(57)【要約】【解決手段】本発明の実施形態は、高圧架空送電線用に強化されたアルミニウム合金導体複合材、関連する使用方法および製造方法に関する。一実施形態では、送電ケーブルが提供される。送電ケーブルは、複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアと、コアの周りに巻き付けられた複数のワイヤと、を備える。ワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む。送電ケーブルは低弛度特性を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電ケーブルであって、
複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアと、
前記コアの周りに巻き付けられた複数のワイヤと、を備え、
前記ワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含み、
前記送電ケーブルが低弛度特性を有している
ことを特徴とする送電ケーブル。
【請求項２】
前記複数のワイヤはそれぞれ、台形または円形を含む断面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項３】
前記複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、前記コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するように前記ワイヤの向きが合わされることを特徴とする請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項４】
前記複数のワイヤが、前記コアの周りの少なくとも二つの同心配置されたワイヤの層を含むことを特徴とする請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項５】
前記コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であることを特徴とする請求項３に記載の送電ケーブル。
【請求項６】
前記複数のワイヤが前記コアの周りにらせん状に巻き付けられることを特徴とする請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項７】
約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる前記送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、前記低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であることを特徴とする請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項８】
送電ケーブルの製造方法であって、
少なくとも一つの複合コアを有するコア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアを準備し、
６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む複数のワイヤを準備し、
前記コアの周りに前記複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを形成することを含み、
前記送電ケーブルが低弛度特性を有している
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記複数のワイヤはそれぞれ、台形または円形を含む断面形状を有していることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、前記コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するように前記ワイヤの向きが合わされることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のワイヤが、前記コアの周りの少なくとも三つの同心配置されたワイヤの層を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる前記送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、前記低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記コアの周りに前記複数のワイヤを巻き付けるステップが、前記コアの周りに前記複数のワイヤをらせん状に巻き付けることを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
送電システムであって、
複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアと、
６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む複数のワイヤと、
を備え、低弛度特性を有している送電ケーブルと、
前記送電ケーブルに接続され、該送電ケーブルを介して電流が伝送される少なくとも一つの電流源と、
を備える送電システム。
【請求項１６】
約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる前記送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、前記低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であることを特徴とする請求項１５に記載の送電システム。
【請求項１７】
前記複数のワイヤはそれぞれ、台形または円形を含む断面形状を有していることを特徴とする請求項１５に記載の送電システム。
【請求項１８】
前記複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、前記コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するように前記ワイヤの向きが合わされることを特徴とする請求項１５に記載の送電システム。
【請求項１９】
前記複数のワイヤが、前記コアの周りの少なくとも三つの同心配置されたワイヤの層を含むことを特徴とする請求項１７に記載の送電システム。
【請求項２０】
前記コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であることを特徴とする請求項１５に記載の送電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にケーブルに関し、より詳細には、高圧架空送電線用に強化されたアルミニウム合金導体複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の従来の導体を、高圧架空送電線用途での送電ケーブルに使用することができる。これらの従来の導体および関連する送電ケーブルは、高圧電流の伝送により生じる比較的高い温度に耐えるように設計されている。さらに、二つの送電構造物または塔の間に従来の導体および関連する送電ケーブルを架けた場合、導体および送電ケーブルの重量により、二つの送電構造物または塔の間で従来の導体および関連するケーブルは垂れ下がる。架空送電ケーブル上の水分が凍るときのような特定の天候では、これらの従来の導体および関連する送電ケーブルは、氷とともに重量が増し、導体および送電ケーブルの弛度（sag）が大きくなる。氷の重量または荷重がある限界を越えると、架空送電ケーブルが破壊するかまたは地面のすぐ上にまで垂れ下がり、送電に障害がでたり危険な状態になることもある。
【０００３】
例えば、従来の導体および関連する送電ケーブルの一つは、多数の１３５０Ｈ０アルミニウムワイヤで囲まれた複合コアで製造することができる。この従来の導体および関連する送電ケーブルは、架空送電ケーブル用途で使用される裸の導体で中心構造部材として通常使用されている鋼線の約２／３の係数を複合コアが有しているので、氷雪負担能力が限られている。さらに、１３５０Ｈ０アルミニウムワイヤは約３０％伸張するが引張強度は非常に小さい。氷雪荷重にさらされると、この従来の導体および関連する送電ケーブル上の氷の重量による機械的負荷が複合コアに伝達され、ある機械的負荷に達すると複合コアが垂れ下がるか故障し始める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、高圧架空送電線用途での送電ケーブルに使用される改良された導体が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、上述の必要性の一部または全てを提供することができる。本発明の特定の実施形態は、高圧架空送電線用に強化されたアルミニウム合金導体複合材、関連する使用方法および製造方法に関する。一実施形態では、送電ケーブルが提供される。送電ケーブルは、複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアと、コアの周りに巻き付けられた複数のワイヤと、を備える。ワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む。送電ケーブルは低弛度特性を有している。
【０００６】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形または円形を含む断面形状を有していてもよい。
【０００７】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するようにワイヤの向きが合わされている。
【０００８】
実施形態の一態様では、複数のワイヤが、コアの周りの少なくとも二つの同心配置されたワイヤの層を含んでもよい。
【０００９】
実施形態の一態様では、コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であってもよい。
【００１０】
実施形態の一態様では、複数のワイヤがコアの周りにらせん状に巻き付けられる。
【００１１】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の弛度であってもよい。
【００１２】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であってもよい。
【００１３】
別の実施形態では、送電ケーブルの製造方法が提供される。この方法は、少なくとも一つの複合コアを有するコア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアを準備し、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む複数のワイヤを準備し、コアの周りに複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを作成することを含む。送電ケーブルは低弛度特性を有している。
【００１４】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形または円形を含む断面形状を有していてもよい。
【００１５】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するようにワイヤの向きが合わされている。
【００１６】
実施形態の一態様では、複数のワイヤが、コアの周りの少なくとも三つの同心配置されたワイヤの層を含んでもよい。
【００１７】
実施形態の一態様では、コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であってもよい。
【００１８】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の弛度であってもよい。
【００１９】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であってもよい。
【００２０】
実施形態の一態様では、コアの周りに複数のワイヤを巻き付けるステップが、コアの周りに複数のワイヤをらせん状に巻き付けることを含んでもよい。
【００２１】
別の実施形態では、送電システムが提供される。送電システムは、送電ケーブルと、少なくとも一つの電流源と、を備える。送電ケーブルは、複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうち少なくとも一つを有するコアと、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む複数のワイヤと、を備え、低弛度特性を有している。少なくとも一つの電流源が送電ケーブルに接続され、送電ケーブルを介して電流が伝送される。
【００２２】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形または円形を含む断面形状を有していてもよい。
【００２３】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するようにワイヤの向きが合わされている。
【００２４】
実施形態の一態様では、複数のワイヤが、コアの周りの少なくとも二つの同心配置されたワイヤの層を含んでもよい。
【００２５】
実施形態の一態様では、コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が少なくとも三層であってもよい。
【００２６】
実施形態の一態様では、複数のワイヤがコアの周りにらせん状に巻き付けられる。
【００２７】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の弛度であってもよい。
【００２８】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であってもよい。
【００２９】
本発明の様々な実施形態に係る他のシステム、プロセス、装置、態様および特徴は、本文書の残りの部分で明らかになるだろう。
【００３０】
本発明の実施形態を一般論として説明してきたが、以下では、縮尺通りには描かれていない添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る例示的な導体および送電ケーブルの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る例示的な導体および送電ケーブルの側面切断図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る例示的な送電システムを示す図である。
【図４Ａ】二種類の従来の導体および送電ケーブルと本発明の一実施形態の弛度特性を比較したグラフである。
【図４Ｂ】二種類の従来の導体および送電ケーブルと本発明のいくつかの実施形態の弛度特性を比較したグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る別の例示的な導体および送電ケーブルの断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る別の例示的な導体および送電ケーブルの断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルに用いられる例示的なワイヤの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルに用いられる別の例示的なワイヤの断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルの例示的な製造方法のプロセス図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルを用いる例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態が示された添付の図面を参照して、本発明の実施形態についてさらに完全に説明する。しかしながら、本発明は多数の異なる形態で実現可能であり、以下で述べる実施形態に限定されるものと解されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全かつ徹底的なものとなるように、および本発明の範囲を完全に伝えるように提供されている。全体にわたり同様の符号は同様の要素を指し示す。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る一つまたは複数のワイヤが巻き付けられたコアを有する電線構造を指すために、「導体」および「送電ケーブル」という用語、ならびにこれらの複数形が、本明細書で置換可能に使用される。
【００３４】
導体および送電ケーブルが二つの場所の間に架けられたときに表れる導体および送電ケーブルの物理的特性または機械的特性を指すために、「弛度（sag）」および「弛度特性（sag characteristic）」という用語が本明細書で置換可能に使用される。例えば、導体または送電ケーブルの弛度または弛度特性は、距離の離れた二つの場所の間のケーブル、または二つの場所の間に架かるケーブルの垂直方向のたわみによって測定することができる。さらなる例として、「低弛度性能」および「改良された弛度性能」とは、導体および送電ケーブルの弛度が減少するとき、または従来の導体および送電ケーブルよりも他の点で改良されたときの事例を述べている。
【００３５】
本発明の特定の実施形態は、一般に、高圧架空送電線用に強化されたアルミニウム合金導体複合材、関連する使用方法および製造方法を提供する。高圧架空送電線用に強化されたアルミニウム合金導体複合材を実装することができるので、本発明の実施形態に係るシステム、方法および装置を使用すると、弛度性能を改良し、保守および修理コストを削減することができる。さらに、本発明の特定の実施形態による技術的効果により、氷雪環境により生じる特定の負荷に耐える能力などが得られる。本発明の特定の実施形態は、他の環境、文脈および用途でも使用でき、送電ケーブルの用途に限定されず、一つまたは複数のワイヤまたは導体が互いに接続される送電ケーブル以外の用途を含むべきであることを理解すべきである。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る例示的な導体および送電ケーブルの断面図である。図１に示すように、例示的な導体１００は、コア１０２と、コア１０２の周りに巻き付けられた一つまたは複数のワイヤ１０４とを備える。図示のコア１０２は、相対的に円形の断面形状を有している。巻き付けられたワイヤ１０４はそれぞれ、図７および図８に示され説明される台形断面と同様に、相対的に台形の形状をしていてもよい。図１に示す例示的な導体１００を、送電システム用の導体および送電ケーブルとして使用することができる。送電システムの一例が図２、図３にそれぞれ２００、３００として示されている。
【００３７】
図１に示す実施形態における巻き付けられたワイヤ１０４は、コア１０２の周りの三つの同心層１０６、１０８、１１０に配置することができる。第１の内側同心層１０６は、６本のワイヤ１０４Ａ−１０４Ｆを備える。各ワイヤは、コア１０２の外面に相対的に接近しているかまたは隣接しており、また、同じ同心層１０６の少なくとも２本の隣接ワイヤに接近している。第２の中間同心層１０８は、１０本のワイヤ１０４Ｇ−１０４Ｐを備える。各ワイヤは、第１の内側同心層１０６の一つまたは複数のワイヤの外面に相対的に接近しているかまたは隣接しており、また、第２の中間同心層１０８の少なくとも２本の隣接ワイヤに接近している。第３の外側同心層１１０は、１５本のワイヤ１０４Ｑ−１０４ＦＦを備える。各ワイヤは、第２の中間層１０８の一つまたは複数のワイヤの外面に相対的に接近しているかまたは隣接しており、また、第３の外側同心層１１０の少なくとも２本の隣接ワイヤに相対的に接近しているかまたは隣接している。
【００３８】
各隣接ワイヤ１０４の間には、それぞれの台形の角の近傍に、隣接ワイヤが合致せずまたは各層に接触しないような一つまたは複数の比較的小さな空間１１２が存在する。本発明の実施形態の一態様は、比較的コンパクトな断面を提供しつつ、それぞれのワイヤの断面を最大化し、導体構造の全体が必要に応じて屈曲する能力を与えるためのものである。
【００３９】
図１に示すコア１０２は、米国カリフォルニア州アーバインのComposite Technology Cable（ＣＴＣ）社により登録商標ＡＣＣＣとして販売されている導体で用いられている複合コアなどの、複合コア材料であってもよい。別の実施形態では、コアは、一つまたは複数の材料でなるマトリックス内の複数のファイバーであってもよい。さらに別の実施形態では、コアは、エポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維であってもよい。本発明の実施形態に係る導体および送電ケーブルとともに使用される他の適切なコアは、米国特許第７，２１１，３１９号および第７，３６８，１６２号に説明されている。例えば、コア用の適切なマトリックス材料は、複合コア、接着剤、セラミックス、金属マトリックス、樹脂、エポキシ、発泡材、エラストマー、またはポリマー内に複数のファイバーを埋め込み束ねることができる、任意のタイプの有機材料または無機材料を含むが、これらに限定されない。さらなる例によると、適切なファイバー材料は、ガラス、ガラス型、カーボン（グラファイト）、カーボン型、ケブラー、玄武岩、アラミド、ホウ素、液晶、高性能ポリエチレン、カーボンナノファイバー、またはナノチューブを含むが、これらに限定されない。本発明の実施形態に係る複合コアのマトリックスおよびファイバー材料として他の材料を使用してもよいことを理解するだろう。さらに、米国特許第７，２１１，３１９号および第７，３６８，１６２号に記載の製造方法が、本発明の実施形態に係るコアの製造に適していることを理解するだろう。
【００４０】
コア１０２の周りに巻き付けられる一つまたは複数のワイヤ１０４は、米国ジョージア州アトランタのAlcan Cable社によりＡＲＶＩＤＡＬの商標で販売されている合金などの、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金で製造されてもよい。別の実施形態では、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、またはＡＳＴＭ標準を満たす６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金で一つまたは複数のワイヤが製造されてもよい。別の実施形態では、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、またはＡＳＴＭ  Ｂ２３０を満たす１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金で一つまたは複数のワイヤが製造されてもよい。さらに別の実施形態では、耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金、またはＡＳＴＭ  Ｂ９４１を満たす耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金で一つまたは複数のワイヤが製造されてもよい。
【００４１】
いずれの例においても、コア１０２と、コア１０２の周りに巻き付けられたワイヤ１０４に上述した材料の組み合わせを使用すると、導体および送電ケーブルを、比較的低弛度のすなわち改良された弛度特性とすることができる。弛度性能の改善は、複合コアへの重量の負荷または伝達を低減する材料を組み合わせ使用することから生じていると信じられている。この重量は、従来の導体および送電ケーブルの欠点の一つであった。本発明の実施形態の技術的効果の一つは、特に架空送電線での使用時に導体または関連する送電ケーブル上に氷や水が集積するときに、導体またはケーブル自体の重量による導体または関連する送電ケーブルの弛度を低減できることである。この技術的効果は、運転コストを減らすことができる。例えば、送電ケーブルのスパンを大きくしたり、および／または送電ケーブルの支持構造または塔を短くして、自らの地所を横切って架空送電線を建設し運用するための地役権または許可を与えるか否かを決定する土地所有者に譲歩することができる。本発明の一実施形態の別の技術的効果は、比較的低温での運転と低弛度特性との組み合わせを持つ導体および送電ケーブルであるという点である。例えば、導体および送電ケーブルの一実施形態は、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷が着いている状態で、最大で約華氏２０３度（摂氏９５度）まで、約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の低弛度特性で連続的に運転することができる。別の例では、導体および送電ケーブルの一実施形態は、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷が着いている状態で、最大で約華氏２０３度（摂氏９５度）まで、約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の低弛度特性で連続的に運転することができる。本発明の一実施形態のさらに別の技術的効果は、架設中の導体および送電ケーブルの表面ひっかきや損傷に対する耐性が増大することである。このような損傷は放電またはコロナにつながり、導体および／または送電ケーブルをさらに損傷しうる。場合によっては、導体および／または送電ケーブルへの損傷が送電中のノイズを増加させる。これは近隣の土地所有者や居住者に気づかれることがある。
【００４２】
一実施形態では、複数のワイヤがそれぞれ台形または円形の断面形状を有していてもよい。
【００４３】
一実施形態では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに同心配置された複数のワイヤ層を形成するようにワイヤの方向が合わされてもよい。
【００４４】
一実施形態では、複数のワイヤは、コアの周りに同心配置された少なくとも二つのワイヤ層を含んでもよい。
【００４５】
一実施形態では、コアの周りに同心配置された複数のワイヤ層が、少なくとも三層であってもよい。
【００４６】
一実施形態では、複数のワイヤがコアの周りにらせん状に巻かれていてもよい。
【００４７】
一実施形態では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷が着いているとき、弛度特性が約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）であってもよい。
【００４８】
一実施形態では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷が着いているとき、弛度特性が約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）であってもよい。
【００４９】
他の実施形態では、異なる形状の導体、送電ケーブル、コア、ワイヤ、および異なる向きの導体、送電ケーブル、コア、ワイヤを本発明で使用することができる。さらに、異なる数のコア、ワイヤ、同心層を本発明の実施形態で使用することができる。
【００５０】
図２は、本発明の一実施形態に係る例示的な導体または送電ケーブルの側面切断図である。図１に示した導体１００と同様に、図２に示す導体２００は、複合コア２０２と、複合コア２０２の周りに巻き付けられた一つまたは複数のワイヤ２０４とを備える。図示の複合コア２０２は、相対的に円形の断面形状であってもよい。図示の巻き付けられたワイヤ２０４はそれぞれ、相対的に台形の形状であってもよい。巻き付けられたワイヤは、複合コア２０２の周りに三つの同心層２０６、２０８、２１０を形成する。図２に示すように、巻き付けられたワイヤ２０４と同心層２０６、２０８、２１０は、複合コアの長さ方向に沿ってらせん状に巻き付けられている。各同心層は、隣合う同心層とは反対向きにまたは異なる方向２１２、２１４、２１６に巻き付けられている。図では、便宜上、ワイヤ２０４の三つの同心層２０６、２０８、２１０が連続的に切り込まれており、複合コア２０２の外部と下層の同心層２０６、２０８とが露出している。
【００５１】
他の実施形態では、本発明に従って、ワイヤ同心層の一部または全てに対して異なる巻き付け方向を使用してもよい。特定の実施形態では、同心層の巻き付けワイヤが、交互に反対向きになるのではなく、同様の方向に巻き付けられてもよい。特定の実施形態では、同心層のワイヤの巻き付けの単位長さ当たりの回転数が図２に示したものより少なくても多くてもよい。
【００５２】
図３は、本発明の一実施形態に係る例示的な送電システムを示す。この実施形態では、送電システム３００は、電流源３０２と、電流負荷３０４と、電流源３０２と電流負荷３０４の間の少なくとも一つの送電ケーブル３０６と、を備える。通常、電流源３０２と電流負荷３０４の間に、一つまたは複数の送電ケーブル支持部３０８Ａ、３０８Ｎが間隔を空けて配置され、電流源３０２と電流負荷３０４の間の送電ケーブル３０６の少なくとも一部を支持する。図示の実施形態では、電流源３０２から、電流負荷３０４に向かう方向３１０の送電ケーブル３０６の長さに沿って、高圧電流を伝送することができる。隣接する送電ケーブル支持部３０８Ａ、３０８Ｎの間に送電ケーブル３０６が延びているので、送電ケーブル３０６は、支持部３０８Ａ、３０８Ｎの間でたるむ。この弛度は、送電ケーブルの長さ３１４またはスパンに対する垂直方向の距離３１２によって測定することができる。
【００５３】
図３に示す電流源３０２は、比較的高圧の電流を発電または伝送するよう動作する発電デバイスまたは送電デバイスであってもよい。例えば、電流源は、約３４５ｋＶ以上の電流を生成するよう動作する、発電所の昇圧変圧器であってもよい。他の実施形態では、電流源は、より低いかまたはより高い電圧の電流を生成することができる。
【００５４】
図３に示す電流負荷３０４は、比較的高圧の電流を受け取りまたは使用するよう動作する送電デバイスまたは電動デバイスであってもよい。例えば、電流負荷は、約３４５ｋＶ以上の電圧の電流を受け取るように動作する、変電所の降圧変圧器であってもよい。他の実施形態では、電流負荷は、より低いかまたはより高い電圧の電流を受け取るか使用することができる。
【００５５】
図３に示す送電ケーブル３０６は、図１および図２に１００、２００として示した導体および送電ケーブルと同様である。例えば、送電ケーブル３０６は、複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス中の複数のファイバー、またはエポキシマトリックスに埋め込まれた一組の炭素繊維を含むコアを備えてもよいが、これらに限定されない。さらなる例によると、送電ケーブル３０６は、コアの周りにらせん状に巻き付けられた一つまたは複数のワイヤを備える。一つまたは複数のワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金を含むが、これらに限定されない。いずれの例でも送電ケーブルは比較的低い弛度特性を有することができる。
【００５６】
使用時に、送電システム３００は、電流源３０２から電流負荷３０４に高圧電流を提供することができる。運転中に電圧が与えられるか高圧電流を伝送するとき、送電ケーブル３０６は、運転中に存在する場合がある氷や水などの比較的重い荷重に耐えることができる。
【００５７】
図４Ａは、二種類の従来の導体および送電ケーブルと本発明の導体および送電ケーブルの実施形態の弛度特性を比較した図である。図４Ａの表４００は、三種類の異なる導体および送電ケーブルＡ、Ｂ、Ｃの例示的な弛度特性を示している。Ｘ軸４０２は導体および送電ケーブル上の氷の厚さをインチで測定した範囲を示し、Ｙ軸４０４はフィートで測定した弛度を示す。ＡおよびＢは従来の導体および送電ケーブルの例であり、Ｃは本発明の一実施形態に係る例示的な導体および送電ケーブルである。この比較例における弛度特性は、華氏３２度（摂氏０度）において異なる氷厚さの範囲に対してそれぞれ試験された、約１４００フィート（４２６．７ｍ）にわたる導体および送電ケーブルに対するものである。試験された氷の厚さは、０．７５インチ（１．９０ｃｍ）、１．０インチ（２．５ｃｍ）、１．１インチ（２．８ｃｍ）、１．２インチ（３．０ｃｍ）、および１．２５インチ（３．２ｃｍ）である。
【００５８】
第１の例では、氷の厚さすなわち荷重が０．７５インチ（１．９０ｃｍ）、約１４００フィートのスパンに対して、導体および送電ケーブルＡは約３７フィート（１１．３ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＢは約５２フィート（１５．８ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＣは約３１．７５フィート（９．６８ｍ）たるむ。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が１．０インチ（２．５ｃｍ）、約１４００フィート（４２６．７ｍ）のスパンに対して、導体および送電ケーブルＡは約４４．６フィート（１３．６ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＢは約５５．１フィート（１６．８ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＣは約３６．２フィート（１１．０ｍ）たるむ。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が１．１インチ（２．８ｃｍ）、約１４００フィート（４２６．７ｍ）のスパンに対して、導体および送電ケーブルＡは約４７．６３フィート（１４．５２ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＢは約５６．３フィート（１７．２ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＣは約３８フィート（１１．６ｍ）たるむ。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が１．２インチ（３．０ｃｍ）、約１４００フィート（４２６．７ｍ）のスパンに対して、導体および送電ケーブルＡは約５０．６２フィート（１５．４３ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＢは約５９フィート（１８．０ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＣは約３９．６フィート（１２．１ｍ）たるむ。さらに別の例では、氷の厚さすなわち荷重が１．２５インチ（３．２ｃｍ）、約１４００フィート（４２６．７ｍ）のスパンに対して、導体および送電ケーブルＡは約５３．１フィート（１６．２ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＢは約６１．９フィート（１８．９ｍ）たるみ、導体および送電ケーブルＣは約４０．４６フィート（１２．３３ｍ）たるむ。
【００５９】
図４Ａに示すように、導体および送電ケーブルＣは、ほぼ同一のスパンまたは長さに対して、ある範囲の氷の厚さにおいて、従来の導体および送電ケーブルＡ、Ｂよりも弛度が減少または小さくなっている。上述したように、本発明の特定の実施形態の様々な技術的効果が、運転コストを低下させ、改善された運転特性を提供し、ひっかきや損傷に対する耐性を改善することができる。
【００６０】
図４Ｂは、二種類の従来の導体および送電ケーブルと本発明のいくつかの実施形態の弛度特性を比較した図である。図４Ｂの表４０６は、いくつかの異なる導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度特性の例を示している。Ｘ軸４０８は、１０００〜１５００フィートで測定された導体および送電ケーブルのスパンの範囲を示す。Ｙ軸４１０は、フィートで測定した弛度を示す。ＫおよびＬは、従来の導体および送電ケーブルの例であり、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルの例である。この比較例における弛度特性は、インチ（５．１ｃｍ）の氷が送電ケーブル上に着いたときのものである。各導体および送電ケーブルに対して、１０００フィート（３０４．８ｍ）、１１００フィート（３３５．３ｍ）、１２００フィート（３６５．８ｍ）、１３００フィート（３９６．２ｍ）、１４００フィート（４２６．７ｍ）、１５００フィート（４５７．２ｍ）のスパンについて試験した。
【００６１】
一例として、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１０００フィート（３０４．８ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約５６．８２フィート（１７．３２ｍ）、５１．７６フィート（１５．７８ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約３６．９〜４５．９フィート（１１．２〜１４．０ｍ）の範囲である。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１１００フィート（３３５．３ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約６８．８２フィート（２０．９８ｍ）、６２．２８フィート（１８．９８ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約４１．２〜５５．６フィート（１２．６〜１６．９ｍ）の範囲である。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１２００フィート（３６５．８ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約８１．９８フィート（２４．９９ｍ）、７４．６６フィート（２２．７６ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約４７．２〜６６．２フィート（１４．４〜２０．２ｍ）の範囲である。別の例では、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１３００フィート（３９６．２ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約９６．３１フィート（２９．３６ｍ）、８７．７フィート（２６．７ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約５４．３〜７７．７フィート（１６．６〜２３．７ｍ）の範囲である。さらに別の例では、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１４００フィート（４２６．７ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約１１１．８３フィート（３４．０９ｍ）、１０１．８フィート（３１．０ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約６３．０１〜９０．１８フィート（１９．２１〜２７．４９ｍ）の範囲である。さらに別の例では、氷の厚さすなわち荷重が２．０インチ（５．１ｃｍ）、約１５００フィート（４５７．２ｍ）のスパンにおいて、従来の導体および送電ケーブルＫ，Ｌの弛度が約１２８．５３フィート（３９．１８ｍ）、１１６．９９フィート（３５．６６ｍ）であるのに対し、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの弛度は、約７２．３６〜１０３．６０フィート（２２．０６〜３１．５８ｍ）の範囲である。
【００６２】
図４Ｂに示すように、導体および送電ケーブルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、ほぼ同一の氷の厚さまたは氷雪荷重に対して、ある範囲のスパンにわたり、従来の導体および送電ケーブルＫ、Ｌよりも弛度が減少または小さくなっている。上述したように、本発明の特定の実施形態の様々な技術的効果が、運転コストを低下させ、改善された運転特性を提供し、ひっかきや損傷に対する耐性を改善することができる。
【００６３】
図５−６は、本発明の実施形態に係る導体および送電ケーブルの構成の他の例を示す。図５は、台形ワイヤの二つの同心層がコアを取り囲む導体および送電ケーブル構成の一例を示し、図６は、円形ワイヤの三つの同心層がコアを取り囲む導体および送電ケーブル構成の別の例を示しており、両方とも本発明の実施形態に従う。円形断面の寸法は、コアのサイズ、各同心層内のワイヤの数、同心層の数、導体および送電ケーブルの全体の外径、隣接するワイヤ間の空間、特に図１の１１２のような各円形ワイヤ間の空間を含むがこれらに限定されない因子に応じて変化しうることを理解するであろう。
【００６４】
図５に示すように、導体および送電ケーブルの例５００は、コア５０２と、コア５０２の周りに巻き付けられた二つの同心層５０６、５０８内の複数の台形ワイヤ５０４とを備える。図５の実施形態は、第３のワイヤ同心層１１０がない点を除き、図１に示した実施形態と同様である。第１の内側同心層５０６は６本の台形ワイヤを含み、第２の外側同心層５０８は１０本の台形ワイヤを含む。台形ワイヤの断面積および寸法の例は、後述する図７および図８に示されている。コア５０２は一般に円形であり、例えば、米国カリフォルニア州アーバインのComposite Technology Cable（ＣＴＣ）社から登録商標ＡＣＣＣで販売されてる導体で使用されている複合コアである。ワイヤ５０４は、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金で製造されてもよい。図１および図２に示した実施形態と同様に、ワイヤ５０４と同心層５０６、５０８はコア５０２の周りにらせん状に巻き付けられ、各層５０６、５０８は、互いに反対向きにすなわち異なる方向に巻き付けられている。
【００６５】
例えば、図５に示す導体および送電ケーブルの例は、ＯＤ（外径）が約１．００インチ（２．５ｃｍ）、全断面積が約０．７５２３平方インチ（４．８５４ｃｍ２）、１フィート当たりの重量が約０．８６４ポンド（１．２８６ｋｇ／ｍ）である。コア５０２は、ＯＤ（外径）が約０．３０５０インチ（０．７７４ｃｍ）、断面積が０．０７３１平方インチ（０．４７１６ｃｍ２）であり、ワイヤ５０４は、それぞれの断面積が約０．０４２４平方インチ（０．１１８１ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．９４２２平方インチ（６．０７９ｃｍ２）である。
【００６６】
別の例として、図５と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの別の例は、耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金で製造されたワイヤ５０４を備える。導体および送電ケーブルのこの例の寸法は、ＯＤ（外径）が約１．１８インチ（３．０ｃｍ）であり、全断面積が約１．０１５３平方インチ（６．５５０３ｃｍ２）であり、１フィート当たりの重量が約１．１８１ポンド（１．７５８ｋｇ／ｍ）である。この例のコア５０２は、ＯＤ（外径）が約０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ）、断面積が０．１１０４平方インチ（０．７１２３ｃｍ２）であり、ワイヤ５０４は、それぞれの断面積が約０．０２８６平方インチ（０．１８４５ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．９４２２平方インチ（６．０７９ｃｍ２）である。
【００６７】
別の例として、図５と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの別の例は、１３５０  Ｈ１９アルミニウム合金で製造されたワイヤ５０４を備える。導体および送電ケーブルのこの例の寸法は、ＯＤ（外径）が約１．１８インチ（３．０ｃｍ）であり、全断面積が約１．０１５３平方インチ（６．５５０３ｃｍ２）であり、１フィート当たりの重量が約１．８７０ポンド（２．７８３ｋｇ／ｍ）である。この例のコア５０２は、ＯＤ（外径）が約０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ）、断面積が０．１１０４平方インチ（０．７１２３ｃｍ２）であり、ワイヤ５０４は、それぞれの断面積が約０．０２８６平方インチ（０．１８４２ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．９４２２平方インチ（６．０７９ｃｍ２）である。
【００６８】
図６に示すように、導体および送電ケーブルの別の例６００は、コア６０２と、コア６０２の周りに巻き付けられた三つの同心層６０６、６０８、６１０内の複数の円形ワイヤ６０４とを備える。図６の実施形態は、ワイヤ６０４が台形ではなく円形である点を除き、図１に示した実施形態と同様である。第１の内側同心層６０６は９本の円形ワイヤを含み、第２の中間同心層６０８は１５本の円形ワイヤを含み、第３の外側同心層６１０は２１本の円形ワイヤを含む。コア６０２は一般に円形であり、例えば米国カリフォルニア州アーバインのComposite Technology Cable（ＣＴＣ）社から登録商標ＡＣＣＣで販売されてる導体で使用されている複合コアである。ワイヤ６０４は、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金で製造されてもよい。図１、図２、図５に示した実施形態と同様に、ワイヤ６０４と同心層６０６、６０８、６１０は、コア６０２の周りにらせん状に巻き付けられる。各層６０６、６０８、６１０は、隣接する同心層とは反対向きにすなわち異なる方向に巻き付けられている。
【００６９】
例えば、図６と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの例は、ＯＤ（外径）が約１．２２インチ（３．１０ｃｍ）、全断面積が約０．８９５０平方インチ（５．７７４ｃｍ２）、１フィート当たりの重量が約１．０３７ポンド（１．５４４ｋｇ／ｍ）である。コア６０２は、ＯＤ（外径）が約０．３０５０インチ（０．７７４ｃｍ）、断面積が０．０７３１平方インチ（０．４７１６ｃｍ２）であり、ワイヤ６０４は、それぞれの断面積が約０．０１８３平方インチ（０．２７４ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．８２１９平方インチ（５．０３３ｃｍ２）である。
【００７０】
例えば、図６と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの別の例は、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金で製造されたワイヤ６０４を備える。導体および送電ケーブルのこの例の寸法は、ＯＤ（外径）が約１．２２インチ（３．１０ｃｍ）、全断面積が約０．８９５０平方インチ（５．７７４ｃｍ２）、１フィート当たりの重量が約１．０３７ポンド（１．５４４ｋｇ／ｍ）である。コア６０２は、ＯＤ（外径）が約０．３０５０インチ（０．７７４ｃｍ）、断面積が０．０７３１平方インチ（０．４７１６ｃｍ２）であり、ワイヤ６０４は、それぞれの断面積が約０．０１８３平方インチ（０．２７４ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．８２１９平方インチ（５．０３３ｃｍ２）である。
【００７１】
例えば、図６と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの別の例は、耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金で製造されたワイヤ６０４を備える。導体および送電ケーブルのこの例の寸法は、ＯＤ（外径）が約１．２２インチ（３．１０ｃｍ）、全断面積が約０．８９５０平方インチ（５．７７４ｃｍ２）、１フィート当たりの重量が約１．０３７ポンド（１．５４４ｋｇ／ｍ）である。コア６０２は、ＯＤ（外径）が約０．３０５０インチ（０．７７４ｃｍ）、断面積が０．０７３１平方インチ（０．４７１６ｃｍ２）であり、ワイヤ６０４は、それぞれの断面積が約０．０１８３平方インチ（０．２７４ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．８２１９平方インチ（５．０３３ｃｍ２）である。
【００７２】
例えば、図６と同様の形状および構成を有する導体および送電ケーブルの別の例は、１３５０  Ｈ１９アルミニウム合金で製造されたワイヤ６０４を備える。導体および送電ケーブルのこの例の寸法は、ＯＤ（外径）が約１．２２インチ（３．１０ｃｍ）、全断面積が約０．８９５０平方インチ（５．７７４ｃｍ２）、１フィート当たりの重量が約１．０４２ポンド（１．５５０ｋｇ／ｍ）である。コア６０２は、ＯＤ（外径）が約０．３０５０インチ（０．７７４ｃｍ）、断面積が０．０７３１平方インチ（０．４７１６ｃｍ２）であり、ワイヤ６０４は、それぞれの断面積が約０．０１８３平方インチ（０．２７４ｃｍ２）であり、集合断面積が約０．８２１９平方インチ（５．０３３ｃｍ２）である。
【００７３】
図７および８は、本発明の実施形態に係る導体および送電ケーブルに使用される例示的なワイヤの断面図である。台形断面の寸法は、コアのサイズ、各同心層内のワイヤの数、同心層の数、導体および送電ケーブルの全体の外径、隣接するワイヤ間の空間、特に図１の１１２のような各円形ワイヤ間の空間を含むがこれらに限定されない因子に応じて変化しうることを理解するであろう。
【００７４】
図７は、本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルに使用される例示的なワイヤの断面図である。図７に示す実施形態では、図１の内側同心層１０６のような、コアの周りの第１内側同心層内でワイヤ７００を使用することができる。ワイヤ７００は台形であり、比較的短い内面７０２と、比較的長い外面７０４と、内面７０２と外面７０４との間に延びる一組の横面７０６、７０８と、を有している。隣接する面７０２、７０４、７０６、７０８の間の角７１０、７１２、７１４、７１６は、通常丸くされているか、または先細にされている。横面７０６、７０８の間の円弧幅７１８は、約５８度３７．９０分である。
【００７５】
例えば、図７に示すワイヤ７００の寸法は、内面７０２を画成する円弧幅上のポイント間の水平距離７２０が約０．１４９３インチ（３．７９２ｍｍ）、外面７０４を画成する円弧幅上のポイント間の水平距離７２２が約０．３２２８インチ（８．１９９ｍｍ）、横面７０６、７０８の間の最も幅が広いポイントにおけるワイヤ７００の上部の角７１０、７１２の間の水平距離７２４が約０．２９１１インチ（７．３９４ｍｍ）である。
【００７６】
図８は、本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルに使用される例示的なワイヤの別の断面図である。図８に示す実施形態では、図１の中間同心層１０８のような、コアの周りの第２中間同心層内でワイヤ８００を使用することができる。ワイヤ８００は台形であり、比較的短い内面８０２と、比較的長い外面８０４と、内面８０２と外面８０４との間に延びる一組の横面８０６、８０８と、を有している。隣接する面８０２、８０４、８０６、８０８の間の角８１０、８１２、８１４、８１６は、通常丸くされているか、または先細にされている。横面８０６、８０８の間の円弧幅８１８は、約３４度５６．３３分である。
【００７７】
例えば、図８に示すワイヤ８００の寸法は、内面８０２を画成する円弧幅上のポイント間の水平距離８２０が約０．１９７９インチ（５．０２７ｍｍ）、外面８０４を画成する円弧幅上のポイント間の水平距離８２２が約０．３０１３インチ（７．６５３ｍｍ）、横面８０６、８０８の間の最も幅が広いポイントにおけるワイヤ８００の上部の角８１０、８１２の間の水平距離８２４が約０．２８００インチ（７．１１２ｍｍ）である。
【００７８】
本発明に係る他の導体、送電ケーブル、システムおよび装置の実施形態が、より少数のまたはより多数の部品を備えてもよいし、図１−８に示した導体、送電ケーブル、システムおよび装置について述べた機能の一部または全てを包含してもよいことを理解するであろう。
【００７９】
本発明の特定の実施形態におけるこれらの導体、送電ケーブル、システムおよび装置を、他の実施形態、文脈および用途にも適用できることが認められる。図１−８に関して図示し説明した導体、送電ケーブル、システムおよび装置は例示のみを目的として提供されていることを理解するであろう。これらのまたは同様の導体、送電ケーブル、システムおよび装置部品を使用して、多数の他の運転環境、導体、送電ケーブル、システムおよび装置が実現可能である。したがって、これらの導体、送電ケーブル、システムおよび装置部品は、任意の特定の運転環境、導体、送電ケーブル、システムおよび装置構成に限定されるものと解されるべきではない。
【００８０】
図１−８の例示的な導体、送電ケーブル、システムおよび装置を用いて実装可能な例示的な方法およびプロセスについて、図９および図１０を参照して説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルを製造する例示的な方法９００のプロセス図である。図１０で説明するフローチャート１０００は、本発明の一実施形態に係る導体および送電ケーブルの使用方法である。
【００８１】
図９の方法９００は、コアが準備されるブロック９０２で開始する。コアは、少なくとも一つの複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうちの少なくとも一つを含む。
【００８２】
ブロック９０２の後に、複数のワイヤが準備されるブロック９０４が続く。ワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む。
【００８３】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形または円形を含む断面形状を有していてもよい。
【００８４】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するようにワイヤの向きが合わされる。
【００８５】
実施形態の一態様では、複数のワイヤは、コアの周りの少なくとも三つのワイヤの同心配置されたワイヤの層を含んでもよい。
【００８６】
実施形態の一態様では、コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が、少なくとも三層であってもよい。
【００８７】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の弛度であってもよい。
【００８８】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であってもよい。
【００８９】
実施形態の一態様では、コアの周りに複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを形成するステップが、コアの周りに複数のワイヤをらせん状に巻き付けることを含んでもよい。
【００９０】
ブロック９０４の後に、コアの周りに複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを形成するブロック９０６が続く。送電ケーブルは低弛度特性を有している。
【００９１】
ブロック９０６の後、方法９００は終了する。
【００９２】
図１０に移り、方法１０００は、コアが準備されるブロック１００２で開始する。コアは、少なくとも一つの複合コア、一つまたは複数の材料からなるマトリックス内の複数のファイバー、またはエポキシマトリックス内に埋め込まれた一組の炭素繊維のうちの少なくとも一つを含む。
【００９３】
ブロック１００２の後に、複数のワイヤが準備されるブロック１００４が続く。ワイヤは、６２０１  Ｔ８３アルミニウム合金、６２０１  Ｔ８１アルミニウム合金、１３５０−Ｈ１９アルミニウム合金、または耐熱アルミニウム−ジルコニウム合金のうちの少なくとも一つを含む。コアの周りに複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを形成する。送電ケーブルは低弛度特性を有している。
【００９４】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形または円形を含む断面形状を有していてもよい。
【００９５】
実施形態の一態様では、複数のワイヤはそれぞれ台形の断面形状を有し、コアの周りに複数の同心配置されたワイヤの層を形成するようにワイヤの向きが合わされる。
【００９６】
実施形態の一態様では、複数のワイヤは、コアの周りの少なくとも三つの同心配置されたワイヤの層を含んでもよい。
【００９７】
実施形態の一態様では、コアの周りの複数の同心配置されたワイヤの層が、少なくとも三層であってもよい。
【００９８】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約１．２５インチ（３．２ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは約４０．０〜４８．０フィート（１２．２〜１４．６ｍ）の弛度であってもよい。
【００９９】
実施形態の一態様では、約１４００リニアフィート（４２６．７ｍ）にわたる送電ケーブル上に約２．０インチ（５．１ｃｍ）の厚さの氷があるとき、低弛度特性とは約６３．０フィート（１９．２ｍ）〜９０．２フィート（２７．５ｍ）の弛度であってもよい。
【０１００】
実施形態の一態様では、コアの周りに複数のワイヤを巻き付けて送電ケーブルを形成するステップが、コアの周りに複数のワイヤをらせん状に巻き付けることを含んでもよい。
【０１０１】
ブロック１００４の後に、電源を電源負荷に接続し、送電ケーブルを使用して高圧電流を伝送するブロック１００６が続く。
【０１０２】
ブロック１００６の後、方法１０００は終了する。
【０１０３】
加えて、本発明を一つまたは複数の実施形態の観点で上述したが、本発明はそれらに限定されないことを理解すべきである。上述した本発明の様々な特徴および態様は、個別にまたは組み合わせて使用してもよい。特定の実施形態における実装の文脈で特定の目的のために本発明を説明したが、その実用性はそれらに限定されず、本発明を様々な環境および実装で有利に利用することができる。さらに、具体的な順序で生じるものとして方法を説明したが、方法を実行する順番は本明細書に図示し説明したものに限定されず、また図解し説明した要素の全てを実行する必要はないことが認められる。したがって、本明細書に開示された実施形態の全容を考慮して、以下の請求項が解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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