Introduzione
Di fronte alla continua crescita della domanda di energia, accelerare la modernizzazione delle reti elettriche diventa una priorità. I conduttori HTLS rappresentano una soluzione chiave per aumentare la capacità delle linee ad alta tensione, senza modificare le strutture esistenti. Ma come scegliere il giusto tipo di conduttore HTLS adatto al tuo progetto ? Questa pratica guida ti aiuta a comprendere i diversi tipi di conduttori HTLS, i loro vantaggi, e i criteri tecnici di cui tenere conto per effettuare una scelta consapevole.
Cos'è un driver HTLS ?
Driver HTLS (Abbassamento basso ad alta temperatura, o Alta temperatura, Freccia bassa) sono conduttori elettrici appositamente progettati per trasportare grandi quantità di elettricità su lunghe distanze, limitando la freccia (la curvatura del cavo sotto l'effetto del calore e del peso). A differenza dei conduttori convenzionali come ACSR, Driver HTLS può funzionare a temperature elevate (Fino a 210 °C o più), senza compromettere le loro prestazioni meccaniche.
Sono realizzati con materiali avanzati come nuclei in fibra composita, realizzati in acciai speciali o leghe di alluminio resistenti al calore, circondato da strati conduttivi adatti a vincoli termici estremi. Queste caratteristiche consentono una capacità di trasporto di corrente molto maggiore, senza richiedere la modifica di tralicci o strutture esistenti.
I conduttori HTLS sono ormai ampiamente utilizzati nei progetti di ammodernamento della rete elettrica, soprattutto nelle zone ad alta densità urbana, regioni montuose, o nei corridoi di trasporto energetico saturi. La loro adozione è incoraggiata anche dagli obiettivi di transizione energetica e dalla crescita delle reti intelligenti..
Perché scegliere un driver HTLS ?
I conduttori HTLS presentano numerosi vantaggi tecnici ed economici, che li rendono la soluzione ideale per i progetti di rinforzo delle linee ad alta tensione. Ecco le ragioni principali della loro crescente adozione :
Capacità di trasporto molto maggiore
I conduttori HTLS utilizzano materiali conduttivi ad alte prestazioni, come leghe di alluminio a bassa resistenza o nuclei compositi. COSÌ, con diametro e peso equivalenti, un conduttore HTLS può trasportare fino al doppio della corrente di un conduttore tradizionale. Ciò consente di aumentare considerevolmente la capacità delle linee esistenti, senza modificare le infrastrutture esistenti.
Riduzione della distorsione termica alle alte temperature
A differenza dei conducenti tradizionali, I conduttori HTLS possono funzionare a temperature elevate, fino a 210°C, o anche di più. Anche in queste condizioni estreme, la loro deformazione rimane minima. Ciò è spiegato dall'uso di materiali con un basso coefficiente di dilatazione termica., come nuclei compositi o acciai speciali. Questa caratteristica è essenziale per garantire la sicurezza in ambienti vincolati, come aree urbane dense o incroci stradali.
Soluzione economica per modernizzare senza ricostruire
La sostituzione di un vecchio conduttore con un HTLS permette di raddoppiare la capacità di una linea, senza sostituire tralicci o modificare la spaziatura delle strutture. Ciò riduce notevolmente i costi di ingegneria civile, scadenze di attuazione, e interruzioni del servizio.
Maggiore resistenza agli ambienti estremi
I conduttori HTLS resistono meglio a condizioni severe come i venti forti, cicli termici estremi, umidità o inquinamento. Sono quindi adatti per regioni esposte a condizioni climatiche difficili.
ZMS CABLE offre diversi tipi di conduttori HTLS in grado di funzionare in ambienti estremi, con un servizio di personalizzazione in base ai vincoli tecnici del progetto.
Principali tipologie di conduttori HTLS e loro caratteristiche
Esistono diversi tipi di conduttori HTLS, ciascuno progettato per soddisfare specifici vincoli di temperatura, resistenza meccanica o ambientale. Ecco i modelli più comunemente utilizzati nei progetti di linee ad alta tensione.
Conduttori dell'ACCC (Nucleo composito conduttore in alluminio)
I conduttori ACCC sono costituiti da un nucleo centrale di materiale composito (solitamente realizzati in fibre di carbonio e vetro), circondato da fili di alluminio resistenti al calore.
Questo nucleo composito ha un'espansione termica quasi pari a zero, che limita fortemente la freccia, anche a temperature molto elevate.
Grazie al loro eccellente rapporto peso/resistenza, Driver dell'ACCC può trasportare una quantità significativa di corrente mantenendo un basso livello di abbassamento. Sono quindi particolarmente adatti per linee a lunga portata., alle aree urbane, e progetti di riabilitazione senza modifica dei tralicci.
Un altro vantaggio : il nucleo composito dei conduttori ACCC è più leggero. Ciò si traduce in una minore tensione/carico sulle strutture di supporto della linea come i tralicci, isolanti, i bracci trasversali, ecc. Ciò consente una facile installazione senza la necessità di rinforzi strutturali.
Conduttori dell'ACSS (Conduttore in alluminio supportato in acciaio)
I conduttori ACSS sono composti da uno o più fili di acciaio zincati centralmente, circondato da fili di alluminio ricotto. Questo tipo di costruzione offre un'ottima resistenza meccanica e consente il funzionamento ad alte temperature, fino a 250°C.
A differenza dei conducenti convenzionali, L'alluminio ricotto ACSS non è pretensionato. Ciò significa che la maggior parte della tensione viene trasportata dall'anima in acciaio, anche caldo. Questo comportamento rende ACSS particolarmente adatto per lunghe tratte o linee sottoposte a notevoli carichi meccanici, come nelle regioni ventose o montuose.
Inoltre, le loro elevate prestazioni termiche permettono di rinforzare una linea esistente senza modificare le strutture, garantendo al tempo stesso elevata affidabilità nel lungo periodo.
Conduttori ACCR (Conduttore in alluminio composito rinforzato)
I conduttori ACCR utilizzano un nucleo centrale in lega rinforzata a base di alluminio, spesso combinato con fibre ceramiche o altri materiali avanzati.
Questa struttura conferisce loro un'eccellente resistenza meccanica, pur mantenendo una maggiore leggerezza rispetto ai conduttori con anima in acciaio.
Il vantaggio principale degli ACCR è la loro bassissima dilatazione termica combinata con un'elevata conduttività elettrica. Possono funzionare a temperature fino a 210°C, limitando la deflessione termica. Ciò lo rende una soluzione ideale per le aree vincolate dal modello, come gli attraversamenti dei fiumi, corridoi urbani densi o linee con elevato disordine visivo.
Per di più, la loro resistenza alla corrosione è eccellente, rendendolo una buona scelta per ambienti costieri o industriali difficili.
Conduttori Invar / Tipo Gap
Driver Invar, chiamati anche conduttori di tipo Gap, sono costituiti da un nucleo in lega Invar (ferro-nichel a bassissimo coefficiente di dilatazione) circondato dai classici fili di alluminio. Questo tipo di conduttore ha un'ottima stabilità dimensionale alle alte temperature, fino a 250°C.
La particolarità del conduttore Gap sta nella presenza di uno spazio (“spacco”) tra il nucleo e lo strato di alluminio, riempito con grasso o materiale scorrevole.
Questa configurazione consente all'alluminio di espandersi indipendentemente dal nucleo, che limita efficacemente la deflessione termica. COSÌ, il driver rimane efficiente anche durante variazioni estreme di temperatura.
I conduttori Invar sono spesso utilizzati in progetti di ristrutturazione di linee a lunga portata, oppure quando i vincoli meccanici sono elevati ma lo spazio verticale richiesto deve rimanere minimo.
Conduttori TACSR / TASKRA (Conduttore trapezoidale in alluminio rinforzato in acciaio / Conduttore in alluminio Alluminio rinforzato con acciaio)
I conduttori TACSR e TACSRA sono varianti avanzate dei classici conduttori ACSR.
Incorporano un'anima in acciaio rinforzato per garantire un'elevata resistenza meccanica, circondato da fili di alluminio disposti a forma trapezoidale (TACSR) o classico (TASKRA).
Questo design migliora la densità del materiale conduttivo, consentendo una migliore conduttività e una maggiore capacità di trasporto rispetto agli ACSR tradizionali.
Resistono anche a temperature operative più elevate, generalmente fino a 150-170°C.
IL Conduttori TACSR / TASKRA vengono spesso utilizzati per linee ad alta tensione che richiedono un buon compromesso tra prestazioni meccaniche e capacità termica, soprattutto nelle regioni con condizioni climatiche variabili.
Criteri da tenere in considerazione nella scelta di un conduttore HTLS
La scelta di un conduttore HTLS non si basa esclusivamente sulle sue prestazioni nominali. Deve essere adattato ai vincoli specifici del progetto e agli obiettivi operativi. Ecco i criteri principali da considerare :
Temperatura operativa richiesta
Ogni tipo di conduttore HTLS ha un limite termico specifico (generalmente tra 150°C e 250°C). È fondamentale scegliere un modello in grado di funzionare alla massima temperatura prevista senza perdite di prestazioni o allungamenti eccessivi.
Vincolo meccanico della linea
Alcune linee richiedono un'elevata resistenza alla trazione (zone montuose, lunghe distanze, condizioni meteorologiche estreme). In questo caso saranno più adatti i conduttori con nucleo in acciaio o Invar.
Riduzione della deflessione termica
Negli ambienti urbani, attraversamenti stradali o ferroviari, è fondamentale ridurre al minimo la deflessione. Conduttori a bassa dilatazione termica (ACC, ACCR, Invar) sono da preferire.
Compatibilità con strutture esistenti
Se il progetto riguarda la ristrutturazione di una linea esistente, occorre tenere conto dei carichi meccanici massimi che i tralicci possono sopportare. Conduttori più leggeri o meno tesi sulle strutture (come l'ACCC) possono evitare costosi lavori di rinforzo.
Condizioni ambientali
Ambiente salino, aree industriali corrosive, forti ampiezze termiche… Tanti fattori che influenzano la scelta del materiale dell'anima e dei trefoli. Per esempio, I conduttori ACCR sono rinomati per la loro eccellente resistenza alla corrosione.
Norme e requisiti locali
L'autista scelto deve rispettare gli standard internazionali (IEC, ASTM, ecc.) ma anche alle specificità tecniche locali (frequenza, Tensione nominale, tipo di fissaggio, ecc.).
Confronto dei conduttori HTLS secondo gli standard internazionali
Per facilitare la scelta di un conduttore HTLS adatto ad un dato progetto, è utile compararne le prestazioni tecniche in base agli standard internazionali più diffusi (IEC, ASTM, ecc.).
La tabella seguente presenta un confronto riepilogativo tra le principali tipologie di conduttori HTLS :
| Tipo di conducente | Temperatura massima. (° C.) | Freccia termica | Resistenza meccanica | Conduttività | Peso relativo | Standard attuali |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ACC | 200–210 | Molto debole | Media | Alto | Leggero | ASTM B987, IEC 62004 |
| ACSS | Fino a 250 | Media | Alto | Media | Pupilla | ASTM B856 |
| ACCR | Fino a 210 | Molto debole | Da medio ad alto | Alto | Leggero | ASTM B609 |
| Invar / Spacco | Fino a 250 | Debole | Molto alto | Media | MEDIA | IEC 61089 + specifiche specifiche |
| TACSR / TASKRA | 150–170 | Media | Alto | Media | Pupilla | IEC 62004, È 398 |
Interpretazione dei criteri
Temperatura massima di servizio : Fondamentale per progetti di sovraccarico o in aree con elevata domanda di energia.
Freccia termica : Più è debole, tanto più il conducente è adattato alle aree urbane, nei passaggi aerei critici, ecc.
Resistenza meccanica : Determina la capacità del conduttore di sopportare la tensione tra i tralicci, soprattutto in zone ventose o montuose.
Standard : È essenziale garantire che i conducenti siano certificati secondo standard riconosciuti (ASTM, IEC), garanzia di qualità e compatibilità tecnica.
ZMS CABLE offre conduttori HTLS conformi agli standard internazionali e su richiesta può fornire la documentazione tecnica corrispondente e i certificati di prova.
Caso di studio : Scenario di selezione del driver HTLS
Illustrare il processo di selezione di un conduttore HTLS adatto, facciamo un esempio concreto di ammodernamento di una linea esistente.
Contesto del progetto
Una compagnia elettrica sta attualmente progettando il rafforzamento di una linea 220kV esistenti. Questa linea attraversa un'area periurbana ad alta densità edilizia. Tuttavia, strutture di sostegno (piloni, isolanti) non può essere sostituito. È quindi necessario aumentare la capacità della linea senza modificare l'infrastruttura esistente.
Vincoli tecnici identificati
- Aumentare almeno la capacità di carico di corrente 80 %
- Ridurre al minimo la deflessione termica (linea sopra strade e case)
- Mantenere o ridurre il carico meccanico sui tralicci esistenti
- Garantiscono un'eccellente resistenza alla corrosione (zona semiindustriale)
- Rispettare le norme CEI e limitare i costi di intervento
Analisi e selezione
- ACSR classico : non adatto, capacità e resistenza termica insufficienti
- ACC : nucleo composito, peso ridotto, ottima conduttività, bassa deflessione termica
- ACCR : buone prestazioni termiche e meccaniche, ma costo più alto
- ACSS : temperatura consentita più elevata, ma peso significativo e freccia nella media
- TACSR : possibile miglioramento, ma meno efficiente sulla freccia termica
- Invar / Spacco : troppo rigido per campate brevi e più costoso da installare
Conclusione
In questo caso il driver ACCC è la scelta ottimale :
- Aumento della capacità senza sovraccaricare le strutture
- Deformazione termica molto bassa, compatibile con l’ambiente urbano
- Buon rapporto prestazioni / costo
- Certificazione secondo gli standard ASTM e IEC
ZMS CABLE ha già supportato progetti simili con soluzioni ACCC personalizzate, compreso lo studio del carico, fornitura di cavi e assistenza tecnica all'installazione.
Se hai bisogno di informazioni più dettagliate, non esitate a contattarci !
Conclusione
I conduttori HTLS offrono una risposta concreta alle sfide legate al rinforzo delle linee elettriche senza modificare le strutture esistenti. Grazie alle loro prestazioni termiche, meccanico e ambientale, consentono una modernizzazione rapida ed efficiente delle reti. Una scelta saggia, associati a test rigorosi e ad un'attenta implementazione, è fondamentale per garantirne la piena efficacia. Con l’avvento delle energie rinnovabili e l’aumento dei flussi elettrici, Gli autisti HTLS avranno un ruolo sempre più centrale nelle reti di trasporto del futuro.