สายเคเบิลตัวนำอะลูมิเนียมเสริมเหล็ก ( ACSR ) เป็นตัวนำแบบตีเกลียวที่มีความจุและความแข็งแรงสูงชนิดหนึ่ง ซึ่งโดยทั่วไปใช้ในสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ เส้นใยด้านนอกเป็น อะลูมิเนียมบริสุทธิ์สูงซึ่งเลือกใช้เนื่องจากมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดี น้ำหนักเบา ต้นทุนต่ำ ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่อแรงดึงเชิงกลได้ดี เส้นใยตรงกลางเป็นเหล็กเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเพื่อช่วยรองรับน้ำหนักของตัวนำ เหล็กมีความแข็งแรงสูงกว่าอะลูมิเนียม ทำให้สามารถรับแรงดึงเชิงกลได้มากขึ้น นอกจากนี้ เหล็กยังมีการเสียรูปยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่น (การยืดตัวถาวร) น้อยกว่าเนื่องจากแรงทางกล (เช่น ลมและน้ำแข็ง) รวมถึงมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ต่ำกว่า ภายใต้ กระแส ไฟฟ้าคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ ACSR หย่อนตัวน้อยกว่าตัวนำอะลูมิเนียมทั้งหมดอย่างเห็นได้ชัด ตาม ข้อกำหนดการตั้งชื่อของ คณะกรรมการไฟฟ้าสากล (IEC) และกลุ่ม CSA (เดิมคือสมาคมมาตรฐานแคนาดาหรือ CSA) ACSR ถูกกำหนดให้เป็น A1/S1A ^{[ 1 ]}

โลหะผสมอะลูมิเนียมและระดับความแข็งที่ใช้สำหรับเส้นลวดชั้นนอกในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาโดยปกติจะเป็น 1350-H19 และในที่อื่นๆ จะเป็น 1370-H19 โดยแต่ละแบบมีปริมาณอะลูมิเนียมมากกว่า 99.5% ระดับความแข็งของอะลูมิเนียมจะถูกกำหนดโดยคำต่อท้ายของรุ่นอะลูมิเนียม ซึ่งในกรณีของ H19 หมายถึงความแข็งพิเศษ เพื่อยืดอายุการใช้งานของเส้นลวดเหล็กที่ใช้สำหรับแกนตัวนำ โดยปกติจะชุบสังกะสีหรือเคลือบด้วยสังกะสีเพื่อป้องกันการกัดกร่อน เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ใช้สำหรับทั้งอะลูมิเนียมและเหล็กจะแตกต่างกันไปสำหรับตัวนำ ACSR แต่ละชนิด

สายเคเบิล ACSR ยังคงขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของแรงดึงของอะลูมิเนียม โดยได้รับการเสริมแรงด้วยเหล็กเท่านั้น ด้วยเหตุนี้อุณหภูมิใช้งาน ต่อเนื่อง จึงจำกัดอยู่ที่ 75 °C (167 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่อะลูมิเนียมเริ่มอ่อนตัวและอ่อนลงเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 2 ]} สำหรับสถานการณ์ที่ต้องการอุณหภูมิใช้งานที่สูงขึ้นอาจใช้ อะลูมิเนียมตัวนำที่รองรับด้วยเหล็ก ( ACSS )

แกนเหล็กมาตรฐานที่ใช้สำหรับ ACSR คือเหล็กชุบสังกะสี แต่ก็มีเหล็กชุบสังกะสี เหล็กผสมอะลูมิเนียม 5% หรือ 10% และ เหล็กเคลือบมิช เม ทัลปริมาณเล็กน้อย (บางครั้งเรียกว่าชื่อทางการค้า Bezinal หรือGalfan ) และเหล็กหุ้มอะลูมิเนียม (บางครั้งเรียกว่าชื่อทางการค้า Alumoweld) ให้เลือกใช้เช่นกัน นอกจากนี้ยังอาจใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงกว่าได้อีกด้วย

ในสหรัฐอเมริกา เหล็กที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือเหล็กชุบสังกะสี (G) ที่กำหนดเป็น GA2 โดยมีความหนาของชั้นเคลือบสังกะสีคลาส A (A) และความแข็งแรงปกติ (2) ชั้นเคลือบสังกะสีคลาส C จะหนากว่าคลาส A และให้การป้องกันการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นโดยแลกกับความแข็งแรงดึงที่ลดลง แกนเหล็กชุบสังกะสีที่มีความแข็งแรงปกติและมีความหนาของชั้นเคลือบคลาส C จะถูกกำหนดเป็น GC2 ​​เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงกว่าจะถูกกำหนดให้เป็นเหล็กความแข็งแรงสูง (3) เหล็กความแข็งแรงสูงพิเศษ (4) และเหล็กความแข็งแรงสูงมาก (5) แกนเหล็กชุบสังกะสีที่มีความแข็งแรงสูงมากและมีความหนาของชั้นเคลือบคลาส A จะถูกกำหนดเป็น GA5 การใช้แกนเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงขึ้นจะเพิ่มความแข็งแรงดึงของตัวนำ ทำให้สามารถรับแรงดึงได้สูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้การหย่อนตัวลดลง

สารเคลือบโลหะผสมสังกะสี-อะลูมิเนียม 5% จะมีสัญลักษณ์ "M" กำกับไว้ สารเคลือบเหล่านี้ให้การป้องกันการกัดกร่อนและความทนทานต่อความร้อนที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับสังกะสีเพียงอย่างเดียว เหล็กกล้าความแข็งแรงปกติระดับ "A" ที่เคลือบด้วยโลหะผสมสังกะสี-อะลูมิเนียม ความหนาและน้ำหนักตามต้องการ จะมีสัญลักษณ์เป็น MA2

เหล็กหุ้มอะลูมิเนียมมีสัญลักษณ์ "AW" เหล็กหุ้มอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติในการป้องกันการกัดกร่อนและนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น แต่ความแข็งแรงดึงลดลง เหล็กหุ้มอะลูมิเนียมมักถูกกำหนดให้ใช้ในพื้นที่ชายฝั่งทะเล

IEC และ CSA ใช้ระบบการตั้งชื่อที่แตกต่างกัน เหล็กที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือ S1A ซึ่งหมายถึงเหล็กความแข็งแรงปกติ S1 ที่เคลือบด้วยสารเคลือบระดับ A เหล็ก S1 มีความแข็งแรงดึงต่ำกว่าเหล็กความแข็งแรงปกติที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาเล็กน้อย ตามมาตรฐาน CSA ของแคนาดา เหล็กเกรด S2A จัดเป็นเหล็กความแข็งแรงสูง วัสดุที่เทียบเท่าตามมาตรฐาน ASTM คือเหล็กเกรด GA2 และเรียกว่าเหล็กความแข็งแรงปกติ เหล็กเกรด S3A ของ CSA จัดเป็นเหล็กความแข็งแรงสูงพิเศษ วัสดุที่เทียบเท่าตามมาตรฐาน ASTM คือเหล็กเกรด GA3 เรียกว่าเหล็กความแข็งแรงสูง มาตรฐาน CSA ในปัจจุบันสำหรับตัวนำไฟฟ้า เหนือศีรษะ ยังไม่ยอมรับเกรด GA4 หรือ GA5 ที่เทียบเท่ากับ ASTM อย่างเป็นทางการ มาตรฐาน CSA ในปัจจุบันยังไม่ยอมรับวัสดุเคลือบโลหะผสมสังกะสีตระกูล "M" ของ ASTM อย่างเป็นทางการ บริษัทสาธารณูปโภคในแคนาดาใช้ตัวนำที่สร้างจากเหล็กความแข็งแรงสูงที่เคลือบด้วยโลหะผสมสังกะสี "M"

ทิศทางการพันของตัวนำถูกกำหนดโดยนิ้วทั้งสี่ที่ยื่นออกไป ทิศทาง "ขวา" หรือ "ซ้าย" จะถูกกำหนดโดยดูว่าตรงกับทิศทางของนิ้วมือข้างขวาหรือข้างซ้ายตามลำดับ ตัวนำอะลูมิเนียม (AAC, AAAC, ACAR) และ ACSR ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาจะผลิตโดยให้ชั้นตัวนำด้านนอกมีทิศทางการพันแบบขวาเสมอ เมื่อเข้าใกล้ศูนย์กลาง แต่ละชั้นจะมีทิศทางการพันสลับกัน ตัวนำบางประเภท (เช่น ตัวนำทองแดงเหนือศีรษะ, OPGW , เหล็ก EHS) จะแตกต่างออกไปและมีทิศทางการพันแบบซ้ายที่ชั้นตัวนำด้านนอก บางประเทศในอเมริกาใต้กำหนดให้ชั้นตัวนำด้านนอกของ ACSR มีทิศทางการพันแบบซ้าย ดังนั้นวิธีการพันจึงแตกต่างจากที่ใช้ในสหรัฐอเมริกา

ตัวนำ ACSR มีจำหน่ายในขนาดเฉพาะหลายขนาด โดยมีลวดเหล็กตรงกลางเส้นเดียวหรือหลายเส้น และโดยทั่วไปจะมีปริมาณเส้นลวดอลูมิเนียมมากกว่า แม้ว่าจะไม่ค่อยได้ใช้ แต่ก็มีตัวนำบางชนิดที่มีเส้นลวดเหล็กมากกว่าเส้นลวดอลูมิเนียม ตัวนำ ACSR สามารถระบุได้บางส่วนจากลักษณะการพันลวด ตัวอย่างเช่น ตัวนำ ACSR ที่มีเส้นลวดอลูมิเนียม 72 เส้นและแกนกลางเป็นเส้นลวดเหล็ก 7 เส้น จะเรียกว่าตัวนำ ACSR 72/7 ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}โดยทั่วไปสายเคเบิลจะมีขนาดตั้งแต่ #6 AWG ("6/1" – ตัวนำอลูมิเนียมด้านนอก 6 เส้นและตัวนำเสริมแรงเหล็ก 1 เส้น) ถึง 2167 kcmil ("72/7" – ตัวนำอลูมิเนียมด้านนอก 72 เส้นและตัวนำเสริมแรงเหล็ก 7 เส้น)

เพื่อช่วยหลีกเลี่ยงความสับสนอันเนื่องมาจากการผสมผสานระหว่างเส้นลวดเหล็กและอะลูมิเนียมที่มีอยู่มากมาย จึงมีการใช้รหัสเพื่อระบุรุ่นตัวนำเฉพาะ ในอเมริกาเหนือจะใช้ชื่อนกเป็นรหัส ในขณะที่ในที่อื่นๆ จะใช้ชื่อสัตว์ ตัวอย่างเช่น ในอเมริกาเหนือ Grosbeak คือรหัสของนกชนิดหนึ่งตัวนำ ACSR ขนาด 322.3 มม. ^² (636 กิโลเซนติเมตร) ที่มีการตีเกลียวอลูมิเนียม/เหล็ก 26/7 ในขณะที่ Egret มีขนาดอลูมิเนียมรวมเท่ากัน (ตัวนำไฟฟ้า Grosbeak และ Egret มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 322.3 มม. ^²และความหนา 636 กิโลเซนติเมตรต่อมิลลิเมตร แต่ใช้การตีเกลียวอลูมิเนียม/เหล็กแบบ 30/19 แม้ว่าจำนวนเส้นอลูมิเนียมจะแตกต่างกันระหว่าง Grosbeak และ Egret แต่ขนาดของเส้นอลูมิเนียมที่ใช้จะแตกต่างกันเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงจำนวนเส้นอลูมิเนียม ทำให้ปริมาณอลูมิเนียมทั้งหมดคงที่ ความแตกต่างในจำนวนเส้นเหล็กส่งผลให้ส่วนที่เป็นเหล็กมีน้ำหนักแตกต่างกัน และยังส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมของตัวนำแตกต่างกันด้วย บริษัทสาธารณูปโภคส่วนใหญ่จะกำหนดมาตรฐานตัวนำรุ่นเฉพาะเมื่อมีตัวนำอลูมิเนียมหลายรุ่นที่มีปริมาณเท่ากัน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับขนาดของอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน (เช่น ข้อต่อ) เนื่องจากมีขนาดที่แตกต่างกันมากมาย บริษัทสาธารณูปโภคจึงมักข้ามบางขนาดไปเพื่อลดสินค้าคงคลัง การตีเกลียวแบบต่างๆ ส่งผลให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลแตกต่างกัน

โดยทั่วไป ผู้ผลิต ACSR จะจัดทำตารางค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดสำหรับชุดสมมติฐานที่กำหนดไว้ แต่โดยปกติแล้ว บริษัทสาธารณูปโภคแต่ละแห่งจะใช้ค่ากระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกันออกไป เนื่องจากใช้สมมติฐานที่แตกต่างกัน (ซึ่งอาจส่งผลให้ค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดสูงหรือต่ำกว่าที่ผู้ผลิตกำหนด) ตัวแปรสำคัญ ได้แก่ ความเร็วและทิศทางลมเมื่อเทียบกับตัวนำ ความเข้มของแสงแดด ค่าการแผ่รังสีความร้อน อุณหภูมิแวดล้อม และอุณหภูมิสูงสุดของตัวนำ

ในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าแบบสามเฟสตัวนำต้องได้รับการออกแบบให้มีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า ต่ำ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าพลังงานที่สูญเสียไปในการจ่ายพลังงานนั้นมีน้อยที่สุด อิมพีแดนซ์เป็นผลรวมของปริมาณสองอย่าง คือ ความต้านทานและรีแอกแทนซ์ ค่าความต้านทานของตัวนำ ASCR จะถูกบันทึกไว้ในตารางสำหรับตัวนำแบบต่างๆ โดยผู้ผลิต ที่ความถี่ DC และ AC โดยสมมติอุณหภูมิการทำงานที่เฉพาะเจาะจง สาเหตุที่ความต้านทานเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่นั้น ส่วนใหญ่เกิดจากปรากฏการณ์สกินเอฟเฟ กต์ ปรากฏการณ์ พร็อกซิมิตี้เอฟเฟกต์และการสูญเสียฮิสเทอรีซิสขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของตัวนำ ซึ่งแตกต่างกันตามชื่อของตัวนำ ปรากฏการณ์เหล่านี้จะมีผลกระทบต่อความต้านทานโดยรวมในตัวนำที่ความถี่ DC และ AC ในระดับที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปแล้ว ค่า ความต้านทานเชิงไฟฟ้า ของตัวนำ มักไม่ถูกระบุไว้ในตารางข้อมูลของตัวนำ ACSR ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากระยะห่างระหว่างตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ และรัศมีของตัวนำ ค่าความต้านทานเชิงไฟฟ้าของตัวนำมีส่วนสำคัญต่อกระแสไฟฟ้าโดยรวมที่ต้องไหลผ่านสายส่ง และส่งผลให้เกิดการสูญเสียเนื่องจากความต้านทานในสายส่ง สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับค่าเหนี่ยวนำและค่าความจุของสายส่ง โปรดดูที่การส่งกำลังไฟฟ้าและสายส่ง ไฟฟ้าเหนือศีรษะ

ปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ทำให้พื้นที่หน้าตัดที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำลดลงเมื่อความถี่ของกระแสสลับเพิ่มขึ้น สำหรับกระแสสลับกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่ (63%) ไหลระหว่างผิวและระดับความลึกของสกินเอฟเฟกต์ δ ซึ่งขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสไฟฟ้าและคุณสมบัติทางไฟฟ้า (การนำไฟฟ้า) และแม่เหล็กของตัวนำ พื้นที่ที่ลดลงนี้ทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นเนื่องจากความสัมพันธ์ผกผันระหว่างความต้านทานและพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ ปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์มีประโยชน์ต่อการออกแบบ เนื่องจากทำให้กระแสไฟฟ้ากระจุกตัวอยู่บริเวณอะลูมิเนียมที่มีความต้านทานต่ำด้านนอกของตัวนำ เพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของสกินเอฟเฟกต์ มาตรฐานของสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) ได้รวมค่าการนำไฟฟ้าของแกนเหล็กเมื่อคำนวณความต้านทานกระแสตรงและกระแสสลับของตัวนำ แต่มาตรฐาน IEC และ CSA Group ไม่ได้รวมไว้

ในตัวนำ (ACSR และชนิดอื่นๆ) ที่มีกระแสไฟฟ้าสลับไหลผ่าน หากมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง การกระจายตัวของกระแสไฟฟ้าภายในตัวนำแต่ละตัวจะถูกจำกัดให้อยู่ในบริเวณที่เล็กลง การกระจุกตัวของกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า ปรากฏการณ์ความใกล้เคียง (proximity effect) การกระจุกตัวนี้ทำให้ความต้านทานกระแสสลับที่มีประสิทธิภาพของวงจรเพิ่มขึ้น โดยผลกระทบที่ความถี่ 60 เฮิรตซ์จะมากกว่าที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ รูปทรงเรขาคณิต ค่าการนำไฟฟ้า และความถี่ เป็นปัจจัยที่กำหนดปริมาณของปรากฏการณ์ความใกล้เคียงนี้

ปรากฏการณ์ความใกล้เคียงเกิดจากสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งส่งผลต่อการกระจายตัวของกระแสไฟฟ้าที่ไหลภายในตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อกระแสสลับ (AC) ไหลผ่านตัวนำที่แยกตัวออกไป มันจะสร้างสนามแม่เหล็กสลับรอบๆ ตัวนำนั้น สนามแม่เหล็กสลับนี้จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไหลวนในตัวนำที่อยู่ติดกัน ทำให้การกระจายตัวโดยรวมของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำเหล่านั้นเปลี่ยนแปลงไป

ผลที่ได้คือ กระแสไฟฟ้าจะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณของตัวนำที่อยู่ห่างจากตัวนำใกล้เคียงที่กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวกันมากที่สุด

ปรากฏการณ์ฮิสเทอรีซิสในตัวนำ ACSR เกิดจากการที่ไดโพลอะตอมในแกนเหล็กเปลี่ยนทิศทางเนื่องจากการเหนี่ยวนำจากกระแสไฟฟ้าสลับ 60 หรือ 50 เฮิรตซ์ในตัวนำ การสูญเสียจากฮิสเทอรีซิสใน ACSR เป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์และสามารถลดลงได้โดยการใช้ชั้นอะลูมิเนียมจำนวนคู่ในตัวนำ เนื่องจากผลของการหักล้างกันของสนามแม่เหล็กจากตัวนำที่มีทิศทางตรงข้าม (ขวามือและซ้ายมือ) สำหรับชั้นอะลูมิเนียมสองชั้น จะมีการสูญเสียจากฮิสเทอรีซิสในแกนเหล็กน้อยกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับกรณีที่ใช้ชั้นอะลูมิเนียมหนึ่งหรือสามชั้น ซึ่งสนามแม่เหล็กจะไม่หักล้างกัน

ผลกระทบจากฮิสเทอรีซิสมีน้อยมากในตัวนำ ACSR ที่มีจำนวนชั้นอะลูมิเนียมเป็นเลขคู่ ดังนั้นจึงไม่นำมาพิจารณาในกรณีเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม สำหรับตัวนำ ACSR ที่มีจำนวนชั้นอะลูมิเนียมเป็นเลขคี่ จะใช้ปัจจัยการทำให้เป็นแม่เหล็กเพื่อคำนวณความต้านทานกระแสสลับได้อย่างแม่นยำ วิธีการแก้ไขสำหรับ ACSR แบบชั้นเดียวจะแตกต่างจากที่ใช้สำหรับตัวนำสามชั้น เนื่องจากการใช้ปัจจัยการทำให้เป็นแม่เหล็ก ตัวนำที่มีจำนวนชั้นเป็นเลขคี่จึงมีความต้านทานกระแสสลับสูงกว่าตัวนำที่เทียบเท่ากันซึ่งมีจำนวนชั้นเป็นเลขคู่เล็กน้อย

เนื่องจากมีการสูญเสียฮิสเทอรีซิสในเหล็กสูงกว่าและทำให้เกิดความร้อนในแกนกลาง การออกแบบที่มีจำนวนชั้นเป็นเลขคี่จึงจะมีพิกัดกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า (ลดลงได้ถึง 10%) เมื่อเทียบกับการออกแบบที่มีจำนวนชั้นเป็นเลขคู่ที่เทียบเท่ากัน

ตัวนำ ACSR มาตรฐานทั้งหมดที่มีขนาดเล็กกว่า Partridge (135.2 มม. ^² {266.8 กิโลแคลอรี} 26/7 อลูมิเนียม/เหล็ก) มีเพียงชั้นเดียวเนื่องจากมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ดังนั้นจึงไม่สามารถหลีกเลี่ยงการสูญเสียฮิสเทอรีซิสได้

ACSR เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีประสิทธิภาพและประหยัด ในบางกรณีมีการใช้ ACSR แบบมาตรฐาน (บางครั้งเรียกว่าแบบดั้งเดิมหรือแบบทั่วไป) ในรูปแบบต่างๆ เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษที่ให้ประโยชน์มากพอที่จะคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น ตัวนำไฟฟ้าแบบพิเศษอาจประหยัดกว่า มีความน่าเชื่อถือสูงกว่า หรือเป็นทางออกที่ไม่เหมือนใครสำหรับปัญหาการออกแบบที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้

ตัวนำพิเศษประเภทหลัก ได้แก่ "ตัวนำลวดรูปสี่เหลี่ยมคางหมู" (TW) - ตัวนำที่มีเส้นลวดอะลูมิเนียมรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูแทนที่จะเป็นรูปทรงกลม) และ "ตัวนำหน่วงตัวเอง" (SD) บางครั้งเรียกว่า "ตัวนำหน่วงตัวเอง" (SDC) นอกจากนี้ยังมีตัวนำที่มีอุณหภูมิสูงกว่าที่คล้ายกันซึ่งทำจากอะลูมิเนียมอบอ่อนเรียกว่า "ตัวนำอะลูมิเนียมที่รองรับด้วยเหล็ก" (ACSS) ^{[ 6 ]}

ลวดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู (TW) สามารถใช้แทนลวดกลมเพื่อ "เติมเต็มช่องว่าง" โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมเล็กกว่า 10-15% สำหรับพื้นที่หน้าตัดเท่ากัน หรือมีพื้นที่หน้าตัดใหญ่กว่า 20-25% สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมเท่ากัน

การไฟฟ้าออนแทรีโอ (Hydro One) ได้นำเอาตัวนำ ACSR รูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1980 เพื่อทดแทนตัวนำ ACSR แบบลวดกลมที่มีอยู่เดิม (พวกเขาเรียกตัวนำแบบนี้ว่าตัวนำขนาดกะทัดรัด ปัจจุบันตัวนำประเภทนี้เรียกว่า ACSR/TW) ตัวนำรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู (TW) ของ Ontario Hydro ใช้แกนเหล็กแบบเดียวกัน แต่เพิ่มปริมาณอะลูมิเนียมในตัวนำเพื่อให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยรวมเท่ากับตัวนำแบบลวดกลมเดิม (ทำให้สามารถใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบเดียวกันได้ทั้งตัวนำแบบลวดกลมและแบบ TW) การออกแบบตัวนำ ACSR/TW รูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูของ Hydro One ใช้เฉพาะจำนวนชั้นอะลูมิเนียมที่เป็นเลขคู่เท่านั้น (สองชั้นหรือสี่ชั้น) พวกเขาไม่ใช้การออกแบบที่มีจำนวนชั้นเป็นเลขคี่ (สามชั้น) เนื่องจากจะทำให้เกิดการสูญเสียฮิสเทอรีซิสในแกนเหล็กสูงขึ้น นอกจากนี้ ในช่วงทศวรรษ 1980 การบริหารพลังงานบอนเนวิลล์ (BPA) ก็ได้นำเอาการออกแบบ TW มาใช้เช่นกัน โดยเพิ่มขนาดของแกนเหล็กเพื่อให้ได้อัตราส่วนอะลูมิเนียม/เหล็กเท่าเดิม

ตัวนำแบบลดการสั่นสะเทือนด้วยตัวเอง (ACSR/SD) เป็นเทคโนโลยีตัวนำที่ล้าสมัยเกือบหมดแล้วและแทบจะไม่ใช้ในการติดตั้งใหม่ ๆ เป็นตัวนำแบบตีเกลียวเรียงตัวเป็นวงกลม ออกแบบมาเพื่อควบคุมการสั่นสะเทือนที่เกิดจากลม ( แบบเอโอเลียน ) ในสายส่งไฟฟ้าแรงสูงโดยการลดการสั่นสะเทือนภายใน ตัวนำแบบลดการสั่นสะเทือนด้วยตัวเองประกอบด้วยแกนกลางที่เป็นลวดเหล็กกลมหนึ่งเส้นหรือมากกว่านั้น ล้อมรอบด้วยลวดอะลูมิเนียมรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูสองชั้น อาจมีการเพิ่มลวดอะลูมิเนียมกลมอีกหนึ่งชั้นหรือมากกว่านั้นตามความต้องการ

ตัวนำ SD แตกต่างจากตัวนำ ACSR ทั่วไปตรงที่ลวดอะลูมิเนียมในสองชั้นแรกมีรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูและมีขนาดที่เหมาะสม ทำให้แต่ละชั้นของลวดอะลูมิเนียมก่อตัวเป็นท่อเกลียวที่ไม่ยุบตัวลงไปทับชั้นด้านล่างเมื่ออยู่ภายใต้แรงดึง แต่ยังคงมีช่องว่างวงแหวนเล็กๆ ระหว่างชั้น ลวดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูแต่ละชั้นจะถูกแยกออกจากกันและจากแกนเหล็กด้วยช่องว่างวงแหวนเล็กๆ สองช่องที่ช่วยให้เกิดการเคลื่อนที่ระหว่างชั้นได้ ส่วนลวดอะลูมิเนียมทรงกลมจะสัมผัสกันอย่างแน่นหนาและสัมผัสกับลวดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูที่อยู่ด้านล่างอย่างแน่นหนา

ภายใต้แรงสั่นสะเทือน แกนเหล็กและชั้นอะลูมิเนียมจะสั่นด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน ส่งผลให้เกิดการลดทอนแรงกระแทก การลดทอนแรงกระแทกนี้เพียงพอที่จะรักษาระดับการสั่นสะเทือนจากลมให้อยู่ในระดับต่ำ การใช้เส้นลวดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูยังส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำลดลงสำหรับค่าความต้านทานกระแสสลับต่อไมล์ที่กำหนด

ข้อดีหลักๆ ของ ACSR/SD มีดังนี้:

• คุณสมบัติการหน่วงตัวเองสูงช่วยให้สามารถใช้ระดับแรงดึงที่ไม่มีน้ำหนักบรรทุกสูงขึ้น ส่งผลให้การหย่อนตัวสูงสุดลดลง และด้วยเหตุนี้จึงลดความสูงของโครงสร้างและ/หรือลดจำนวนโครงสร้างต่อกิโลเมตร [หรือต่อไมล์]
• การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสำหรับค่าความต้านทานกระแสสลับที่กำหนด จะช่วยลดแรงลมปะทะและแรงน้ำแข็งที่กระทำต่อโครงสร้างในแนวขวาง

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของ ACSR/SD ได้แก่:

• มีแนวโน้มว่าค่าติดตั้งและค่าตัดแต่งจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์พิเศษและวิธีการขึ้นเอ็นแบบพิเศษ
• การออกแบบตัวนำไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้แกนเหล็กเสมอ แม้ในพื้นที่ที่มีภาระไฟฟ้าน้อยก็ตาม

ตัวนำอลูมิเนียมเสริมเหล็ก (ACSS) มีลักษณะภายนอกคล้ายกับตัวนำ ACSR มาตรฐาน แต่เส้นลวดอลูมิเนียมได้รับการอบอ่อนอย่างสมบูรณ์ การอบอ่อนเส้นลวดอลูมิเนียมช่วยลดความแข็งแรงของตัวนำคอมโพสิต แต่หลังการติดตั้ง การยืดตัวอย่างถาวรของเส้นลวดอลูมิเนียมส่งผลให้แรงดึงของตัวนำส่วนใหญ่ถูกรับโดยแกนเหล็กมากกว่าตัวนำ ACSR มาตรฐาน ซึ่งส่งผลให้การยืดตัวเนื่องจากความร้อนของคอมโพสิตลดลงและมีการลดการสั่นสะเทือนในตัวเองมากขึ้น

ข้อดีหลักๆ ของ ACSS มีดังนี้:

• เนื่องจากเส้นลวดอะลูมิเนียมนั้น "อ่อนตัวมาก" ตั้งแต่แรกเริ่ม ตัวนำจึงสามารถใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาเซลเซียส (392 องศาฟาเรนไฮต์) ได้โดยไม่สูญเสียความแข็งแรง
• เนื่องจากแรงดึงในเส้นลวดอะลูมิเนียมโดยปกติจะต่ำ การลดแรงสั่นสะเทือนจากลมของตัวนำจึงสูง และสามารถติดตั้งได้ที่ระดับแรงดึงสูงโดยไม่มีโหลด โดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวลดแรงสั่นสะเทือนแบบ Stockbridge แยกต่างหาก

ข้อเสียเปรียบหลักของ ACSS ได้แก่:

• ในพื้นที่ที่มีปริมาณน้ำแข็งมาก ความแข็งแรงที่ลดลงของตัวนำนี้เมื่อเทียบกับ ACSR มาตรฐาน อาจทำให้ตัวนำนี้ไม่เหมาะสมเท่าที่ควร
• ความอ่อนนุ่มของเส้นลวดอะลูมิเนียมอบอ่อนและความเป็นไปได้ที่ต้องมีการดึงให้ตึงก่อนการหนีบและการหย่อนตัว อาจทำให้ต้นทุนการติดตั้งสูงขึ้น

ตัวนำแบบ Twisted pair (TP) (บางครั้งเรียกว่า T-2 หรือ VR) มีตัวนำย่อยสองตัวบิด (โดยปกติจะเป็นการบิดซ้าย) รอบกันและกัน โดยทั่วไปมีความยาวการบิดประมาณสามเมตร (เก้าฟุต) ^{[ 7 ] [ 6 ]}

หน้าตัดของตัวนำใน TP มีลักษณะเป็นรูป "เลข 8" ที่หมุนได้ ตัวนำย่อยสามารถเป็นตัวนำ ACSR มาตรฐานชนิดใดก็ได้ แต่ตัวนำย่อยเหล่านั้นต้องมีขนาดที่เข้ากันเพื่อให้เกิดความสมดุลทางกล

ข้อดีหลักๆ ของตัวนำ TP มีดังนี้:

• การใช้ตัวนำ TP ช่วยลดโอกาสการเกิดการสั่นสะเทือนจากน้ำแข็ง/ลมบนสายไฟ ในช่วงพายุหิมะ เมื่อน้ำแข็งเริ่มสะสมตามตัวนำ รูปทรงของตัวนำแบบบิดจะป้องกันไม่ให้เกิดรูปทรงปีกเครื่องบินที่สม่ำเสมอ หากใช้ตัวนำกลมมาตรฐาน รูปทรงปีกเครื่องบินจะทำให้ตัวนำยกตัวขึ้นและเริ่มต้นการสั่นสะเทือน รูปทรงของตัวนำ TP และการไม่มีรูปทรงปีกเครื่องบินที่สม่ำเสมอจะช่วยยับยั้งการเริ่มต้นของการสั่นสะเทือน การลดการเคลื่อนไหวในช่วงที่มีน้ำแข็งเกาะจะช่วยป้องกันไม่ให้ตัวนำเฟสสัมผัสกัน ซึ่งจะทำให้เกิดความผิดพลาดและไฟฟ้าดับ ด้วยการลดการเคลื่อนไหวที่มีแอมพลิจูดสูง ทำให้สามารถใช้ระยะห่างระหว่างเฟสที่แคบลงหรือความยาวช่วงที่ยาวขึ้นได้ ซึ่งจะส่งผลให้ต้นทุนการก่อสร้างลดลง โดยทั่วไปแล้ว ตัวนำ TP จะติดตั้งเฉพาะในพื้นที่ที่มักเผชิญกับความเร็วลมและอุณหภูมิเยือกแข็งที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของน้ำแข็ง
• รูปทรงที่ไม่กลมของตัวนำนี้ช่วยลดความรุนแรงของการสั่นสะเทือนจากลม และความเครียดที่ก่อให้เกิดความล้าบริเวณรอยต่อและแคลมป์ยึดตัวนำ ตัวนำ TP สามารถหมุนได้อย่างนุ่มนวลเพื่อกระจายพลังงาน ส่งผลให้สามารถติดตั้งตัวนำ TP ที่ระดับแรงดึงสูงขึ้นและลดการหย่อนตัวได้

ข้อเสียที่สำคัญของตัวนำ TP ได้แก่:

• หน้าตัดที่ไม่เป็นทรงกลมส่งผลให้แรงลมและแรงน้ำแข็งที่เกิดขึ้นนั้นสูงกว่าตัวนำมาตรฐานที่มีความต้านทานกระแสสลับเท่ากันประมาณ 11% ต่อไมล์
• การติดตั้งและอุปกรณ์สำหรับตัวนำชนิดนี้ อาจมีราคาแพงกว่าตัวนำมาตรฐานเล็กน้อย

วงจรไฟฟ้าหลายวงจรมีความยาวมากกว่าความยาวของตัวนำที่สามารถบรรจุอยู่ในม้วนเดียวได้ ดังนั้นจึงมักจำเป็นต้องต่อตัวนำเพื่อให้ได้ความยาวที่ต้องการ สิ่งสำคัญคือจุดต่อต้องไม่ใช่จุดอ่อน จุดต่อ (ข้อต่อ) ต้องมีความแข็งแรงทางกายภาพสูงควบคู่ไปกับพิกัดกระแสไฟฟ้าสูง โดยทั่วไปแล้ว ภายใต้ข้อจำกัดของอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้งตัวนำจากม้วน จะซื้อตัวนำที่มีความยาวเพียงพอสำหรับม้วนเพื่อหลีกเลี่ยงการต่อมากเกินความจำเป็น

ข้อต่อสายไฟถูกออกแบบมาให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าตัวนำ อุณหภูมิของข้อต่อจะต่ำลงได้เนื่องจากมีพื้นที่หน้าตัดใหญ่กว่า จึงมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่าตัวนำ นอกจากนี้ ความร้อนที่เกิดขึ้นที่ข้อต่อยังถูกระบายออกได้เร็วกว่าเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของข้อต่อมีขนาดใหญ่กว่า

ความเสียหายของการต่อสายไฟเป็นเรื่องที่น่ากังวล เพราะความเสียหายเพียงจุดเดียวอาจทำให้เกิดไฟฟ้าดับซึ่งส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนมาก

รอยต่อส่วนใหญ่เป็นรอยต่อแบบบีบอัด ( crimps ) รอยต่อประเภทนี้ราคาไม่แพง มีความแข็งแรงและนำไฟฟ้าได้ดี

ข้อต่อบางประเภทที่เรียกว่าแบบอัตโนมัติ ใช้การออกแบบแบบก้ามปูซึ่งติดตั้งได้เร็วกว่า (ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์บีบอัดขนาดใหญ่) และมักใช้ในระหว่างการซ่อมแซมหลังพายุเมื่อความเร็วในการติดตั้งมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพในระยะยาวของข้อต่อ

สาเหตุของการต่อสายไฟล้มเหลวนั้นมีมากมาย สาเหตุหลักบางประการเกี่ยวข้องกับปัญหาในการติดตั้ง เช่น การทำความสะอาดตัวนำไม่เพียงพอ (การใช้แปรงลวด) เพื่อกำจัด ชั้น อะลูมิเนียมออกไซด์ (ซึ่งมีความต้านทานสูง {เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี}) การใช้จาระบีนำไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสม แรงกดที่ไม่เหมาะสม ตำแหน่งการกดที่ไม่เหมาะสม หรือจำนวนครั้งในการกดที่ไม่เหมาะสม

ความเสียหายจากการต่อสายไฟอาจเกิดจากแรงสั่นสะเทือนจากลมได้เช่นกัน เนื่องจากแรงสั่นสะเทือนเล็กน้อยของตัวนำเมื่อเวลาผ่านไปจะทำให้เส้นลวดอะลูมิเนียมบริเวณปลายรอยต่อเสียหาย (ขาด)

จำเป็นต้องใช้การต่อแบบพิเศษ (การต่อแบบสองชิ้น) สำหรับตัวนำประเภท SD เนื่องจากช่องว่างระหว่างชั้นอะลูมิเนียมรูปสี่เหลี่ยมคางหมูกับแกนเหล็กทำให้แรงกดที่การต่อกับแกนเหล็กไม่เพียงพอ การออกแบบแบบสองชิ้นประกอบด้วยการต่อสำหรับแกนเหล็กและการต่อที่ยาวกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าสำหรับส่วนอะลูมิเนียม ต้องใส่การต่อด้านนอกเข้าไปก่อนแล้วเลื่อนไปตามตัวนำ จากนั้นจึงกดการต่อเหล็กก่อน แล้วจึงเลื่อนการต่อด้านนอกกลับไปทับการต่อที่เล็กกว่าแล้วจึงกด กระบวนการที่ซับซ้อนนี้อาจทำให้การต่อไม่ดีได้ง่าย^{[ 8 ]}

รอยต่อสายไฟอาจเสียหายบางส่วนได้เช่นกัน โดยอาจมีความต้านทานสูงกว่าที่คาดไว้ ซึ่งมักเกิดขึ้นหลังจากใช้งานไประยะหนึ่ง สามารถตรวจจับได้โดยใช้กล้องถ่ายภาพความร้อน หัววัดความร้อน และการวัดความต้านทานโดยตรง แม้ในขณะที่สายไฟยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่ รอยต่อดังกล่าวโดยทั่วไปต้องเปลี่ยนใหม่ ไม่ว่าจะเปลี่ยนในขณะที่สายไฟไม่มีกระแสไฟฟ้า โดยการทำบายพาสชั่วคราวเพื่อเปลี่ยน หรือโดยการต่อรอยต่อขนาดใหญ่ทับรอยต่อเดิมโดยไม่ต้องตัดการเชื่อมต่อสายไฟ

เมื่อ ACSR ยังใหม่ อะลูมิเนียมจะมีพื้นผิวที่มันวาวซึ่งมีค่าการแผ่รังสีความร้อนต่ำและมีการดูดซับแสงแดดต่ำ เมื่อตัวนำมีอายุมากขึ้น สีจะเปลี่ยนเป็นสีเทาหมองเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเส้นอะลูมิเนียม ในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษสูง สีอาจเปลี่ยนเป็นสีดำเกือบทั้งหมดหลังจากสัมผัสกับองค์ประกอบและสารเคมีเป็นเวลาหลายปี สำหรับตัวนำที่มีอายุมาก ค่าการแผ่รังสีความร้อนและการดูดซับแสงแดดจะเพิ่มขึ้น มีการเคลือบตัวนำที่มีค่าการแผ่รังสีความร้อนสูงและมีการดูดซับแสงแดดต่ำ การเคลือบเหล่านี้จะถูกนำไปใช้กับตัวนำใหม่ในระหว่างการผลิต การเคลือบประเภทนี้มีศักยภาพในการเพิ่มพิกัดกระแสของตัวนำ ACSR สำหรับปริมาณแอมแปร์เท่ากัน อุณหภูมิของตัวนำเดียวกันจะต่ำลงเนื่องจากการระบายความร้อนที่ดีขึ้นของการเคลือบที่มีค่าการแผ่รังสีสูงกว่า^{[ 9 ]}

• ตัวนำ ACCC
• เหล็กหุ้มทองแดง