JPH0447607A - 耐雷性アルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は架空送電線又は光ファイバ入り架空地線等の架
空線用の耐雷性素線として好適の耐雷性アルミニウム又
はアルミニウム合金被覆鋼線に関し、特に、落雷時のア
ーク熱による溶断を防止して耐雷性を向上させた耐雷性
アルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線に関する。

［従来の技術］ 従来、架空送電線又は架空地線等の架空線においては、
光ファイバ線等の周囲に耐雷性を有する素線を撚り合わ
せて構成されている。この耐雷性素線としては、鋼線を
芯材とし、その周囲にアルミニウム又はアルミニウム合
金を被覆したアルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼
線等がある。

架空線には落雷が発生しやすく、このため、外周部に耐
雷性素線を配置しである。しかしながら、特に夏季雷に
比して継続時間が長くて電荷■が大きい冬季雷を受けた
場合は、アークの衝撃力により素線が断線し、又はその
アーク熱により素線か溶断する溶断事故が発生しやすい
。このような架空線用の素線の溶断事故は、特に北陸地
方の山岳地域において頻繁に発生する。そして、極端な
場合には、架空線の張り替えを余儀なくされる場合があ
る。特に、光ファイバ入り架空地線（０ＰＧＷ）を張り
替える場合には、光ファイバが高価であるため張り替え
コストが著しく高くなってしまうという欠点がある。そ
こで、落雷時のアークの衝撃力及びその電流による溶断
を防止して耐雷性を向」二させるために、第１０図（ａ
）に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金か
らなる芯材１１ａの周面」二にステンレス鋼又はＦｅ−
Ｎｉ合金等の高融点材料からなる被覆材１２ａを被覆し
た素線が提案されている。また、第１０図（ｂ）に示す
ように、強度負担部となる芯材ｆｌｂを鋼で構成し、そ
の周囲に熱伝導性が良い銅等からなる被覆材１２ｂを被
覆した素線は、耐アーク試験において大電荷量の電流を
通電しても溶断することがなく、耐雷性が優れたもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したように耐雷性を向上させた従来
の架空線用の素線には、以下に示すような問題点がある
。

先ず、Ａ７又はＡ１合金の芯材１１ａの表面上に高融点
材料からなる被覆材１２ａを設けたものは、表層の被覆
材１２ａは溶損しにくいものの、内部のＡノ又はＡＩ！
合金が溶融しやすいため、架空線用の素線として実用的
ではない。また、この場合、架線の取付具を構成するＡ
ノ又はＡ１合金と被覆材１２ａを構成する鋼等との間で
接触腐食が発生しやすい。

一方、芯材ｆｌｂの周囲に熱伝導性が良い銅等からなる
被覆材１２ｂを設けたものは、アルミニウム等からなる
取付具と接触すると腐食する虞があるため、従来の電線
部品に適用することが困難である。また、ＣｕはＡＡに
比して重いため、架空線用の素線として好ましくない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
接触腐食が防止され、架空線用の素線として十分な強度
を有すると共に、落雷時のアーク熱による溶断を防止し
て耐雷性を向」ニさせることがてきる耐雷性アルミニウ
ム又はアルミニウム合金被覆鋼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］ 本発明に係る耐雷性アルミニウム又はアルミニウム合金
被覆鋼線は、鋼からなる芯材と、この芯材の周囲に被覆
形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
被覆材とから構成され非円形の断面形状を有するアルミ
ニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線において、前記芯
材は前記被覆材中に偏心して配置され、前記被覆材の厚
肉部は厚さが１．（ｉｍｍ以」二であることを特徴とす
る。

［作用］ 本発明においては、鋼からなる芯材はアルミニウム又は
アルミニウム合金からなる被覆材内に偏心して配置され
ている。このため、被覆材には局部的に厚肉部が存在し
、この厚肉部は厚さが１．６關以上で落雷時の溶損式と
なっている。このため、本発明に係るアルミニウム又は
アルミニウム合金被覆鋼線は前記溶損式部分にアークを
受けても、前記溶損式におけるアルミニウムの溶融潜熱
が大きいため前記芯材の温度上昇を抑制することができ
、落雷時のアーク熱による溶断を防止することができる
。また、鋼からなる芯材を偏心させて配置することによ
り前記被覆材の前記溶損式を形成するため、アルミニウ
ム又はアルミニウム被覆鋼線の全断面積中における前記
芯材の断面積率を高めることができ、架空線用の素線と
して十分な強度を得ることができる。例えば、直径が４
．２ｍｍのアルミニウム被覆鋼線について、アーク熱に
よる溶断を防止するための溶損式としてアルミニウムの
厚さを例えば１．５ｍｍ確保しようとする場合、第７図
（ａ）に示すように、芯材５を偏心させることにより被
覆材６の溶損式の厚さを１．５ｍｍとし、この溶損式の
反対側の部分の被覆材６の厚さを０．２ｍｍとすれば、
芯材５の直径は２．５ｍｍにすることができる。この場
合、被覆材６の断面積率は６４゜６％となり、このアル
ミニウム被覆鋼線の強度は７０ｋｇｆ／ｍｍ２となって
、十分な強度を得ることができる。しかしながら、第７
図（ｂ）に示すように、芯材５ａを全く偏心させない場
合、１．５ｍｍ確保しようとすると、芯１ｆ５ａの直径
は必然的に１．２＋ｎｍになる。この場合、被覆材６ａ
の断面積率は９１．８％となり、このアルミニウム被覆
鋼線の強度は２７ｋｇ　ｆ　／　＋ｎ１１２となってし
まい、実用的な強度を得られない。なお、」二連の説明
は、溶損代カ月、５關、断面形状が円形の場合について
のものであるが、本発明のように溶損式が１．Ｇ＋ａｍ
以上で、断面が非円形の場合でも偏心の効果は同様であ
る。

従って、本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合
金被覆鋼線は、架空線用の素線として十分な強度を有す
ると共に、落雷時のアーク熱による溶断を防止して耐雷
性を向」ニさせることができる。

また、このように構成されるアルミニウム又はアルミニ
ウム合金被覆鋼線を架空線用の素線として使用する場合
は、例えば光フアイバケーブルの周囲に複数本のアルミ
ニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線を撚り合せて撚線
とする。この場合、上述した被覆材の溶損式に優先的に
被雷させるために、前記被覆材の前記溶損式が外側に露
出するようにしてアルミニウム又はアルミニウム合金被
覆鋼線を撚り合せる必要がある。このため、素線の捻れ
を防止するために、被覆材の断面形状を扇形等の非円形
にし、この被覆材の芯材より大弧面側部分の厚さを１．
［ｉｍｍ以上にして、これを溶損式にする。このように
した場合、被覆材の小弧面側を光フアイバケーブル等に
密着させてアルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線
を撚り合せることにより、被覆材の溶損式は常に外側に
露出するようにして配置される。

次に、被覆材の溶損式の厚さの限定理由について説明す
る。

第８図は冬季雷の電荷量の累積頻度分布を示すグラフ図
（狛江研、電中研報告「日本海沿岸における冬季雷性状
Ｊ　、　１９８９．１．２３　）であって、横軸が電荷
量を示し、縦軸が累積頻度を示す。この第８図に示すよ
うに、冬季雷の約８０％以」二は電荷量が７０クーロン
以下のものである。一方、第９図は７０クーロンのアー
ク試験におけるアルミニウム又はアルミニウム合金被覆
鋼線の荷重残存率と溶損式の厚さＨとの関係を示すグラ
フ図であって、横軸が厚さＨを示し、縦軸が荷重残存率
を示す。なお、このアーク試験においては、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金被覆鋼線を所定の治具により固
定し、電極から溶損式に向けてアーク放電を行なった。

また、荷重残存率とは、アルミニウム又はアルミニウム
合金被覆鋼線のアーク試験前の引張荷重強度に対するア
ーク試験後の引張荷重強度の割合（％）を示すものであ
る。この第９図から明らかなように、落雷点と芯材との
間の溶損式の厚さＨが］、［ｉｍ＋ｎ未満であると、７
０クーロンのアーク熱により鋼からなる芯材が変質して
荷重残存率が低下してしまう。しかしながら、溶損式の
厚さＨが１．６ｍｍ以上であれば、７０クーロンのアー
ク熱により鋼からなる芯材が変質することはないので、
荷重残存率は低下しない。このため、被覆材の溶損式の
厚さは１．［ｉｍｍ以上にする。これにより、本発明に
係るアルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線は、冬
季雷の約８０％以上を占める電荷量が７０クーロン以下
の落雷に対して、耐雷性が極めて優れている。一方、７
０クーロンを超える落雷は、架線が溶断してしまうよう
な大きなものであるの一〇− で、落雷に対する対策をとることによるコスト低減効果
が少ない。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の実施例に係る偏心アルミニウム被覆鋼
線を示す断面図である。

第１図に示すように、鋼からなる芯材１（強度負担部）
の周囲はアルミニウムからなる被覆材２で被覆されてい
る。この被覆材２及び芯材１は断面が略扇形をなしてい
て、芯材１は被覆材２の断面中央から小弧面側に偏心し
て配置されている。

そして、被覆材２は、大弧面側部分の厚さＨが１．６ｗ
以上になっており、この部分が溶損式となる。

このように構成される偏心アルミニウム被覆鋼線におい
ては、被覆材２の大弧面側部分（溶損式）の表面におけ
る任意の落雷点と芯材１との間の厚さＨは１．ｆｉｍｍ
以」二と十分に厚く確保されている。

このため、被覆材２の溶損式の表面に落雷を受けても、
アルミニウムの溶融潜熱が大きいため芯材１の温度」１
昇を抑制することができる。即ち、被覆材２の落雷を受
ける部分に十分な厚さの溶損化を設けることにより、芯
材１への落雷の影響を防止することができる。しかしな
がら、第２図（ａ）に示すように、被覆材２ｄの大弧面
側の溶損化の厚さが１．６ｍｍ未満であると、この被覆
材２ｄの溶損化の表面に対してアーク試験を行なった場
合、第２図（ｂ）に示すように、その部分の被覆材２ｄ
が溶融し、アーク熱により芯材１の材質が変化するため
、架空線用の素線としての特性が低下してしまう。

また、本実施例においては、芯材１を偏心させることに
より被覆材２の溶損化を形成するため、被覆鋼線の全断
面積に占める芯材１の断面積率を高めることができ、強
度を高めることができる。

従って、本実施例に係る偏心アルミニウム被覆鋼線は、
架空線用の素線として十分な強度ををすると共に、冬季
雷の約８０％以」二を占める電荷量が７０クーロン以下
の落雷を受けても、アーク熱による溶断を防止すること
かでき、耐雷性を向」ニさせることができる。

第３図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の他の実施例に係る偏
心アルミニウム被覆鋼線を示す断面図である。本実施例
は被覆材２の断面形状が異なるものであるので、第１図
と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は
省略する。なお、大弧面側を除く被覆材２ｃ、２ｄ＋　
　２ｅの厚さはｈである。第３図（ａ）に示すように、
被覆４４’　２　ｃは大弧面側にてその全域が厚さ１１
より厚く、その全域が溶損化となっている。また、第３
図（ｂ）に示す被覆鋼線は、被覆材２ｄの厚さが大弧面
側の縁部から中央部にかけて徐々に厚くなり、この中央
部に偏在して溶損化が設けられている。更に、第３図（
ｃ）に示す被覆鋼線においては、被覆材２ｅは大弧面側
の中央部を局部的に突出させることにより溶損化が形成
されている。このように、本発明においては、被覆材の
溶損化の厚さが１．６ｍｍ以」−であれば、その溶損化
の領域、特にその断面形状を限定するものではない。

しかしながら、第４図（ａ）に示す被覆材２ｆの溶損化
のように、局部的に厚さが）ｌ＝　ＩＪｍｍ以」−に突
起しているものの、この突起部以外の大弧面側の部分の
厚さが１．８ｍｍ未満である場合、アークがこの突起部
に優先的に固定されるということはない。このため、第
４図（ｂ）に示すように、被覆材２１の前記突起部以外
の部分に電極４を向けてアーク試験を行なうと、第４図
（Ｃ）に示すように、被覆Ｉｎ’２ｆにおいて厚さが１
．［ｉｍｍ未満の部分が溶融して芯材１が露出し、アー
ク熱の影響により芯材１が変質することにより、引張強
さが低下してしまう。また、この場合、芯材↑は露出し
た部分から発錆し、腐食によって断線する虞がある。

次に、このように構成されるアルミニウム又はアルミニ
ウム合金被覆鋼線を光ファイバ入り架空地線（ＯＰＧＷ
）用の素線として使用する場合について説明する。

第５図及び第６図は耐雷性アルミニウム被覆鋼線の断面
形状の相違による効果を示す光ファイバー１３＝ 入り架空地線を示す断面図である。

第５図に示す光ファイバ入り架空地線は、円形断面の芯
材５を断面形状が円形の被覆材６で被覆した偏心アルミ
ニウム被覆鋼線を、光フアイバケーブル３の周囲に撚り
合せて構成されている。この場合、偏心アルミニウム被
覆鋼線は断面形状が円形であるため、撚り線時の捻れに
より溶損化が外側に露出しない場合がある。一方、第６
図に示すように、断面形状が扇形である偏心アルミニウ
ム被覆鋼線を使用した場合、被覆材２の小弧面側を光フ
アイバケーブル３に密着させて偏心アルミニウム被Ｍ＠
線を撚り合せることにより、被覆材２はその大弧面側部
分の溶損化が常に外側に露出するようにして配置される
。従って、この光ファイバ入り架空地線は被覆材２は溶
損化に優先的に被雷するため、落雷時にアーク熱により
溶断することはない。

なお、上記各実施例は被覆材がアルミニウムの場合につ
いてのものであるが、本発明は被覆材がアルミニウム合
金の場合でも同様の効果を奏する。

また、芯材１の鋼種も種々適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、鋼からなる芯材と
、この芯材の周囲に被覆形成されたアルミニウム又はア
ルミニウム合金からなる被覆材とから構成されるアルミ
ニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線において、前記被
覆材は前記芯材を偏心させて配置することにより厚さが
１．６ｍｍ以−にの溶損式を設けたから、この溶損式に
アークを受けても、このアルミニウム又はアルミニウム
合金の溶損残部分の溶融／替Ａノ（が大きいので前記芯
材の？Ｊ、、１度上昇を抑制することかでき、落雷時の
アーク熱による溶断を防止することができる。また、芯
材を偏心させて配置することにより前記被覆材の前記溶
損式を形成するため、前記芯材の断面積率を高めること
ができ、架空線用の素線として十分な強度を得ることが
できる。

従って、本発明に係る耐雷性アルミニウム又はアルミニ
ウム合金被覆鋼線は、架空線用の素線として十分な強度
を有すると共に、落雷時のアーク熱による溶断を防止し
て耐雷性を向」ニさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る偏心アルミニウム被覆鋼
線を示す断面図、第２図（ａ）及び（ｂ）はその比較例
を示す断面図、第３図（ａ）乃至（Ｃ）は本発明の他の
実施例に係る偏心アルミニウム被覆鋼線を示す断面図、
第４図（ａ）乃至（ｃ）はその比較例を示す断面図、第
５図及び第６図は光ファイバ入り架空地線の断面形状の
影響を示す断面図、第７図（ａ）及び（１））は偏心に
よる強度向上作用を示すアルミニウム又はアルミニウム
合金被覆鋼線の断面図、第８図は冬季雷の電荷量の累積
頻度分布を示すグラフ図、第９図はアルミニウム又はア
ルミニウム合金被覆鋼線の荷重残存率と溶損式の厚さＩ
（との関係を示すグラフ図、第１０図（ａ）及Ｕ；（ｂ
）は従来の架空線用の素線を示す断面図である。 １．５．５ａ、ｌｌａ、ｆｉｂ；芯Ｈ１２，２ｂ、２ｃ
、２ｄ、２ｅ、２ｆ、６．６ａ１２ａ。 １２１）　　：被覆材、 ；光ファイバケーブル、 ４　： 電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼からなる芯材と、この芯材の周囲に被覆形成さ
   れたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材
   とから構成され非円形の断面形状を有するアルミニウム
   又はアルミニウム合金被覆鋼線において、前記芯材は前
   記被覆材中に偏心して配置され、前記被覆材の厚肉部は
   厚さが１．６ｍｍ以上であることを特徴とする耐雷性ア
   ルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線。
2. （２）前記被覆材は前記厚肉部が大弧面側となる扇形を
   なすことを特徴とする請求項１に記載の耐雷性アルミニ
   ウム又はアルミニウム合金被覆鋼線。