Сравнение прочности на разрыв: AAC, AAAC и ACSR
Среди стандартных неизолированных проводов для воздушных линий наибольшей прочностью на разрыв обладает провод ACSR (сталеалюминиевый провод, аналог АС). В то время как полностью алюминиевые провода жертвуют механической прочностью ради снижения веса, в проводе ACSR используется высокопрочный сердечник из оцинкованной или легированной стали, вокруг которого повиты концентрические слои проволок из нагартованного электротехнического алюминия. Данная комбинированная конструкция разделяет механическую и электрическую функции: стальной сердечник воспринимает механическую растягивающую нагрузку, а окружающий его алюминий проводит ток. Высокое отношение прочности к весу позволяет проводу ACSR выдерживать сильные ветровые и гололедные нагрузки, а также предельные натяжения при стреле провеса на больших пролетах.
Матрица технических параметров
В приведенной ниже таблице представлены механические и электрические характеристики различных типов неизолированных проводов для воздушных линий электропередачи в соответствии со стандартами IEC 61089 и ASTM B232.
| Тип провода | Материал сердечника | Материал наружного слоя | Прочность на разрыв (МПа) | Отношение прочности к весу | Электропроводность (% IACS) | Основная область применения |
| AAC (Алюминиевый провод, аналог А) | Отсутствует | Алюминий марки 1350-H19 | 160 – 200 | Низкое | ~61% | Короткие пролеты, городские распределительные сети, прибрежные районы |
| AAAC (Провод из алюминиевого сплава, аналог АН) | Отсутствует | Алюминиевый сплав Al-Mg-Si марки 6201-T81 | 295 – 325 | Высокое | ~53% | Средние и длинные пролеты, среды с высокой коррозионной активностью |
| ACSR (Сталеалюминиевый провод, аналог АС) | Оцинкованная сталь / Сталь с покрытием из сплава цинк-алюминий-мишметалл | Алюминий марки 1350-H19 | Сердечник: 1240 – 1410 Общая: Зависит от конструкции скрутки | Очень высокое | ~61% (Алюминиевый слой) | Магистральные ВЛ с длинными пролетами, высоконагруженные сети, переходы через препятствия |
| ACSS (Сталеалюминиевый провод с термостойким алюминием) | Высокопрочная / Сверхпрочная сталь | Отожженный алюминий марки 1350-O | Сердечник: 1310 – 1450 Общая: Высокая (зависит от сердечника) | Очень высокое | ~63% (Отожженный слой) | Высокотемпературные линии, реконструкция ЛЭП с ограничением по стреле провеса |
Факторы, влияющие на механические характеристики провода
Геометрия стального сердечника и соотношение элементов скрутки
Прочность на разрыв сталеалюминиевого провода (ACSR) зависит от конструкции его скрутки (например, 6 Al / 1 Steel, 26 Al / 7 Steel или 54 Al / 7 Steel). Увеличение площади поперечного сечения стали по отношению к площади алюминия существенно повышает номинальную разрывную прочность провода, однако приводит к увеличению его общей массы и индуктивного сопротивления.
Деформационное упрочнение и термообработка материалов
- Алюминий марки 1350-H19: Применяемый в проводах AAC и ACSR, данный материал подвергается холодной деформационной обработке до состояния максимальной нагартовки (твердого состояния) для достижения предельных механических характеристик перед скруткой.
- Алюминиевый сплав марки 6201-T81: Применяемый в проводах AAAC, данный материал проходит закалку (термообработку на твердый раствор) и искусственное старение, что позволяет достичь предела текучести при растяжении почти в два раза выше, чем у алюминия 1350-H19, сохраняя при этом высокую электропроводность.