تمثل موصلات HTLS (ذات الترهل المنخفض في درجات الحرارة المرتفعة) طفرة في تكنولوجيا نقل الطاقة، حيث تعالج قيود كابلات موصل الألومنيوم المقوى بالفولاذ (ACSR) التقليدية في ظل ظروف الحمل العالي ودرجات الحرارة المرتفعة. تحافظ هذه الموصلات المتقدمة على الاستقرار التشغيلي في درجات الحرارة المرتفعة مع تقليل الترهل، مما يعزز بشكل كبير سعة الإرسال وكفاءة الشبكة والموثوقية دون الحاجة إلى ترقيات واسعة للبنية التحتية.

تعكس تطور تكنولوجيا نقل الطاقة متطلبات الطاقة المتزايدة للبشرية. في حين هيمنت موصلات ACSR على أنظمة الشبكات المبكرة نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة وقوتها الميكانيكية، كشف التحضر والتصنيع السريع عن قيودها. تسبب التمدد الحراري في الموصلات التقليدية في ترهل مفرط أثناء أحمال الذروة، مما أضر بالكفاءة والسلامة - خاصة في المناطق سريعة النمو مثل أفريقيا وآسيا حيث تعيق انقطاعات التيار الكهربائي النمو الاقتصادي.

ظهرت تقنية HTLS من خلال الابتكار في علوم المواد، وتطورت من سبائك الألومنيوم المقاومة للحرارة إلى المواد المركبة المتقدمة مثل ألياف الكربون وسبائك إنفار. مكنت هذه التطورات الموصلات من تحمل درجات حرارة أعلى مع الحفاظ على السلامة الهيكلية.

تحقق موصلات HTLS أداءً فائقًا من خلال ابتكارين رئيسيين:

1. مواد متقدمة: استخدام سبائك الألومنيوم المقاومة للحرارة، والمركبات المصنوعة من ألياف الكربون، وسبائك إنفار منخفضة التمدد التي تحافظ على الموصلية والقوة في درجات حرارة تصل إلى 210 درجة مئوية (مقارنة بـ 90 درجة مئوية للموصلات التقليدية ACSR).
2. التحسين الهيكلي: تصميمات مبتكرة مثل تكوينات الفجوات تقلل الضغط الحراري على المكونات الأساسية، في حين توفر النوى المركبة نسب قوة إلى وزن أعلى.

يتميز ACCC بنواة من ألياف الكربون مع خيوط ألومنيوم صلبة، ويوفر أعلى نسبة قوة إلى وزن بين موصلات HTLS. يوفر الألومنيوم الملدن بالكامل موصلية أكبر بنسبة 28٪ من السبائك التقليدية، مما يجعله مثاليًا لترقيات الشبكات الحضرية حيث تتطلب قيود المساحة حلولًا مدمجة وعالية السعة.

يستخدم هذا المتغير الفعال من حيث التكلفة ألومنيوم مقاوم للحرارة فوق قلب فولاذي، مما يسمح بالتشغيل المستمر عند 250 درجة مئوية. تجعل عملية التثبيت البسيطة مفضلة لمشاريع الإرسال لمسافات طويلة.

مع قلب فولاذي مطلي بالألومنيوم وخيوط ألومنيوم معززة بالزركونيوم، يجمع ACCR بين مقاومة التآكل والقوة الميكانيكية العالية، وهو مناسب بشكل خاص للبيئات الساحلية أو عالية الرياح.

تشتمل هذه التصميمات المتخصصة على نوى سبائك إنفار (ذات تمدد حراري قريب من الصفر) أو فجوات هوائية استراتيجية بين الطبقات للتحكم في الترهل في الظروف القاسية، مما يجعلها ضرورية للإرسال فائق الجهد العالي وعبور الأنهار.

• مضاعفة سعة التيار: تحمل موصلات HTLS عادةً 1.5-2 ضعف تيار كابلات ACSR المكافئة.
• انخفاض الترهل بنسبة 60-70٪: تحافظ المواد منخفضة التمدد على مسافة آمنة في درجات الحرارة المرتفعة.
• 15-30٪ خسائر أقل: تعمل الموصلية المحسنة على تقليل هدر الطاقة.
• توفير التكاليف على مدار دورة الحياة: على الرغم من ارتفاع التكاليف الأولية، تقلل أنظمة HTLS من المصروفات التشغيلية على المدى الطويل.

غيرت تقنية HTLS الشبكات في جميع أنحاء العالم:

• الولايات المتحدة: ضاعف مشروع AEP في أوهايو باستخدام ACCC سعة الخط دون تعديلات على البرج.
• الصين: نشرت State Grid موصلات ZTACIR في مشاريع التيار المستمر فائق الجهد العالي لتوصيل الطاقة المتجددة عبر مسافة تزيد عن 3000 كيلومتر.
• الهند: حققت شركة Power Grid Corporation زيادة في السعة بنسبة 30٪ باستخدام ACSS في الممرات المزدحمة.

• سلسلة يتم التحكم فيها بالتوتر لمنع تلف النواة المركبة
• تركيبات الضغط بدلاً من الوصلات الملولبة التقليدية
• أنظمة المراقبة الحرارية لإدارة الحمل في الوقت الفعلي

• موصلات ذاتية المراقبة مع مستشعرات مدمجة
• مركبات معززة بالجرافين لموصلية أعلى
• أنظمة تركيب معيارية لتقليل تكاليف النشر

تمثل موصلات HTLS تحولًا نموذجيًا في نقل الطاقة، مما يمكّن الشبكات من تلبية متطلبات القرن الحادي والعشرين من خلال علوم المواد والهندسة الذكية. مع تسارع تكامل الطاقة المتجددة والكهربة، ستثبت هذه التقنيات أنها ضرورية لبناء بنية تحتية للطاقة مرنة وفعالة في جميع أنحاء العالم.