JP2014002863A - Steel core aluminum stranded wire and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、架空送電線に用いられる鋼心アルミニウム撚線およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a steel core aluminum stranded wire used for an overhead power transmission line and a method for manufacturing the same.
近年、架空送電線(以下、単に電線とも呼ぶ)として、例えば亜鉛めっき鋼撚線として構成された鋼心部と、鋼心部の外周に設けた複数本のアルミニウム素線を互いに撚り合わせてなる導体部と、を備えた鋼心アルミニウム撚線(Aluminum Conductor Steel Reinforced:以下、単にACSRともいう)が広く用いられている(例えば特許文献1〜6参照
)。
In recent years, as an overhead power transmission line (hereinafter also simply referred to as an electric wire), for example, a steel core portion configured as a galvanized steel stranded wire and a plurality of aluminum strands provided on the outer periphery of the steel core portion are twisted together. A steel core aluminum stranded wire (Aluminum Conductor Steel Reinforced: hereinafter simply referred to as ACSR) provided with a conductor portion is widely used (see, for example,
アルミニウム素線の材料としては、従来、連続許容温度(連続耐熱温度)が90℃の硬アルミニウム合金が採用されてきた。但し、アルミニウム素線の連続許容温度は、電線の電流容量と概ね比例する関係にある。そこで近年、アルミニウム素線の材料として、より高い耐熱性を有するアルミニウム合金材料、例えば、連続許容温度が150℃の耐熱アルミニウム合金や、連続許容温度が210℃の超耐熱アルミニウム合金や、連続許容温度が230℃の特別耐熱アルミニウム合金が採用されている。これらの耐熱系アルミニウム合金を採用した場合、電線の外径寸法を増やすことなく、その電流容量を増加させることが可能となる。 Conventionally, a hard aluminum alloy having a continuous permissible temperature (continuous heat resistance temperature) of 90 ° C. has been adopted as a material for the aluminum wire. However, the continuous permissible temperature of the aluminum element wire is generally proportional to the current capacity of the electric wire. Therefore, in recent years, aluminum alloy materials having higher heat resistance, such as a heat-resistant aluminum alloy having a continuous allowable temperature of 150 ° C., a super heat-resistant aluminum alloy having a continuous allowable temperature of 210 ° C. Is a special heat-resistant aluminum alloy having a temperature of 230 ° C. When these heat-resistant aluminum alloys are employed, the current capacity can be increased without increasing the outer diameter of the electric wire.
しかしながら、アルミニウム素線の材料として上述の耐熱系アルミニウム合金を採用し、高温での送電に耐え得るようにACSRを構成したとしても、送電時の温度上昇に伴って電線の弛み(弛度)が大きくなってしまうため、既存の鉄塔の建替えや嵩上げをすることなく、地上や建造物との絶縁離隔高を確保するのが困難となってしまうことがあった。 However, even if the heat resistant aluminum alloy described above is adopted as the material of the aluminum wire and the ACSR is configured to withstand power transmission at high temperatures, the slackness (slackness) of the electric wire as the temperature rises during power transmission Since it will become large, it may become difficult to ensure the insulation separation height with the ground or a structure, without rebuilding and raising the existing steel tower.
本発明の目的は、送電時の温度上昇に伴う電線の弛みの増大を抑制することが可能な鋼心アルミニウム撚線およびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steel core aluminum stranded wire capable of suppressing an increase in the slackness of an electric wire accompanying a temperature rise during power transmission and a method for manufacturing the same.
本発明の第1の態様によれば、
鋼心部と、前記鋼心部の外周に設けた複数本のアルミニウム素線を互いに撚り合わせることで形成されたアルミニウム層と、を備えた鋼心アルミニウム撚線であって、
前記鋼心部と前記アルミニウム層との間には所定の間隙が設けられ、
前記アルミニウム層は、前記鋼心部に対して所定の余長を有している鋼心アルミニウム撚線が提供される。
According to a first aspect of the invention,
A steel core aluminum stranded wire comprising: a steel core portion; and an aluminum layer formed by twisting together a plurality of aluminum strands provided on the outer periphery of the steel core portion,
A predetermined gap is provided between the steel core and the aluminum layer,
The aluminum layer is provided with a steel core aluminum stranded wire having a predetermined extra length with respect to the steel core portion.
本発明の第2の態様によれば、
前記アルミニウム層のうち少なくとも前記鋼心部に近接する層は、側面で相互に面接触するか或いは相互に嵌合する断面形状を有する複数本の前記アルミニウム素線を互いに撚り合わせることで形成されている
第1の態様に記載の鋼心アルミニウム撚線が提供される。
According to a second aspect of the invention,
Of the aluminum layers, at least a layer adjacent to the steel core is formed by twisting together a plurality of the aluminum strands having cross-sectional shapes that are in surface contact with each other on the side surfaces or fitted to each other. A steel core aluminum stranded wire according to the first aspect is provided.
本発明の第3の態様によれば、
前記鋼心部に張力を印加していない状態で、前記アルミニウム層は、前記鋼心部に対して0.10%以上の余長率を有している
第1又は第2の態様に記載の鋼心アルミニウム撚線が提供される。
According to a third aspect of the invention,
In a state where no tension is applied to the steel core portion, the aluminum layer has a surplus length ratio of 0.10% or more with respect to the steel core portion. A steel core aluminum stranded wire is provided.
本発明の第4の態様によれば、
前記アルミニウム層の余長は、長さ方向に破断荷重の50%以下の張力を印加して弾性伸びを付与することで前記鋼心部を伸長させ、伸長させた前記鋼心部の外周に配置した複数本の前記アルミニウム素線を互いに撚り合わせることで前記アルミニウム層を形成した後、前記鋼心部に印加した張力を除去して前記鋼心部を収縮させることで生じさせたものである
第1乃至第3のいずれかの態様に記載の鋼心アルミニウム撚線が提供される。
According to a fourth aspect of the invention,
The surplus length of the aluminum layer is stretched by applying a tension of 50% or less of the breaking load in the length direction to give elastic elongation, and is disposed on the outer periphery of the stretched steel core. The aluminum layer is formed by twisting together a plurality of the aluminum strands, and then the tension applied to the steel core is removed and the steel core is contracted. A steel core aluminum stranded wire according to any one of the first to third aspects is provided.
本発明の第5の態様によれば、
前記鋼心部と前記アルミニウム層との間に設けられる前記間隙には、前記アルミニウム層が送電により所定の温度に昇温された場合でも軟化しないグリスが充填されている
第1乃至第4のいずれかの態様に記載の鋼心アルミニウム撚線が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention,
The gap provided between the steel core and the aluminum layer is filled with grease that does not soften even when the aluminum layer is heated to a predetermined temperature by power transmission. A steel core aluminum stranded wire according to any of the embodiments is provided.
本発明の第6の態様によれば、
長さ方向に所定の張力を印加して弾性伸びを付与することで鋼心部を伸長させる工程と、
伸長させた前記鋼心部の外周に対して所定の間隙を設けて配置した複数本のアルミニウム素線を互いに撚り合わせることでアルミニウム層を形成する工程と、
前記鋼心部に印加した張力を除去して前記鋼心部を収縮させることで前記アルミニウム層に前記鋼心部に対する所定の余長を生じさせる工程と、を有する鋼心アルミニウム撚線の製造方法が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention,
Extending the steel core by applying a predetermined tension in the length direction to impart elastic elongation; and
Forming an aluminum layer by twisting together a plurality of aluminum strands arranged with a predetermined gap with respect to the outer periphery of the elongated steel core, and
Removing the tension applied to the steel core and shrinking the steel core to cause the aluminum layer to have a predetermined extra length with respect to the steel core. Is provided.
本発明の第7の態様によれば、
前記アルミニウム層を形成する工程では、側面で相互に面接触するか或いは相互に嵌合する断面形状を有する複数本の前記アルミニウム素線を互いに撚り合わせることで、前記アルミニウム層のうち少なくとも前記鋼心部に近接する層を形成する
第6の態様に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法が提供される。
According to a seventh aspect of the present invention,
In the step of forming the aluminum layer, at least the steel core of the aluminum layer is twisted by twisting together a plurality of the aluminum strands having cross-sectional shapes that are in surface contact with each other or fitted to each other on the side surfaces. The manufacturing method of the steel core aluminum twisted wire as described in the 6th aspect which forms the layer which adjoins a part is provided.
本発明の第8の態様によれば、
前記鋼心部に印加した張力を除去した状態で、前記アルミニウム層に、前記鋼心部に対して0.10%以上の余長率を生じさせる
第6又は第7の態様に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法が提供される。
According to an eighth aspect of the present invention,
The steel core according to the sixth or seventh aspect, in which the aluminum layer is caused to have a surplus length ratio of 0.10% or more with respect to the steel core part in a state where the tension applied to the steel core part is removed. A method for producing an aluminum stranded wire is provided.
本発明の第9の態様によれば、
前記鋼心部を伸長させる工程および前記アルミニウム層を形成する工程では、前記鋼心部に印加する張力を前記鋼心部の破断荷重の50%以下とする
第6乃至第8のいずれかの態様に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法が提供される。
According to a ninth aspect of the present invention,
In the step of extending the steel core and the step of forming the aluminum layer, the tension applied to the steel core is 50% or less of the breaking load of the steel core. The manufacturing method of the steel core aluminum strand wire as described in 1 is provided.
本発明の第10の態様によれば、
前記アルミニウム層を形成した後、前記鋼心部と前記アルミニウム層との間に設けられる前記間隙に、前記アルミニウム層が送電により所定の温度に昇温された場合でも軟化しないグリスを充填する工程を有する
第6乃至第9のいずれかの態様に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法が提供される。
According to a tenth aspect of the present invention,
After forming the aluminum layer, filling the gap provided between the steel core and the aluminum layer with grease that does not soften even when the aluminum layer is heated to a predetermined temperature by power transmission. A method for producing a steel core aluminum stranded wire according to any one of the sixth to ninth aspects is provided.
本発明に係る鋼心アルミニウム撚線およびその製造方法によれば、送電時の温度上昇に伴う電線の弛みの増大を抑制できるようになる。 According to the steel core aluminum stranded wire and the method for manufacturing the same according to the present invention, it is possible to suppress an increase in the slackness of the electric wire accompanying a temperature rise during power transmission.
<発明者等が得た知見>
上述したように、アルミニウム素線の材料として耐熱系アルミニウム合金を採用し、高温での送電に耐え得るようにACSRを構成したとしても、送電時の温度上昇に伴って電線の弛みが大きくなってしまうことがあった。これは、従来のACSRに於いては、架線時の張力を鋼心部および導体部の両方で分担しており、この場合、電線全体の線膨張係数が、例えば19×10−6〜20×10−6/℃と比較的大きな値になっていたためである。
<Knowledge obtained by the inventors>
As described above, even if the heat resistant aluminum alloy is used as the material of the aluminum wire and the ACSR is configured to withstand power transmission at high temperatures, the slackness of the electric wire increases as the temperature rises during power transmission. There was a case. In the conventional ACSR, the tension at the time of overhead wire is shared by both the steel core part and the conductor part. In this case, the linear expansion coefficient of the entire electric wire is, for example, 19 × 10 −6 to 20 × This is because it was a relatively large value of 10 −6 / ° C.
係る課題を解決するため、特許文献1には、鋼心部と導体部との間に間隙を設け、電線に加わる張力を鋼心部のみに負担させる電線(間隙型低弛度増容量電線)が提案されている。係る文献には、上述の間隙を設けて鋼心部のみを把持して架線することで、遷移点温度(すなわち、電線の張力を鋼心部だけで負担し始める温度)以上の温度領域に於いて、電線全体の線膨張係数が鋼心部の線膨張係数11.5×10−6/℃に従うようになり、送電時の温度上昇に伴う電線の伸びを抑制でき、電線に低弛度性能を付与できるとの記載がある。また、電線の最大連続許容電流を約2倍に高めながら、電線の弛度を同等程度に留めることができるとの記載もある。また、遷移点温度が架線時温度に等しくなるという記載もある。
In order to solve the problem,
また、特許文献2には、線膨張係数が極めて小さなFe−Ni系合金であるインバー合金を加工して得たインバー合金線を鋼心部に用いる電線(以下、単にインバー電線というが提案されている。係る文献には、インバー合金線を鋼心部に用いることで、鋼心部と導体部との線膨張係数の差を大きくすることができ、遷移点温度以上の温度領域に於いて、導体部が分担する張力をゼロとし、架線張力を鋼心部のみで負担できるようになり、電線に低弛度性能を付与することができるとの記載がある。また、アルミニウム素線の材料として耐熱アルミニウム合金を用いることで、電線の電流容量を増加させることができるとの記載もある。 Patent Document 2 proposes an electric wire (hereinafter simply referred to as an Invar electric wire) that uses an Invar alloy wire obtained by processing an Invar alloy, which is an Fe—Ni alloy having a very small linear expansion coefficient, as a steel core. In such a document, by using an Invar alloy wire for the steel core part, the difference in the coefficient of linear expansion between the steel core part and the conductor part can be increased, and in the temperature region above the transition point temperature, There is a description that the tension shared by the conductor part is zero, and that the overhead wire tension can be borne only by the steel core part, and that the low-sag performance can be imparted to the electric wire. There is also a description that the current capacity of the electric wire can be increased by using a heat-resistant aluminum alloy.
また、特許文献3、4には、製造時に延線車等によって張力を印加することで鋼心部に
回復可能な弾性伸びを付与し、この状態で鋼心部の周囲にアルミニウム素線を撚り合わせて導体部を形成し、その後、鋼心部に加えた張力を除去することでアルミニウム素線のそれぞれに鋼心部に対する所定の余長を生じさせ、その余長を保持したまま架線させる電線(プレストレッチ電線)が提案されている。これらの文献には、プレストレッチ電線として構成することで、遷移点温度以上の温度領域で、導体部が分担する張力をゼロとし、架線時の張力を鋼心部のみで負担できるようになり、電線に低弛度性能を付与することができるとの記載がある。
In Patent Documents 3 and 4, elastic tension that can be recovered is applied to the steel core part by applying tension with a wire drawing wheel or the like during manufacturing, and in this state, an aluminum wire is twisted around the steel core part. Together, the conductor part is formed, and then the tension applied to the steel core part is removed to cause each aluminum element wire to have a predetermined extra length with respect to the steel core part. (Pre-stretch electric wires) have been proposed. In these documents, by configuring as a pre-stretch electric wire, it becomes possible to bear the tension that the conductor part shares in the temperature region above the transition point temperature, and to bear the tension at the time of the overhead wire only by the steel core part, There is a description that low sag performance can be imparted to an electric wire.
また、特許文献5には、鋼心部の外周に複数本のアルミニウム素線を互いに撚り合わせてなる導体部を形成した後、例えばロール等を用いてアルミニウム素線に機械的応力を与えることで塑性変形による伸びを与え、鋼心部と導体部との間に間隙を設ける電線(ルーズ型電線)が提案されている。係る文献には、鋼心部と導体部との間に間隙を設けることで導体部が分担する張力をゼロとし、架線時の張力を鋼心部のみで負担できるようになり、電線に低弛度性能を付与することができるとの記載がある。 In Patent Document 5, after forming a conductor portion formed by twisting a plurality of aluminum strands on the outer periphery of a steel core portion, mechanical stress is applied to the aluminum strand using, for example, a roll. There has been proposed an electric wire (loose type electric wire) that provides elongation due to plastic deformation and provides a gap between a steel core portion and a conductor portion. In such a document, by providing a gap between the steel core part and the conductor part, the tension shared by the conductor part is made zero, so that the tension at the time of the overhead wire can be borne only by the steel core part, and the wire has low relaxation. There is a description that the performance can be imparted.
また、特許文献6には、塑性伸びを与えた硬アルミニウム素線若しくは軟アルミニウム素線を、弾性伸びを付与された或いは付与されていない鋼心部の周囲に撚り合わせる事で得られる電線(低弛度増容量電線)およびその製造方法が提案されている。 Further, Patent Document 6 discloses an electric wire obtained by twisting a hard aluminum wire or soft aluminum wire having plastic elongation around a steel core portion to which elastic elongation is applied or not applied (low A slack increasing capacity electric wire) and a manufacturing method thereof have been proposed.
しかしながら、発明者等の検討によれば、これらの文献に記載された電線には、以下に示す課題が存在すると考えられる。 However, according to studies by the inventors, it is considered that the electric wires described in these documents have the following problems.
まず、特許文献1に記載された間隙型低弛度増容量電線では、電線に加わる張力を鋼心部のみに負担させ、導体部が分担する張力をゼロとするために、架線の際に、アルミニウム素線を撚り戻した上で鋼心部を把持して緊線を行う作業が必要となる。さらには、緊線後に12時間程度放置した後、再びアルミニウム素線を撚り込む作業も必要となる。したがって、特許文献1に記載された間隙型低弛度増容量電線では、特殊工法の実施に伴う工事の煩雑さ、工期の長期化、およびこれらに伴う架線工事コストの上昇という課題がある。また、塔上での作業が増えるため、安全面に於いても改善の余地がある。
First, in the gap-type low-sag increasing capacity electric wire described in
また、特許文献2に記載されたインバー電線では、鋼心のみで張力の分担を開始する遷移点温度が例えば80〜110℃と高いことから、低弛度性能を発揮できる温度領域が限定されてしまうという課題がある。 Moreover, in the Invar electric wire described in Patent Document 2, since the transition point temperature at which the sharing of the tension is started only with the steel core is as high as 80 to 110 ° C., for example, the temperature range in which the low sag performance can be exhibited is limited. There is a problem of end.
また、特許文献3,4に記載されたプレストレッチ電線や、特許文献5に記載されたルーズ電線および特許文献6に記載された低弛度増容量電線であって鋼心に張力を印加した電線では、緊線作業のクランプ取り付け時に、余長を逃がさないために設ける冶具を取り付けずに切断するなどの誤った手順で作業を行うことで、鋼心部に対するアルミニウム素線の余長が消尽し、低弛度性能が消失してしまうという課題がある。 Moreover, the pre-stretch electric wire described in Patent Documents 3 and 4, the loose electric wire described in Patent Document 5 and the low-sag increasing capacity electric wire described in Patent Document 6 and applying a tension to the steel core Then, when attaching the clamp for tight wire work, the extra length of the aluminum strand to the steel core is exhausted by performing the wrong procedure such as cutting without attaching the jig provided to prevent the extra length from being lost. There is a problem that the low sag performance is lost.
また、特許文献5に記載されたルーズ電線および特許文献6に記載された低弛度増容量電線では、アルミニウム素線に対して冶具を用いて応力を与えて塑性変形を付与しているため、加工時のニッキング(傷の発生など)が避けられず、耐振動疲労性能が低下してしまうという課題がある。 Moreover, in the loose electric wire described in Patent Document 5 and the low-sag increasing capacity electric wire described in Patent Document 6, since stress is applied to the aluminum element wire using a jig, plastic deformation is applied, There is a problem that nicking (such as generation of scratches) during processing is inevitable and vibration fatigue resistance performance is degraded.
本発明は、送電時の温度上昇に伴う弛みの増大を抑制することに加え、上述した特許文献に係る電線が有するこれらの技術課題、すなわち、架線時の施工の簡略化、低温領域からの低弛度性能の発揮、余長が消尽した際の低弛度性能の消滅抑制、耐振動疲労性能の向上の少なくともいずれかを実現することを目的としてなされたものである。 In addition to suppressing an increase in slack due to a temperature rise during power transmission, the present invention has these technical problems that the electric wires according to the above-mentioned patent document have, that is, simplification of construction at the time of overhead wiring, reduction from a low temperature region. The purpose is to realize at least one of the display of the sag performance, the suppression of the disappearance of the low sag performance when the excess length is exhausted, and the improvement of the vibration fatigue resistance.
<本発明の一実施形態>
以下に、本発明の一実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線(ACSR)およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
Hereinafter, a steel core aluminum stranded wire (ACSR) and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(鋼心アルミニウム撚線の構成)
まず、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10の構成を、図1を用いて説明する。図1(a)は本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10の断面図を、(b)は鋼心アルミニウム撚線10の概略図をそれぞれ例示している。
(Structure of steel core aluminum stranded wire)
First, the structure of the steel core aluminum twisted
鋼心アルミニウム撚線10は、鋼心部11と、鋼心部11の外周に設けた複数本のアルミニウム素線13を互いに撚り合わせることで形成されたアルミニウム層12と、を備えている。
The steel core aluminum stranded
鋼心部11は、架線時に電線(鋼心アルミニウム撚線10)に加わる張力を負担するように機能する。鋼心部11は、アルミニウム素線13よりも引張強度が大きく、線膨張係数の小さい線材料、例えば、引張強度が1770MPa以上の特別強力亜鉛めっき鋼線、引張強度が1960MPa以上の超強力亜鉛めっき鋼線、炭素繊維線、インバー合金線等の種々の線材料を用いて形成することができ、また、これらの線材料の表面をアルミニウム、合成樹脂、炭素繊維等で被覆した被覆線材料を用いて形成することができる。なお、鋼心部11は、単線で構成する場合に限らず、図1に示すように、円形状断面を持つ上述の線材料を複数本撚り合わせることで形成してもよく、また、上述の線材料を任意の断面形状に成型した後で複数本撚り合わせることで形成してもよい。さらに、これらの線材料を複数本撚り合わせた後にアルミニウム、合成樹脂、炭素繊維等で被覆した被覆線材料を用いて形成することもできる。このとき、撚り合わせる本数や線材料の断面形状に関して何ら制約を受けるものではない。
The
アルミニウム層12は、電線(鋼心アルミニウム撚線10)の導体部(送電時に電流を流す部分)として機能する。アルミニウム層12を構成するアルミニウム素線13としては、比重が小さく、電気抵抗の小さな線材料、例えば、硬アルミニウム線、耐熱アルミニウム線、超耐熱アルミニウム線、特別耐熱アルミニウム線、高力耐熱アルミニウム合金線、イ号アルミニウム合金線等の種々の送電用アルミニウム線を用いることができる。アルミニウム層12は、円形状断面を持つアルミニウム素線13を複数本撚り合わせることで形成してもよく、また、上述のアルミニウム素線13を任意の断面形状に成型した後で複数本撚り合わせることで形成してもよい。このとき、撚り合わせる本数や線材料の断面形状に関して何ら制約を受けるものではない。
The
鋼心部11とアルミニウム層12との間には、所定の間隙14が設けられている。間隙14を設けることで架線の際に鋼心部11のみを把持できるようになり、架線時におけるアルミニウム層12が分担する張力をゼロとし、架線時の張力を鋼心部11のみに負担させることができるようになる。このように、線膨張係数の小さな鋼心部11のみに張力を負担させることで、鋼心アルミニウム撚線10に低弛度性能を付与させることができるようになる。なお、鋼心部11とアルミニウム層12との間の間隙14を確実に保持する目的から、アルミニウム層12のうち、鋼心部11に最も近接する層(以下、アルミニウム内層12aともいう)に関しては、側面で相互に面接触するか或いは相互に嵌合する断面形状を有するアルミニウム素線13を複数本撚り合わせることで形成することが好ましい。このように構成することで、アルミニウム内層12aの内部に形成される空間の変形(崩れ)を防ぐことができ、鋼心部11とアルミニウム層12との間の間隙14が確実に確保できるようになる。また、アルミニウム層12のうち、鋼心部11に近接しない層(以下、アルミニウム外層12bともいう)に関しては、円形状断面を持つ上記の線材料を複数本撚り合わせることで形成してもよく、上述の線材料を任意の断面形状に成型した後で
複数本撚り合わせることで形成してもよい。なお、間隙14には、アルミニウム層12が所定の送電時温度(例えば90℃以上の温度)に昇温された場合でも軟化しないグリスが充填されていることが好ましい。間隙14にグリスを充填することで、鋼心部11とアルミニウム層12間の摩擦抵抗を減少させることができ、鋼心部11の引き抜きが容易になり、架線時の作業性を向上させることができるようになる。グリスとしては、鉱油系のグリス、シリコン系のグリスなど種々の充填材を用いることができる。
A
アルミニウム層12を構成する複数本のアルミニウム素線13は、それぞれ、鋼心部11に対して所定の余長を有している。アルミニウム層12が所定の余長を有することによっても、架線時におけるアルミニウム層12が分担する張力をゼロとし、架線時の張力を鋼心部11のみに負担させることができるようになる。なお、アルミニウム層12を構成する複数本のアルミニウム素線13は、それぞれ、鋼心部11に対して0.10%以上の余長率を有していることが好ましい。具体的には、鋼心アルミニウム撚線10に張力を加えていない状態で、鋼心部11の長さがl0[m]であるとき、アルミニウム層12の長さは1.001×l0[m]以上であることが好ましい。なお、アルミニウム素線13が有する余長は、後述するように、長さ方向に破断荷重の50%以下の張力を印加して弾性伸びを付与することで鋼心部11を伸長させ、伸長させた鋼心部11の外周に複数本のアルミニウム素線13を互いに撚り合わせて配置することでアルミニウム層12を形成した後、鋼心部11に印加した張力を除去することにより生じさせることができる。
Each of the plurality of
(鋼心アルミニウム撚線の製造方法)
次に、上述した鋼心アルミニウム撚線10の製造方法を、図2を用いて説明する。
(Manufacturing method of steel core aluminum stranded wire)
Next, the manufacturing method of the steel core
まず、鋼心部11に対し、その長さ方向に所定の張力を印加して弾性伸びを付与することで、鋼心部11を伸長させる。図2(a)は、長さl0[m]の鋼心部11に対して、その長さ方向(図中左右方向)に、鋼心部11の弾性限度内の張力(以下、プレストレッチ荷重と称する)Tpを印加した様子を示している。鋼心部11は、上述の張力Tpが印加されることで弾性伸びによる長さl0(Tp/(Es・As))が新たに付与され、その長さはl0(1+(Tp/(Es・As))[m]となる。ここで、Esは鋼心部11の弾性係数[N/m2]であり、Asは鋼心部11の断面積[m2]である。
First, the
次に、伸長させた鋼心部11の外周に対して所定の間隙14を設けて配置した複数本のアルミニウム素線13を互いに撚り合わせることで、鋼心部11の外周に、アルミニウム層12を形成する。図2(b)は、張力Tpを印加してl0(Tp/(Es・As))[m]だけ伸長させた状態の鋼心部11の周囲にアルミニウム素線13を撚り合わせることで、長さl0(1+(Tp/(Es・As))[m]に伸長された鋼心部11と、この伸長された鋼心部11と同じ長さ(すなわち、l0(1+(Tp/(Es・As))[m]の長さ)を有するアルミニウム層12と、を備えた撚線(張力が除去される前の状態の撚線)が形成された様子を示している。
Next, the
その後、図2(c)に示すように、鋼心部11とアルミニウム層12とを備えたアルミニウム撚線10の両端を、圧縮型スリーブに代表される固着具15により固着させ、アルミニウム層12の余長の開放を防止する処置を施す。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (c), both ends of the aluminum stranded
その後、鋼心部11に印加した張力を除去して鋼心部11を収縮させることで、アルミニウム層12に、鋼心部11に対する所定の余長を生じさせる。すなわち、鋼心部11とアルミニウム層12とを固着具15で固着した後、上述のプレストレッチ荷重Tpを除去すれば、鋼心部11は弾性伸びを失い、その長さはl0に戻る。一方で、アルミニウム層12の長さは(1+(Tp/(Es・As))のままであるため、図2(d)に示すように、アルミニウム層12が、鋼心部11に対して、Tp/(Es・As)[m]分の余長
を有するようになる。以上の工程により、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10が製造される。
Then, the tension | tensile_strength applied to the
このように、鋼心部11に対して塑性変形しない程度の張力を付与しながら、その直ぐ外側に、側面で相互に面接触するか或いは相互に嵌合する断面形状を有する複数本のアルミニウム素線13を、鋼心部11との間に所定の間隙14を設けながら撚り合わせることによって、従来の間隙型低弛度増容量電線と同等以上の低弛度性能を持ちながら、施工性等に優れた鋼心アルミニウム撚線10を得ることができるようになる。
As described above, a plurality of aluminum elements having a cross-sectional shape in which the
なお、鋼心アルミニウム撚線10の低弛度性能を向上させるには、その製造時に、鋼心部11に対して印加する張力を管理すること、すなわち、鋼心部11に対するアルミニウム素線13の余長率を管理することが極めて重要となる。弾性限界を超える過大な張力を鋼心部11に印加すると、鋼心部11が塑性変形してしまい、鋼心アルミニウム撚線10の耐荷重性能の低下を招くことがある。また、鋼心部11に加える張力を過小とすると、アルミニウム層12に十分な余長を生じさせることができず、鋼心アルミニウム撚線10の低弛度性能の低下を招くことがある。
In addition, in order to improve the low sag performance of the steel core aluminum stranded
一般に、常時張力条件下に於いて鋼心アルミニウム撚線に加わる張力は、鉄塔間の距離(いわゆる径間長)や地理的条件にも依存するが、概ね破断荷重の20%程度である。張力を鋼心部および導体部の両方で分担する一般的な鋼心アルミニウム撚線では、鋼心アルミニウム撚線に対してその破断荷重の20%の張力が加わるとき、鋼心部に対してはその破断荷重の30〜50%の張力が加わると考えられる。本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10に於いては、遷移点温度以上に於いて電線に懸かる荷重は全て鋼心部11が負担する。そのため、本実施形態に於いては、鋼心部11の塑性変形による鋼心アルミニウム撚線10の耐荷重性能の低下を防ぐため、製造時に鋼心部11に加える張力を鋼心部11の破断荷重の50%以下とする必要がある。すなわち、その範囲内で、アルミニウム層12の分担張力がゼロになるに十分な余長を生む張力を、鋼心部11に対して印加する必要がある。
In general, the tension applied to the steel core aluminum stranded wire under normal tension conditions is approximately 20% of the breaking load, although it depends on the distance between steel towers (so-called span length) and the geographical conditions. In a general steel core aluminum stranded wire in which the tension is shared by both the steel core portion and the conductor portion, when a tension of 20% of the breaking load is applied to the steel core aluminum stranded wire, It is considered that a tension of 30 to 50% of the breaking load is applied. In the steel core aluminum stranded
一方、アルミニウム層12の分担張力がゼロになるに十分な余長であるが、発明者等は、実験的に、鋼心部11に対するアルミニウム層12の余長率が少なくとも0.10%以上あれば、架線時のアルミニウム層12の分担張力がゼロに到るに十分であることを確認している。
On the other hand, although the surplus length is sufficient for the shared tension of the
従って、本実施形態に於いては、鋼心部11に対して印加するプレストレッチ荷重(製造時の張力)を、鋼心部11の破断荷重の50%以下としつつ、アルミニウム層12に付与される余長率が鋼心部11に対して0.10%以上となるように、上限と下限とを定めて調整することが好ましい。
Therefore, in the present embodiment, the prestretch load (tension during manufacture) applied to the
(撚線製造装置の構成)
図3に、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10の製造方法に用いる製造装置20を参考までに例示する。
(Configuration of twisted wire manufacturing equipment)
In FIG. 3, the
図3に示すように、本実施形態で好適に用いられる製造装置20は、巻き取られた鋼心部11を送り出すペイオフ(送出機)21と、送り出された鋼心部11にプレストレッチ荷重Tpを負荷する張力負荷手段としての延線車22と、鋼心部11とアルミニウム層12との間に設けられた間隙14にグリスを充填する圧送ポンプ23と、プレストレッチ荷重Tpが負荷された鋼心部11の周りにアルミニウム素線13を撚り合せてアルミニウム内層12aを形成する撚線機24aと、さらにその周りにアルミニウム素線13を撚り合せてアルミニウム外層12bを形成する撚線機24bと、延線車22との間に所定の張力
を生じさせる張力負荷手段としてのダブルキャプスタン25と、製造後の鋼心アルミニウム撚線10を巻き取るための巻取機26と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
プレストレッチ荷重Tpは、延線車22とダブルキャプスタン25との間に印加されており、延線車22と撚線機24aとの間には、鋼心部11に印加された張力を計測する張力計27が設けられている。
Pre-stretch load T p is applied between the
なお、図3に示した延線車22とダブルキャプスタン25との組み合わせは、代表的な張力負荷手段として考え得るものであるが、鋼心部11に対して必要とされるプレストレッチ荷重を安定的に印加できる装置であれば、他の構成を有する製造装置を用いてもよい。
The combination of the
ダブルキャプスタン25を通過し巻取機26に巻き取られることで鋼心部11に印加された張力は消尽するので、鋼心アルミニウム撚線10の両末端をダブルキャプスタン25通過前に圧縮型スリーブに代表される固着具15で固縛することで、鋼心部11に対するアルミニウム素線13の余長が開放されることなく保持された撚線を得ることができる。なお、この固着具15は圧縮型スリーブに限定するものではなく、例えばクランプなどを用いてもよい。
Since the tension applied to the
また、巻取作業時や延線作業時にアルミニウム素線13の余長が移動して1箇所に集まり、いわゆる笑い(電線を構成する素線の局所的な緩み)が発生することを防止するため、必要に応じて、鋼心アルミニウム撚線10の末端以外の中間部に、任意の数量、任意の間隔にて上述の固着具15を複数取り付けても良い。
Further, in order to prevent so-called laughter (local loosening of the strands constituting the electric wire) from occurring due to the extra length of the
(本実施形態に係る効果)
本実施形態によれば、以下に示す一つ又は複数の効果を奏する。
(Effect according to this embodiment)
According to the present embodiment, one or a plurality of effects shown below are produced.
(a)本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10は、鋼心部11とアルミニウム層12との間に所定の間隙14を有している。さらに、アルミニウム層12は、鋼心部11に対して所定の余長を有している。このように構成された鋼心アルミニウム撚線10を、アルミニウム層12の余長を保持したまま鋼心部11のみを把持して架線することにより、アルミニウム層12が分担する張力をゼロとし、架線時の張力を鋼心部11のみに負担させることができるようになる。その結果、送電に伴う温度上昇による鋼心アルミニウム撚線10の伸長を、鋼心部11の線膨張係数だけに依存させることができるようになり、鋼心アルミニウム撚線10に低弛度特性を付与させることができるようになる。
(A) The steel core aluminum stranded
(b)本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10を、アルミニウム層12の余長を保持したまま架線することにより、遷移点温度を低温化(例えば架線時温度と同程度)とすることができ、例えば特許文献2に記載されたインバー電線等と比較して、低弛度特性をより低温領域から得ることができるようになる。すなわち、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10の遷移点温度は、製造時の雰囲気温度および製造時に印加する張力に依存することから、インバー電線の遷移点温度である80℃〜110℃よりも低温に設定することが可能であり、上述の低弛度特性をより低温領域から得ることが出来るようになる。
(B) By transitioning the steel core aluminum stranded
(c)本実施形態によれば、アルミニウム層12のうち少なくとも鋼心部11に近接する層が、側面で相互に面接触するか或いは相互に嵌合する断面形状を有する複数本のアルミニウム素線13を互いに撚り合わせることにより形成されている。これにより、鋼心部11とアルミニウム層12との間の間隙14が確実に確保されるようになり、低弛度特性をより確実に得られるようになる。
(C) According to the present embodiment, a plurality of aluminum strands having a cross-sectional shape in which at least the layers close to the
(d)本実施形態によれば、鋼心アルミニウム撚線10(鋼心部11)に張力を印加していない状態で、アルミニウム層12は、鋼心部11に対して0.10%以上の余長率を有している。これにより、上述の低弛度特性をより確実に奏することができるようになる。
(D) According to the present embodiment, the
(e)本実施形態によれば、鋼心アルミニウム撚線10を製造する際、鋼心部11に加える張力を鋼心部11の破断荷重の50%以下としている。そのため、鋼心部11の塑性変形を防ぐことができ、鋼心アルミニウム撚線10の耐荷重性能の低下を防ぐことができる。
(E) According to this embodiment, when the steel core aluminum stranded
(f)本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10を、アルミニウム層12の余長を保持したまま架線することにより、特許文献1に記載された間隙型低弛度増容量電線を用いた場合に必要となる緊線後の張力開放作業を省略することが可能となる。すなわち、架線作業時のアルミニウム素線の撚り戻し、再撚り込み、塔上での架線後の12時間放置といった張力解放作業が不要となり、高所作業時間を短縮でき、工期を短縮させ、コスト面、安全面に於いて有利な効果が得られる。なお、アルミニウム層12の余長を保持したまま架線するには、鋼心アルミニウム撚線10を切断する際に、アルミニウム素線13の余長が開放されないように切断箇所の両端に固着具15を予め取り付けるという1手順が増えるだけであり、その作業性は、例えば特許文献3,4に記載されているプレストレッチ電線等と同等以上といえる。
(F) When the gap type low-sag increasing electric wire described in
(g)本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10は、何らかの原因でアルミニウム層12の余長が消尽してしまった場合に於いても、緊線作業時に通常の間隙型低弛度電線に対して行う作業(アルミニウム素線に対する張力解放作業)と同様の作業を行うことにより、再び低弛度性能を付与させることが可能である。そのため、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10は、特許文献3,4に記載されたプレストレッチ電線や、特許文献5に記載されたルーズ電線および特許文献6に記載された低弛度増容量電線であって鋼心に張力を印加した電線等と比較した場合、施工時のミスが即座に不良化しないという長所がある。
(G) The steel core aluminum stranded
この場合、鋼心部11とアルミニウム層12との間に設けられる間隙14にグリスを充填することで、架線工事における作業性を向上させることができる。すなわち、間隙14にグリスを充填することで、鋼心部11とアルミニウム層12間の摩擦抵抗を減少させることができ、鋼心部11の引き抜きが容易になり、上述の張力解放作業における作業性を向上させることができる。なお、間隙14に、アルミニウム層12が所定の温度(送電時温度)に昇温された場合でも軟化しないようなグリスを充填することで、昇温時における間隙14からのグリスの流出を防ぐことが出来る。
In this case, the workability in the overhead wire work can be improved by filling the
(h)本実施形態によれば、鋼心アルミニウム撚線10を製造する際、アルミニウム素線13に対して塑性変形が与えられていない。そのため、本実施形態に係る鋼心アルミニウム撚線10は、例えば特許文献5に記載されたルーズ電線や特許文献6に記載された低弛度増容量電線等と比較して、高い耐振動疲労性能を有している。
(H) According to this embodiment, when the steel core aluminum stranded
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.
図4は、本発明の実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10の断面図である。実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10は、上述の実施形態と同様に、中心部に位置する鋼心部11と、鋼心部11の外周に間隙14を設けて配置されたアルミニウム内層12aと、ア
ルミニウム内層12aの外周に接するように配置されたアルミニウム外層12bと、を備えている。アルミニウム内層12aとアルミニウム外層12bとにより、導体部としてのアルミニウム層12が形成されている。なお、間隙14には、所定の粘性係数を有するグリス等の充填材が充填されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the steel core aluminum stranded
鋼心部11は、複数(ここでは7本)の特強亜鉛めっき鋼線等の素線を撚り合わせることで形成されており、架線張力を分担するように構成されている。鋼心部11には、製造時に、プレストレッチ荷重28910[N](鋼心部11の破断荷重の33%、鋼心アルミニウム撚線10の破断荷重の20.9%)が印加されているものとする。
The
アルミニウム内層12aは、側面で相互に面接触する扇形断面或いは台形断面の複数のアルミニウム素線13を撚り合わせることで形成されており、アルミニウム層12の最内層として配置されている。実施例1に於いて、アルミニウム内層12aを構成するアルミニウム素線13は、特別耐熱アルミニウム合金からなり、日本電線工業会規格JCS0374「裸線許容電流の計算基準」表7に記載の通り、連続許容温度210℃を有する。
The aluminum
アルミニウム外層12bは、円形断面の複数のアルミニウム素線13を撚り合わせることで形成されており、アルミニウム層12の最外層として配置されている。実施例1に於いて、アルミニウム外層12bを構成するアルミニウム素線13は、アルミニウム内層12aを構成するアルミニウム素線13と同様に、特別耐熱アルミニウム合金により構成されている。
The aluminum
実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10の遷移点温度は、製造時温度が30℃であるとき、以下の式により20℃と計算される。これは既存の間隙型増容量電線と同等の遷移点温度(緊線時の外気温に等しい)と同等といえる。
The transition point temperature of the steel core aluminum stranded
Tp(t)=Tp30+Es・As(αa−αs)(t−30)
但し、
Tp(t):温度t℃の時のプレストレッチ荷重[N]
Tp30:温度30℃の時のプレストレッチ荷重[N]
Es:鋼心部の弾性係数[N/m2]
As:鋼心部の断面積[m2]
αs:鋼心部の線膨張係数(=11.5×10−6/℃)
αa:アルミの線膨張係数(=23.0×10−6/℃)
t:遷移点温度[℃]
T p (t) = T p30 + E s · A s (α a -α s) (t-30)
However,
T p (t): Pre-stretch load at a temperature of t ° C. [N]
T p30 : Pre-stretch load at a temperature of 30 ° C. [N]
E s : Elastic modulus of steel core [N / m 2 ]
A s: cross-sectional area of the steel core portion [m 2]
α s : Linear expansion coefficient of steel core (= 11.5 × 10 −6 / ° C.)
α a : Linear expansion coefficient of aluminum (= 23.0 × 10 −6 / ° C.)
t: Transition temperature [° C]
表1に、比較例1に係る鋼心アルミニウム撚線(通称“DRAKE”とされるACSR)、および実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10について行った許容電流値の計算結果と、カテナリ近似による弛度の計算結果と、をそれぞれ示す。なお、表1は、JCS0374に記載の計算基準に基づき計算したものであり、計算条件は以下の通りである。
Table 1 shows calculation results of allowable current values and catenary approximations performed for the steel core aluminum stranded wire according to Comparative Example 1 (commonly called “ADR”) and the steel core aluminum stranded
電流容量計算条件(JCS0374推奨値)
周囲温度 40℃
風速 0.5m/s
日射量 0.1W/cm2
電線表面の放射率(輻射率)η 0.9
風向角 45°
Current capacity calculation condition (JCS0374 recommended value)
Ambient temperature 40 ℃
Wind speed 0.5m / s
Solar radiation 0.1 W / cm 2
Emissivity of wire surface (emissivity) η 0.9
Wind direction angle 45 °
弛度−張力計算条件(カテナリ近似)
周囲温度 20℃
架線張力 27620N
風速 0.0m/s
着氷雪厚さ 0.0mm
径間長 350m
製造時の温度 30℃
プレストレッチ荷重 28910N
遷移点温度 20℃
Overhead tension 27620N
Wind speed 0.0m / s
Icing snow thickness 0.0mm
Span length 350m
Manufacturing temperature 30 ° C
Pre-stretch load 28910N
表1から明らかなように、アルミニウム素線13として超耐熱アルミニウム合金線を用いた実施例1の鋼心アルミニウム撚線10では、210[℃]に於いて比較例1に対して約2倍の電流容量を持ちながら、最大連続許容電流時の弛度は同等程度に抑制されている。また、質量・外径共に比較例1よりも小さくなっていることから、鉄塔に加わる負荷も小さくすることができる。
As is apparent from Table 1, the steel core aluminum stranded
実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10について行ったアルミニウム層12の余長率の計算例を以下に示す。
A calculation example of the extra length ratio of the
実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10に於いては、Es=205.9[N/m2]、As=49.48[m2]であり、鋼心部11に与えるプレストレッチ荷重は鋼心部11の破断荷重の33%である28910[N]であるから、前述の式l0(Tp/(Es・As))により、鋼心アルミニウム撚線10の長さは1.0028×l0[m]であり、張力が除去された鋼心部11に対するアルミニウム層12の余長率は0.28%である。
Is In steel core aluminum stranded
実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10においては、架線状態に於いてアルミニウム層12が鋼心部11に対して余長を有することから、アルミニウム内層12aおよびアルミニウム外層12bにはそれぞれ架線張力が印加されず、全ての架線張力は鋼心部11のみに印加されることになる。したがって、実施例1に係る鋼心アルミニウム撚線10の温度伸びは、アルミニウム素線13の線膨張係数の影響を受けず、鋼心部11の線膨張係数のみによってのみ決まるため、一般的なACSRと比較して、温度上昇に伴う弛みの増加を大幅に低減できるようになる。
In the steel core aluminum stranded
実施例1では、アルミニウム素線13として超耐熱アルミニウム合金素線を用い、鋼心部11を亜鉛めっき鋼線により形成した例について説明したが、他にも様々な実施例や変形例が考えられる。例えば、アルミニウム素線13として、超耐熱アルミニウム合金素線の代わりに、耐熱アルミニウム合金素線や高力耐熱アルミニウム合金素線を用いてもよい。また、鋼心部11を、亜鉛めっき鋼線の代わりにアルミニウム覆鋼線や亜鉛アルミめっ
き鋼線、合成樹脂およびその撚線、炭素繊維およびその撚線により形成した電線であってもよい。また、アルミニウム層12を3層以上の積層構造としてもよい。また、2層目以降の層を形成するアルミニウム素線13として、扇形断面或いは台形断面の形状をした線材料を用いてもよい。このように、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の材料によって実施可能である。
In Example 1, although the super heat-resistant aluminum alloy strand was used as the
図5は、本発明の実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10の断面図である。実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10は、上述の実施形態や実施例1と同様に、中心部に位置する鋼心部11と、鋼心部11の外周に間隙14を設けて配置されたアルミニウム内層12aと、アルミニウム内層12aの外周に接するように配置されたアルミニウム外層12bと、を備えている。アルミニウム内層12aとアルミニウム外層12bとにより、導体部としてのアルミニウム層12が形成されている。なお、間隙14には、所定の粘性係数を有するグリス等の充填材が充填されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a steel core aluminum stranded
鋼心部11は、例えば、複数(ここでは7本)のアルミニウム覆インバー合金素線を撚り合わせることで形成されており、架線張力を受け持つように構成されている。鋼心部11には、製造時に、プレストレッチ荷重13830[N](鋼心部11の破断荷重の33%、鋼心アルミニウム撚線10の破断荷重の17.8%)が印加されているものとする。
The
アルミニウム内層12aは、側面で相互に面接触する扇形断面或いは台形断面の複数のアルミニウム素線13を撚り合わせることで形成されており、アルミニウム層12の最内層として配置されている。実施例2に於いて、アルミニウム内層12aを構成するアルミニウム素線13は、耐熱アルミニウム合金からなり、日本電線工業会規格JCS0374「裸線許容電流の計算基準」表7に記載の通り、連続許容温度150℃を有する。
The aluminum
アルミニウム外層12bは、台形断面の複数のアルミニウム素線13を撚り合わせることで形成されており、アルミニウム層12の最外層として配置されている。実施例2に於いて、アルミニウム外層12bを構成するアルミニウム素線13は、アルミニウム内層12aを構成するアルミニウム素線13と同様に、耐熱アルミニウム合金により構成されている。
The aluminum
表2に、比較例2に係る鋼心アルミニウム撚線(通称“HAWK”とされるACSR)、比較例3に係る鋼心アルミニウム撚線(比較例2と同等のアルミニウム導体断面積を有し、アルミニウム覆インバー芯を備える耐熱アルミニウム撚線であって、通称“HAWK”とされるTACIR)、および実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10について行った許容電流値の計算結果と、カテナリ近似による弛度の計算結果と、それぞれを示す。なお、表2は、JCS0374に記載の計算基準に基づき計算したものであり、計算条件は以下の通りである。
In Table 2, the steel core aluminum stranded wire according to Comparative Example 2 (commonly called “HAWK” ACSR), the steel core aluminum stranded wire according to Comparative Example 3 (having an aluminum conductor cross-sectional area equivalent to that of Comparative Example 2, TACIR, which is a heat-resistant aluminum stranded wire having an aluminum-covered invar core, commonly referred to as “HAWK”), and a calculation result of allowable current values performed on the steel core aluminum stranded
電流容量計算条件(JCS0374推奨値)
周囲温度 40℃
風速 0.5m/s
日射量 0.1W/cm2
電線表面の放射率(輻射率)η 0.9
風向角 45°
Current capacity calculation condition (JCS0374 recommended value)
Ambient temperature 40 ℃
Wind speed 0.5m / s
Solar radiation 0.1 W / cm 2
Emissivity of wire surface (emissivity) η 0.9
Wind direction angle 45 °
弛度−張力計算条件(カテナリ近似)
周囲温度 20℃
架線張力 各電線の最小引張荷重の20%
ACSR 16400N
TACIR 17960N
実施例2の電線 15500N
風速 0.0m/s
着氷雪厚さ 0.0mm
径間長 350m
製造時の温度 30℃
プレストレッチ荷重 13830N
ACSR 16400N
TACIR 17960N
Electric wire 15500N of Example 2
Wind speed 0.0m / s
Icing snow thickness 0.0mm
Span length 350m
Manufacturing temperature 30 ° C
Pre-stretch load 13830N
表2から明らかなように、インバー電線として構成された比較例3(TACIR“HAWK”)では、比較例2(ACSR“HAWK”)と比較して、最大連続許容電流は1.6倍に増加し、前記の条件下に於いては同等の弛度に抑制されている。しかしながら、架線張力は1,560[N]、質量は約10%、外径は0.62[mm]増加しており、鉄塔に懸かる荷重は増加するため、鉄塔強度によっては補強や嵩上げが必要となる場合が考えられる。 As is apparent from Table 2, in Comparative Example 3 (TACIR “HAWK”) configured as an Invar wire, the maximum continuous allowable current increased 1.6 times compared to Comparative Example 2 (ACSR “HAWK”). However, it is suppressed to the same degree of sag under the above conditions. However, the overhead wire tension is 1,560 [N], the mass is about 10%, the outer diameter is increased by 0.62 [mm], and the load on the steel tower increases. Therefore, reinforcement or raising is necessary depending on the steel tower strength. There are cases where
一方、実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10は、比較例3(TACIR“HAWK”)と同等の最大許容電流容量を有しながら、比較例2(ACSR“HAWK”)と比較して質量は約1.3%の増加に留められ、架線張力は900[N]、外径は0.78[mm]減少しており、鉄塔に懸かる負荷は同等である。また、最大連続許容電流時の弛度も、前記の条件下に於いて比較例2(ACSR“HAWK”)と比較して0.8[m]、比較例3(TACIR“HAWK”)と比較して約1[m]とそれぞれ減少しているため、鉄塔を建て替えることなく、比較例2(ACSR“HAWK”)を実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10に単純に置き換えることが可能となる。この弛度の減少は、遷移点温度が従来型のインバー電線よりも低温側に64℃シフトし、低弛度効果がより低温の領域から発揮されるためである。
On the other hand, the steel core aluminum stranded
実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10について行ったアルミニウム層12の余長率の計算例を以下に示す。
A calculation example of the extra length ratio of the
実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10に於いては、Es=152.0[N/m2]、As=43.11[m2]であり、鋼心部11にかかるプレストレッチ荷重は鋼心部11の破断荷重の30%である13830[N]であるから、前述の式l0(Tp/(Es・As))により、鋼心アルミニウム撚線10の長さは1.0021×l0[m]であり、張力が除去された鋼心部11に対するアルミニウム層12の余長率は0.21%である。
Is In steel core aluminum stranded
実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10においては、実施例1と同様に、架線状態に於いてアルミニウム層12が鋼心部11に対して余長を有することから、アルミニウム内層12aおよびアルミニウム外層12bにはそれぞれ架線張力が印加されず、全ての架線張力は鋼心部11のみに印加されることになる。したがって、実施例2に係る鋼心アルミニウム撚線10の温度伸びは、アルミニウム素線13の線膨張係数の影響を受けず、鋼心部11の線膨張係数のみによって決まるため、一般的なACSRと比較して、温度上昇に伴う弛みの増加を大幅に低減できるようになる。
In the steel core aluminum stranded
実施例2では、アルミニウム素線13として耐熱アルミニウム合金素線を用い、鋼心部11をアルミニウム覆インバー合金線により形成した例について説明したが、他にも様々な実施例や変形例が考えられる。例えば、アルミニウム素線13として、耐熱アルミニウム合金素線の代わりに超耐熱アルミニウム合金素線や高力耐熱アルミニウム合金素線等を用いてもよい。また、鋼心部11を、アルミニウム覆インバー合金線の代わりにアルミニウム覆鋼線や亜鉛アルミめっき鋼線、合成樹脂およびその撚線、炭素繊維およびその撚線により形成してもよい。また、アルミニウム層12を3層以上の積層構造としてもよい。また、2層目以降の層を形成するアルミニウム素線13として、扇形断面或いは台形断面の形状をした線材料を用いてもよい。このように、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の材料によって実施可能である。
In Example 2, although the example which used the heat-resistant aluminum alloy strand as the
10 鋼心アルミニウム撚線
11 鋼心部
12 アルミニウム層
13 アルミニウム素線
14 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記鋼心部と前記アルミニウム層との間には所定の間隙が設けられ、
前記アルミニウム層は、前記鋼心部に対して所定の余長を有している
ことを特徴とする鋼心アルミニウム撚線。 A steel core aluminum stranded wire comprising: a steel core portion; and an aluminum layer formed by twisting together a plurality of aluminum strands provided on the outer periphery of the steel core portion,
A predetermined gap is provided between the steel core and the aluminum layer,
The aluminum layer has a predetermined extra length with respect to the steel core portion.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼心アルミニウム撚線。 Of the aluminum layers, at least a layer adjacent to the steel core is formed by twisting together a plurality of the aluminum strands having cross-sectional shapes that are in surface contact with each other on the side surfaces or fitted to each other. The steel core aluminum stranded wire according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼心アルミニウム撚線。 The aluminum layer has a surplus length ratio of 0.10% or more with respect to the steel core portion in a state where no tension is applied to the steel core portion. Steel core aluminum stranded wire as described in 1.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の鋼心アルミニウム撚線。 The surplus length of the aluminum layer is stretched by applying a tension of 50% or less of the breaking load in the length direction to give elastic elongation, and is disposed on the outer periphery of the stretched steel core. The aluminum layer is formed by twisting together a plurality of the aluminum strands, and then the tension applied to the steel core is removed to cause the steel core to contract. The steel core aluminum stranded wire according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の鋼心アルミニウム撚線。 The gap provided between the steel core and the aluminum layer is filled with grease that does not soften even when the aluminum layer is heated to a predetermined temperature by power transmission. The steel core aluminum stranded wire according to any one of 1 to 4.
伸長させた前記鋼心部の外周に対して所定の間隙を設けて配置した複数本のアルミニウム素線を互いに撚り合わせることでアルミニウム層を形成する工程と、
前記鋼心部に印加した張力を除去して前記鋼心部を収縮させることで前記アルミニウム層に前記鋼心部に対する所定の余長を生じさせる工程と、を有する
ことを特徴とする鋼心アルミニウム撚線の製造方法。 Extending the steel core by applying a predetermined tension in the length direction to impart elastic elongation; and
Forming an aluminum layer by twisting together a plurality of aluminum strands arranged with a predetermined gap with respect to the outer periphery of the elongated steel core, and
A step of removing a tension applied to the steel core portion and causing the steel core portion to contract to cause the aluminum layer to have a predetermined extra length with respect to the steel core portion. A method of manufacturing a stranded wire.
ことを特徴とする請求項6に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法。 In the step of forming the aluminum layer, at least the steel core of the aluminum layer is twisted by twisting together a plurality of the aluminum strands having cross-sectional shapes that are in surface contact with each other or fitted to each other on the side surfaces. The method of manufacturing a steel core aluminum stranded wire according to claim 6, wherein a layer close to the portion is formed.
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法。 The excess length ratio of 0.10% or more is generated in the aluminum layer with respect to the steel core portion in a state where the tension applied to the steel core portion is removed. Manufacturing method for steel core aluminum stranded wire.
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法。 In the step of extending the steel core and the step of forming the aluminum layer, the tension applied to the steel core is 50% or less of the breaking load of the steel core. The manufacturing method of the steel core aluminum strand wire in any one of.
ことを特徴とする請求項6乃至10に記載の鋼心アルミニウム撚線の製造方法。 After forming the aluminum layer, filling the gap provided between the steel core and the aluminum layer with grease that does not soften even when the aluminum layer is heated to a predetermined temperature by power transmission. The method for producing a steel core aluminum stranded wire according to any one of claims 6 to 10, wherein:
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