JPH07192534A - 複合撚線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 架空送電線路において架空送電線への落雷に
よる、送電線の断線もしくは損傷を防止する。 【構成】 最外層に位置する素線が鋼線１１，１３を心
材とし、その外周面に高融点金属であるモリブデンもし
くはタングステン１４，ニオブ，モリブデン合金，タン
グステン合金、もしくはニオブ合金のいずれかを被覆す
るとともに、その外周にアルミニウム層１２，１５を有
し、更に、最表層として該アルミニウム層の外周面に亜
鉛層１６を有する素線を撚合せてなることを特徴とする
複合撚線であって、特に架空地線において耐雷性を発揮
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、架空送電線路におい
て架空送電線への落雷による、送電線の断線もしくは損
傷を防止することを目的とする複合撚線に関する。

【０００２】

【従来の技術】架空地線は、架空送電線、すなわち電力
線への落雷を防止するために架設されるものであり、落
雷を架空地線の方に招き、電力線を落雷から保護するた
めに設けられたものである。

【０００３】従来の架空地線としては、以下に挙げるよ
うなものがあった。 鋼線のまわりにアルミニウムを被覆したアルミニウム
被覆鋼線を寄り合わせて撚線としたもの。 撚線の外周に亜鉛をめっきした亜鉛めっき鋼線を撚線
としたもの。 亜鉛めっき鋼線の撚線を中心部とし、このまわりをア
ルミ線で撚合わせた鋼心アルミ撚線がある。また、架空
地線の中心部に光ファイバケーブルを通した電力光複合
架空地線も最近多用されるようになっている。このよう
な電力光複合架空地線（ＯＰＧＷ）としては、導体部と
してアルミニウム被覆鋼撚線、鋼心イ号アルミ合金撚線
および鋼心高力耐熱アルミ合金撚線などの新線種のもの
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の架空地線では、落雷時の落雷アークによって
素線が溶断し、撚線がばらけて、下方に架設された電力
線に接触する危険があった。特に、上記の鋼心アルミ撚
線は、外周部にアルミ線を配置しているため、アルミ素
線の素線切れが多数発生した。

【０００５】電流容量の小さい送電線路では、前述の亜
鉛めっき鋼線撚線が使用され、電流容量の大きな送電線
路では、前述のアルミ被覆鋼より線が使用されている
が、これらの架空地線においても、やはり落雷アークに
より素線切れが発生している。この発明は、かかる従来
の問題点を解消し素線切れ等を有効に防止することので
きる複合撚線を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明、複合撚線であ
って、最外層に位置する素線が鋼線を心材とし、その外
周面に高融点金属であるモリブデンもしくはタングステ
ン，ニオブ，モリブデン合金，タングステン合金、もし
くはニオブ合金のいずれかを被覆するとともに、その外
周にアルミニウム層を有し、更に、最表層として該アル
ミニウム層の外周面に亜鉛層を有する素線を撚合せてな
ることを特徴とする複合撚線である。

【０００７】最外層に位置する素線が鋼線を心材とし高
融点金属であるモリブデンもしくはタングステン，ニオ
ブ，モリブデン合金，タングステン合金、もしくはニオ
ブ合金のいずれかを外表面に被覆した線材で構成され
る。この高融点金属層の外層にパイプ嵌合法や（アル
ミ）連続押出法（コンフォーム法）などでアルミニウム
層を被覆し、さらに耐雷効果が期待できる亜鉛層を最表
層としてめっきもしくは気相プロセスにより被覆する。
この外層に位置する素線の内層は、高強度鋼線を心材と
しアルミニウムもしくはアルミニウム合金を被覆した素
線を配置する。

【０００８】用途の応じて、外層に位置する素線が鋼線
を心材とし高融点金属であるモリブデンもしくはタング
ステン，ニオブ，モリブデン合金，タングステン合金、
もしくはニオブ合金のいずれかを外表面に被覆した線材
の撚合線で構成されることもあり、外層線材が２層撚線
などの複層構造を有していてもよい。内層のアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金を被覆した素線の心材も耐
雷効果および耐食性を考慮し亜鉛めっき鋼線を用いるこ
とが好ましい。省スペースのため、もしくは外径に規制
がある場合は、強度と導電率を維持するため、圧縮撚線
を使用することが好ましい。外観の規制がない場合は、
さらに耐雷効果を高めるため、外層に位置する線材の断
面形状が突起をもつ線材を使用することが好ましい。

【０００９】また、耐雷性架空地線の内部に光ファイバ
ユニットが設けられており、このユニットが亜鉛めっき
を施した金属パイプの内部に光ファイバが設けられてい
る場合もある。

【００１０】

【発明の作用効果】アルミニウムまたはアルミニウム合
金は、落雷によって溶断しやすい。この原因については
技術的には完全には解明されていないが、落雷にさらさ
れる表面層が落雷によるエネルギーを溶解もしくは気化
によりエネルギーを吸収する犠牲層として機能すること
が考えられる。この目的には、外層の金属が、大きい潜
熱を有しかつ低融点であることが必要である。しかしな
がら、潜熱量と融点もしくは沸点は比例関係であり、例
えば融解潜熱が大きい金属は融点が高い。そこで最外層
に位置する金属は、まづ犠牲層として低融点，低沸点で
エネルギーを吸収し、その際、気化し酸化した場合にも
生成熱による熱放出が少ない金属を配置する。最外層で
吸収された後の余剰熱量は、下層に熱電導され、高融点
金属層にいたり、鋼線に損傷を及ぼす程の熱量があった
場合でも、その大部分を相変態による潜熱分、吸収する
ことにより、鋼線の損傷を防ぐ様に機能する。以下に本
願で選定された金属の物性と参考としてアルミニウムの
物性値も示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】以上に示すように、少なくとも撚線の最外
層に位置し最も好ましい犠牲層として機能する金属層
は、潜熱が発生する温度が比較的低くかつ酸化物生成潜
熱も比較的小さい亜鉛が効果的である。さらに、鋼線の
損傷を最小限に抑えるため鋼線の外表面に高融点金属を
配置し、鋼線に大きな熱量が加わる場合にも融解潜熱に
より熱量を吸収し保護する。また、落雷電流を接地部に
逃がすには、架空地線全体としての導電性を向上させる
必要がある。そこで本願では、犠牲層として機能する層
部分は高融点金属層と亜鉛層を主体とし、その内部は高
導電性を維持するためアルミニウム層を配置する。この
アルミニウムと亜鉛層の厚さに付いては、アルミニウム
の方が融解潜熱が大きく、亜鉛の方が酸化物生成潜熱は
小さいため、亜鉛層の厚さに最適値がある。我々の実験
および計算では、外径４〜５ｍｍの素線では亜鉛層厚さ
が１５０μｍ〜５０μｍ程度が好ましい

【００１３】

【実施例１】図１に示すように、線径がφ４.８ｍｍで
導電率が４０％であり、図１に示すような鋼線１１のま
わりにアルミニウム層１２を形成したアルミニウム被覆
線を７本撚合わせ、その外周に線径がφ４.８ｍｍで導
電率が２０％であり、鋼線１３を心材としタングステン
１４を減圧溶射法にて５μｍの皮膜を施し、連続押出法
（コンフォーム）にてアルミニウム１５を被覆し、更に
電気めっき法で亜鉛１６を１００μｍ被覆した線材を１
２本撚合わせ、撚線とした。この、撚線の耐雷特性を直
流アーク放電テストで評価した。試験方法は電気協同研
究第４３巻第３号第１３０頁に記載される手法を採用し
た。試験の結果、素線の溶断開始電流は約１１００クー
ロンの電荷量であった。

【００１４】

【実施例２】図２に示すように、線径がφ４.８ｍｍで
導電率が４０％であり、鋼線２１のまわりにアルミニウ
ム層２２を形成した線材を６本撚合わせ、その外周に図
のような断面形状を有し、ヒレ部分を含んだ外径がφ
４.８ｍｍでヒレ部分を除く部分の外形がφ３.８ｍｍで
ある線材を１２本撚合わせ、撚線とした。なお、このヒ
レ付き電線は、鋼線２３を心材としニオブ２４をパイプ
嵌合法にて２０μｍの皮膜を施し、（アルミ）連続押出
法（コンフォーム法）にてアルミニウム２５を被覆し、
更に電気めっき法で亜鉛２６を５０μｍ被覆した線材で
ある。この、撚線の耐雷特性を実施例１と同様の直流ア
ーク放電テストで評価した。試験の結果、素線の溶断開
始電流は約１２００クーロンの電荷量であった。また、
図２には、中央部にＯＰユニットを配した複合撚線の断
面を示す。

【００１５】

【実施例３】図３に示すように、線径がφ４.８ｍｍで
導電率が４０％であり、鋼線３１のまわりにアルミニウ
ム層３２を形成したアルミニウム被覆線をローラーダイ
スで図３に示す素線形状に構造に加工したものを７本撚
合わせ、その外周に線径がφ４.５ｍｍで導電率が４０
％であり、５μｍのモリブデン３４を溶射被覆した鋼線
３３のまわりにアルミニウム３５を被覆し、最表層に亜
鉛めっき３６を９０μｍ被覆した線材を３００℃に加熱
ご同じくローラーダイスで図３に示す素線形状に構造に
加工したものを１２本撚合わせ、撚線とした。この、撚
線の直流アーク放電テストで評価した。試験の結果、素
線の溶断開始電流は約１１００クーロンの電荷量であっ
た。

【００１６】

【比較例１】図４に示すように、線径がφ４.８ｍｍで
導電率が４０％であり、鋼線４１のまわりにアルミニウ
ム層４２を形成したアルミニウム被覆線を７本撚合わ
せ、その外周に線径がφ４.８ｍｍで導電率が２０％で
あり、鋼線４３に、アルミニウム４４を被覆した線材を
１２本撚合わせ、撚線とした。この、撚線の耐雷特性を
直流アーク放電テストで評価したところ、素線の溶断開
始電流は約８００クーロンの電荷量であった。

【００１７】

【比較例２】図５に示すように、線径がφ４.５ｍｍで
導電率が４０％であり、鋼線５１のまわりにアルミニウ
ム層５２を形成したアルミニウム被覆線をローラーダイ
スで図３に示す素線形状に構造に加工したものを７本撚
合わせ、その外周に線径がφ４.５ｍｍで導電率が４０
％であり、５μｍのモリブデン５４を溶射被覆した鋼線
５３のまわりにアルミニウム５５を被覆した（亜鉛層は
無い）線材を３００℃に加熱後、同じくローラーダイス
で図３に示す素線形状に構造に加工したものを１２本撚
合わせ、撚線とした。この、撚線の直流アーク放電テス
トで評価した。試験の結果、素線の溶断開始電流は約９
５０クーロンの電荷量であった。

【００１８】

【発明の効果】また、耐雷性と断線に対する信頼性をさ
らに向上させる手段として、高融点金属を被覆した心材
を用い最表層に亜鉛を具備した線材を２層以上の複層化
し太径化することや、高融点金属を被覆した心材を撚線
構造としてもよい。また、実用上、抵抗率および強度は
維持しつつ省スペースを計るためには素線間の空隙を少
なくした圧縮撚線構造にする必要がある。また、一部位
に落雷したエネルギーを他の素線に伝搬することを低減
し、かつ溶損部位を限定するため、素線表面上に突起を
形成し素線が破断することを防ぐことが可能である。し
かし、突起を有する素線の耐雷効果は大きいが、この架
空地線を採用する際、架線する環境との調和、特に強風
に曝されることが多く風音が問題になる場所での架線は
注意する必要がある。突起物の大きさおよび間隔にもよ
るが、幾分風音が大きくなる傾向がある。また、耐雷性
架空地線の内部に光ファイバユニットが設けられる場合
には、最悪の場合でも光ファイバーに熱損傷が加わり、
通信障害を起こすことを避けるため、光ファイバーを亜
鉛被覆したパイプに挿入し架空地線の中心部に配置する
ことが効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例である複合撚線の断面図であ
る。

【図２】本発明の具体例である複合撚線の断面図であ
る。

【図３】本発明の具体例である複合撚線の断面図であ
る。

【図４】図は比較例を示す撚線の断面図である。

【図５】図は比較例を示す撚線の断面図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１、５１、１３、２３、３３、４
３、５３：鋼線 １２、２２、３２、４２、５２、１５、２５、３５、５
５：アルミニウム １４：タングステン ２４：ニオブ ３４：モリブデン ４４：アルミニウム ５４：モリブデン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも撚線の最外層に位置する素線
   が鋼線を心材とし、その外周面に高融点金属であるモリ
   ブデンもしくはタングステン，ニオブ，モリブデン合
   金，タングステン合金、もしくはニオブ合金のいずれか
   を被覆するとともに、その外周にアルミニウム層を有
   し、更に、最表層として該アルミニウム層の外周面に亜
   鉛層を有する素線を撚合せてなることを特徴とする複合
   撚線。
2. 【請求項２】 撚線の内層のアルミニウムもしくはアル
   ミニウム合金を被覆した素線の心材が亜鉛めっき鋼線で
   ある請求項１に記載の複合撚線。
3. 【請求項３】 前記最外層に位置する素線が圧縮撚線で
   ある請求項１に記載の複合撚線。
4. 【請求項４】 前記最外層に位置する線材の断面形状が
   突起を有する請求項１に記載の複合撚線。
5. 【請求項５】 前記耐雷性架空地線の内部に光ファイバ
   ユニットが設けられている請求項１に記載の複合撚線。
6. 【請求項６】 前記耐雷性架空地線の内部に光ファイバ
   ユニットが亜鉛めっきを施した金属パイプの内部に光フ
   ァイバが設けられている請求項１に記載の複合撚線。