JP6183264B2 - 光ファイバ複合架空地線 - Google Patents
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Description
内部に光ファイバ素線が設けられる光心線を有する光ユニット部と、
前記光ユニット部の外側に設けられる地線部と、
を有し、
前記地線部は、
導電率が50%IACS以上である第1素線と、
単位長さ当たりの溶融エネルギーが550J/cmより大きい第2素線と、
を有する
光ファイバ複合架空地線が提供される。
内部に光ファイバ素線が設けられる光心線を有する光ユニット部と、
前記光ユニット部の外側に設けられる地線部と、
を有し、
前記地線部は、
前記光ユニット部の外側に設けられる第1地線層と、
前記第1地線層の外側に設けられる第2地線層と、
を有し、
前記第1地線層の導電率は、前記第2地線層の導電率よりも高い
光ファイバ複合架空地線が提供される。
(1)光ファイバ複合架空地線の構造
本発明の第1実施形態に係る光ファイバ複合架空地線について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る光ファイバ複合架空地線の軸方向と直交する断面図である。
図1に示されているように、OPGW10の中心には、光ユニット部20が設けられる。光ユニット部20の内部には、光ファイバ素線100を有する光心線200が設けられる。なお、本実施形態のOPGW10に組み込むことが可能な光ユニット部20については、詳細を後述する。
光ユニット部20の外側には、地線部30が設けられる。地線部30は、雷撃から電力線(50)および光心線200を保護し、常時誘導電流および地絡時の電流による温度上昇を所定の範囲に抑え、架線時にOPGW10の張力を負担するテンションメンバとして機能するよう構成される。地線部30は、少なくとも2種類の素線を有し、例えば、導電率が高い材料により構成される第1素線320と、耐雷性(落雷による耐溶損性)を有する材料により構成される第2素線420と、を有する。
OPGW10の具体的な寸法としては、光ユニット部20の直径は2mm以上7mm以下であり、例えば4.5mmである。
上述のように、本実施形態のOPGW10は、耐雷性(落雷による耐溶損性)を維持しつつ導電率を高くすることにより、耐熱温度が低い光心線200を組み込むことができるよう構成される。例えば、本実施形態のOPGW10に組み込まれる光心線200の耐熱温度を、常時100℃以上150℃未満、瞬時200℃以上300℃未満とすることができる。より好ましくは、本実施形態のOPGW10に組み込まれる光心線200の耐熱温度を、常時100℃、瞬時200℃とすることができる。このように耐熱温度が低い光心線200を有する光ユニット部20は、例えば以下のように構成される。
光ファイバ素線100の具体的な寸法としては、例えば、光ファイバ110の直径は0.125mmである。第1ファイバ被覆層140の厚さは0.01mm以上0.11mm以下であり、第2ファイバ被覆層150の厚さは0.01mm以上0.11mm以下である。すなわち、光ファイバ素線100の直径は、0.165mm以上0.56mm以下である。
(電力線の架線条件)
ここで、図5を用い、本実施形態の電力線50の架線条件について説明する。図5は、鉄塔における光ファイバ複合架空地線および電力線の架線構造を光ファイバ複合架空地線の軸方向から見た図である。図5に示されているように、本実施形態のOPGW10は、電力線50と併設される。以下、電力線50の架線条件と合わせて、電力線50の架線条件が、OPGW10に誘起される誘導電流や、地絡時にOPGW10に流れる電流等に、どのように影響を与えるかについても説明する。
本実施形態のOPGW10は、鉄塔80の頂部に接続クランプ(不図示)を介して架線される。上述のように、OPGW10は、例えば2条設けられる。本実施形態のOPGW10は、例えば以下の条件を満たすように架線される。
次に、本実施形態に係るOPGW10の製造方法について説明する。
まず、光ファイバ線引機を用い、光ファイバプリフォームを加熱炉で溶融し延伸することにより、光ファイバ110を形成する。次に、延伸した光ファイバ110の外周に紫外線硬化型のシリコーン樹脂を被覆して紫外線を照射することを順次2回行うことにより、第1ファイバ被覆層140および第2ファイバ被覆層150を形成する。このように形成された光ファイバ素線100の中間体を金属製のボビンに巻取り、このボビンを恒温槽に投入し、例えば120℃30分間の熱処理を行う。以上により、光ファイバ素線100を形成する。
光ファイバ素線100を例えば3本撚り合せ、光ファイバ素線100の外周を覆うように、例えばフッ素系樹脂を含む素線被覆層210を形成する。これにより、光心線200を形成する。
予め軸方向に螺旋状の溝部が形成されたスペーサ280を準備しておき、スペーサ280の溝部に光心線200を挿通させる。次に、光心線200が溝部に挿通されたスペーサ280の外側に、アルミニウムからなるテープを縦添えしてテープ同士の接合部を連続的に溶接および伸管することにより、保護管290を形成する。以上により、光ユニット部20を形成する。
円形の開口を有する伸線ダイスを用い、伸線機により、耐熱アルミニウム合金(TAL)からなる第1素線320を形成する。
円形の開口を有する伸線ダイスを用い、伸線機により、鋼からなり鋼線440となる鋼線用線材を形成する。次に、熱間押出法により、鋼線440となる鋼線用線材に被覆層460となるアルミニウムを被覆して複合線材を形成する。次に、得られた複合線材を伸線機によって伸線することにより、AC線からなる第2素線420を形成する。
次に、光ユニット部20を中心に配置し、光ユニット部20の外周を覆うように、例えば6本の第1素線320を撚り合わせることにより、第1地線層300を形成する。次に、第1地線層300の外周を覆うように、例えば12本の第2素線420を撚り合わせることにより、第2地線層400を形成する。
本実施形態やその変形例によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
上述の第1実施形態では、光心線200がいわゆる固定型3心一括光心線である場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、以下の変形例のような光心線および光ユニット部の構成が考えられる。なお、光ファイバ素線100の構成は第1実施形態と同様である。以下の変形例では、第1実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第1実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、その説明を省略する。
図3(b)は、本実施形態に係る光ユニット部の軸方向と直交する断面図である。図3(b)に示されているように、変形例1の光心線202は、いわゆる固定型6心一括光心線である。
図4(a)は、変形例2に係る光ユニット部の軸方向と直交する断面図である。図4(a)に示されているように、変形例2の光心線204は、いわゆる非固定型一括光心線である。
図4(b)は、変形例3に係る光ユニット部の軸方向と直交する断面図である。図4(b)に示されているように、変形例3の光心線206も、変形例2と同様に、いわゆる非固定型一括光心線である。
図6を用い、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本実施形態に係る光ファイバ複合架空地線の軸方向と直交する断面図である。
図6に示されているように、本実施形態のOPGW12において、光ユニット部20の外側に設けられる第1地線層302は、例えば断面が扇形である第1素線322を有する。第1素線322は、径方向に沿った側面を有する。なお、「径方向に沿った」とは、「径方向の成分を有する方向に設けられた」と言い換えることができる。第1地線層302に撚り合わせられる複数の第1素線322は、互いに側面で接する(面接触する)。これにより、第1地線層302において、第1素線322が密に充填される。
本実施形態によれば、第1地線層302に撚り合わせられる複数の第1素線322は、互いに側面で接する(面接触する)。第1地線層302において、第1素線322が密に充填される。第1地線層302における第1素線322の断面積を大きくすることができ、第1地線層302の電気抵抗を低くすることができる。第1地線層302において、電力線(50)から誘起される誘導電流、または地絡時の電流によるジュール熱の発生がさらに抑制される。したがって、OPGW10の温度上昇を安定的に抑制することができる。
図7を用い、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、本実施形態に係る光ファイバ複合架空地線の軸方向と直交する断面図である。
以上、本発明の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下の表1に示されているように、図1に示された第1実施形態に相当するサンプル1のOPGWを設計し、500kV、TACSR410mm2の1相当たり4導体、2回線同相配列された電力線に併設した場合の温度、弛度特性等を検討(評価)した。
上記したサンプルおよび比較例のOPGWにおいて、以下のような評価を行った。
表4に示されているように、比較例のOPGWでは、常時温度が114℃であり、瞬時温度が259℃だった。このため、比較例のOPGWに組み込まれる光心線の耐熱温度は、常時150℃、瞬時300℃であることが必要となることが分かる。
20,22,24,26 光ユニット部
30 地線部
50 電力線(送電本線)
51a,51b,51c 1号線
52a,52b,52c 2号線
80 鉄塔
100 光ファイバ素線
110 光ファイバ
120 コア
130 クラッド
140 第1ファイバ被覆層
150 第2ファイバ被覆層
200,202,204,206 光心線
210,214,216 素線被覆層
222,226 中心介在物
224 テンションメンバ
232 素線被覆テープ
280,282 スペーサ
290 保護管
300 第1地線層
320,322 第1素線
400,404 第2地線層
420,424 第2素線
440 鋼線
460 被覆層
500 導体
Claims (11)
- 内部に光ファイバ素線が設けられる光心線を有する光ユニット部と、
前記光ユニット部の外側に設けられる地線部と、
を有し、
前記地線部は、
導電率が50%IACS以上である第1素線と、
単位長さ当たりの溶融エネルギーが550J/cmより大きい第2素線と、
を有する
ことを特徴とする光ファイバ複合架空地線。 - 前記地線部は、
前記光ユニット部の外側に前記第1素線が複数撚り合わせられて設けられる第1地線層と、
前記第1地線層の外側に前記第2素線が複数撚り合わせられて設けられる第2地線層と、
を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記第1素線は、径方向に沿った側面を有し、
前記第1地線層に撚り合わせられる前記複数の第1素線は、互いに前記側面で接する
ことを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 単位長さ当たりの電気抵抗は、0.140Ω/km以下である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記第2素線は、アルミニウム被覆鋼線からなる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記第2素線の導電率は、前記第1素線の導電率よりも低く、
前記第2素線の直径は、3.2mm以上である
ことを特徴とする請求項5に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記第1素線は、耐熱アルミ合金線、超耐熱アルミ合金線、特別耐熱アルミ合金線および高力耐熱アルミ合金線の少なくともいずれかからなる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記第1素線は、アルミニウム被覆鋼線からなる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記光心線の耐熱温度は、常時100℃以上150℃未満、瞬時200℃以上300℃未満である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 前記光ファイバ素線は、
光ファイバと、
前記光ファイバを被覆し紫外線硬化型のシリコーン樹脂を含む被覆層と、
を有する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光ファイバ複合架空地線。 - 内部に光ファイバ素線が設けられる光心線を有する光ユニット部と、
前記光ユニット部の外側に設けられる地線部と、
を有し、
前記地線部は、
前記光ユニット部の外側に設けられる第1地線層と、
前記第1地線層の外側に設けられる第2地線層と、
を有し、
前記第1地線層の導電率は、前記第2地線層の導電率よりも高い
ことを特徴とする光ファイバ複合架空地線。
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