138 kV は、米国の送配電システムで最も広く使用されている電圧クラスの 1 つであり、都市部の送電網の拡張、地方の送電網のアップグレード、再生可能エネルギーの相互接続プロジェクトに一般的に適用されています。電気負荷の需要が増大し続ける中、二重回路構成138 kV 送電線の標準設計になりつつあります。単極構造で 2 つの回路を伝送し、追加の用地を取得することなく送電容量を効果的に 2 倍にします。。
二重回路構成には鋼製の支柱が必要です6人の導体(1回路あたり3つ) プラスOPGW 光ファイバーアース線その結果、単一回路設計と比較して、垂直方向の荷重、横方向の風荷重、および長手方向の不均衡な張力が大幅に増加します。。同時に、都市部や郊外地域の伝送経路はますます狭くなり、通信には厳しい制限が課せられています。ポールの設置面積そして構造寸法。
このエンジニアリングの文脈では、高張力鋼の適用は、構造の安全性、電柱の寸法、プロジェクトの経済性のバランスをとるための重要な技術的経路となっています。
ASTM A572 GR65米国市場でトランスミッション鋼柱に一般的に使用されている高強度低合金構造用鋼グレードです。。その主要な機械的特性は次のとおりです。
| パラメータ | ASTM A572 GR50 | ASTM A572 GR65 | アドバンテージ |
|---|---|---|---|
| 最小降伏強度 | 345MPa(50ksi) | 450～460MPa(65 ksi) | ~33% 増加 |
| 最小引張強さ | 450MPa | 550～620MPa | ~22 ～ 38% の増加 |
| 衝撃温度 | — | -30℃ | 低温環境に最適 |
| 代表的な用途 | ポールシャフト、クロスアーム | ポールシャフト、クロスアーム | 同じ適用範囲 |
Gr65 は、最小降伏強度 450 ～ 460 MPa、 約33%高いGr50の345MPaより。この強度の違いは、138kV 二重回路大断面鋼柱の設計において直接的な工学的重要性を持ちます。
同一の荷重条件下では、Gr65 により肉厚を薄くしたり、断面寸法を小さくしたりできます。これにより、ポール全体の重量、材料の消費量、基礎のサイズが削減されます。この利点は、輸送の長さの制限 (単一セクション ≤55 ～ 60 フィート) や狭い都市部の通路によって制限されているプロジェクトに特に価値があります。
1. 設計基準
138kV 二重回路鋼柱は、次に従って設計する必要があります。ASCE/SEI 48-19、鋼製送電柱構造の設計。この規格は、冷間成形管状鋼構造物の設計、詳細設計、製作、試験、組立、および組立てのための統一的な基礎を提供し、コンクリートケーソン、鋼杭、直接埋め込みなどのさまざまな基礎タイプを備えた支持構造と自立構造の両方に適用できます。。
2. 負荷要件
二重回路構成では、鋼柱は次のように設計する必要があります。ネスクC2前のセクションで説明したように、プロジェクトの気象荷重地区 (軽/中/重) に応じた荷重の組み合わせによる荷重要件。 138 kV クラスの場合、一般的な設計ケースは次のとおりです。
地区の読み込み: NESC 表 250-1 に基づく風圧と氷の組み合わせ
極度の風荷重: NESC 規則 250C、高さ 60 フィートを超える構造物に適用
導体とアース線の張力：二重回路構成の6本の導体による縦方向と横方向の張力
3. 断面と肉厚の選択
138kV 二重回路大断面鋼柱は通常、多角形の先細管状断面(12面体、16面体、または18面体)。肉厚の選択は、次の両方を満たす必要があります。
RUS 速報 1724E-224最小肉厚要件: 主要部材 ≥3/16 インチ (4.76mm)
ASCE/SEI 48-19局所的な座屈と全体的な安定性の検証
Gr65 鋼を使用すると、設計者は次のことが可能になります。壁の厚さを最適化する応力比 ≤ 1.0 を維持しながら、通常は肉厚を実現します10%～15%の削減、ポール全体の重量に相当8%～12%の削減。
4. 大断面導体との互換性
138kV 二重回路プロジェクトではよく採用されています大断面導体、604mm² AAC HAWTHORN 導体など。導体断面が大きいと、より高い垂直荷重と風荷重がかかり、より大きな要求が生じます。モーメント容量鋼柱から。 Gr65 の高い降伏強度により、同じポール寸法でより高いモーメント容量が可能になり、同じ荷重条件下でよりコンパクトなポール設計が可能になります。
GR65は高張力低合金鋼、その溶接手順は普通の炭素鋼（A36 など）の溶接手順とは大きく異なります。。主要な溶接プロセス管理ポイントは次のとおりです。
1. ろう材の選択
Gr65鋼の溶接には必要なものがあります適合する低水素電極。 Gr65 には ASTM E80XX シリーズの電極が推奨されますが、A36 および Gr50 鋼には通常 ASTM E70XX シリーズの電極が使用されます。。溶接継手の強度が設計値以上であることを保証するには、溶加材の強度グレードが母材金属と一致する必要があります。
2. 予熱とパス間温度制御
Gr65 は普通炭素鋼よりも炭素当量 (CE) が高く、予熱およびパス間温度の制御低温割れを防ぐため。特定の予熱温度は、板厚と溶接方法によって異なります。通常は、100～150℃範囲。
3. 溶接工程
トランスミッション鋼柱の溶接には通常、次のような方法が使用されます。CO₂ガスシールド溶接またはサブマージアーク自動溶接。溶接手順は以下に準拠する必要があります。AWS D1.1、構造溶接規定 - 鉄鋼。
4. 溶接後の熱処理
厚板溶接継手の場合、溶接後熱処理 (PWHT)残留応力を軽減し、靭性を向上させるために必要な場合があります。特定の要件は、プレートの厚さ、ジョイントの構成、および使用条件によって異なります。
138kV 二重回路大断面鋼柱における Gr65 高張力鋼の適用は、本質的に約構造効率を得るために材料強度をトレードする— 同一の荷重条件下で、Gr65 により壁の厚さを薄くし、ポールの重量を軽くすることができるため、材料、輸送、基礎のコストが削減されます。と最小降伏強度 450 ～ 460 MPaこれは、Gr50 と比較して約 33% の増加に相当します。ASCE/SEI 48-19設計方法論とAWS D1.1溶接プロセス制御の Gr65 は、米国の 138kV 二重回路送電プロジェクト向けに構造的安全性と経済性のバランスをとる材料ソリューションを提供します。
138 kV は、米国の送配電システムで最も広く使用されている電圧クラスの 1 つであり、都市部の送電網の拡張、地方の送電網のアップグレード、再生可能エネルギーの相互接続プロジェクトに一般的に適用されています。電気負荷の需要が増大し続ける中、二重回路構成138 kV 送電線の標準設計になりつつあります。単極構造で 2 つの回路を伝送し、追加の用地を取得することなく送電容量を効果的に 2 倍にします。。
二重回路構成には鋼製の支柱が必要です6人の導体(1回路あたり3つ) プラスOPGW 光ファイバーアース線その結果、単一回路設計と比較して、垂直方向の荷重、横方向の風荷重、および長手方向の不均衡な張力が大幅に増加します。。同時に、都市部や郊外地域の伝送経路はますます狭くなり、通信には厳しい制限が課せられています。ポールの設置面積そして構造寸法。
このエンジニアリングの文脈では、高張力鋼の適用は、構造の安全性、電柱の寸法、プロジェクトの経済性のバランスをとるための重要な技術的経路となっています。
ASTM A572 GR65米国市場でトランスミッション鋼柱に一般的に使用されている高強度低合金構造用鋼グレードです。。その主要な機械的特性は次のとおりです。
| パラメータ | ASTM A572 GR50 | ASTM A572 GR65 | アドバンテージ |
|---|---|---|---|
| 最小降伏強度 | 345MPa(50ksi) | 450～460MPa(65 ksi) | ~33% 増加 |
| 最小引張強さ | 450MPa | 550～620MPa | ~22 ～ 38% の増加 |
| 衝撃温度 | — | -30℃ | 低温環境に最適 |
| 代表的な用途 | ポールシャフト、クロスアーム | ポールシャフト、クロスアーム | 同じ適用範囲 |
Gr65 は、最小降伏強度 450 ～ 460 MPa、 約33%高いGr50の345MPaより。この強度の違いは、138kV 二重回路大断面鋼柱の設計において直接的な工学的重要性を持ちます。
同一の荷重条件下では、Gr65 により肉厚を薄くしたり、断面寸法を小さくしたりできます。これにより、ポール全体の重量、材料の消費量、基礎のサイズが削減されます。この利点は、輸送の長さの制限 (単一セクション ≤55 ～ 60 フィート) や狭い都市部の通路によって制限されているプロジェクトに特に価値があります。
1. 設計基準
138kV 二重回路鋼柱は、次に従って設計する必要があります。ASCE/SEI 48-19、鋼製送電柱構造の設計。この規格は、冷間成形管状鋼構造物の設計、詳細設計、製作、試験、組立、および組立てのための統一的な基礎を提供し、コンクリートケーソン、鋼杭、直接埋め込みなどのさまざまな基礎タイプを備えた支持構造と自立構造の両方に適用できます。。
2. 負荷要件
二重回路構成では、鋼柱は次のように設計する必要があります。ネスクC2前のセクションで説明したように、プロジェクトの気象荷重地区 (軽/中/重) に応じた荷重の組み合わせによる荷重要件。 138 kV クラスの場合、一般的な設計ケースは次のとおりです。
地区の読み込み: NESC 表 250-1 に基づく風圧と氷の組み合わせ
極度の風荷重: NESC 規則 250C、高さ 60 フィートを超える構造物に適用
導体とアース線の張力：二重回路構成の6本の導体による縦方向と横方向の張力
3. 断面と肉厚の選択
138kV 二重回路大断面鋼柱は通常、多角形の先細管状断面(12面体、16面体、または18面体)。肉厚の選択は、次の両方を満たす必要があります。
RUS 速報 1724E-224最小肉厚要件: 主要部材 ≥3/16 インチ (4.76mm)
ASCE/SEI 48-19局所的な座屈と全体的な安定性の検証
Gr65 鋼を使用すると、設計者は次のことが可能になります。壁の厚さを最適化する応力比 ≤ 1.0 を維持しながら、通常は肉厚を実現します10%～15%の削減、ポール全体の重量に相当8%～12%の削減。
4. 大断面導体との互換性
138kV 二重回路プロジェクトではよく採用されています大断面導体、604mm² AAC HAWTHORN 導体など。導体断面が大きいと、より高い垂直荷重と風荷重がかかり、より大きな要求が生じます。モーメント容量鋼柱から。 Gr65 の高い降伏強度により、同じポール寸法でより高いモーメント容量が可能になり、同じ荷重条件下でよりコンパクトなポール設計が可能になります。
GR65は高張力低合金鋼、その溶接手順は普通の炭素鋼（A36 など）の溶接手順とは大きく異なります。。主要な溶接プロセス管理ポイントは次のとおりです。
1. ろう材の選択
Gr65鋼の溶接には必要なものがあります適合する低水素電極。 Gr65 には ASTM E80XX シリーズの電極が推奨されますが、A36 および Gr50 鋼には通常 ASTM E70XX シリーズの電極が使用されます。。溶接継手の強度が設計値以上であることを保証するには、溶加材の強度グレードが母材金属と一致する必要があります。
2. 予熱とパス間温度制御
Gr65 は普通炭素鋼よりも炭素当量 (CE) が高く、予熱およびパス間温度の制御低温割れを防ぐため。特定の予熱温度は、板厚と溶接方法によって異なります。通常は、100～150℃範囲。
3. 溶接工程
トランスミッション鋼柱の溶接には通常、次のような方法が使用されます。CO₂ガスシールド溶接またはサブマージアーク自動溶接。溶接手順は以下に準拠する必要があります。AWS D1.1、構造溶接規定 - 鉄鋼。
4. 溶接後の熱処理
厚板溶接継手の場合、溶接後熱処理 (PWHT)残留応力を軽減し、靭性を向上させるために必要な場合があります。特定の要件は、プレートの厚さ、ジョイントの構成、および使用条件によって異なります。
138kV 二重回路大断面鋼柱における Gr65 高張力鋼の適用は、本質的に約構造効率を得るために材料強度をトレードする— 同一の荷重条件下で、Gr65 により壁の厚さを薄くし、ポールの重量を軽くすることができるため、材料、輸送、基礎のコストが削減されます。と最小降伏強度 450 ～ 460 MPaこれは、Gr50 と比較して約 33% の増加に相当します。ASCE/SEI 48-19設計方法論とAWS D1.1溶接プロセス制御の Gr65 は、米国の 138kV 二重回路送電プロジェクト向けに構造的安全性と経済性のバランスをとる材料ソリューションを提供します。
