JP7448428B2 - 電力ケーブル用導体及び中間層を有する電力ケーブル用導体の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の電力ケーブル用導体10の端面を示している。電力ケーブル用導体10は、アルミニウム導線12と、アルミニウム導線12を被覆する銅被覆層14と、アルミニウム導線12と銅被覆層14との界面の全周囲にわたり、アルミニウムと銅との合金を含む中間層16とを有する。そして、中間層16の厚さが0μm超15μm以下である。
なお、中間層16の厚さは、デジタルマイクロスコープにより測定することができる。
アルミニウム:40~50質量%
銅:40~50質量%
マグネシウム:0~0.5質量%
鉄:0~0.5質量%
その他:0.1~1.0質量%
(1)JCS 1389に準拠した捻回試験により捻回させたときに破断するまでの捻回回数が200回以上である。好ましくは、330回以上である。
(2)100mm/分の引張速度で引張を行ったときの伸び率が20%以上である。好ましくは、25%以上である。
(3)破断するときの引張荷重(N)が、長手方向に垂直の断面の面積(mm2)に138MPaを乗じた数値以上である。好ましくは、当該断面の面積あたり196MPa以上である。例えば、電力ケーブル用導体の直径が2mmの場合、断面積は3.14(mm2)であり、この数値に138MPaを乗じると433(N)となる。
本実施形態の中間層を有する電力ケーブル用導体の製造方法は、アルミニウム導線に対して銅テープを縦添えし、アルミニウム導線を銅テープで被覆する工程(以下、「工程A」と呼ぶ。)を含む。また、銅テープの長手方向端部の突合せ部分を溶接する工程(以下、「工程B」と呼ぶ。)を含む。さらに、突合せ部分が溶接された銅テープに被覆されたアルミニウム導線をアルミニウム導線に対して銅テープを圧着する工程(以下、「工程C」と呼ぶ。)を含む。さらに、銅テープが圧着されたアルミニウム導線を焼鈍(アニーリング)する工程(以下、「工程D」と呼ぶ。)を含む。上記の通り、電力ケーブル用導体10は、本実施形態の電力ケーブル用導体の製造方法により製造することができる。
以下、各工程について詳述する。
工程Aにおいては、アルミニウム導線に対して銅テープを縦添えし、アルミニウム導線を銅テープで被覆する。以下に、工程Aの一例を示すが、本実施形態においては以下の工程に限定されるものではない。まず、アルミニウム導線と銅テープとを準備する。そして、アルミニウム導線と銅テープとを成形装置等に導入し、成形装置等でアルミニウム導線に銅テープを縦添えする。次いで、銅テープがアルミニウム導線を覆うように、銅テープをアルミニウム導線上にロールフォーミングにより連続的に管状に成形する。なお、後記の工程Bにおいて、銅テープの長手方向端部の突合せ部分を溶接するため、突合せ部分、すなわち端部近傍において銅テープ同士の突合せ部分を確保する。
工程Bにおいては、銅テープの長手方向端部の突合せ部分を溶接する。より具体的には、銅テープの突合せ部をプラズマ溶接等で溶接する。図4は、銅テープ22で被覆されたアルミニウム導線20を溶接し、その後、ダイス32を通過させる(工程C)ときの状態を模式的に示している。図4においては、溶接用トーチ30により、銅テープ22の突合せ部が溶接される。
[工程C]
工程Cにおいては、突合せ部分が溶接された銅テープに被覆されたアルミニウム導線をダイスに通過させ、アルミニウム導線に対して銅テープを圧着する。銅テープに被覆されたアルミニウム導線は、伸線ダイスを通過することで銅テープはアルミニウム導線に圧着し、銅テープは銅被覆層となる。より具体的には、伸線機にダイスをセットし、銅テープに被覆されたアルミニウム導線をダイスに通過させることにより、銅テープがアルミニウム導線に圧着される。
工程Dにおいては、銅テープが圧着されたアルミニウム導線(以下、銅クラッドアルミ線)を焼鈍する。当該銅クラッドアルミ線を焼鈍させることで、アルミニウムと銅との合金を含む中間層が形成される。なお、中間層の厚さは、焼鈍方式、焼鈍温度、焼鈍時間によって変化する。そのため、中間層を所望の厚さとするには、焼鈍方式、焼鈍温度、及び焼鈍時間のそれぞれを適宜調整することが好ましい。
アルミニウム導線(直径:8.7mm)と、銅テープ(厚さ:0.5mm)とを準備した。次に、アルミニウム導線に対して銅テープを縦添えし、アルミニウム導線を銅テープで被覆した。さらに、銅テープの長手方向端部の突合せ部分を溶接した。その後、突合せ部分が溶接され、銅テープに被覆されたアルミニウム導線を伸線ダイス(任意の径)に通過させ、アルミニウム導線に対して銅テープを圧着した。その後、銅テープを圧着したアルミニウム導線を焼鈍させた。
以上の操作を繰り返し行い、複数の電力ケーブル用導体を得た。なお、複数の電力ケーブル用導体の作製において、焼鈍温度及び焼鈍時間を変更することで、異なる厚さを有する中間層を形成した。
JIS C 3002により伸び率を測定した。測定した伸び率を図5のグラフに示した。伸び率は20%以上であると良好と言える。
JIS C 3002により引張荷重を測定した。測定した引張荷重を図6のグラフに示した。引張荷重は433N以上であると良好と言える。
JCS 1389に準拠した試験方法で測定を行った。測定した捻回回数を図7のグラフに示した。捻回回数は、200回以上であると良好と言える。
12 アルミニウム導線
14 銅被覆層
16 中間層
Claims (3)
- アルミニウム導線と、
前記アルミニウム導線を被覆する銅被覆層と、
前記アルミニウム導線と、前記銅被覆層との界面の全周囲にわたり形成される、アルミニウムと銅との合金を含む中間層と、を有し、
前記中間層の厚さが0μm超15μm以下であり、かつ、前記銅被覆層の厚さが11μm以上200μm以下である、電力ケーブル用導体。 - JCS 1389に準拠した捻回試験により捻回させたときに破断するまでの捻回回数が200回以上であり、
100mm/分の引張速度で引張を行ったときの伸び率が20%以上であり、かつ、
破断するときの引張荷重(N)が、長手方向に垂直の断面の面積(mm2)に138MPaを乗じた数値以上である、請求項1に記載の電力ケーブル用導体。 - アルミニウム導線と、
前記アルミニウム導線を被覆する、厚さが11μm以上200μm以下である銅被覆層と、
前記アルミニウム導線と、前記銅被覆層との界面の全周囲にわたり形成される、厚さが0μm超15μm以下である中間層と、を有する電力ケーブル用導体の製造方法であって、
前記アルミニウム導線に対して銅テープを縦添えし、前記アルミニウム導線を前記銅テープで被覆する工程と、
前記銅テープの長手方向端部の突合せ部分を溶接する工程と、
前記突合せ部分が溶接された前記銅テープに被覆された前記アルミニウム導線をダイスに通過させ、前記アルミニウム導線に対して前記銅テープを圧着する工程と、
前記銅テープが圧着された前記アルミニウム導線を焼鈍して、アルミニウムと銅との合金を含む前記中間層を形成する工程と、
を含む、電力ケーブル用導体の製造方法。
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