(57)【要約】【課題】炭素繊維の断線を抑え、長寿命化に有利な架空送電線を提供する。【解決手段】架空送電線１０は、炭素繊維の集合体からなる素線２１の外周にアルミニウム合金被覆層２２を設けた心線１１によって構成される心線部３１と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる外層素線１２によって構成される外層素線部３２とを備え、アルミニウム合金被覆層２２は、アルミニウム−マンガン系合金からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維の集合体からなる素線にアルミニウム合金被覆層を設けた心線によって構成される心線部と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる外層素線によって構成される外層素線部とを有する架空送電線であって、
前記アルミニウム合金被覆層は、アルミニウム−マンガン系合金からなることを特徴とする架空送電線。
【請求項２】
前記アルミニウム−マンガン系合金が、マンガンを０．１〜３．０重量％含有する合金であることを特徴とする請求項１に記載の架空送電線。
【請求項３】
前記アルミニウム−マンガン系合金が、マンガンを０．１〜２．０重量％含有する合金であることを特徴とする請求項２に記載の架空送電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空送電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
架空送電線の一種に、鋼心アルミ撚り線（ＡＣＳＲ）がある。鋼心アルミ撚り線は、鋼からなる素線（鋼心線）の周りに複数本のアルミニウム素線を撚り合わせた構造を有している。アルミニウム素線が架空送電線の導体としての役割を担い、鋼心線が架空送電線の引張加重に抗するテンションメンバを担っている。この種の架空送電線より軽量で、かつ弛度が小さい架空送電線を提供すべく、テンションメンバに、炭素繊維の集合体をアルミニウム合金テープで被覆した線材を用いた架空送電線が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、アルミ合金テープの被覆により、補助的に炭素繊維を集合し、且つ、被覆の耐食性を確保することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３０８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、炭素繊維の集合体からなる素線は、繊維の方向である素線長手方向の引張に対する強度は高いものの、横方向（長手方向に対して垂直な方向）からの力に対しては比較的弱い。従って、炭素繊維の集合体からなる素線は、傷がつくと切れ易いという問題がある。発明者等は、この点に着目し、大気汚染の激しい地域（例えば、アルミニウムが良好な耐食性を示すｐＨ４〜８の範囲外の地域）で使用された場合に、アルミニウムの腐食が進み、やがて一部が消失することで炭素繊維が露出すると、その部分を起点に炭素繊維が切れ易くなることを見出した。すなわち、炭素繊維の集合体からなる素線が露出すると、炭素繊維に傷がついて切れ易くなり、また、外層素線を介して炭素繊維の集合体からなる素線に横方向からの外力が直接作用し易くなる。よって、炭素繊維の集合体からなる素線が切れ易くなり、架空送電線の不良発生の原因となりやすいことを見出した。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、炭素繊維の集合体からなる素線の断線を抑え、長寿命化が可能な架空送電線を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明は、炭素繊維の集合体からなる素線にアルミニウム合金被覆層を設けた心線によって構成される心線部と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる外層素線によって構成される外層素線部とを有する架空送電線であって、
前記アルミニウム合金被覆層は、アルミニウム−マンガン系合金からなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、前記アルミニウム−マンガン系合金が、マンガンを０．１〜３．０重量％含有する合金であることを特徴とする。また、上記構成において、前記アルミニウム−マンガン系合金が、マンガンを０．１〜２．０重量％含有する合金であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、炭素繊維の集合体からなる素線の断線を抑え、長寿命化が可能な架空送電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る架空送電線の断面図である。
【図２】心線の断面図である。
【図３】塩水噴霧試験の試験結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る架空送電線の断面図である。架空送電線１０は、一または複数本（図１では７本）の心線１１で構成される心線部３１の外周に、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる一または複数本の外層素線１２で構成される外層素線部３２を有してなる電線である。外層素線１２は、アルミニウム合金または純アルミニウムで形成され、純度９９．６５％以上のアルミニウムを含み、架空送電線１０の導体を担う。
【００１１】
図２は、心線１１の断面図である。図２に示すように、心線１１は、高強度の炭素繊維の集合体かなる素線２１に、その外周をアルミニウム合金からなる被覆層（以下、アルミニウム合金被覆層と言う）２２で被覆した構成である。
【００１２】
炭素繊維の集合体からなる素線２１は、鋼線よりも強度が高く、軽量な素材である。この炭素繊維の集合体からなる素線２１を用いることにより、鋼線を用いる場合に比して高強度かつ軽量な心線１１を容易に得ることが可能になる。また、炭素繊維の集合体からなる素線２１は、鋼線に比して線膨張係数が小さいという特徴も有している。従って、比較的高温で運用するときも架空送電線１０の弛度を抑制することができ、低弛度増容量電線としての使用も期待できる。
【００１３】
一般に、アルミニウムおよびアルミニウム合金は化学的に安定な酸化皮膜を形成するため、他の金属や合金に比べて耐環境性に優れている。よって、炭素繊維の集合体からなる素線２１にアルミニウム合金被覆層２２を設けた心線１１は、耐環境性に優れるものである。しかしながら、炭素繊維は強度が高いものの傷がつくと切れ易く、また、繊維の方向に対して垂直な方向からの応力に対しては比較的弱い。従って、大気汚染の激しい地域などの地域（アルミニウムが良好な耐食性を示すｐＨ４〜８の範囲外の地域）で心線１１を使用した場合に、アルミニウム合金被覆層２２の腐食が進み、やがて一部が消失することで炭素繊維の集合体からなる素線２１が露出すると、その部分を起点に炭素繊維が切れ易くなる。
【００１４】
より具体的には、炭素繊維の集合体からなる素線２１が露出すると、これに外層素線１２が接触する等して炭素繊維の表面に傷が付き易くなり、傷がつくとそこから切れてしまうおそれが生じる。また、炭素繊維の集合体からなる素線２１が露出した場合には、外層素線１２を介して電線長手方向に対して垂直な方向からの外力が直接作用するおそれがあり、その外力によって炭素繊維が断線してしまうおそれも生じる。そこで、発明者等は、アルミニウム合金被覆層２２にマンガン（Ｍｎ）を含有させることによって、ｐＨ４〜８の範囲外の地域でのアルミニウム合金被覆層２２の腐食を抑え、炭素繊維の集合体からなる素線２１の露出を回避するようにしている。
【００１５】
なお、炭素繊維の集合体からなる素線２１にアルミニウム合金被覆層２２を設けることによって、炭素繊維の束を纏めて素線とすることができる効果もある。このアルミニウム合金被覆層２２は、蒸着などによって各素線２１の表面を被覆し、これに圧力および／または熱を加えても良いし、アルミニウム合金被覆層２２の材料中に素線２１を浸漬しても良い。アルミニウム合金被覆層２２の被覆方法には公知の方法を広く適用可能である。
【００１６】
このアルミニウム合金被覆層２２は、アルミニウム（Ａｌ）とマンガン（Ｍｎ）を含有するアルミニウム−マンガン系合金（Ａｌ−Ｍｎ系合金）によって形成される。詳述すると、アルミニウム合金被覆層２２は、アルミニウムを主成分とし、マンガンを０．１〜３．０重量％含有する。つまり、マンガンを除く残部がアルミニウムである（計１００重量％）。ただし、アルミニウム中には不可避不純物が含まれている。より具体的には、アルミニウム合金被覆層２２に適用するＡｌ−Ｍｎ系合金は、純度が９９．６５％以上のアルミニウムに、マンガンを混合または溶融することによって作製される。アルミニウムは、ＪＩＳ  Ｈ  ２１１０に準拠したものが用いられる。
【００１７】
なお、図１では、複数本の心線１１と外層素線１２とを円形断面に形成し、複数本の心線１１の外周に複数本の外層素線１２を直接撚り合わせた構造の場合を示したが、この構造に限らない。例えば、１本の心線１１の外周に外層素線１２を撚り合わせた構造でも良く、また、外層素線１２の外周に、さらにアルミニウム合金からなる複数のセグメント型の外層素線を更に撚り合わせた構造にしても良い。
【実施例】
【００１８】
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳述する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
ＰＡＮ系の炭素繊維（東レ製Ｔ７００ＳＣ−１２０００）を１２束用意し、炭素繊維の集合体からなる素線２１とした。その外側を、ＪＩＳ  Ｈ  ２１１０に準拠した電気用アルミニウム地金にマンガンを０、０．１、１．０、２．０、３．０重量％添加したもので各々被覆することで、心線１１を作製した。なお、マンガンの重量％は、アルミニウム合金被覆層２２の重量を１００重量％としたときの値である。
次に作製した心線１１を用いて、塩水噴霧試験を行った。塩水噴霧試験では、塩水の噴霧によりアルミニウム合金被覆層２２に生じた局部的な腐食、つまり、孔食の深さを調査した。この試験結果を図３に示す。
【００１９】
図３に示す結果から明らかなように、マンガンを含有するいずれの心線１１も、マンガンを含有しない心線よりも耐食性が向上した。
また、マンガンを多くするほど、アルミニウム合金被覆層２２の耐食性の向上に有利であることを確認することができた。また、図３に示す結果からは、マンガンの含有量が２．０重量％と３．０重量％とでは耐食性の差が相対的に小さかった。
また、マンガンの含有量が０．１重量％未満では、Ａｌ−Ｍｎ系の金属間化合物の量が少なすぎ、十分な耐食性が得られなかった。一方、マンガンの含有量が３．０重量％を超えると、製造が困難になるとともに、製造の際に表面に微細な欠陥が生じる場合があった。このため、アルミニウム中へのマンガンの含有量は、０．１〜３．０重量％の範囲が好ましい。また、効率良く耐食性を向上させる観点からは、マンガンの含有量が０．１〜２．０重量％の範囲がより好ましい。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の架空送電線１０は、炭素繊維の集合体からなる素線２１の外周にアルミニウム合金被覆層２２を設けた心線１１によって構成される心線部３１と、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる外層素線１２によって構成される外層素線部３２とを備え、アルミニウム合金被覆層２２は、アルミニウム−マンガン系合金から形成される。これにより、アルミニウムが良好な耐食性を示すｐＨ４〜８の範囲外の地域で使用されても、炭素繊維の集合体からなる素線２１がアルミニウム合金被覆層２２から露出する可能性を低減することができる。従って、炭素繊維の集合体からなる素線２１の断線を抑え、心線１１の長寿命化、ひいては、架空送電線１０の長寿命化を図ることができる。
この結果、高強度かつ軽量で、高温環境下で送電線の弛度を抑制可能な心線１１を備え、且つ、長寿命化に有利な架空送電線１０を得ることが可能になる。
【００２１】
また、アルミニウム合金被覆層２２は、純度が９９．６５％以上のアルミニウムに、マンガンを０．１〜３．０重量％の範囲で含有させた合金からなるため、純度が９９．６５％以上のアルミニウムの公知材料を用いて、炭素繊維の集合体からなる素線２１の断線を抑え、長寿命化を図ることができる。
より好ましくは、マンガンの含有量を０．１〜２．０重量％の範囲に限定することで、効率良く耐食性を向上させることができる。この場合、要求される条件（設置環境の平均的なｐＨ、耐用期間）に応じて、マンガンの含有量を調整すれば良い。
【符号の説明】
【００２２】
１０  架空送電線
１１  心線
１２  外層素線
２１  炭素繊維の集合体からなる素線
２２  アルミニウム合金被覆層
３１  心線部
３２  外層素線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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