(57)【要約】【課題】  高耐食性を備えつつ引張強度、疲労強度を確保できる架空送電線を得る。【解決手段】  この高耐食架空送電線１は、鋼線２ａを撚り合わせた鋼心２の周囲に、アルミ線３ａを撚り合わせたアルミ撚線層３を持つ鋼心アルミ撚線であるが、鋼線２として引張強さ１８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の特強亜鉛めっき鋼線を用い、かつアルミ線３ａとして純度９９．９％以上の高純度のアルミニウムを用い、そして、アルミ線３ａを鋼線２ａに対して０．２〜０．６％の余長を持つようにルーズに撚り合わせる。高純度のアルミ線なので高耐食性が確保される。鋼心が引張り荷重のすべてを分担するので、かつ、鋼心に通常より高強度の鋼線を用いているので、引張強度、疲労強度が低い高純度のアルミ線を用いたことによる問題は生じない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線を用いた鋼心アルミ撚線であって、架線状態の冬季最悪条件において、鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線に張力が作用しない構造とされたことを特徴とする高耐食架空送電線。
【請求項２】
引張強さ１８０ｋｇｆ／ｍｍ２（１７６４Ｎ／ｍｍ２）以上の特強亜鉛めっき鋼線の複数本を撚り合わせた鋼心の周囲に、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線の複数本を１層又は複数層に撚り合わせてなるとともに、電線製造時の当該電線におけるアルミ線が、鋼線に対して０．２〜０．６％の余長を持つようにルーズに撚り合わされていることを特徴とする請求項１記載の高耐食架空送電線。
【請求項３】
亜鉛めっきインバー線又はアルミ覆インバー線の複数本を撚り合わせた鋼心の周囲に、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線の複数本を１層又は複数層に撚り合わせてなるとともに、電線製造時の当該電線におけるアルミ線が、鋼線に対して０．３〜０．８％の余長を持つようにルーズに撚り合わされていることを特徴とする請求項１記載の高耐食架空送電線。
【請求項４】
当該電線の内部又は周囲又はその両方に防食グリースを充填あるいは塗布したことを特徴とする請求項１〜３記載の高耐食架空送電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、架空送電線の腐食対策に関するものであり、電線の耐食性ならびに寿命を向上させることを可能にする高耐食架空電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛メッキ鋼線を撚り合わせた鋼心の外周にアルミ線を撚り合わせてなる通常の鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）をはじめとする架空送電線は、通常の使用環境であれば３０年以上問題なく使用可能である。しかし、海岸の近くを通過したり工場の煤煙にさらされるような環境の送電線では、腐食により比較的短期間で使用できなくなる場合がある。特に、酸性物質を含んだ煤煙にさらされた場合、架線後僅か数年で使用できなくなるケースも報告されている。
図４はこの種の従来の架空送電線１’を示すもので、７本の亜鉛めっき鋼線２'ａを撚り合わせた鋼心２'の周囲に、純度９９．７％程度の２６本の硬アルミ線３'ａを２層に撚り合わせた、導体断面積が４１０ｍｍ２の鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）１'である。２層からなるアルミ撚線層を３'で示す。このように、通常の鋼心アルミ撚線に用いるアルミ線は硬アルミ線であり、そして純度９９．７％程度のアルミニウムを用いている。
【０００３】
従来、腐食が懸念される箇所に使用する鋼心アルミ撚線では、電線に予め防食グリースを充填・塗布する対策、すなわち、電線の撚線間隙にグリースを充填しあるいは外周面から塗布する防食対策が取られてきた。
このように、グリースを充填・塗布することにより、海塩や煤煙に含まれる腐食性物質が、電線を構成するアルミ線や鋼線に直接接触することを妨げ、これにより電線の腐食を防止するものである。
【０００４】
また、その他の耐食性向上策として、使用するアルミニウムの純度を高くする方法が考えられる。一般に、金属の耐食性はその純度と相関があり、高純度になるほど耐食性が向上することが知られている。図３はアルミニウムの純度と腐食速度を表した例であるが、電線の通常の使用環境では酸性物質による腐食が問題になるので、同図から酸性物質に対して高純度になるほど耐食性が向上することが明らかである。例えば、通常のＡＣＳＲ（鋼心アルミ撚線）に使用されるアルミニウムの純度は９９．７％程度であるが、９９．９％の高純度アルミニウムを使用することにより、腐食量を１／２以下に軽減することが可能である。
【特許文献１】特開２００２−２５３４８号
【特許文献２】特開２０００−９０７４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単に電線にグリースを充填・塗布するという上記従来の防食対策には次のような欠点がある。電線は屋外で使用されることから常に風雨にさらされており、たとえ電線の表面全体にグリースを塗布しても、長年月の間にグリースが剥がれ落ち、あるいは、洗い流されてしまう。その結果、グリースによる防食作用は失われ、電線は急速に腐食してしまう。
また、グリースを塗布しても、ある種の腐食性物質はグリース内へと浸透していくため、電線の外層表面から腐食が進行することが避けられない。
【０００６】
一方、高純度のアルミニウムを用いる腐食対策には次のような問題がある。
アルミニウムの引張強度は純度を高くするほど低下する。例えば、純度９９．７％のアルミニウムを伸線加工した時の引張強度は１６〜１８ｋｇｆ／ｍｍ２（１５７〜１７６Ｎ／ｍｍ２）に達するのに対し、純度９９．９％のアルミニウムにおいては１２ｋｇｆ／ｍｍ２（１１８Ｎ／ｍｍ２）程度である。ＡＣＳＲの引張強度は、鋼心の引張強度とアルミ線の引張強度との合計であるため、アルミ線の引張強度が低下すればＡＣＳＲとしての引張強度も低下することになる。
また、アルミニウムの疲労強度も純度を高くするほど低下する。例えば、純度９９．７％のアルミニウムを伸線加工した時の疲労限応力は６ｋｇｆ／ｍｍ２（５９Ｎ／ｍｍ２）程度であるのに対し、純度９９．９％のアルミニウムにおいては３ｋｇｆ／ｍｍ２（２９Ｎ／ｍｍ２）程度である。送電線は、常に風による振動(微風振動)にさらされており、十分な疲労強度を持たないアルミ線を用いると、疲労破断が発生する恐れがある。
以上のことより、単にＡＣＳＲに使用するアルミ線を高純度のアルミ線に置き換えただけでは、電線としての引張強度や疲労強度が不足し、実用的でない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長年月に亘って耐食性を確保できると同時に、引張強度や疲労強度も確保されて、電線の寿命を向上させることができる高耐食電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１の発明は、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線を用いた鋼心アルミ撚線であって、架線状態の冬季最悪条件において、鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線に張力が作用しない構造とされたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２は、請求項１の高耐食架空送電線において、鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線に張力が作用しない構造として、引張強さ１８０ｋｇｆ／ｍｍ２（１７６４Ｎ／ｍｍ２）以上の特強亜鉛めっき鋼線の複数本を撚り合わせた鋼心の周囲に、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線の複数本を１層又は複数層に撚り合わせてなるとともに、電線製造時の当該電線におけるアルミ線が、鋼線に対して０．２〜０．６％の余長を持つようにルーズに撚り合わせたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３は、請求項１の高耐食架空送電線において、鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線に張力が作用しない構造として、亜鉛めっきインバー線又はアルミ覆インバー線の複数本を撚り合わせた鋼心の周囲に、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線の複数本を１層又は複数層に撚り合わせてなるとともに、電線製造時の当該電線におけるアルミ線が、鋼線に対して０．３〜０．８％の余長を持つようにルーズに撚り合わせたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４は、請求項１〜３記載の高耐食架空送電線において、当該電線の内部又は周囲又はその両方に防食グリースを充填あるいは塗布したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
（１）アルミ線に、純度９９．９％以上という、耐食性の高い高純度アルミニウムを用いているので、そして、そのような高純度のアルミニウムは図３に示すように耐食性が十分高いので、高耐食の架空送電線を得ることができる。また、単にグリースを充填・塗布した電線と異なり、そのような高い耐食性を長期に亘って維持することができる。
（２）一方で、高純度のアルミニウムは引張強度が低く疲労強度も低いが、架線状態の冬季最悪条件において、鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線に張力が作用しない構造とされていることで、アルミ線に引張強度、疲労強度の小さい高純度のアルミニウムを使用しても、電線の引張強度不足や疲労破断の問題は避けられる。これによって、耐食性に優れかつ強度が確保される架空送電線を実現できる。
（３）高純度アルミニウムは通常のアルミニウムより導電性に優れているため、送電ロスを低減可能であり、送電線容量の増大が図られる。
（４）外形的には通常の送電線と同様でありかつ電線外径も増大させる必要はないので、施工にあたっては、クランプ類やダンパー等の付属部品として従来品を用いて従来の施工方法を適用することが可能であり、既設電線との張替えが容易である。
【００１３】
請求項２のように、鋼心として引張強さ１８０ｋｇｆ／ｍｍ２（１７６４Ｎ／ｍｍ２）以上の特強亜鉛めっき鋼線を用い、アルミ線を鋼線に対して０．２〜０．６％の余長を持つようにルーズに撚り合わさせることで、架線状態で鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線には張力が作用しないようにすることができ、耐食性に優れかつ強度が確保される架空送電線を実現できる。
【００１４】
請求項３のように、鋼心として亜鉛めっきインバー線又はアルミ覆インバー線を用い、アルミ線を鋼線に対して０．３〜０．８％の余長を持つようにルーズに撚り合わさせることで、同様に、架線状態で鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線には張力が作用しないようにすることができ、耐食性に優れかつ強度が確保される架空送電線を実現できる。
【００１５】
請求項３のように鋼心に亜鉛めっきインバー線又はアルミ覆インバー線を用いた場合、引張強度は特強亜鉛めっき鋼線と比べて小さいので、最大使用張力を小さく抑える必要があるが、線膨張係数が鋼線と比べて顕著に小さいので、電線の温度伸びは小さく、したがって、最大使用張力を小さく抑えながら、架空電線の弛度を小さくできる。
【００１６】
請求項４のように、防食グリースの充填・塗布を併用すれば、耐食性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した高耐食架空送電線について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の一実施例の高耐食架空送電線１の断面図である。図示例の高耐食架空送電線１は、７本の鋼線２ａを撚り合わせた鋼心２の周囲に、２６本のアルミ線３ａを２層に撚り合わせた、導体断面積が４１０ｍｍ２の鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）である。２層からなるアルミ撚線層を３で示す。前記鋼線２は、引張強さ１８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の特強亜鉛めっき鋼線（特別強力亜鉛めっき鋼線）である。前記アルミ線３ａは、純度９９．９％以上の高純度アルミニウムのアルミ線であるが、例えば純度９９．９％で直径６．０〜１２．０ｍｍのアルミワイヤロッドを通常の伸線加工により２．０〜５．０ｍｍ程度に線引したものを用いることができる。
【００１９】
電線１におけるアルミ線３ａを鋼心２の周囲にルーズに撚り合わせる手段としては、鋼心２の周囲にアルミ線３ａを撚り合わせた後に、その電線に鋼線の弾性範囲内の張力を加え（電線に曲げ負荷を与える等）、次いで張力を開放する方法がある。この場合、電線製造工程における電線引き取り機と電線巻取り機との間で、所定の径のプーリを通過させて電線に曲げを加えるという方法を採用できる。アルミニウムは容易に塑性変形するので、電線に加えた張力を開放した時、弾性復元した鋼線に対してアルミ線が伸びた状態となり、アルミ線がルーズに撚り合わせた状態となる。
また、例えば、図２のような電線製造ラインにおいて、鋼線を供給する鋼線送り出しドラム１１とアルミ線３ａを撚り合わせる撚り線機１３との間に延線車１２を配置して、鋼線２ａにその弾性範囲内で張力を印加しながら撚り線機１３でアルミ線３ａを撚り合わせる方法が考えられる。この場合、電線は引き取り装置１４を出た後に無張力となって巻取りドラム１５に巻き取られるが、その際、弾性範囲内のプレストレッチを与えていた鋼線２ａが弾性復元により縮んだ時、塑性伸びをしているアルミ線３ａに余長が生じる。例えば、図１の電線の最大使用張力が５０００ｋｇｆ（４９０００Ｎ）の場合、上記の方法により、電線製造時に鋼心２に５０００ｋｇｆ以上の張力をかけながらアルミ線３ａを撚り合わせることにより、アルミ線に必要な余長を加えることができる。
【００２０】
架線状態で鋼線２ａに引張り荷重のすべてを分担させアルミ線３ａに張力を作用させないために必要なアルミ線３ａの余長について説明する。アルミ線に張力を作用させない条件には、電線の温度による伸びと張力による伸びとの両者を考慮する必要がある。
例えば、上述した図２の電線１における温度伸びと張力伸びを試算すると。下記の通りとなる。温度伸びについては、アルミ線の線膨張係数が２３×１０−６(／℃)であり、鋼線の線膨張係数が１１．５×１０−６(／℃)であることから、電線製造時の温度を１５℃、架線後の最低使用温度を−１５℃（なお、高温領域ではアルミ線の伸びが鋼線の伸びより大きく余長がさらに大となるので、最高使用温度は考慮する必要がない）とすると、
（２３×１０−６−１１．５×１０−６）×３０℃＝０．０３％
となり、アルミ線の方が鋼線より０．０３％だけ余計に縮むことになる。
また、張力による鋼線の伸びを試算すると、伸び＝張力／(弾性係数×断面積)で表されることから、最大使用張力を５０００ｋｇｆとすると、
５０００ｋｇｆ／（２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２×６７ｍｍ２）＝０．３６％
となり、鋼線の伸びは０．３６％である。
これらの伸びを合計すると、０．０３＋０．３６＝０．３９％となり、電線製造時にアルミ線に０．４％の余長が入るよう撚り合わせておけば、架線後、電線使用時においてもアルミ線には張力が加わらなくなる。すなわち、鋼心が全ての引張り荷重を分担し、アルミ線に張力がかからない。
【００２１】
前述のＡＣＳＲ４１０ｍｍ２の例では最大使用張力を５０００ｋｇｆとして計算した時のアルミ撚線層に必要な余長は０．４％であるが、必要な余長は電線サイズによって異なってくる。ＡＣＳＲの電線サイズが１２０、１６０、４１０、６１０、８１０、１５２０ｍｍ２の各場合について上記の計算要領で温度伸びと張力伸びとの合計伸びを計算すると、これらの各電線サイズ範囲に対して、合計伸びは０．３〜０．５０％の範囲に収まる。
また、アルミ撚線層に必要な余長は、使用条件によっても異なり、最大使用張力が１０００ｋｇｆ小さくなると０．１％程度小さくなり、最大使用張力が１０００ｋｇｆ大きくなると０．１％程度大きくなる。これらのことから、アルミ線の余長を０．２〜０．６％（上記算出合計伸び０．３〜０．５％±０．１％）に設定すれば、通常使用されている架空送電線について、アルミ線に張力を作用させないことができる。
【００２２】
上記の高耐食架空送電線１は、アルミ線に純度９９．９％以上の高純度アルミニウムを用いているので、従来の通常の鋼心アルミ撚線と比較して優れた耐食性を有している。また、単にグリースを充填・塗布した電線と異なり、そのような高い耐食性を長期に亘って維持することができる。
また、アルミ線を鋼線に対して０．２〜０．６％の余長を持つようにルーズに撚り合わさせていることで、上記の通り、架線状態で鋼心が引張り荷重のすべてを分担しアルミ線には張力が作用しないため、高純度のアルミ線の引張強度が低いことによる破断を防止することができ、かつ疲労強度が低いことによる疲労破断を防止できる。
この場合、鋼心２の鋼線２ａとして、通常の鋼線より強度の十分高い特強亜鉛めっき鋼線を配置しているため、アルミ撚線層に引張荷重を期待しなくても、鋼心の引張荷重のみで電線として必要な引張荷重を確保できる。なお、通常の亜鉛めっき鋼線の引張強さが１３０ｋｇｆ／ｍｍ２（１２７４Ｎ／ｍｍ２））程度であるのに対し、特強亜鉛めっき鋼線の引張強度は１８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上である。
【実施例２】
【００２３】
上述の実施例では鋼心の鋼線として特強亜鉛めっき鋼線(引張強度１８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上)を用いているが、より高強度の超特強亜鉛めっき鋼線(引張強度２００ｋｇｆ／ｍｍ２（１９６０Ｎ／ｍｍ２）以上)を用いると、架線状態の弛度をさらに低減できる。
【実施例３】
【００２４】
また、鋼心の鋼線として、インバー（ニッケル（３４〜３８％）と鉄を主成分とした熱膨張率が極めて小さい合金）線に亜鉛めっきを施した亜鉛めっきインバー線や、インバー線にアルミ覆を施したアルミ覆インバー線を用いることもできる。
これらインバー線を鋼心に用いた場合、インバー線の引張強度は特強亜鉛めっき鋼線と比べて小さいので、最大使用張力を小さく抑える必要があるが、線膨張係数が鋼線と比べて顕著に小さいので、電線の温度伸びは小さく、したがって、最大使用張力を小さく抑えながら、弛度を低減することが可能である。
【００２５】
鋼心に亜鉛めっきインバー線を用いた場合及びアルミ覆インバー線を用いた場合のいずれについても、電線サイズが１２０、１６０，４１０、６１０、８１０、１５２０ｍｍ２の各場合について上記と同様な計算要領で温度伸びと張力伸びとの合計伸びを計算すると、これらの各電線サイズ範囲に対して、合計伸びは０．４〜０．７％の範囲内に収まる。したがって、鋼心に亜鉛めっきインバー線あるいはアルミ覆インバー線を用いた場合は、前記と同様に最大使用張力が±１０００ｋｇｆの範囲で変動することを考慮して、アルミ線の余長を０．３〜０．８％（上記算出合計伸び０．４〜０．７％±０．１％）に設定すれば、通常使用されている架空送電線について、アルミ線に張力を作用させないことができる。
【実施例４】
【００２６】
上述した図１の電線１では防食グリースを充填・塗布していないが、電線１の内部（撚線間隙）又は周囲又はその両方に防食グリースを充填あるいは塗布することもできる。これによにより、電線の耐食性はさらに向上する。防食グリースとしては電線に充填・塗布されている公知の一般的なものでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例の高耐食架空送電線の断面図である。
【図２】本発明の高耐食架空送電線を製造するに際して、鋼心の鋼線に弾性伸びを与える手段の一例を説明する図である。
【図３】アルミニウムの純度と耐食性との関係を示すグラフである。
【図４】従来の架空送電線の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  高耐食架空送電線
２  鋼心
２ａ  鋼線
３  アルミ撚線層
３ａ  アルミ線
１１  鋼線送り出しドラム
１２  延線車
１３  撚り線機
１４  引取り装置
１５  巻取りドラム
【図１】
2005203127.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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