(57)【要約】      （修正有）【課題】コロナ放電及びコロナ騒音を効果的に防止した低コロナ電線を提供すること。【解決手段】複数本の撚り合わせた素線により構成され、内部にポリブテンからなる耐水性液状ポリマーを基材として含むグリスを充填する。グリスに含まれるポリブテンとして、４０℃における動粘度が３０〜５００００ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度が２０〜１０００ｍｍ２／ｓであるものを用いる。また、グリスは、ポリブテンからなる耐水性液状ポリマー１００質量部に対し、増ちょう剤を５〜５０質量部及び酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合したものとすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の撚り合わせた素線により構成され、内部にポリブテンからなる耐水性液状ポリマーを基材として含むグリスを充填したことを特徴とする低コロナ電線。
【請求項２】
前記ポリブテンは、４０℃における動粘度が３０〜５００００ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度が２０〜１０００ｍｍ２／ｓであることを特徴とする請求項１に記載の低コロナ電線。
【請求項３】
前記グリスは、ポリブテンからなる耐水性液状ポリマー１００質量部に対し、増ちょう剤を５〜５０質量部及び酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の低コロナ電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コロナ電線に係り、特に、人家上に架設するのに適した、コロナ騒音を低減した低コロナ電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、架空送電線は、アルミニウムの裸導体を撚り合せた複数本の素線により構成される。このような架空送電線は、降雨があると、素線に雨滴が付着し、この雨滴からコロナ放電が生じるという現象がある。このコロナ放電は、送電線近辺のラジオ電波障害を引き起こす。また、このコロナ放電に伴い、可聴音（コロナ騒音）が発生し、送電線下の住民からの騒音苦情を引き起こしてしまう。
【０００３】
架線直後は、表面に製造時の油分が付着しているため、雨滴は形成されやすいが、架線後、時間の経過とともに表面の油分は流れ落ち、またアルミニウムからなる素線の表面が酸化することで、電線表面の親水性化が進み、降雨による水分は粒状にならずに電線表面に広がり、コロナ放電の発生は徐々に低減するのが一般的であった。
【０００４】
しかし、架空送電線の中央部の素線間に空隙があると、降雨時に水分が入り込み、そこに蓄えられてしまう。内部の空隙に蓄えられた水分は、架空送電線表面の水滴が消失しても、それを補給する形で表面にしみ出て、水滴を形成し、コロナ放電を発生させてしまう。
【０００５】
このコロナ放電の防止を目的として、素線間に非油性充填材を満たすことが提案されているが（例えば、特許文献１参照）、非油性充填材の具体例は不明であり、通常の非油性充填材では、粘度が高いため、電線の内部に充填することは困難である。
【０００６】
一方、海岸近傍の腐食環境中に架線される架空送電線には、防食対策として一般的に電線表面及び電線間に防食グリスを被覆・充填させる方法が採られており、そのように防食が施された電線では、内部に防食グリスが充填される。このような防食電線では、空隙がグリスで埋められているため、水が入り込むことが出来ず、従って、水がしみ出て水滴を形成し、コロナ放電を発生する現象を防止できるのではないかとも考えられる。
【０００７】
しかし、実際には、降雨時の雨水は防食グリスに染み込み、グリスと雨水が一緒に少しづつ電線表面に流れ出てしまう。電線内部に充填されたグリスが電線表面に流れ出して電線表面に残存するため、電線表面に油分が残留する状態が長期間継続する。そのため、降雨時には電線表面に水滴が粒状に付着し、コロナ放電が発生してしまう。
【特許文献１】特開平１０−２５５５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下になされ、コロナ放電及びコロナ騒音を効果的に防止した低コロナ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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、複数本の撚り合わせた素線により構成され、内部にポリブテンからなる耐水性液状ポリマーを基材として含むグリスを充填したことを特徴とする低コロナ電線を提供する。
【００１０】
このような低コロナ電線に用いるグリスに含まれるポリブテンとして、４０℃における動粘度が３０〜５００００ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度が２０〜１０００ｍｍ２／ｓであるものを用いることができる。
【００１１】
また、グリスは、ポリブテンからなる耐水性液状ポリマー１００質量部に対し、増ちょう剤を５〜５０質量部及び酸化防止剤を０．０１〜１０質量部配合したものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、内部に充填されているグリスは、ポリブテンからなる耐水性液状ポリマーを基材として含んでいるため、耐水性に優れている。そのため、降雨時に水が入り込みにくく、グリスが水とともに表面に流出することがなく、電線表面の水滴の発生が防止される。その結果、コロナ放電及びコロナ騒音を大幅に減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る低コロナ電線の断面を示すものである。本実施形態に係る低コロナ電線は、中心に配置された７本の断面円形の鋼線１の周囲に、アルミ素線を撚り合わせた３層のアルミ撚線層２を配置して構成される。このような低コロナ電線の内部、即ち、鋼線１から２層目のアルミ撚線層までの空隙に、耐水性液状ポリマーを基材として含むグリス３が充填されている。
【００１５】
図２は、本発明の他の実施形態に係る低コロナ電線の断面を示すもので、耐水性液状ポリマーを基材として含むグリス３が、鋼線１から３層目のアルミ撚線層までの空隙に充填されていることを除いて、図１と同様の構成を有する。いずれの実施形態においても、グリス３は低コロナ電線の表面には露出せず、内部に充填されている。
【００１６】
以下、上記実施形態に係る低コロナ電線で用いるグリス３について説明する。
【００１７】
本実施形態に係る低コロナ電線に用いるグリスは、ポリブテンからなる耐水性液状ポリマーを基材として含むものである。特に、基材１００質量部に対して、増ちょう剤が５〜５０質量部、酸化防止剤が０．０１〜１０質量部配合されているものが好ましい。
【００１８】
ポリブテンは、ブテン類（イソブチレン、１−ブテン等）の重合によって得られる液状の低重合体であり、炭化水素の主鎖を有するため、電気絶縁性、化学的安定性に優れているとともに、熱や光に対しても安定であり、耐水性、撥水性、耐候性、耐老化性等に優れている。また、不純物やワックス分、揮発油分が極めて少ないので、耐熱性に優れているとともに、低い流動点を呈するため、これを含むグリスを内部に充填することにより、低コロナ電線として必要な特性である耐熱性、耐寒性を高くすることができる。また、粘着性や付着性に富み、高温においても、電線からの垂れ落ちを抑制することができる。
【００１９】
このようなポリブテンとしては、市販のものから適宜選択して用いることができる。例えば、日石ポリブテンシリーズ（商品名：ＨＶ−１５、ＨＶ−３５、ＨＶ−５４、ＨＶ−１１０、ＨＶ−３００等、新日本石油化学株式会社製）、出光ポリブテンシリーズ（商品名：１００Ｈ、３００Ｈ、２０００Ｈ、３５Ｒ、１００Ｒ、３００Ｒ等、出光石油化学株式会社製）、ニッサンポリブテンシリーズ（商品名：３Ｎ、５Ｎ、１０Ｎ等、日本油脂株式会社製）などを好適に使用することができる。
【００２０】
また、ポリブテンは、４０℃における動粘度が３０〜５００００ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度が２０〜１０００ｍｍ２／ｓのものが好ましい。動粘度が前記下限値より低いと、電線に充填して敷設した後に、通電による発熱のため、基材成分の蒸発が多くなり、低コロナ電線の耐コロナ放電性が低下するおそれがある。また、動粘度が前記上限値より高いと、グリスの圧送性やハンドリングに劣り、電線への充填が困難になる傾向にある。
【００２１】
本実施形態に係る低コロナ電線に用いられるグリスの基材としては、上述のポリブテンを主成分とするものであれば、鉱油（ナフテン系、パラフィン系）、合成油など、他の種類の油を５０質量％未満混合したものを用いることができる。より好ましくは、ポリブテンを８０質量％以上含有するものとし、さらに好ましくは、ポリブテンを９５質量％以上含有するものとすることが好ましい。
【００２２】
基材に配合される増ちょう剤としては、グリスの耐熱性、耐垂れ落ち性などの観点から、グリスの滴点が２２０℃以上となるようなものが用いられる。このような増ちょう剤としては、金属複合せっけん、有機化ベントナイトやシリカゲルなどの無機系増ちょう剤、ポリウレアなどのウレア化合物、ポリテトラフルオロエチレンなどの高分子系増ちょう剤などのうちの１種または２種以上の混合物が挙げられる。
【００２３】
有機化ベントナイトとは、モンモリロナイト等の粘土鉱物を主成分とするベントナイト系粘土の表面に、四級アンモニウムカチオンの塩類等を吸着させて疎水化したものである。すなわち、四級アンモニウムカチオンが粘土鉱物の層状ケイ酸塩構造の間に侵入して形成される層間化合物であり、有機溶剤に対して優れた分散性を示し、基材との混和により膨潤して、増粘性、チキソトロピー性を呈する。
【００２４】
ベントナイトの表面処理剤として、アニオン系ポリマーやシラン系処理剤を用いた場合、ベントナイトの疎水化が十分に行われず、親水性が高くなるので、増ちょう剤としては不適切である。但し、四級アンモニウムカチオンなどを吸着させて疎水化した後、シラン系処理剤を用いることは好ましい。
【００２５】
金属複合せっけんは、長鎖脂肪酸の金属塩に、酢酸、乳酸、アジピン酸、ジアルキルリン酸などの他の酸の金属塩を複合させたものである。金属としては、リチウム、アルミニウム、カルシウム、バリウムなどが挙げられる。
【００２６】
これらの複合せっけんに用いる長鎖脂肪酸としては、特に、１２−ヒドロキシステアリン酸など、分子内に水酸基を有するものを用いると、ロール掛けによってグリスのチキソトロピー性を大きくすることができるので、特に好ましい。
【００２７】
上述の増ちょう剤は、いずれも、耐熱性、耐水性に優れているとともに、増粘性が高いので、チクソトロピー性の高いグリスを得ることができる。このため、電線への塗布性に優れているとともに、架設後の垂れ落ちや、通電時の発熱による熱劣化を効果的に抑制することができ、低コロナ電線用グリスとして優れた性質を発揮する。
【００２８】
特に、有機化ベントナイトは、イオン交換作用を有するので、金属イオンなどを吸着することができ、また、酸などの腐食性物質と反応せず、変質や軟化を起こしにくいことから、特に好ましい。
【００２９】
基材と増ちょう剤との配合比は、基材１００質量部に対して、増ちょう剤を５〜５０質量部配合し、得られるグリスのちょう度が１８０〜３４０になるように調整するのが好ましい。ちょう度が１８０未満の場合、得られるグリスが非常に硬くなり、塗布性が低下する。また、３４０を超えると、得られるグリスが軟化し、流動しやすくなるので好ましくない。
【００３０】
本実施形態に係る低コロナ電線に用いるグリスには、高温熱酸化によるグリスの変質を抑制するため、基材１００質量部に対して、酸化防止剤が０．０１〜１０質量部の範囲内で添加される。酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系、リン系などのものを用いることができるが、特に、フェノール系、アミン系のものが好ましい。
【００３１】
さらに、本発明の効果を妨げない範囲で、必要に応じて、金属不活性化剤、炭酸カルシウム等の受酸剤、カーボンなどの耐候剤など、他の添加剤を適当量配合してもよい。また、基材の粘度が比較的低いもの（例えば、４０℃における動粘度が４０ｍｍ２／ｓ程度であるものなど）には、電線への付着性を向上させるため、増粘剤を、基材１００質量部に対して、５〜６０質量部添加することができる。増粘剤としては、低温での柔軟性に優れるものが好適に用いられ、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマー（ＯＣＰ）、ポリメタクリレート、石油系ロジン等の石油系樹脂などが例示される。
【００３２】
グリスの製造は、原料に応じて選択されるけん化法、混合法などの適切な方法により行うことができる。
【００３３】
例えば、金属複合石けんを増ちょう剤とするグリスでは、基材中、常圧または加圧下にて油脂類と金属塩基類を加熱してけん化させ、冷却後、各種添加剤などを添加し、必要に応じて加熱した後、混合し、ミーリングによって均一化して、ろ過、脱泡を行うことにより、グリスを製造することができる。
【００３４】
また、有機化ベントナイトを増ちょう剤とするグリスでは、基材と有機化ベントナイトを混合釜に入れ、メタノールなどの膨潤剤を添加して有機化ベントナイトを膨潤させたのち混合し、各種添加剤などを添加し、必要に応じて加熱した後、混合し、ミーリングによって均一化して、ろ過、脱泡を行うことにより、グリスを製造することができる。
【００３５】
グリスの電線（撚線）への充填は、複数の素線を撚り合わせて電線を製造する際に、各素線間にグリスを詰め込みながら撚り合わせることにより、行うことができる。
【００３６】
このようにして製造された低コロナ電線は、架空送電線、架空地線などの架空電線のほか、ジャンパ線や変電所内の母線などにも適用可能である。
【００３７】
以上説明した低コロナ電線用グリスの基材の主成分であるポリブテンの具体例として、以下のものを挙げることができる。
【００３８】
ポリブテン１：４０℃において６４５ｍｍ２／ｓ、１００℃において２８ｍｍ２／ｓの動粘度を有する。
【００３９】
ポリブテン２：４０℃において９６００ｍｍ２／ｓ、１００℃において２２０ｍｍ２／ｓの動粘度を有する。
【００４０】
ポリブテン３：４０℃において３７０００ｍｍ２／ｓ、１００℃において８５０ｍｍ２／ｓの動粘度を有する。
【００４１】
ポリブテン４：４０℃において２０５ｍｍ２／ｓ、１００℃において１４ｍｍ２／ｓの動粘度を有する。
【００４２】
ポリブテン５：４０℃において１７００００ｍｍ２／ｓ、１００℃において３１００ｍｍ２／ｓの動粘度を有する。
【００４３】
次に、本発明の更に他の実施形態に係る低コロナ電線について、図３及び４を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る低コロナ電線の断面を、ハッチングを省略して示し、図４は、その最外層のセグメント素線部分を拡大して示す。図３に示す低コロナ電線は、鋼撚線の心線１８の周りに円形断面のアルミ素線の撚線層１９を設け、このアルミ撚線層１９の上を略断面台形のセグメント素線１１を撚り合わせたセグメント層２０で囲繞したものである。なお、この電線のセグメント層２０の内側の空隙には上述したグリス（図示せず）が充填されている。
【００４４】
このセグメント素線１１は、アルミ合金や銅等からなる導電体または表面が導電体である素線（たとえばアルミ被覆鋼線）である。
【００４５】
図３に示す架空電線は、中心の７本の鋼撚線１８の周囲に２４本の断面円形のアルミ素線を撚り合わせ、このアルミ撚線層１９の周囲の最外層に２４本のセグメント素線１１を撚り合わせた例を示す。なお、前記のアルミ撚線層１９は、円形断面のアルミ素線のかわりに断面扇形のセグメント素線を用いることにより、断面密度を高めてコンパクト化を図り、同一外径を維持して電流容量の増加を図ることもできる。
【００４６】
最外層の各セグメント素線１１では、図４に示すように、その断面台形の電線径方向の一方の側面１２に、ほぼＶ形の溝奥底が円弧面の凹部１３を素線の長手方向に連続して設けられ、断面台形の他方の電線径方向側面１４に、ほぼＶ形の凸部先端が円弧面の凸部１５を素線の長手方向に連続して設けられている。この凹部１３と凸部１５は、最外層にセグメント素線１１を撚り合わせたときに、隣接し合う一方の素線１１の一側面１２に開口する凹部１３と他方の素線１１の側面１４の凸部１５の先端部が嵌合し合うように形成されている。
【００４７】
このように電線径方向の両側面に凹部１３と凸部１５を設けたセグメント素線１１を電線の最外層に撚り合わせることにより、撚り合わせの隣接素線の凹部１３と凸部１５が互いに嵌合するので、各セグメント素線の電線径方向のずれが防止され、肩立ちや線浮きの防止効果が大になる。また、隣接素線の凹部１３と凸部１５が嵌合することにより、セグメント素線間の間隙が狭く、かつ接触面が湾曲しているため、降雨の際に雨水が内部に入り込みにくくなり、内部に充填されているグリスによる作用と組み合わされて、より大きなコロナ放電防止効果を得ることができる。
【００４８】
実施例１
本実施例に係るポリブテンを含むグリスＡと、比較例として、従来より電線の防食用に用いられているラフニーグリス（日本石油（株）製）について、耐水性試験を行った。即ち、基体上にグリスを塗布した後、グリスに水をシャワー状に噴霧し、試験日数の経過によるグリス残存量を変化を調べた。その結果、図５に示すような結果を得た。
【００４９】
図５から、ポリブテンを含む本実施例に係るグリスは、３０日を経過してもグリスの残存量はそれほど変化していないのに対し、通常の防食グリスは、１５日経過後からグリスの残存量が大きく減少しているのがわかる。
【００５０】
次に、本実施例に係るグリスと通常の防食グリスを、それぞれ図１に示す構造の中央部に充填した電線について、コロナ試験を行った。試験は、１週間ノズルからシャワー状の水道水をそれぞれの電線に流しかけ、降雨を模擬した。各電線を観察したところ、実施例に係るグリスを充填した電線では、充填されたグリスの表面への流出は認められなかったが、通常の防食グリスを充填した電線では、充填されたグリスの表面への流出が認められた。
【００５１】
実施例２
試験設備に、試作した下記（１）〜（５）の架空送電線を３０ｍ架設し、１５ｋＶ／ｃｍ印加した状態でシャワーから１０分間、降雨量３０ｍｍ／ｈに相当する水をかけた。
【００５２】
水をかけるのを停止した後、１分、１分３０秒、２分経過後のハム音を測定し、平均値を求めることで、等価降雨時のレベルを測定した。
【００５３】
（１）図１に示した断面構造の低コロナ架空電線であって、グリス３として実施例１中のポリブテンを含むグリスＡを用いたもの。外径３４．２ｍｍ
（２）（１）の電線と、グリス３として実施例１で対比例とした従来のグリスＢを用いた点のみ異なるもの。
【００５４】
（３）（１）の電線と、グリス３を充填しなかった点のみ異なるもの。
【００５５】
（４）図２に示した断面構造の低コロナ架空電線であって、グリス３として実施例１中のポリブテンを含むグリスＡを用いたもの。
【００５６】
（５）（２）の電線と、グリス３として実施例１で対比例とした従来のグリスＢを用いた点のみ異なるもの。
【００５７】
その結果は、次の通りである。
【００５８】
電線番号  ハム音（ｄＢ）
（１）    ４３．３
（２）    ４８．２
（３）    ４７．６
（４）    ４８．２
（５）    ５１．０
以上の結果から、電線番号（１）のものは（２）に比較してハム音は４．９ｄＢ小さく、（３）よりも４．３ｄＢ小さかった。
【００５９】
また、電線番号（４）のものは（５）に比較してハム音は２．８ｄＢ小さかった。
【００６０】
本発明の低コロナ電線に係る（１）、（４）の電線では、（２）、（５）の従来の電線に対し、ハム音が２．８〜４．９ｄＢ減少していることがわかった。
【００６１】
以上の結果から、実施例に係るポリブテンを含むグリスは、降雨により表面に流出することがなく、そのため表面への水滴の形成によるコロナ放電の発生を防止し得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図４】図３のセグメント素子を取り出して示す断面図。
【図５】本発明のグリスと通常の防食グリスの耐水性を比較して示す特性図。
【符号の説明】
【００６３】
１，１８・・・鋼線、２，１９…アルミ撚線層、３…グリス、１１…セグメント素線、１２，１４…セグメント素線の側面、１３…凹部、１５…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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