【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は架空送配電線の水結防止のために電
線上に巻付けて使用される磁性線材特にアルミニ
ウム送電線用磁性線材に関するものである。
冬期に於て寒冷地域特に北日本或は裏日本で
は、架空送電線に着雪、着氷を来たし、これが成
長してかなりの大きさとなり、径間における電線
重量の増大、風圧荷重の増大を招き、電線の弛度
の増大や、過大張力による電線の破断、更には鉄
塔の倒壊などの事故を発生するに至る原因となる
場合が多い。又、着氷雪がブロツク状となり落下
すると、架空線下を通行する人間に対する危険が
ある他、架空線下が農地であつても、作物やビニ
ルハウス等に損傷を与えるおそれがあり、大きな
社会問題を発生するのでこの問題の解決が要望さ
れている。
このため、これまで着雪防止対策として、一時
的な大電流送電により、導体のジユール熱により
融解する方法、或はリング状のものを送電線に取
り付けて、着雪塊を落下せしめる方法等が行なわ
れているが、大電流送電は電力系統運用上制限を
受け、自由には実施できず、リング状のものを取
り付けても、着氷雪の種類によつて効果に差があ
り、更に成長した氷雪塊を単に落下させるとその
落下地点に於て2次災害を発生するおそれがあ
り、充分な対策とは言えないものである。
一方交流送電線上に磁性体で作られたスリーブ
或はスパイラル状に加工された線状体、テープ、
ロツド等を巻きつけ、送電々流による交流磁界が
スリーブ等を通過することによつて発生するヒス
テリシス損、うず電流損による損失熱を利用して
融雪する方法も提案されているが、これらのスリ
ーブ、線、テープ、ロツドを電線上に巻きつける
と電線重量が増加するため、なるべく軽量である
ことが望ましく、又着氷雪の起らない温度での磁
性体からの発熱は、送電損失の増加となるので、
高温時には磁気特性が低下し発熱しなくなるキユ
リー点の低い材料が望ましい。このキユリー点が
常温付近に存在するいわゆる低キユリー点材料は
一般にキユリー点の高い材料と比較して保持力が
小さい特徴がある。そのため発熱に関与するヒス
テリシス損失のみでは所望の融雪効果を期待でき
ず、うず電流損失による発熱を併用する必要があ
る。
磁性体のキユリー点が高温(300℃以上)の場
合はヒステリシス損による発熱がうず電流損によ
る発熱と比べて大きいために、被覆材の厚さが変
化してもそ程大きな違いは生じない。
しかしキユリー点が低温(200℃以下)になる
と、ヒステリシス損による発熱よりもうず電流に
よる発熱が大きくなるため、適切な寸法に高導電
性金属被覆層の厚さを決定しないと融雪効果が見
られないなどの問題を発生することとなる。
本発明者等は種々検討の結果磁性材料として
Cr含量3.1重量%以下のNi,Cr,Si,Fe系合金を
用いその断面円形の線材の周囲に均一な厚さでア
ルミニウム合金系の低抵抗材料を被覆する場合に
於て、被覆材の厚さを、全断面積に対する導電材
料の占める断面積の面積比率を15〜40%とするよ
うにし、更に一層好ましくは20〜30%とするよう
にした断面円形の磁性線材を提供するものであ
る。
ここでCr含量を3.1重量%以下としたのは、Cr
含量が3.1重量%を越えたCr含量の合金に比して
著しく有利に発熱効果が得られるためである。
又、本発明で用いる前記合金からなる高導電材
料の面積比が15%未満の場合は、導電材料を被覆
した効果が余りにも小さく、特に効果的であると
みられるのは20%以上の場合である。又、40%を
越えて厚い導電材料を被覆した場合には、逆に発
熱が小さくなり、不適当である。
又、更に本発明では断面円形の線材を選択して
いるので被覆厚が均一で歪取り加工をしてもその
厚さは均一のものが得られ発熱特性のよい線材を
提供することができる。
以下本発明を実施例について説明する。
実施例 1、2
Ni36重量%、Cr3.1重量%、Si1.0重量%、残部
Feからなる合金(実施例1)、Ni36重量%、
Cr0.5重量%、Si1.0重量%、残部Feからなる合金
(実施例2)をそれぞれ真空溶解して溶製し、直
径30mmの金型に鋳造した。これらの合金を冷間鋳
造および伸線により、直径10mmの線に加工した
後、合金表面を研磨し、0.3〜2.0mm厚のアルミ管
を被覆した後、直径2.4〜3.0mmまでの各種の寸法
に伸線して、いずれの心材径も直径2.3mmとなる
ようにそろえた。各線のアルミの被覆率は10〜49
%となつた。
比較例 1、2
実施例1と同様だがアルミ管を被覆しないで直
径2.3mmまで伸線したもの(比較例1)及び最終
線径で亜鉛めつきを施したもの(比較例2)を製
造した。
これら実施例及び比較例について30 0eの交番
磁界中での発熱量を測定した。これを第1図に示
す。
融雪に必要とされる発熱量は電線に取り付ける
磁性線材の重量の制限から30 0eで1Kg当り
30watt程度以上必要とされるので15〜40%の面
積比の範囲で実用に供せられるのに充分な発熱が
得られることが判つた。
実施例 3、4
Ni36重量%、Cr3.1重量%、Si1.0重量%、残部
Feからなる断面円形の合金線(実施例3)、及び
JIS G 3506で規定された断面円形の硬鋼線
SWRH 62 Aからなる鋼線(実施例4)の各々
に面積比で25%となるように電気用アルミニウム
を被覆した複合線を製造した。
比較例 3、4
実施例3、4と同じ合金線及び硬鋼線のそれぞ
れにアルミニウム被覆を施さずに比較例3、4と
した。
上記実施例3、4及び比較例3、4の各試料に
ついて、0℃での発熱を50 0eおよび15 0eの交番
磁界の下に測定した。
表1はそれぞれ試料の重量1Kg当りの発熱量を
示す。
なお伸線加工後ローラー加工等により残留歪取
り加工をしたものは当然靭性が出ると共に、発熱
量も大きくなるので、より好ましい線材として提
供することができる。 1図はアルミニウム合金
の各種類〔Cr含有量が3.1重量%、0.5重量%のも
の(いずれも本発明)と5重量%のもの(比較
例)〕におけるアルミ面積比と発熱量の関係を示
すグラフで、このことから本発明のものが優れて
いることが判る。
The present invention relates to a magnetic wire, particularly a magnetic wire for aluminum power transmission lines, which is used by being wound around electric wires to prevent water condensation on overhead power transmission and distribution lines. During the winter, in cold regions, especially in northern Japan and the back of Japan, snow and ice accumulate on overhead power lines, and this grows to a considerable size, leading to an increase in the weight of the wires in the span and an increase in the wind pressure load. This often leads to accidents such as an increase in the slackness of the wires, breakage of the wires due to excessive tension, and even the collapse of the steel tower. In addition, when ice and snow fall in the form of blocks, it poses a danger to people passing under the overhead wires, and even if the area under the overhead wires is farmland, it can cause damage to crops, vinyl houses, etc., and is a major social problem. occurs, so a solution to this problem is desired. For this reason, as a measure to prevent snow accumulation, methods have been used to prevent snow buildup, such as temporarily transmitting large currents to melt the snow due to the heat of the conductor, or attaching ring-shaped objects to power transmission lines to cause the snow to fall. However, large current transmission is not possible freely due to restrictions on power system operation, and even if a ring-shaped device is installed, the effectiveness varies depending on the type of ice and snow, and the problem has grown further. If ice and snow blocks are simply allowed to fall, there is a risk of secondary disasters occurring at the point where they fall, and this cannot be said to be a sufficient countermeasure. On the other hand, sleeves made of magnetic material, linear bodies processed into a spiral shape, tapes,
A method has also been proposed in which snow is melted using heat loss due to hysteresis loss and eddy current loss generated when the alternating current magnetic field generated by the transmitted current passes through the sleeve, etc., by winding it around a rod, etc. Wrapping wires, tapes, and rods around electric wires increases the weight of the wires, so it is desirable that they be as light as possible, and heat generated by magnetic materials at temperatures that do not cause icing or snow increases power transmission losses. So,
It is desirable to use a material with a low Curie point, which reduces its magnetic properties and does not generate heat at high temperatures. So-called low-Kyrie point materials, which have a Kyrie point near room temperature, are generally characterized by having a smaller retention force than materials with a higher Kyrie point. Therefore, the desired snow melting effect cannot be expected only with hysteresis loss related to heat generation, and it is necessary to use heat generation due to eddy current loss in combination. When the Curie point of the magnetic material is high (300°C or higher), the heat generated by hysteresis loss is larger than the heat generated by eddy current loss, so changing the thickness of the coating material does not make much of a difference. However, when the Curie point becomes low (below 200°C), the heat generated by eddy current becomes larger than the heat generated by hysteresis loss, so if the thickness of the highly conductive metal coating layer is not determined to an appropriate size, snow melting effects will not be observed. This may cause problems such as not being able to do so. As a result of various studies, the present inventors discovered that
When a Ni, Cr, Si, Fe-based alloy with a Cr content of 3.1% by weight or less is coated with an aluminum alloy-based low-resistance material around a wire rod having a circular cross section, the thickness of the coating material is To provide a magnetic wire having a circular cross section, in which the area ratio of the cross-sectional area occupied by the conductive material to the total cross-sectional area is 15 to 40%, and even more preferably 20 to 30%. . Here, the Cr content was set to 3.1% by weight or less because Cr
This is because a significantly more advantageous heat generation effect can be obtained compared to alloys with a Cr content of more than 3.1% by weight. Furthermore, when the area ratio of the highly conductive material made of the alloy used in the present invention is less than 15%, the effect of coating with the conductive material is too small, and it seems that it is particularly effective when the area ratio is 20% or more. be. Furthermore, if the conductive material is coated with a thickness exceeding 40%, heat generation will be reduced, which is inappropriate. Further, in the present invention, since a wire rod having a circular cross section is selected, the coating thickness is uniform, and even when subjected to strain relief processing, a wire rod having a uniform thickness can be obtained, and a wire rod with good heat generation characteristics can be provided. The present invention will be described below with reference to Examples. Examples 1 and 2 Ni36% by weight, Cr3.1% by weight, Si1.0% by weight, balance
Alloy consisting of Fe (Example 1), Ni 36% by weight,
An alloy (Example 2) consisting of 0.5% by weight of Cr, 1.0% by weight of Si, and the balance of Fe (Example 2) was vacuum melted and cast into a mold with a diameter of 30 mm. After processing these alloys into wires with a diameter of 10 mm by cold casting and wire drawing, the alloy surface is polished and coated with aluminum tubes with a thickness of 0.3 to 2.0 mm, and then various sizes of wires with a diameter of 2.4 to 3.0 mm are formed. The wire was drawn so that the diameter of each core material was 2.3 mm. The aluminum coverage of each wire is 10~49
%. Comparative Examples 1 and 2 Same as Example 1, but the aluminum tube was drawn to a diameter of 2.3 mm without coating (Comparative Example 1), and the final wire diameter was galvanized (Comparative Example 2). . For these Examples and Comparative Examples, the amount of heat generated in an alternating magnetic field of 300e was measured. This is shown in FIG. The amount of heat required for snow melting is 300e per 1kg due to the weight limit of the magnetic wire attached to the electric wire.
Since approximately 30 watt or more is required, it has been found that sufficient heat generation for practical use can be obtained with an area ratio of 15 to 40%. Examples 3 and 4 Ni36% by weight, Cr3.1% by weight, Si1.0% by weight, balance
An alloy wire with a circular cross section made of Fe (Example 3), and
Hard steel wire with circular cross section specified by JIS G 3506
A composite wire was manufactured by coating each steel wire (Example 4) made of SWRH 62 A with electrical aluminum so that the area ratio was 25%. Comparative Examples 3 and 4 Comparative Examples 3 and 4 were prepared by using the same alloy wire and hard steel wire as in Examples 3 and 4 without applying aluminum coating, respectively. For each of the samples of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4, the heat generation at 0°C was measured under alternating magnetic fields of 50 0e and 150e. Table 1 shows the calorific value per 1 kg of sample weight. Note that wire rods that have been subjected to residual strain removal processing by roller processing or the like after wire drawing naturally exhibit toughness and also have a large calorific value, so they can be provided as more preferable wire rods. Figure 1 shows the relationship between aluminum area ratio and calorific value for various types of aluminum alloys [those with Cr content of 3.1% by weight, 0.5% by weight (both the present invention) and 5% by weight (comparative example)]. From this graph, it can be seen that the product of the present invention is superior.
【表】
この表から判るように硬鋼線の場合は被覆の有
無によらず余り大きな違いはなく実用上不必要な
損失が増大する。
合金線の場合にはアルミを被覆したものは、ア
ルミを被覆しないものに比べて約4倍の発熱があ
り、又、磁界が大きくなつても発熱の増加はそれ
ほど大きくはなく、Fe−Ni系合金の被覆が必要
不可欠であることが判る。[Table] As can be seen from this table, in the case of hard steel wires, there is not much difference regardless of whether they are coated or not, and the loss increases which is unnecessary for practical purposes. In the case of alloy wires, those coated with aluminum generate about four times as much heat as those without aluminum coating, and even when the magnetic field increases, the increase in heat generation is not that large; It can be seen that alloy coating is essential.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第1図はアルミ管被覆磁性線材のAl面積比
(%)と1Kg当りの発熱量(Watt/Kg)のグラ
フ。
である。
Figure 1 is a graph of the Al area ratio (%) and calorific value per 1 kg (Watt/Kg) of aluminum tube-coated magnetic wire. It is.