(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線層を有し、アルミニウム撚線層のアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリースを充填してなる架空送電線において、前記アルミニウム粉粒物は該アルミニウム粉粒物を添加前の前記グリースに対して２〜２５％ＷＴの範囲で添加することを特徴とする架空送電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放熱性に優れた架空送電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に架空送電線は、複数本のアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線層を設けて構成される。なお、本明細書でいうアルミニウムはすべてアルミニウム合金を含む。
ところで、近年の電力需要の増加に伴い、この架空送電線に対して、送電容量を増大させる要求が電力会社から出され、これに対する検討が種々進められている。
従来、送電容量を増大させるために、アルミニウム素線の本数を増やすか、素線の外径を大きくすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アルミニウム素線の本数を増やすか、素線の外径を大きくすると、架空送電線の外径が大きくなり、このために、送電線に作用する風圧荷重が増大し、送電線を支持する鉄塔を補強して強度を大きくする必要が生じ、鉄塔補強にかなりの費用がかかる問題がある。このため、アルミニウム素線の本数を増やしたり、素線の外径を大きくしたりすることには限度がある。
このほかに、アルミニウム素線の単位断面積当たりの送電電流を大きくすることも考えられるが、送電電流を大きくすると、架空送電線の発熱量が多くなり、架空送電線の温度が許容値以上に上昇し易く、送電容量が制限されてしまうという問題がある。
本発明は上記の課題を解決し、送電線に作用する風圧荷重の増大及び架空送電線の温度上昇を抑え、送電容量を増大させる架空送電線を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、複数本のアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線層を有し、アルミニウム撚線層のアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリースを充填してなる架空送電線において、前記アルミニウム粉粒物は該アルミニウム粉粒物を添加前の前記グリースに対して２〜２５％ＷＴの範囲で添加して構成される。
【０００５】
このような構成により、アルミニウム素線隙間が空気の断熱層に代えて熱伝導性グリースで充填されるので、アルミニウム素線同士間の熱の伝わり状態がよくなり、アルミニウム撚線層の熱伝導性が向上する。その結果、アルミニウム撚線層の内側層で発生した熱を速やかに最外層側に熱伝導させて最外層から外気中に放熱させることが可能になり、架空送電線の温度許容温度より高く上昇するのを抑え、送電容量を増大させることができる。また、架空送電線の外径が大きくならないので、送電線に作用する風圧荷重が増大せず、鉄塔を補強する必要がなくなり、鉄塔補強のために無駄な出費をしないで済む。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明に係る架空送電線１０の第１の実施形態を示す断面図である。この架空送電線１０は、複数本の断面円形の鋼線を撚り合わせた鋼心１２の上に、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層１４を設けたものにおいて、前記アルミニウム撚線層１４の最外層１４Ａの内側部分までアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【０００７】
熱伝導性グリース１６を構成するグリースは半固体状の潤滑兼防食材であり、鉱油、炭化水素油、アルキルベンゼン油、ポリα―オレフィン油、合成エーテル油、合成エステル油、シリコーン油等の原料油に、例えば、主成分が１２−ヒドロキシステアリン酸である水添ヒマシ油脂肪酸とラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪酸とを縮合した構造を有する２量体以上のオキシ脂肪酸オリゴマーを混ぜて加熱し、これに、リチウム、カルシウム、ナトリウム等の石鹸系又は四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＥＥ）、アリルウレア、ポリウレア等のウレア化合物、ベントナイト、シリカエアロゲル等の非石鹸系の増稠剤を加えてけん化することにより得られるものが用いられる。
【０００８】
アルミニウム粉粒物は粒子の大きさが２００μｍ以下好ましくは１００μｍ以下のものが用いられる。粒子の大きさが２００μｍより大きくなると、熱伝導性グリース１６がざらついたり、硬くなり過ぎたりして、これを前記アルミニウム撚線層１４のアルミニウム素線隙間に充填するのが容易でなくなるほか、アルミニウム素線を傷つける恐れがあり好ましくない。
【０００９】
前記グリースにアルミニウム粉粒物を添加させる割合は、２〜２５％ＷＴの範囲が実用的である。それは、その添加量が２５％ＷＴより多くなると、前記のような不都合、即ち、熱伝導性グリース１６がざらついたり、硬くなり過ぎたりして、これを前記アルミニウム撚線層１４のアルミニウム素線隙間に充填するのが容易でなくなるほか、アルミニウム素線を傷つける恐れがあり、その添加量が２％ＷＴより少なくなると、熱伝導性グリース１６の熱伝導率がアルミニウム撚線層内の熱を有効に放熱させるだけの伝導率にならず、その効果が期待できなくなるからである。
【００１０】
前記アルミニウム撚線層１４の最外層１４Ａの内側部分までアルミニウム素線隙間に熱伝導性グリース１６を充填するには、複数本のアルミニウム素線を撚り合わせダイス（図示せず）に集合させて撚り合わせる際、その撚り合わせダイスの外周面から中心部のダイス穴に貫通するグリース供給孔を、例えば、１８０度、１２０度又は９０度の間隔をおいて２箇所、３箇所又は４箇所に形成し、これらグリース供給孔に熱伝導性グリース１６をグリースガン等で加圧注入することにより行う。
【００１１】
或いは、前記複数本のアルミニウム素線を撚り合わせダイスで撚り合わせる前に、予め各アルミニウム素線の外周面に熱伝導性グリース１６を塗布器（図示せず）内に通して塗布しておき、これらグリースを塗布されたアルミニウム素線を前記撚り合わせダイスに集合して余分のグリースを絞り取りながら撚り合わせることにより行う。更に、上記２通りの熱伝導性グリース充填手段を適宜組み合わせて充填するようにしてもよい。
【００１２】
図２は本発明に係る架空送電線１８の第２の実施形態を示す断面図である。この架空送電線１８は、複数本の断面円形の鋼線を撚り合わせた鋼心１２の上に、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層１４を設けたものにおいて、前記アルミニウム撚線層１４の最外層１４Ａの外側部分までアルミニウム素線隙間に、前記熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１３】
図３は本発明に係る架空送電線２０の第３の実施形態を示す断面図である。この架空送電線２０は、複数本の断面円形の鋼線を撚り合わせた鋼心１２の上に、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層１４を設けたものにおいて、前記アルミニウム撚線層１４の最外層１４Ａを除く任意の内側層１４Ｂの内側部分までアルミニウム素線隙間に、前記熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１４】
図４は本発明に係る架空送電線２２の第４の実施形態を示す断面図である。この架空送電線２２は、中心に鋼心を有しない無鋼心で、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層２４にあって、前記アルミニウム撚線層２４の最外層２４Ａの内側部分までアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１５】
図５は本発明に係る架空送電線２６の第５の実施形態を示す断面図である。この架空送電線２６は、同様に無鋼心で、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層２４にあって、前記アルミニウム撚線層２４の最外層２４Ａの外側部分までアルミニウム素線隙間に、前記熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１６】
図６は本発明に係る架空送電線２８の第６の実施形態を示す断面図である。この架空送電線２８は、同様に無鋼心で、複数本の断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた複数層のアルミニウム撚線層２４にあって、前記アルミニウム撚線層２４の最外層２４Ａを除く任意の内側層２４Ｂの内側部分までアルミニウム素線隙間に、前記熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１７】
図７は本発明に係る架空送電線３０の第７の実施形態を示す断面図である。この架空送電線３０は、複数本の断面円形の鋼線を撚り合わせた鋼心１２の上に、複数本の断面扇形に圧縮したアルミニウム素線を撚り合わせた、例えば、複数層のアルミニウム撚線層３２を設けたものにおいて、前記アルミニウム撚線層３２の、例えば、最外層３２Ａの内側部分までアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリース１６を充填して構成されるものである。
【００１８】
前記いずれの実施形態の架空送電線１０、１８、２０、２２、２６、２８、３０も、アルミニウム撚線層１４、２４、３２のアルミニウム素線隙間に、熱伝導性グリース１６が充填されているので、アルミニウム素線同士間の熱の伝わり状態がよくなり、アルミニウム撚線層１４、２４、３２の熱伝導性が向上する。
【００１９】
【実施例】
次に、一例として、図１に示す本発明の架空送電線１０と従来の架空送電線３４（図８参照）を試作し、図８に示す試験装置を用いて、両架空送電線１０、３４に通電し、両送電線の表面の温度を測定した。
即ち、試作に供した本発明の架空送電線（サンプル）１０は、図１に示す構成のもので、鋼心１２の上に、断面円形のアルミニウム素線を撚り合わせた導体断面積２５０ｍｍ2のアルミニウム撚線層１４を設け、このアルミニウム撚線層１４の最外層１４Ａの内側部分までアルミニウム素線隙間に、ウレア系非金属石鹸型高融点グリースに粒子径１００μｍのアルミニウム粉粒物を５％ＷＴ添加した熱伝導性グリース１６を充填した架空送電線（ＴＡＣＳＲ）である。
一方、従来の架空送電線（サンプル）３４は、上記本発明の架空送電線１０において、アルミニウム素線隙間に熱伝導性グリース１６が充填されていないほかは同じ形状、寸法、材質を有する架空送電線（ＴＡＣＳＲ）である。
【００２０】
上記架空送電線１０、３４を試験装置に取り付けるには、先ず、この送電線１０、３４の両端にクランプ３６を設け、それぞれ碍子３８を介してヨーク４０に取り付ける。次に、両送電線１０、３４の一端側にそれぞれ給電端子４２を取り付け、フィーダ線４４を介して給電トランス４６に接続すると共に、両送電線１０、３４の他端側にそれぞれ給電端子４３を取り付け、給電端子４３同士をフィーダ線４４で接続し、架空送電線１０、３４に閉ループを形成する。なお、４８は給電端子４３同士を接続するフィーダ線４４が内部を貫通するように配設され、架空送電線１０、３４を流れる電流を測定する電流変成器である。
【００２１】
このようにして、両送電線１０、３４を試験装置に取り付けた後、給電トランス４６から両送電線１０、３４に給電して試験電流を流し、電流変成器４８で送電線に流れる試験電流値（Ａ）を測定すると共に、両送電線の長さ方向のほぼ中央付近の電線表面に取り付けた熱電対５０で、両送電線１０、３４の表面温度（℃）を測定した。その結果を次の表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004629847.tif 000002
【００２３】
上記試験の結果、本発明の架空送電線１０は、いずれの試験電流値においても、従来の架空送電線３４よりも電線の表面温度が低くなり、また試験電流値が大きくなるほど、その温度差が顕著になり、架空送電線の送電容量が増大して、架空送電線の温度が上昇する高温下で運転使用するほど有効であることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の架空送電線は、複数本のアルミニウム素線を撚り合わせたアルミニウム撚線層を有し、アルミニウム撚線層のアルミニウム素線隙間に、グリースにアルミニウム粉粒物を添加した熱伝導性グリースを充填してなる架空送電線において、前記アルミニウム粉粒物は該アルミニウム粉粒物を添加前の前記グリースに対して２〜２５％ＷＴの範囲で添加してなるものであるから、アルミニウム素線同士間の熱の伝わり状態がよくなり、アルミニウム撚線層の熱伝導性が向上する。従って、アルミニウム撚線層の内側層で発生した熱を速やかに最外層側に熱伝導させて最外層から外気中に放熱させることが可能になり、架空送電線の温度許容温度より高く上昇するのを抑え、送電容量を増大させることができる。
【００２５】
また、架空送電線の外径が大きくならないので、送電線に作用する風圧荷重が増大せず、鉄塔を補強する必要がなくなり、鉄塔補強のために無駄な出費をしないで済む。
【００２６】
更に、アルミニウム素線隙間に充填された熱伝導性グリースは潤滑性があるので、架空送電線の張設及び使用中にアルミニウム素線同士の磨耗による損傷が減少し、また、防食効果があるので、耐腐食性に優れ、更に適度の粘性があるので、使用中にアルミニウム素線隙間から漏出して脱落するようなことも減少し、架空送電線の優れた放熱性が長期間にわたり安定して維持することができ、耐寿命性も向上する。また、熱伝導性グリースがざらついたり、硬くなり過ぎたりして、これを前記アルミニウム撚線層のアルミニウム素線隙間に充填するのが容易でなくなることや、アルミニウム素線を傷つける恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る架空送電線の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る架空送電線の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る架空送電線の第３の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る架空送電線の第４の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る架空送電線の第５の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る架空送電線の第６の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係る架空送電線の第７の実施形態を示す断面図である。
【図８】架空送電線の試験装置の概要図である。
【符号の説明】
１０、１８，２０、
２２、２６、２８、３０  架空送電線
１２                    鋼心
１４、２４、３２        アルミニウム撚線層
１４Ａ、２４Ａ、３２Ａ  最外層
１４Ｂ、２４Ｂ          内側層
１６                    熱伝導性グリース
３４                    架空送電線（従来）
３６                    クランプ
３８                    碍子
４０                    ヨーク
４２、４３              給電端子
４４                    フィーダ線
４６                    給電トランス
４８                    電流変成器
５０                    熱電対
【図１】
0004629847.tif 000003
【図２】
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【図３】
0004629847.tif 000005
【図４】
0004629847.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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