JP3428843B2 - 融雪電線 - Google Patents

融雪電線

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JP3428843B2 JP00250597A JP250597A JP3428843B2 JP 3428843 B2 JP3428843 B2 JP 3428843B2 JP 00250597 A JP00250597 A JP 00250597A JP 250597 A JP250597 A JP 250597A JP 3428843 B2 JP3428843 B2 JP 3428843B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、交流が送電される
架空電線周囲に発生する交番磁界により、前記架空電線
に巻付けた磁性線を発熱させて架空電線上の着雪等を溶
かす融雪電線に関し、低潮流時の磁性線の発熱量が大
で、その巻付量を少なくでき、送電量が多いときは過度
に発熱せず、又電食を起こさない融雪電線に係る。 【0002】 【従来の技術】架空電線の外周に磁性線を螺旋状に巻付
けた融雪電線は、架空電線周囲に発生する交番磁界によ
り前記磁性線に渦電流や履歴損失を生じさせ、そのとき
の発熱により着雪や着氷を融かすようにした電線であ
る。この融雪電線の欠点は、冬季において、低潮流線路
や夜間から朝にかけての低潮流時等では、送電量が少な
い為、磁性線が十分に発熱しない。又送電量の多い昼間
は磁性線が発熱するのみならず、該磁性線からの熱伝導
により架空電線自体も高温になる為、送電線に悪影響を
及ぼしてしまう。 【0003】そこで、磁性線にキュリー温度の低いパー
マロイ(Fe−Ni系)磁性線を用いて送電量の多いと
きの発熱を押さえていた。しかしながら、前記パーマロ
イ磁性線も飽和磁束密度が15000G以下であり、この為パ
ーマロイ磁性線をTACSR-810mm2の架空電線に巻付けた場
合、送電量100A、表面磁界強度10 Oe の条件では、1000
0G以下の磁束密度しか得られず、その結果、融雪には架
空電線1m当たり約1kgの磁性線を巻付ける必要があっ
た。TACSR-810mm2の1m当たりの重量は2.70kgであるか
ら、磁性線を巻付けることにより架空電線は37%重くな
る。 【0004】軽量化を目的としたインバー補強の特別耐
熱アルミ合金撚線XTACIR-650mm2(外径33mmφ, インバー
線断面積106mm2, アルミ合金撚線断面積653mm2, 1m当
たりの重量2.75Kg) を使用した場合でもパーマロイ磁性
線を1mあたり1Kg巻付けるには、 4.4mmφのインバー
線を5.3 mmφに大径化して強化する為にインバー線自体
が0.16Kgの重量増となり、全体では1.16Kg(45%) の重量
増となった。この重量増は鉄塔の建て替えを要するほど
の大きさであり、この為磁性線は架空電線の所要部分に
だけ巻付けて使用することが多く、十分な融雪効果が得
られなかった。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】鉄塔を建て替えずに融
雪電線を布設するには、磁性線の巻付量を現状より軽減
する必要がある。その為には、低潮流時(表面磁界強度
10 Oe、XTACIR−650mm2 の場合で91
A送電)に14500G以上の磁束密度を有し、架空電
線に巻付けた後でも13500G以上の磁束密度を有す
る磁性線が必要であった。更に鉄塔の倒壊の可能性を少
なくするためには、架空電線に巻付けた後でも1400
0G以上の磁束密度を有する磁性線が必要であった。融
雪電線には、前記の巻付量を低減させる他に、架空電線
の寿命に影響する磁性線と架空電線間の電食の問題があ
った。このような事態を踏まえ、本発明者等は、巻付量
を現状より軽減でき、且つパーマロイより安価な磁性線
として純鉄系の磁性線に着目し、純鉄系磁性線の磁気特
性を低下させる不純物元素の炭素や酸素の量を、磁気特
性を損なわずに低減させる方法について種々研究を行
い、更に電食防止方法についても研究を進めて本発明を
完成させるに至った。本発明の目的は、低磁界下での発
熱量が十分に高く、磁性線の巻付量を現状より低減で
き、且つ電食を生じない融雪電線を提供することにあ
る。 【0006】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電
線において、前記磁性線が、Alを0.1wt%超え、0.9wt%
以下、Siを0.1wt%超え、0.9wt%以下、Cを 0.02wt%以
下、O 0.01wt%以下含有し、残部がFeと不可避的不純
物からなり、表面に10〜120 μmのAl、Al合金、Z
n、又はZn合金が被覆されていることを特徴とする融
雪電線である。 【0007】前記請求項載発の融雪電線は、電解
鉄を溶解した溶湯中に含まれる炭素を酸素とともに除去
し、必要により溶湯中の酸素をAl又はSiで除去して
請求項1記載の成分に調整し、この電解鉄溶湯を鋳造し
て得られる鋳塊を磁性線に加工し、この磁性線の表面に
10〜120μmのAl、Al合金、Zn、又はZn合
金を被覆し、これを架空電線に螺旋状に巻付けて製
ることができる。 【0008】 【発明の実施の形態】請求項1記載の発明で用いる磁性
線の合金組成は、純鉄系磁性線の磁気特性に有害な炭素
や酸素の不純物を、磁気特性を損なわずに除去し得る元
素について多くの実験を行って明らかにしたものであ
る。そして前記磁性線は、Al、Siを単独で添加した
場合より磁束密度が高くなり、10 Oe の表面磁界強度下
で14500G以上の磁束密度を有しており、架空電線に巻付
けた後も、低潮流時の融雪に必要な10 Oe の表面磁界強
度下での磁束密度が14000G以上のものである。従って、
磁性線の巻付量を従来のパーマロイ磁性線より低減でき
るものである。又前記磁性線は、その表面に10〜120 μ
m厚さのAl、Al合金、Zn、又はZn合金を被覆す
ることにより架空電線との間での電食が防止される。 【0009】前記磁性線に含有されるCを 0.02wt%以
下、Oを 0.01wt%以下に限定した理由は、いずれかが前
記限定値を超えると、磁束密度が低下して低磁界下での
融雪効果が十分得られなくなる為である。前記Cは溶湯
中のOと反応して 0.02wt%以下に除去される。残余のO
はAlやSiと反応して 0.01wt%以下に除去される。A
lの量を0.1wt%超え、0.9wt%以下に限定した理由は、0.
1wt%以下では前記Oを十分除去できず、0.9wt%を超える
と低磁界下における磁束密度が低下し、低潮流での発熱
量が減少し、十分な融雪効果が得られなくなる為であ
る。またSiの量を0.1wt%を超え、0.9wt%以下に限定し
た理由は、0.1wt%以下では、低磁界における磁束密度が
低下し低潮流での発熱量が減少し、十分な融雪効果が得
られなくなり、0.9wt%を超えると許容電流での発熱量が
高くなり電線の温度が高くなりすぎる為である。 【0010】この発明で磁性線の表面にAl、Al合
金、Zn、又はZn合金が被覆されているのは、磁性線
と架空電線が接触して電食を起こすのを防止する為であ
る。Al、Al合金、Zn、又はZn合金の被覆厚さを
それぞれ10〜120 μmに限定した理由は、10μm未満で
は電食防止効果が十分に得られず、 120μmを超えると
低潮流時での発熱量が低下し、まためっきコストが高く
なる為である。十分な発熱量を得るには60μm以下が好
ましい。 【0011】以下に、本発明の融雪電線を図を参照して
具体的に説明する。図1(イ),(ロ) は、本発明の融雪電線
の態様を示すそれぞれ横断面図と側面図である。3は、
Al層1を被覆したインバー線2を7本撚合わせたイン
バー撚線である。5は、前記インバー撚線3の外周に、
断面扇型の特別耐熱アルミ合金線4を3層により合わせ
た架空電線である。この架空電線5の外周に磁性線6が
螺旋状に巻付けられている。磁性線6は架空電線5より
突出して巻付けられている。こうすることによりフィン
による冷却効果が得られる。磁性線6には電食防止の為
Zn層が被覆されている。 【0012】この発明において、補強芯材にインバー線
を用いた特別耐熱アルミニウム合金撚線XTACIRは、補強
芯材に鋼線を用いたACSRより架空電線表面の磁界強度が
高く磁性線の発熱量が大きくなる。又インバー線は、鋼
線より抵抗発熱量が多い為、架空電線自体が発熱し易
く、磁性線の巻付け量を低減できる利点もある。 【0013】本発明で用いる磁性線を製造するにあたっ
、電解鉄を溶解して、Cを0.02wt%以下、Oを
0.01wt%以下にコントロールするには、Cを電解
鉄中の酸素(電解鉄中の酸素や耐火坩堝から放出される
酸素)で除去し、この後、残余の酸素を酸素との親和力
の強い高純度Alを添加して除去する。Siも脱酸効果
がある為、Alと同時に添加するのが好ましい。電解鉄
の溶解は通常耐火坩堝を用いて真空中で行われる。前記
脱炭と脱酸とを行った鋳塊を線材に加工するには、通常
の熱間押出し、熱間圧延、引抜加工、伸線加工、溝ロー
ル加工等の任意の加工方法を適宜組み合わせて行われ
る。得られた線材は所定の熱処理を施す等して磁性線に
加工される。この発明で用いる磁性線は、架空電線に残
留応力を付与して巻付けることにより、低磁界での発熱
量を更に高めることができる。 【0014】 【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。電解鉄 (純度99.9wt%)を高周波溶解炉にて真空溶解
し、溶湯を所定の温度に保持し脱炭し、次いで溶湯中に
高純度アルミニウム(純度99.99wt%)及び高純度シリコ
ン (純度99.999wt%)を種々の量添加して脱酸し、溶製し
た。溶製後の溶湯を所定形状に鋳造し、得られた鋳塊を
950℃で48時間ソーキング後、熱間圧延と伸線加工を順
次施して 2.6mmφの線材とし、この線材を水素雰囲気中
で 800℃で3時間焼鈍後、炉冷して磁性線を製造した。 【0015】得られた各々の磁性線について飽和磁束密
度と磁束密度を測定した。飽和磁束密度は振動試料型磁
力計により10 kOeの表面磁界強度下で長さ5mmの試料を
用いて測定した。磁束密度は、0.65mmφのエナメル線を
327ターン巻付けた励磁コイルの中心に25ターンの磁束
検出用コイルを配置し、この検出用コイルの中に 2.6mm
φ×1000mmの磁性線材を入れ、直流B−Hカーブトレー
サーを用い10及び40 Oe の表面磁界強度下で測定した。
磁束密度は巻付前と後で測定した。巻付けは、磁性線を
33.2mmφの丸棒に1mあたり0.32Kgの割合で螺旋状に巻
付けて行った。結果を、組成を併記して表1、2に示
す。表1、2の磁束密度の欄の上段は巻付前、下段は巻
付後の磁束密度である。 【0016】 【表1】 【0017】 【表2】【0018】表1より明らかなように、本発明の磁性線
(合金No.a〜k)は、低潮流時の10 Oe の表面磁界強度下
における磁束密度が14500G以上であり、巻付後でも磁束
密度が14000G以上であり磁性線巻付量を架空電線1mあ
たり0.32kg程度にできるものである。これに対し、比較
例品(合金No.l〜r)は、表2に示したように、磁性線の
合金組成が本発明で限定した値を外れた為、低潮流時の
10 Oe の表面磁界強度下における巻付後の磁束密度が、
いずれも 12600〜13800Gに低下した。 【0019】表1、2に示した各種合金の 2.6mmφの磁
性線にAl、Al合金、Zn、又はZn合金を被覆し
た。被覆は電気めっき、浸漬めっき、又はアルミパイプ
を被せて引抜加工する複合加工法のいずれかにより行っ
た。次に、前記Al等を被覆した各々の磁性線を架空電
線(特別耐熱アルミ合金撚線XTACIR-650mm2,TACSR-810m
m2相当品)に1m当たり0.32Kg巻付けて、電線表面磁界
強度10 Oe になる91A 送電時の発熱量を測定した。又塩
水噴霧試験による耐食性を調査した。結果を表3及び表
4に示す。 【0020】 【表3】【0021】 【表4】 【0022】表3及び表4より明らかなように、本発明
の融雪電線(No.1 〜15) はいずれも0.32kg/mの巻付量
で、低潮流時における気温0℃、降雪量が降水量換算5
mm/hrの完全融雪に必要な発熱量15.9w/m を超えた。又
許容電流(2300A) 下での温度も磁性線を巻付けない電線
(No.24) より高くなることがなかった。又耐食性も良好
であった。他方、比較例品の No.16〜18は、磁性線の合
金組成が本発明で限定した値を外れた為、低潮流時にお
ける発熱量が15.7w/m 以下となり、いずれも、完全融雪
に必要な発熱量が得られなかった。比較例品のNo.19,20
は磁性線のSi含有量が0.9wt%を超え、低潮流時における
発熱量が15.7W/m となり、完全融雪に必要な発熱量が得
られなかった。また許容電流通電時の融雪電線の温度が
磁性線なしの電線温度より高くなった。又被覆金属の厚
みが薄い電線(No.24) は耐食性に劣り、被覆金属の厚み
が厚い電線(No.23) は融雪に必要な発熱量が得られなか
った。 【0023】 【発明の効果】本発明の融雪電線は、低潮流時における
磁性線の発熱量が大きい為、磁性線の巻付量を低減で
き、現用の鉄塔に補強等しないでそのまま適用できる。
って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の融雪電線の実施例を示す (イ)横断面図
及び (ロ)側面図である。 【符号の説明】 1 Al被覆層 2 鋼線 3 鋼心 4 断面扇形の特別耐熱アルミ合金線 5 架空電線 6 磁性線 7 Zn被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真鍋 佳久 愛知県名古屋市東区東新町1番地 中部 電力株式会社内 (72)発明者 中村 佳津宏 愛知県名古屋市東区東新町1番地 中部 電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−36919(JP,A) 特開 昭62−109983(JP,A) 特開 昭50−1911(JP,A) 特開 平6−141450(JP,A) 特公 昭40−4131(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02G 7/16 C22C 33/04 C22C 38/00 C23C 30/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付
    けられた融雪電線において、前記磁性線が、Alを0.
    1wt%超え、0.9wt%以下、Siを0.1wt%
    超え、0.9wt%以下、Cを0.02wt%以下、O
    0.01wt%以下含有し、残部がFeと不可避的不
    純物からなり、表面に10〜120μmのAl、Al合
    金、Zn、又はZn合金が被覆されていることを特徴と
    する融雪電線。
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