JPH02159352A - 融雪合金線材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は架空送電線の着雪防止を目的に送電線外周部に
装着される融雪合金線材に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に降雪量の多い地域では、架空送電線（以下、単に
送電線という）への着雪による送電線重量の増大あるい
は着雪脱落時の異常荷重の発生により、送電線が断線、
短絡するとか、鉄塔が倒壊する等の事故が起こる問題を
かかえている。

このため、従来１着雪防止対策として、−時的に送電線
に大電流を送電し、電線のジュール熱に伴う発熱により
融雪する方法、あるいはプラスチックリング等のリング
状のものを送電線に取付けて機械的に着雪を脱落させる
方法が行なわれている。

しかし、大電流送電は電力運用上の制限や電力ロスが問
題となり、一方、機械的に落雪させる方法は、降雪雪質
により効果に大きな差があり、着雪が氷雪化した場合に
は、はとんどその効果が得られず、また落雷による雪崩
の発生、雪の落下地点の構造物破損などの２次災害を誘
発する等の問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの問題点を解決しようとする着雪対策の方法とし
て、送電線にＦ　ｅ−Ｎ　ｉ−Ｃｒ系合金等の低キユリ
ー点をもつ磁性体のリングや線材を取付け、送電電流磁
界中でのヒステリシス損や渦電流損による発熱を利用し
て融雪する方法が提案されている（例えば特開昭５８−
２２４５１１号、実開昭６１−７２０３４号等）。

しかし、低キユリー点材は一般に保磁力Ｈｅが１Ｏｅ以
下と小さく、軟磁性体であり、残留磁束密度Ｂｒも５０
００Ｇ（ガウス）以下と小さい、また、装着時の成形加
工で磁性が著しく劣化する。このような特性のために、
低キユリー点材は、ヒステリシス損が小さく通常の送電
電流範囲では十分な発熱量が得られ難い欠点を有し、実
用上問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の観点から、送電に利用される低電流域で
の磁性体の鉄損による発熱効果に優れ、かつ成形加工に
よる磁性劣化の少ないＦｅ−Ｃｕ系融雪合金線材及びそ
の製造方法を提供しようとするものである。

磁性体の鉄損は、主に磁気的なヒステリシス損と渦電流
損失の和であるが、本発明の合金線材はこれらのいずれ
もが大きいものである。

本発明は、融雪を目的にＦｅ−Ｃｕ系合金の磁気的性質
と発熱特性について研究した結果、特定のＦｅ−Ｃｕ系
の適度の冷間加工と焼鈍の組み合せた合金線材が、保磁
力２〜２０Ｏｅで、特に高ヒステリシス損の特性による
発熱効果が著しく向上すると共に、加工歪による磁性劣
化の少ないこと、および電気抵抗が２０μΩ口程度と、
低キユリー材の３８μΩ口程度に比較して小さく、渦電
流も大きいため、より発熱効果が大きくなることを見出
したものである。

すなわち本発明は、Ｆｅ−Ｃｕ系合金からなり、保磁力
（Ｈｃ　）が２〜２０Ｏｅで１０Ｏｅの磁界におけるヒ
ステリシス損（ＥｈｉＩ、）が５０ＫＧ・Ｏｅ以上であ
り、鉄損による発熱効果で雪を融かすことを特徴とする
架空送電線用の融雪合金線材である。

Ｆｅ−Ｃｕ系合金のうち望ましい合金組成は、重量％で
、Ｃｕ２〜１５％、Ｃ０，５％以下を含み、残部が実質
的にＦｅおよび不純物よりなるものである。

本発明においては、Ｆｅ−Ｃｕ系合金に少なくとも加工
率３０％以上の冷間加工後、４００〜１０００℃で焼鈍
することにより、保磁力（Ｈｃ）が２〜２０Ｏｅで１０
Ｏｅの磁界におけるヒステリシス損（Ｅｈ１０）が５０
ＫＧ・Ｏｅ以上であり鉄損による発熱効果で雪を融かす
ことを特徴とする合金線材の製造方法をも提供する。

本発明の合金線材において、さらに好ましくは、送電線
との電蝕および耐食性の向上を目的に前記Ｆ　ｅ’−Ｃ
ｕ系合金の表面に、Ａ　Ｉ　、　Ｃｕ　、　Ｚｎ等の導
電性金属を被覆することにより一層優れた効果を得るも
のである。

また本発明は原料の選択や真空溶解の適用により、特に
脱酸剤は必要としないが、脱酸が必要であればＳＬ、Ｍ
ｎ、ＡＩの１種または２種以上を１％以下の範囲で添加
してもよい。さらに磁性の改善や強度の改善を目的とし
て、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｖ。

Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｆを２％以下含んでも実質的に本発明の
効果に悪影響を与えることがないので含有することがで
きる。

〔作用〕

本発明による融雪合金の融雪の原理は、交番電流の流れ
ている送電線の回路中にＦｅ−Ｃｕ系合金の磁性体を置
くと該磁性体がエネルギー損失により発熱し送電線に着
いている雪を融かすものである。

以下、本発明の成分限定理由を述べる。

Ｃｕは本合金の基本成分であり、Ｃｕが２％未満では、
冷間加工率を高くしても保磁力は必要な２０ｓに達せず
、一方１５％を越えると熱間加工性を害し、また保磁力
が２０Ｏｅ以上となり実用上好ましくないため２〜１５
％とした。

Ｃは少量の含有は、脱酸磁性に効果があるが、０．５％
を越えると本合金系の熱間・冷間での加工性が著しく劣
化するため０．５％以下とした。

本発明合金線材に要求される磁性は、低電流域で高い発
熱効果を得る目的から、ヒステリシス損は低電流（低磁
界）側で大きく、電線のジュール熱が大きくなる大電流
（高磁界）側で小さいことが望ましい。従って、通電電
流発生磁場に適応した最適保磁力の範囲内で高ヒステリ
シス損となることが必要で、磁性的には１０００前後で
のヒステリシス損（Ｅｈｌ。）が重要となることが判明
した。保磁力が２０ｓ未満では得られるヒステリシス損
（Ｅｈ１０）は５０ＫＧ・Ｏｅ以下で発熱量が小さく融
雪効果が得られない、一方保磁力が２０Ｏｅを越えると
低電流での磁化が不十分でヒステリシス損（Ｅｈｌ。）
が小さく十分な発熱が得られず、逆に大電流時の発熱が
大きく電流損失の点で実用上好ましくなく、保磁力は２
〜２００ｓで１０Ｏｅの磁界におけるヒステリシス損（
Ｅｈよ。）が５０ＫＧ・００以上に限定した。

本発明合金線材の製造方法のうち冷間加工と焼鈍は、本
発明の磁気特性に大きく影響を及ぼすもので、特に冷間
加工はＦｅ基地への析出物の均一微細化による保磁力お
よびヒステリシス損（Ｅｈ１０）の向上に大きな効果を
有し、冷間加工率が３０％未満ではヒステリシス損（Ｅ
ｈ１０）が５０にＧ・００以上得られないので、冷間加
工率は３０％以上とした。焼鈍は保磁力をあまり低下さ
せることなくヒステリシス損の向上に効果を有し、冷間
加工との組合せで磁性の最適化が可能となる。

さらに本発明における焼鈍は、加工性の向上の点からも
重要である。すなわち１本発明合金線材は冷間加工まま
でも発熱特性の点からは効果が得られるが、硬さが高く
スパイラル成形等装老加工が困難で、焼鈍を施すことに
より良好な成形性が得られる。ヒステリシス損の向上と
加工性向上の目的では４００℃以下の温度では効果が得
られず、一方１０００℃以上ではヒステリシス損を著し
く低下させるため、焼鈍温度は４００〜１０００℃に限
定した。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

第１表に示すＦ　ａ−Ｃｕ系の合金を高周波誘導炉で溶
解、鋳造し、９００℃以上の温度で鍛造、熱間圧延を行
ない線径８ｍφに圧延した。さらに８００℃で３０分焼
鈍を行なった後、加工率７０％で冷間伸線を施し、線径
３ｍφの線材とし、さらに７００℃で１０分間アルゴン
ガス雰囲気中で焼鈍を行なった。

第１表は、本発明合金線材４種類と比較合金３種類につ
いて、冷間加工後の硬さ、熱処理後の磁性、硬さおよび
発熱の測定結果を示したものである。

磁性は３■φＸ８０ｍＡの試料を用い、最大磁化力５０
Ｏｅから反転させたときの保磁力、ヒステリシス損失を
示し、ヒステリシス損失はブラニメータで各磁界でのヒ
ステリシスループの面積を測定し求めた。硬さはビッカ
ース硬度（Ｈｖ）の値を示している。

また発熱は第１図に示すようにＡＣ３Ｒ８１０ｍ”の送
電線１上に上記３ａφの焼鈍した線材２を５ｍピッチで
４５回巻き付け、５０〜３０ＯＡ通電時の送電線と線材
表面の温度を熱電対で測定し、送電線温度に対する線材
の温度上昇で評価した。第１表は１００Ａ通電時の温度
上昇を示したものである。

ただし、表中の比較合金７は従来の低キユリー鋼に相当
し、木材だけはスパイラル成形後焼鈍を施したものであ
る。

第１表から明らかなように、本発明合金線材１〜４は、
比較合金線材に比べて優れた発熱効果を有することがわ
かる。さらに冷間加工ままでは本発明合金線材２〜４は
硬さＨｖ＞２８０以上でスパイラル成形が困難であった
が、焼鈍品はいずれも良好であった。

第２図は、本発明合金線材２と比較合金線材５．７につ
いて各磁場に対するヒステリシス損（Ｅｈ）の変化を、
第３図は通電電流を５０〜３００Ａまで変化させたとき
の各線材の温度上昇を示したものである。

保磁力の小さい比較合金線材は７は、ヒステリシス損が
小さく低電流で発熱するが発熱量が少ない。また保磁力
の大きい比較合金５は低電流での発熱はほとんどなく、
逆に電流の増加にともない、著しく発熱する。

第１表、第１図、第２図より本発明合金は低電流での発
熱が大きく、かつ電流が増加しても温度上昇は少なくな
る傾向を示し、融雪合金として好適であることがわかる
。すなわち、保磁力Ｈｅ　２〜２０Ｏｅでヒステリシス
損（Ｅｈ、ｌ、）　５０ＫＧ・Ｏａ以上で良好な発熱特
性が得られる。

第４図は、本発明合金線材２について、加工率２０〜９
０％で冷間伸線後の加工率と磁性の関係を、第５図は同
合金線材を加工率７０％で冷間伸線後、３００〜１０５
０℃で１０分間焼鈍したときの焼鈍温度と磁性の関係を
示したものである。

第１表、第４図、第５図より本発明の詳細な説明すると
、Ｃｕ量により保磁力は高くなり、ヒステリシス損（Ｅ
ｈ１０）は低くなる傾向を示す、磁性は冷間加工、焼鈍
により大きく変化し、冷間加工率３０％以上で保磁力、
特にヒステリシス損（Ｅｈ１０）が急激に高くなる。

焼鈍温度が高くなるにつれ、保磁力は若干低くなるが、
４００〜１０００℃でヒステリシス損（Ｅｈ１０）が高
くなり、冷間加工との兼ね合いで磁性を最適化できる。

第２表 第２表は１本発明合金線材２と比較合金線材７について
３Ｉφ焼鈍材の表面を研磨し、Ａｌ管を被覆（４５０℃
押出成形）後、２．７ｎｎφまで伸線加工を施したとき
の磁性の変化を示したものである。本発明合金は加工に
よる磁性劣化がほとんどなく、成形加工ままでの使用が
可能である。

低キユリー材である比較合金線材７は磁性劣化が大きく
、成形材での焼鈍が必要で本用途で使用するには実用上
問題がある。

すなわち、Ｃｕ２〜１５％％Ｃ＜０．Ｓ％、残部Ｆｅよ
りなるＦｅ−Ｃｕ合金で３０％以上の冷間加工と４００
〜１０００℃の焼鈍を施し、保磁力２〜２０Ｏｅでヒス
テリシス損（Ｅｈ、、）　５０にＧ・Ｏｅ以上を得るこ
とにより、低電流域での発熱効果に優れた融雪合金を得
ることができるのである。

〔発明の効果〕

本発明のＦｓ−Ｃｕ系合金線材は、鉄損による発熱効果
が高く、かつ加工歪による磁性劣化が少なく架空送電線
の着雪対策として好適な融雪合金であり、産業上の効果
が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は発熱評価の方法を示す略図、第２図は本発明合
金と比較合金の磁場とヒステリシス損との関係を示す図
、第３図は同合金の通電電流と温度上昇の関係を示す図
、第４図は本発明合金の加工率と磁性の関係を示す図、
第５図は冷間加工（加工率７０％）焼鈍後の焼鈍温度と
磁性の関係を示す図である。 １：送電線、２：融雪合金線材 第 図 第 図 ２融ｉ会か大材 ＼ ＼ １送申＼喋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｆｅ−Ｃｕ系合金からなり、保磁力（Ｈｃ）が２〜
   ２０Ｏｅで１０Ｏｅの磁界におけるヒステリシス損（Ｅ
   ｈ＿１＿０）が５０ＫＧ・Ｏｅ以上であり、鉄損による
   発熱効果で雪を融かすことを特徴とする架空送電線用の
   融雪合金線材。 ２　Ｆｅ−Ｃｕ系合金が組成として重量％で、Ｃｕ２−
   １５％、Ｃ０．５％以下を含み、残部が実質的にＦｅお
   よび不純物よりなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の架空送電線用の融雪合金線材。 ３　Ｆｅ−Ｃｕ系合金の表面に導電性金属が被覆されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の架空送電線用の融雪合金線材。 ４　Ｆｅ−Ｃｕ系合金の加工率が少なくとも３０％以上
   の冷間加工後、４００〜１０００℃で焼鈍することによ
   り、該Ｆｅ−Ｃｕ系合金の保磁力（Ｈｃ）が２〜２０Ｏ
   ｅで１０Ｏｅの磁界におけるヒステリシス損（Ｅｈ＿１
   ＿０）が５０ＫＧ・Ｏｅ以上とする架空送電線用の融雪
   合金線材の製造方法。