複合コア導体が送電プロジェクトのコストをどのように削減するか

Aug 20, 2023

今日の架空送電網で最も普及しているタイプの導体は 1909 年以来存在しています。100 年以上を経て、控えめに言っても鋼鉄強化アルミニウム導体 (ACSR) が知られています。 アルミニウム導体、スチール支持 (ACSS) は 1970 年代に登場し、同様によく知られています。

比較すると、複合コア導体は公益事業資産のタイムラインにおいては若いものです。 しかし、20 年間の運用を経て、コスト効率の高い送電プロジェクトの設計にそれらを使用する際の考慮事項と同様に、そのパフォーマンス上の利点は明らかです。

複合コア導体の主な利点は、たるみの軽減と容量の増加です。 撚り線カーボンファイバーコアは、ACSR や ACSS よりも熱垂れが大幅に少なく、同じ直径の導体で最大 2 倍の電力を伝送できます。 本質的に、この利点と以下で説明するその他の利点により、送電プロジェクトの設計パラメータが変化します。

複合コア導体を使用する新しい伝送線路は、たわみ挙動が少ないため、より長い距離にわたって伝送できるため、必要な支持構造が少なくなります。 スパン長が長いと、設計者は構造を短くしたり、使用する構造の数を減らすことができます。 その結果、資材と用地を含めたプロジェクトの総コストが大幅に削減されます。

「複合コア入り架空導体により、設計者は視線を最小限に抑え、プロジェクト全体のコストを削減しながら、線路設計を最適化できます。」と、Southwire Co.の架空システムおよびソリューションのマネージャーである Charles Holcombe 氏は述べています。

構造物の数を減らすことで、米国西部のプロジェクトの総コストが削減されたと彼は言います。 老朽化した送電線は、新しい支持構造を使用してゼロから再構築する必要がありました。 新しい線路の容量要件は変わらなかったため、設計エンジニアはより小さな直径の複合コア導体を使用し、支持構造間の距離を 2 倍の 1,200 フィートにすることができました。 これは、新線に必要な構造物の数が半分になり、プロジェクトの総コストが 15% 削減されることを意味します。

複合コア導体を使用すると、代わりに線路の熱容量を増加させるために線路を再導体化できますが、他の導体ソリューションでは、高価な新しい構造を含む完全な再構築が必要になる場合があります。 ACSR 導体を複合コア導体に置き換えるだけで、たるみを少なくしながら最大 2 倍の容量を実現できます。

「容量を増やすために線路をアップグレードする必要がある場合、複合コア導体で再導体することのコスト上の利点は非常に大きいです」とホルコム氏は述べています。 「ACSR または ACSS 用に新しく大規模な基礎や構造を建設するという莫大なコストの代わりに、既存の構造に高性能導体を設置することで、もう少し多くの投資を行うことができます。」

独自の設計課題が発生した場合にも、同様のコスト上の利点が生まれます。 ホルコム氏は、川岸の土壌浸食により支持構造物を川からさらに遠ざける必要があり、その結果、川を渡るスパンの長さが 1,290 フィートから 1,840 フィートに増加したプロジェクトについて詳しく説明しています。 支間長を長くすると ACSR のたわみが大きくなり、川の両側に新しくてより大きな構造物と基礎が必要になるでしょう。 代わりに、設計エンジニアは複合コア導体を使用することを選択しました。これは、サグを増加させることなく距離にまたがり、プロジェクトの総コストを削減しながら、全線の再構築を回避できます。

設置要件は、送電プロジェクトの導体を選択する際の重要な要素です。 この点において、より線複合コア導体の利点は、柔軟性が高く、曲げ耐性が優れていることです。 さらに、複合コアには、ACSR または ACSS を設置する作業員が慣れ親しんだものと同じ機器、ハードウェア、作業習慣が必要になる場合があります。

より線複合コアは単一点障害の影響を受けません。 「当社の C7® 架空導体のマルチストランド複合コアには、ポリマーマトリックスに包まれた数千本の連続したカーボンファイバーストランドが含まれています」とホルコム氏は説明します。 「その結果、市場にあるどの導体よりも耐久性と信頼性の高い導体が誕生しました。」