(57)【要約】【課題】  防食グリスの染み出し、コロナ放電及びコロナ騒音を効果的に防止した防食低コロナ電線を提供する。【解決手段】  複数本の撚り合わせた素線により構成された素線群と、この素線群の内側に配置された、複数のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層とを備え、内部に防食グリスを充填した防食低コロナ電線において、前記セグメント層は、一方の側面に凹部を設けるとともに他方の側面に凸部を設けた複数のセグメント素線を、隣接するセグメント素線の一方のセグメント素線の側面の凹部と他方のセグメント素線の側面の凸部を嵌合させて形成した層であることを特徴とする。【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丸素線により構成された素線群と、複数のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層とを備え、セグメント層の内側に防食グリスを充填した防食低コロナ電線。
【請求項２】
前記セグメント層の外側に、複数本の撚り合わせた丸素線により構成された素線群を１層以上配置したことを特徴とする請求項１に記載の防食低コロナ電線。
【請求項３】
最外層に複数のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層を有し、このセグメント層の内側に、複数本の撚り合わせた丸素線により構成された素線群とを備え、内部に防食グリスを充填した防食低コロナ電線において、前記セグメント層は、一方の側面に凹部を設けるとともに他方の側面に凸部を設けた複数のセグメント素線を、隣接するセグメント素線の一方のセグメント素線の側面の凹部と他方のセグメント素線の側面の凸部を嵌合させて形成した層であることを特徴とする防食低コロナ電線。
【請求項４】
前記防食グリスは、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ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防食低コロナ電線。
【請求項５】
前記防食グリスは、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４に記載の防食低コロナ電線。
【請求項６】
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４に記載の防食低コロナ電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防食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防食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。
【０００８】
なお、凹凸嵌合部を有し、隣接するセグメントの凹部と凸部を嵌合させた嵌合型セグメント素線を最外層に配置した架空電線（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この架空電線は、内部に防食グリスを充填したものではなく、嵌合型セグメント素線の配置の目的は、最外層の形状を保持するためである。従って、嵌合型セグメント素線により防食グリスの染み出しやコロナ騒音を抑止するためのものではない。
【特許文献１】特開平１０−２５５５５４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような事情の下になされ、防食グリスの染み出し、コロナ放電及びコロナ騒音を効果的に防止した防食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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、複数本の撚り合わせた丸素線により構成された素線群と、複数のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層とを備え、セグメント層の内側に防食グリスを充填した防食低コロナ電線を提供する。
【００１１】
このような防食低コロナ電線において、前記セグメント層の外側に、複数本の撚り合わせた丸素線により構成された素線群を１層以上配置することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、最外層に複数のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層を有し、このセグメント層の内側に、複数本の撚り合わせた丸素線により構成された素線群とを備え、内部に防食グリスを充填した防食低コロナ電線において、前記セグメント層は、一方の側面に凹部を設けるとともに他方の側面に凸部を設けた複数のセグメント素線を、隣接するセグメント素線の一方のセグメント素線の側面の凹部と他方のセグメント素線の側面の凸部を嵌合させて形成した層であることを特徴とする防食低コロナ電線を提供する。
【００１３】
以上のような防食低コロナ電線に用いる防食グリスとして、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を用いることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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】
【００１６】
本発明によると、嵌合型セグメント素線を撚り合わせたセグメント層を配置することで、隣接素線間の接触面積が大きくなってセグメント素線間の間隙が狭くなり、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、また内部に充填されているグリスが染み出るのを防止することができる。その結果、大きなコロナ放電及びコロナ騒音の防止効果を得ることができる。
【００１７】
特に、セグメント層を最外層素線群より内側に配置することにより、最外層素線群を耐コロナ特性に優れた円形断面の素線群で構成することができる。また、最外層素線群の内側に配置したセグメント層により、最外層から侵入した水が電線の内部まで侵入するのを抑制することができるとともに、侵入した水を速やかに排出するのが可能となり、電線表面の水切れ性を向上することができる。その結果、より大きなコロナ放電及びコロナ騒音の防止効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る防食低コロナ電線の断面を示すものである。本実施形態に係る防食低コロナ電線は、鋼撚線の心線１の周りに円形断面のアルミ素線を撚り合わせたアルミ撚線層２を設け、この撚線層２の上を略断面台形のセグメント素線を撚り合わせたセグメント層３で囲繞し、その外側を円形断面の素線の撚線層４で覆ったものである。この電線のセグメント層３の内側の空隙には防食グリス５が充填されている。セグメント層３の外側には、防食グリスは充填されていない。
【００２０】
アルミ撚線層２，４を構成するアルミ素線は、アルミニウムやアルミニウム合金に限らず、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）であってもよい。
【００２１】
図２（ａ）は、セグメント層３を構成するセグメント素線１１を示し、このセグメント素線１１は、断面台形で、凸嵌合部１２と凹嵌合部１３とを備えている。凸嵌合部１２は、断面台形の電線周方向の一方の側面に素線の長手方向に連続して設けられ、凹嵌合部１３は、断面台形の電線周方向の他方の側面に素線の長手方向に連続して設けられている。凸嵌合部１２と凹嵌合部１３は、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の一側面の凸嵌合部１２と、他方の素線の側面の凹嵌合部１３が嵌合し合うように形成されている。
【００２２】
このようなセグメント素線１１の凸嵌合部１２と凹嵌合部１３とを嵌合面１４において嵌合させ、撚り合わせたセグメント層３の一部を図２（ｂ）に示す。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。
【００２３】
このように電線周方向の両側面に凸嵌合部１２と凹嵌合部１３を設けたセグメント素線１１をアルミ撚線層２の外側において撚り合わせ、セグメント層３を形成することにより、撚り合わせの隣接素線の凸嵌合部１２と凹嵌合部１３が互いに嵌合面１４において嵌合するので、各セグメント素線１１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、隣接素線の凸嵌合部１２と凹嵌合部１３が嵌合することにより、隣接素線間の嵌合面１４の接触面積が大きくなってセグメント素線１１間の間隙が狭くなり、かつ接触嵌合面１４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、また内部に充填されているグリスが染み出るのを防止することができる。このようにして、より大きなコロナ放電防止効果を得ることができる。
【００２４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る、鋼撚線の心線１の周りにセグメント層３を配置し、その外側に２層のアルミ撚線層２，４を配置した構造の防食低コロナ電線の断面を示す。即ち、図１に示す防食低コロナ電線において、アルミ撚線層２とセグメント層３とを置換した構造である。このような構造によっても、図１に示す実施形態の防食低コロナ電線と同様の効果が得られる。
【００２５】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る、鋼撚線の心線１の周りにセグメント層３ａ，３ｂを配置し、その外側に１層のアルミ撚線層４を配置した構造の防食低コロナ電線の断面を示す。即ち、図１に示す防食低コロナ電線において、アルミ撚線層２の代わりにセグメント層を配置した構造である。このような構造によっても、図１に示す実施形態の防食低コロナ電線と同様の効果が得られる。
【００２６】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る、鋼撚線の心線１の周りにセグメント層３を配置し、その外側に１層のアルミ撚線層４を配置した構造の防食低コロナ電線を示す。即ち、図１に示す防食低コロナ電線において、アルミ撚線層２を除去した構造である。このような構造によっても、図１に示す実施形態の防食低コロナ電線と同様の効果が得られる。
【００２７】
図６は、本発明の第５の実施形態に係る、鋼撚線の心線１の周りに２層のアルミ撚線層２，４を配置し、その外側にセグメント層３を配置した構造の防食低コロナ電線の断面を示す。即ち、図１に示す防食低コロナ電線において、アルミ撚線層４とセグメント層３を置換した構造である。このような構造によっても、図１に示す実施形態の防食低コロナ電線と同様の効果が得られる。
【００２８】
以下、上記実施形態に係る防食低コロナ電線で用いる防食グリス５について説明する。
【００２９】
本実施形態に係る低コロナ電線に用いる防食グリスとしては、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が好ましい。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
試験例
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７に示すような結果を得た。
【００５６】
図７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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図２】セグメント素子を取り出して示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る低コロナ電線を示す断面図。
【図７】ポリブテンを含む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】
【００５８】
１・・・鋼線、２，４…アルミ撚線層、３，３ａ，３ｂ…セグメント層、５…グリス、１１…セグメント素線、１２…凸嵌合部、１３…凹嵌合部凹部。
【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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【図６】
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【図７】
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