチールの増加）のいずれかに調整することができ、ACSR を多様な電気バスバー システム アプリケーション向けの真に柔軟なプラットフォームにすることができます。

主要な技術仕様と性能データ

次のパラメータは ACSR 導体の性能を定義し、配電バスバーおよび架空線プロジェクト全体の選択のガイドとなります。

一般的な撚り線構成には、6/1 (1 つのスチール上に 6 つのアルミニウム ワイヤ)、26/7、54/7、および極端に長いスパンの場合は 54/19 または 84/19 が含まれます。高張力鋼芯を追加すると、全アルミニウム設計と比較して導体の破断強度が 2 ～ 3 倍向上します。また、鋼の熱膨張が低いため、電流負荷時のたわみが軽減されます。これは、高電圧および低電圧の母線路システムおよび送電線の設計において重要な要素です。

ACSRが需要の高い用途において全アルミニウム導体より優れた性能を発揮する理由

純粋なアルミニウム導体に対する強化鋼アルミニウムより線の基本的な利点は、実際の動作条件下での構造の復元力です。全アルミニウム導体は軽量ではありますが、クリープ（持続的な機械的張力下での緩やかな永久伸び）の影響を受けやすく、熱、風、氷の負荷が組み合わさった場合には、より急激にたるみが発生します。

ACSR は、スチール コアの特性を通じてこれらの故障モードに対処します。

• 低い弾性変形: スチールは風圧 (80 ～ 130 kg/m²) や氷の蓄積などの機械的負荷による伸びに耐え、適切な地上高を維持します。
• 熱垂れ下がりの低減: スチールコアの低い熱膨張係数 (11.5 x 10-6/°C に対し、アルミニウムの 23 x 10-6/°C) は、高電流負荷下で導体が発熱したときのたわみを制限します。
• より高いスパン容量: 電力会社は通常、300 メートルを超えるスパンに対して ACSR を指定し、主要な交差点 (川、谷) では、超高強度の 54/19 または 84/19 座礁構成が 1,000 フィートを超えるスパンをサポートします。
• コスト効率: アルミニウムは銅よりも軽く、導電率単位あたりの価格がはるかに安価ですが、スチールコアは重量に比例してペナルティを与えることなく強度を高めます。

この性能プロファイルにより、ACSR は北米の電力インフラストラクチャにおける主要な裸架空電線となり、世界的に強化されたバスバー サポート システムと高性能バスウェイ システム設計の標準基準点となります。

ACSRがアルミニウム合金管状バスバーシステムとどのように統合されるか

変電所や産業用配電環境では、強化鋼アルミニウムより線は単独で使用されるのではなく、架空送電インフラストラクチャを、開閉装置、変圧器ベイ、配電パネル内に電力を分配するアルミニウム合金管状バスバーシステム、絶縁バスバーアセンブリ、およびバスバーコネクタネットワークに接続します。

統合ポイントは機械的に負荷がかかります。行き止まりおよび張力ハードウェアの場所では、ACSR の鋼鉄コアが、導体の最大定格張力に耐えられる定格のポスト絶縁体およびバスバー サポートに荷重を伝達する必要があります。主要なインターフェース要件は次のとおりです。

• ポスト絶縁体とバスバーサポートの選択: 絶縁体は、電圧クラス (中低電圧または超高電圧) に適合した沿面距離とカンチレバー強度で、電圧ストレスと強化アルミニウムより線の機械的張力の両方に耐える必要があります。
• バスバーコネクタの互換性: ACSR 用の圧縮タイプのコネクタは、アルミニウム バス バー システムへの移行時の電気腐食を防ぐために、バイメタルまたはアルミニウム本体の継手を使用して、バイメタル構造 (スチール コアの上にアルミニウムの外層) に対応する必要があります。
• 熱管理: ACSR とアルミニウム合金管状バスバーまたは高密度コンパクトバスウェイとの間の接続点では、熱サイクルにより膨張差応力が発生します。バスバー システム ソリューションの膨張補償ジョイントは、この動きを吸収します。

中電圧および低電圧レベルで動作する完全に絶縁された管状バスバー システムの場合、架空 ACSR と密閉母線間の接続部は通常、耐候性の入口継手に収容され、EPDM シリコーンゴム管状バスバーまたはエポキシ樹脂鋳造管状バスバーセクションの絶縁完全性が遷移点から内側に維持されるようにします。

バスバー システム アプリケーションに適切な ACSR 構成の選択

アルミニウムバスバーまたは管状バスバーシステムインフラストラクチャを含むプロジェクトに強化鋼アルミニウムより線を指定するには、導体の特性をアプリケーションの電気的、機械的、環境的要求に適合させる必要があります。次のフレームワークが選択のガイドとなります。

架空ACSRと密閉母線を組み合わせたプロジェクト（産業プラントやデータセンターに電力を供給する高電圧および低電圧母線路システムの設置など）の場合は、システム境界を越えた機械的および電気的互換性を確保するために、導体およびカスタムバスバーソリューションの両方でカテゴリーを超えた経験を持つ強化アルミニウムより線のサプライヤーを強く推奨します。

強化アルミニウムストランドの規格、コンプライアンス、および品質保証

信頼性の高いパフォーマンスは、国際的に認められた基準に準拠することから始まります。オーバーヘッドおよびバスバー サポート アプリケーション用の ACSR 導体は、次によって管理されます。

• ASTM B232 / B232M — ACSRの標準仕様（北米）
• IEC 61089 — 丸線同心撚り架空電気導体
• BS EN 50182 — 同心撚り撚線導体の欧州規格
• DIN 48204 — スチール強化アルミニウム導体に関するドイツの規格
• JIS C 3110 — ACSRの日本規格
• AS 3607 — ACSR導体に関するオーストラリアの規格

特にスチールコアについては、ASTM および BS EN 規格により、密度、導電率、線熱膨張係数、引張強度、1% 伸びでの引張応力、および全体の伸びを含む物理的、機械的、および電気的基準への準拠が義務付けられています。高張力バリアント (HS、EHS、UHS グレード) および新しい超高張力スチール コア (IEC 63248 に基づく S7A、S8A) は、スパン容量の拡張または導体断面積の縮小が必要な場合に仕様化されることが増えています。

鉄鋼アルミニウムストランドのメーカーから調達する場合は、試験証明書が該当する規格改訂を参照していること、および鋼芯線工場までのトレーサビリティが維持されていることを確認してください。これは、インフラストラクチャが規制検査の対象となる場合や、保険付き資産登録簿で材料証明書が必要な場合に特に重要です。

最新の配電バスバー ソリューションにおける ACSR

現代の電気インフラでは、機械的に堅牢で完全に絶縁されたエンドツーエンドの電力供給チェーンを作成するために、架空 ACSR 導体と、PTFE 管状バス バー アセンブリ、エポキシ樹脂鋳造管状バス バー セクション、高密度コンパクト バスウェイなどの洗練された密閉型配電バスバー システムをますます統合しています。

このようなプロジェクトにおける強化アルミニウムより線サプライヤーの役割は、単にワイヤを提供するだけではありません。それには、架空導体の機械的張力プロファイル、熱膨張特性、および電気的クリアランスが密閉型バスバー システム ソリューションの入口で適切に受け渡されることを保証するために、ポスト絶縁体のメーカー、バスバー コネクタの仕様者、および管状バスバー システムの設計者と調整することが含まれます。この調整は、超高電圧マグネシウム - アルミニウム合金管状バスバーの設置では特に重要になります。この場合、オーバーヘッド部分と密閉部分の間のわずかな位置ずれでも、機械的応力集中が生じ、時間の経過とともに絶縁の完全性が低下する可能性があります。

この総合的なアプローチの結果、強化鋼アルミニウムより線が単に導体として機能するだけでなく、信頼性が高く長期間使用できる電気バスバー システムの構造的バックボーンとして機能する高性能母線路システムが誕生しました。