Comment les conducteurs à âme composite réduisent les coûts des projets de transmission

Aug 24, 2023

Le type de conducteur le plus répandu aujourd'hui dans le réseau aérien de transport d'électricité existe depuis 1909. Après plus de 100 ans, le conducteur en aluminium renforcé d'acier (ACSR) est pour le moins une entité connue. Le conducteur en aluminium sur support en acier (ACSS) est apparu dans les années 1970 et est également bien connu.

En comparaison, les conducteurs à âme composite sont jeunes sur la chronologie des actifs des services publics. Cependant, après 20 ans de service, leurs avantages en termes de performances sont évidents, tout comme les considérations liées à leur utilisation dans la conception de projets de transport rentables.

Les principaux avantages des conducteurs à âme composite sont un affaissement réduit et une capacité accrue. Les âmes toronnées en fibre de carbone ont un affaissement thermique nettement inférieur à celui des ACSR et ACSS et peuvent transmettre jusqu'à deux fois plus de puissance dans un conducteur du même diamètre. De manière inhérente, cet avantage et d’autres explorés ci-dessous modifient les paramètres de conception des projets de transport.

Les nouvelles lignes de transmission utilisant des conducteurs à âme composite nécessitent moins de structures de support car leur faible affaissement leur permet de couvrir de plus grandes distances. Des portées plus longues permettent aux concepteurs de raccourcir ou d'utiliser moins de structures. Le résultat est une réduction significative des coûts totaux du projet en termes de matériaux et d'emprise.

« Les conducteurs aériens à âme composite permettent aux concepteurs d'optimiser la conception des lignes tout en minimisant les lignes de visibilité et en réduisant le coût global du projet », a déclaré Charles Holcombe, responsable des systèmes et solutions aériens chez Southwire Co.

La réduction du nombre de structures a réduit le coût total d'un projet dans l'ouest des États-Unis, dit-il. Une ligne de transport vieillissante devait être entièrement reconstruite avec de nouvelles structures de support. Les exigences de capacité pour la nouvelle ligne sont restées les mêmes, de sorte que les ingénieurs de conception ont pu utiliser un conducteur à âmes composites de plus petit diamètre et doubler la distance entre les structures de support pour la porter à 1 200 pieds. Cela signifiait que la nouvelle ligne nécessitait deux fois moins de structures et que le coût total du projet était inférieur de 15 %.

Les conducteurs à âme composite permettent de reconducteurr les lignes pour augmenter leur capacité thermique, tandis que d'autres solutions de conducteurs peuvent nécessiter une reconstruction complète incluant de nouvelles structures coûteuses. Le simple remplacement des conducteurs ACSR par des conducteurs à âme composite peut permettre une capacité jusqu'à deux fois supérieure avec moins d'affaissement.

"L'avantage en termes de coût de la reconduction avec des conducteurs à âme composite est significatif lorsqu'une ligne doit être mise à niveau pour augmenter sa capacité", a déclaré Holcombe. "Au lieu des coûts énormes liés à la construction de nouvelles fondations et de structures plus grandes pour l'ACSR ou l'ACSS, vous investissez un peu plus en installant des conducteurs haute performance sur les structures existantes."

Des avantages de coûts similaires entrent en jeu lorsque des défis de conception uniques surviennent. Holcombe détaille un projet dans lequel l'érosion des sols des berges nécessitait qu'une structure de support soit éloignée de la rivière, ce qui augmentait la longueur de la travée de la rivière de 1 290 pieds à 1 840 pieds. L'augmentation de la longueur de la travée aurait augmenté l'affaissement du ACSR, nécessitant de nouvelles structures et fondations plus grandes des deux côtés de la rivière. Au lieu de cela, les ingénieurs de conception ont choisi d'utiliser un conducteur à âme composite, qui couvre toute la distance sans augmentation de l'affaissement, empêchant ainsi une reconstruction complète de la ligne tout en réduisant le coût total du projet.

Les exigences d'installation sont un facteur important lors de la sélection des conducteurs pour les projets de transmission. À cet égard, l’avantage des conducteurs à âme composite toronnés est une plus grande flexibilité et une meilleure tolérance à la flexion. De plus, les noyaux composites peuvent nécessiter le même équipement, le même matériel et les mêmes pratiques de travail que les équipes qui installent l'ACSR ou l'ACSS.

Les âmes composites toronnées ne sont pas sensibles à un seul point de défaillance. "Les âmes composites multibrins de nos conducteurs aériens C7® contiennent des milliers de brins continus de fibres de carbone enfermés dans une matrice polymère", explique Holcombe. "Le résultat est un conducteur plus durable et plus fiable que tout ce qui existe sur le marché."