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Introduction
L'ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) est l'un des conducteurs aériens de transmission d'énergie les plus utilisés dans le monde. Il se compose d'un noyau central en acier entouré d'une ou plusieurs couches concentriques de brins d'aluminium. Cette construction hybride exploite la haute résistance à la traction de l'acier et l'excellente conductivité, la légèreté et la résistance à la corrosion de l'aluminium, ce qui rend l'ACSR particulièrement adapté aux lignes de transport de longue portée, aux traversées de rivières, aux terrains montagneux et aux zones soumises à de fortes charges de glace ou de vent.
Construction détaillée
| Composant | Matériau | Fonction |
|---|---|---|
| Noyau (acier) | Acier galvanisé, acier recouvert d'aluminium (ACS/AW) ou acier revêtu d'un alliage zinc-aluminium | Fournit une résistance mécanique, limite l’affaissement sous haute température et charges mécaniques lourdes |
| Couches extérieures (aluminium) | Aluminium de qualité CE (1350 ou 1370), étiré | Conduit le courant électrique ; protège le noyau en acier de l'exposition environnementale ; léger |
Les configurations de toronnage sont généralement exprimées en Al/St (par exemple, 26/7 pour Drake : 26 torons d'aluminium, 7 torons d'acier). Le noyau en acier peut être une galvanisation de classe A, B ou C en fonction des exigences de protection contre la corrosion.
Fonctionnalités clés étendues
Le noyau en acier permet à l'ACSR d'atteindre des résistances à la rupture nettement supérieures à celles des conducteurs entièrement en aluminium (AAC) ou des conducteurs en alliage tout en aluminium (AAAC). Cela permet :
Portées plus longues (300 à 500 m typiquement, jusqu'à 1 500 m pour les conceptions spéciales)
Nombre réduit de structures de support (tours/poteaux), réduisant ainsi le coût global de la ligne
Fonctionnement sûr sous de fortes charges de glace et une pression de vent élevée
Comparé aux conducteurs en cuivre d’intensité équivalente, l’ACSR est beaucoup plus léger et moins cher. Il nécessite également moins de structures de support, ce qui permet des économies substantielles en matière de matériaux, de transport et d'installation.
Étant donné que le noyau en acier a un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de l'aluminium, l'ACSR s'affaisse moins que l'AAC ou l'AAAC à des températures de fonctionnement élevées (par exemple, lors d'une surcharge d'urgence ou de températures ambiantes élevées). Cela le rend adapté aux lignes avec une garde au sol limitée.
L'aluminium forme naturellement une couche d'oxyde dense et auto-réparatrice (Al₂O₃) qui protège contre la corrosion atmosphérique dans la plupart des environnements ruraux, urbains et industriels. Toutefois, une attention particulière est nécessaire pour les zones côtières ou polluées (voir inconvénients ci-dessous).
Les brins d'aluminium transportent presque tout le courant, tandis que le noyau en acier contribue peu à la conductivité. La résistance CC globale est déterminée principalement par la section transversale en aluminium, ce qui confère à l'ACSR un rapport conductivité/poids favorable pour la transmission longue distance.
Avantages supplémentaires (pas toujours mentionnés)
Épissage et réparation faciles à l'aide de connecteurs à compression standard ou boulonnés.
Large disponibilité en tailles de stock et livraison rapide.
Compatibilité avec la plupart du matériel existant (pinces, entretoises, amortisseurs de vibrations).
De faibles pertes magnétiques peuvent être obtenues en utilisant de l'acier non magnétique (par exemple, de l'acier inoxydable austénitique) ou un noyau en acier recouvert d'aluminium pour des applications spéciales (ACSR/AW).
Inconvénients et mesures d’atténuation
| Inconvénient | Explication | Atténuation |
|---|---|---|
| Réactance plus élevée | Le noyau magnétique en acier augmente la réactance inductive par rapport aux conducteurs non magnétiques (par exemple AAAC, ACAR). Cela réduit légèrement la capacité de transfert de puissance et augmente la chute de tension. | Utilisez de l'ACSR/AW (acier recouvert d'aluminium) ou regroupez deux ou plusieurs sous-conducteurs pour réduire la réactance globale. |
| Corrosion du noyau en acier | Dans les zones côtières, industrielles ou à forte humidité, l'humidité et les contaminants peuvent pénétrer par les interstices entre les torons, provoquant une corrosion galvanique ou électrolytique du noyau en acier galvanisé. | Spécifier un noyau en acier recouvert d'aluminium (ACSR/AW) ou un acier revêtu d'un alliage de zinc et d'aluminium ; Appliquez de la graisse anticorrosion entre le noyau et les couches d'aluminium. |
| Différence de dilatation thermique bimétallique | Des cycles thermiques répétés peuvent provoquer un mouvement relatif entre les torons en aluminium et en acier, entraînant potentiellement une usure par frottement et une résistance accrue au niveau des connecteurs. | Utilisez des épissures hélicoïdales préformées ou des connecteurs à compression conçus pour l'ACSR ; suivre le couple d’installation approprié. |
| Sensibilité aux vibrations éoliennes | Les contraintes de traction élevées sur de longues portées peuvent entraîner une fatigue due aux vibrations au niveau des points d'appui. | Installez des amortisseurs de vibrations (type Stockbridge) ou des tiges de blindage aux endroits critiques. |
Applications:
Lignes de transmission et de distribution de puissance aérienne.
Électrification ferroviaire.
Towers de télécommunications (comme des fils de gars).
