(57)【要約】【課題】標準架空地線と同等の形状、重量、および弛度特性を有し、耐雷性に優れる耐雷架空地線を提供する。【解決手段】鋼線１０を芯線としてその外周にアルミニウム被覆部１１を設けた素線１２を７本撚り合わせてなる撚線部１３と、鋼線１０を芯線としてその外周にアルミニウム被覆部１１を設け、さらに表面にセラミックスコート層１４を設けた素線１５を１２本撚り合わせてなる最外層の撚線部１６によって構成されている。セラミックスコート層１４の層厚を１０〜５０μｍの範囲で設けることによって、負極性夏季雷の想定最大値である電荷量２００Ｃ以上の耐雷性が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有するセラミックスコート層を表面に有した素線によって形成される撚線部を最外層に有することを特徴とする耐雷架空地線。
【請求項２】
前記素線は、標準架空地線と同等の外径および重量を有することを特徴とする請求項１に記載の耐雷架空地線。
【請求項３】
前記素線は、標準架空地線と同等の弛度を有することを特徴とする請求項１に記載の耐雷架空地線。
【請求項４】
前記セラミックスコート層は、ＳｉＯ２を主としたセラミックスコート剤にアルミナ、酸化チタン、ジルコニア等のセラミックスの少なくとも１つを含むセラミックス系塗料の焼付け塗装層であることを特徴とする請求項１に記載の耐雷架空地線。
【請求項５】
前記セラミックスコート層は、亜鉛、ニッケル等の金属粉末を含むことを特徴とする請求項１または５に記載の耐雷架空地線。
【請求項６】
前記金属粉末は、その添加量が１０〜５０重量％で添加されていることを特徴とする請求項５に記載の耐雷架空地線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐雷架空地線に関し、特に、標準架空地線と同等の外径および重量を有して耐雷性に優れる耐雷架空地線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空送電線への落雷を防止するものとして、架空送電線の本線の上方に架空地線を設けて落雷を架空地線に誘導し、架空送電線の本線への落雷を防ぐことが行われている。架空地線では、落雷によるエネルギーによって断線することのない耐雷性および信頼性と、雷撃電流を速やかに接地部に逃がす導電性が求められる。
【０００３】
このような架空地線として、ロープ状の芯線をアルミニウムで被覆した複数の素線を撚り合わせてなる補強線材を中央に配し、その周囲に犠牲層として機能する亜鉛層を表面に設けたアルミ覆鋼線からなる複数の素線を撚り合わせたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、雷撃時に雷エネルギーから素線を保護するようにした他の架空地線として、複数本の素線からなる撚線の内部空間あるいは外周に亜鉛粉末を含有した導電性グリースを有するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
特許文献１および２に記載される架空地線によれば、複合撚線を構成するアルミニウムが雷エネルギーによる熱で損傷する前に、より低融点で潜熱の大なる亜鉛の相変態に基づいて雷エネルギーによる熱を吸収することで素線切れを防止するものであるが、依然として落雷アークの熱によって素線が溶断することがある。
【０００６】
このような落雷アークによる素線の溶断を防ぐ他の架空地線として、高強度鋼線の外周を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等の高融点金属で被覆し、その外周にアルミニウムを被覆して最表層に亜鉛層を設けた素線が最外層となるように撚り合わせたものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
特許文献３に記載される架空地線によれば、亜鉛層およびアルミニウム被覆を損傷するような落雷であっても、高強度鋼線がタングステン等の高融点金属で被覆されているので耐熱性に優れ、断線を生じにくい反面、高融点金属が高価であることから製造コストが大になるという問題がある。
【０００８】
また、線材の耐熱性を高めるものとして、ベース塗料にセラミックコーティング剤を混合して線材表面に塗布し、これを線材表面に焼付けて耐熱絶縁皮膜を設けた絶縁電線がある（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開平７−２９６６４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２７９０６号公報
【特許文献３】特開平７−１９２５３４号公報
【特許文献４】特開２０００−３３６３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献４に記載された耐熱性の皮膜を架空地線に設ける場合、要求される耐熱性に応じた厚さの皮膜を設ける必要がある。素線表面に所定厚さの皮膜を設けることで架空地線の形状および重量が標準架空地線と異なると弛度特性が変化するため、鉄塔等の設備の改変、補強等の作業が必要となるとともに送電線路の管理コストを上昇させるという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、標準架空地線と同等の形状、重量、および弛度特性を有し、耐雷性に優れる耐雷架空地線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、導電性を有するセラミックスコート層を表面に有した素線によって形成される撚線部を最外層に有する耐雷架空地線を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、標準架空地線と同等の形状、重量、および弛度特性を有し、優れた耐雷性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る耐雷架空地線を示す横断面図である。
【００１４】
この耐雷架空地線１は、鋼線１０を芯線としてその外周にアルミニウム被覆部１１を設けた素線１２を７本撚り合わせてなる撚線部１３と、鋼線１０を芯線としてその外周にアルミニウム被覆部１１を設け、さらに表面にセラミックスコート層１４を設けた素線１５を１２本撚り合わせてなる最外層の撚線部１６によって構成されている。
【００１５】
素線１２は、鋼線１０の外層に連続押し出しによって形成されたアルミニウム被覆部１１を有する。なお、アルミニウム被覆部１１については、アルミパイプ嵌合法等の他の方法で形成することも可能である。
【００１６】
素線１５は、素線１２の表面にセラミックス系塗料を塗布し、焼付けを行うことによって形成されたセラミックスコート層１４を有する。セラミックス系塗料は、シリカ、酸化ケイ素等のＳｉＯ２を主としたセラミックスコート剤にＡｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＺｒＯ２（ジルコニア）等のセラミックス粉末を添加したものであり、導電性を付与するためにＮｉの粉末を添加している。セラミックス系塗料に導電性を付与する他の金属粉末として、例えば、Ｚｎを添加することも可能である。また、複数の金属粉末を混合して添加してもよい。
【００１７】
なお、本実施の形態は耐雷架空地線について説明したが、種々のアルミニウム被覆鋼線（ＡＣ）撚線および光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）への適用が可能である。ＡＣ撚線では、５５ｍｍ２撚線、７０ｍｍ２撚線、１５０ｍｍ２撚線、２６０ｍｍ２撚線等があり、ＯＰＧＷでは、５５ｍｍ２撚線、６０ｍｍ２撚線、６５ｍｍ２撚線、７０ｍｍ２撚線、９０ｍｍ２撚線、１２０ｍｍ２撚線、１７０ｍｍ２撚線、２５０ｍｍ２撚線、５００ｍｍ２撚線等へ適用可能である。
【００１８】
以下に、耐雷架空地線１の実施例について説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１に示すように、芯線である鋼線１０の外周にアルミニウム被覆部１１を設けることによって外径が３．２ｍｍの素線１２を形成し、この素線１２を７本撚り合わせて撚線部１３を形成した。また、芯線である鋼線１０の外周にアルミニウム被覆部１１を設け、アルミニウム被覆部１１の外周に厚さ５０μｍのセラミックスコート層１４を設けることによって外径ｄが外径３．３ｍｍの素線１５を形成し、この素線１５を撚線部１３の外周に１２本撚り合わせて最外層の撚線部１６を形成することにより耐雷架空地線１を形成した。このようにして形成された耐雷架空地線１は、標準架空地線であるＡＣ１５０ｍｍ２撚線と同等の外径を有している。
【００２０】
セラミックスコート層１４は、セラミックス粉末としてシリカを含むセラミックスコート剤と、導電性を付与するためのＮｉ１８重量％とＺｎ２重量％の混合粉末２０重量％を含むセラミックス系塗料をアルミニウム被覆部１１の表面に塗布し、乾燥後に焼付炉で焼付けることによって形成している。
【００２１】
本実施例で形成された耐雷架空地線１の構成および特性について、標準架空地線であるＡＣ１５０ｍｍ２撚線（表１においては「標準ＡＣ１５０」）とともに表１に示す。
【表１】
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【００２２】
表１に示すように、本実施例で形成した耐雷架空地線１の外径は１６．２ｍｍであり、標準ＡＣ１５０の外径１６．０ｍｍと同等であることから、標準架空地線で用いられる圧縮クランプ、直線スリーブ、ダンパー等の付属品の適用が可能である。
【００２３】
図２は、本実施例における耐雷架空地線と標準ＡＣ１５０の径間長における弛度特性図である。
【００２４】
本実施例の耐雷架空地線１の重量は７２７．７ｋｇと、標準ＡＣ１５０の７１８．８ｋｇと同等の重量を有することから、弛度特性についても標準ＡＣ１５０と同等の傾向を示す。このため、耐雷架空地線１の布設にあたって鉄塔等の設備の改変、補強等の作業を要しない。
【００２５】
図３は、本実施例における耐雷架空地線のアーク試験結果を示す図である。
【００２６】
アーク試験では、耐雷架空地線１の適用路線で多発している負極性夏季雷を想定し、対向電極を負極として時間（ｍｓ）／雷撃電流（ｋＡ）≒１の条件で行った。これは、夏季雷をもたらす雷雲の９０％が負極となることによる。同図においてグラフの横軸に設けられる溶融エネルギー計算値は、素線を完全に溶解させるのに必要なエネルギーを示している。
【００２７】
本実施例の耐雷架空地線１では、表面にセラミックスコート層１４を有する素線１５を撚線部１６の最外層に設けることによって、溶融エネルギー特性が５００Ｊ／ｃｍ以上に向上しており、それに伴って耐雷性が向上していることがわかる。本実施例における耐雷架空地線１で、落雷による素線破断が生じない最大電荷量（耐雷性）は約３００Ｃである。負極性夏季雷の想定最大電荷量は約２００Ｃであることから、耐雷架空地線１は落雷によって素線破断を生じることのない耐雷性を有している。標準ＡＣ１５０の最外層の溶融エネルギー特性は約３６０Ｊ／ｃｍで、耐雷性は約１８５Ｃであることから、１１５Ｃの耐雷性向上が得られた。
【００２８】
次に、耐雷架空地線１についての基本性能試験を行った。基本性能試験は、一般試験として、本実施例で形成した耐雷ＡＣ１５０素線である素線１５に対して、導電率、ねじり試験、素線設計厚さ、巻付け・巻き戻し試験の４試験を行った。また、参考試験として、素線１５を１２本撚り合わせた耐雷ＡＣ１５０撚線である撚線部１６に対して、耐熱試験、耐候性試験、腐食試験の３試験を行った。基本性能試験の結果を表２に示す。なお、表２において、素線１５を実施例（素線）、撚線部１６を実施例（撚線）としている。
【表２】
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【００２９】
導電率については、素線１５の表面抵抗を測定し、雷撃電流を通過させるうえで十分な導電率を有することを確認した。
【００３０】
ねじり試験については、素線１５が規格値以上のねじりで破断することを確認した。ねじり破断後もセラミックスコート層１４の付着性は大で、剥離は確認されなかった。
【００３１】
素線設計厚さについては、素線１５のセラミックスコート層厚さが規格値以上であることを確認した。
【００３２】
巻付け・巻き戻し試験について、巻付け特性は、素線１５を標準径の５倍の円筒棒に８回巻付けした結果、外観に剥離等の異常がないことを確認した。また、巻付け・巻き戻し特性については、素線１５を自己径の円筒棒に８回巻付けした後、巻き戻しを行った結果、切断しないことを確認した。
【００３３】
耐熱試験については、撚線部１６に通電して４００℃まで温度上昇させた後に冷却した。セラミックスコート層１４に異常がないことを確認した。
【００３４】
耐候性試験については、サンシャインウエザ試験後、撚線部１６の撚り戻し素線を用いて巻付け試験を行った。耐候性の低下は見られなかった。
【００３５】
腐食試験については、ＪＩＳ−Ｚ２３７１に従い、撚線部１６に１５分間の塩水を噴霧後、１時間４５分の乾燥を２００回繰り返す塩水噴霧試験を行った。試験後の撚線部１６にセラミックスコート層１４の損傷、剥離が生じていないことを確認した。
【００３６】
上記したように本実施例の耐雷架空地線１によると、標準架空地線と同等の外径および重量を有することから、弛度特性についても標準架空地線と同等の特性を有し、布設に伴う作業性を損なうことなく良好な耐雷性が得られる。
【００３７】
本発明者によれば、素線１５の表面に設けられるセラミックスコート層１４の厚さについて検討を行った結果、その層厚を１０〜５０μｍの範囲で設けることによって、負極性夏季雷の想定最大値である電荷量２００Ｃ以上の耐雷性が得られることを確認している。また、セラミックスコート層１４に導電性を付与するために添加する金属粉末についても、１０〜５０重量％の範囲で添加することによって、セラミックスコート層１４の強度を低下させることなく架空地線としての良好な導電性が得られることを確認している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る耐雷架空地線を示す横断面図である。
【図２】図２は、本実施例における耐雷架空地線と標準ＡＣ１５０の径間長における弛度特性図である。
【図３】図３は、本実施例における耐雷架空地線のアーク試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…耐雷架空地線、１０…鋼線、１１…アルミニウム被覆部、１２…素線、１３…撚線部、１４…セラミックスコート層、１５…素線、１６…撚線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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