JPH05307913A

JPH05307913A - 電線用発泡導体及びそれを用いた電線並びに架空送電線

Info

Publication number: JPH05307913A
Application number: JP11009592A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shimojima; 清志下嶋; Masahiro Nagai; 雅大永井; Hiroshi Kubokawa; 弘窪川; Okihiro Oshima; 興洋大島; Tsuyoshi Sato; 強志佐藤; Hiroichi Shiga; 博一志賀
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-19
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JP3185346B2

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量でありながら、電線の表面に穴が明いても
浸水を食止められ、腐食しない。【構成】架空送電線は、亜鉛メッキ鋼線１７の撚線の周
囲に、電線用発泡導体を同心円に各層交互反対に撚り合
わせたＡＣＳＲ（鋼芯アルミ撚線）構造とする。周囲の
電線用発泡導体はアルミニウムまたはアルミ合金からな
る外層と内層とからなり、外層はアルミニウムテープ、
内層は発泡金属で、その気泡は連通することなく、完全
に独立している。これにより電線内の走水が防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電線用発泡導体及びこれ
を用いた電線並びに架空送電線に関し、特に軽量電線に
好適なものである。電線は導体のみによって構成されて
いる裸線の他に、導体を撚り合わせたもの、さらには導
体の外周に絶縁や保護等のための外層を設けたものをい
う。

【０００２】

【従来の技術】当初、電力を輸送する送電線には、図７
に示すような銅からなる中実導体１が専ら用いられてお
り、重量が極めて大きかった。アルミニウムが採用され
ると重量はかなり軽減されたが、それでも中実であるた
めその重量は無視できなかった。そこで、軽量化のため
に図８（Ａ）に示すように、銅またはアルミニウム導体
２の内部に空隙３を設けた中空導体４が提案された。特
に、将来予定されている１０００ｋＶ級ＵＨＶ（超高圧
送電）電線では、こ中空導体４を使って、これを鋼線５
の外周に複数本撚った鋼芯アルミ撚線（ＡＣＳＲ）構造
とする架空送電線も提案されている（図８（Ｂ））が、
中空導体４に機械強度的な問題があるため、まだ実用化
には致っていない。

【０００３】また、この他に、図９に示すように、例え
ば銅導体（素線）６を互にロックし型くずれしないよう
にすることにより軽量型で、コロナ放電等を防止した所
謂エクスパンド電線と呼ばれる中空電線も発明されてい
るが、同じく実用化には致っていない。さらには、中空
内部にプラスチックを介在させて強度の向上を図ったも
のもある。

【０００４】上述したように、軽量化を目的とした銅ま
たはアルミニウム導体では、中空パイプまたはパイプ内
部にプラスチックを介在させたものが多いが、引張、圧
潰等の機械的強度が中実のものに比して極めて低い。こ
のため図１０に示すように、パイプ７の内部に金属やプ
ラスチックからなる異形材をスペーサ８として介在させ
たものが提案され、注目を浴びるようになった。

【０００５】しかし、スペーサを介在させた従来の中空
導体にあっては、その強度アップを図るためには、スペ
ーサの形状は複雑となるばかりか、その重量も無視でき
ないので、重量軽減効果が差ほど期待できないというの
が実情であった。また、中空導体を用いると、クランプ
等の附属品が特殊となるばかりか、架空送電線に用いた
場合には、その工法も特殊とならざるを得なかった。

【０００６】そこで、架空送電線用の導体として、長手
方向に溝を連続して形成したアルミ導体や、多孔質アル
ミ導体を用い、導体内部に空隙を設けるようにして、軽
量化を図ったものが提案された（特開平２−１５８００
６号公報）。これによれば、特殊な附属品を必要とせ
ず、しかも通常の工法の適用が可能となる。

【０００７】なお、送電線に限らず、銅等を用いた通常
の電線、例えば自動車用の制御ケーブル等にあっても、
軽量化が必要であるが、単に中空では必要な導電率を維
持できないばかりか、機械的強度の問題を解決できな
い。このため特殊な銅合金（例えば、Ｃｕ−Ｓｎ系、Ｃ
ｕ−Ｎｉ系合金）を開発しているのが実情であり、この
点で送電線と共通する問題を抱えている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した空隙
を設けた電線には、次のような欠点があった。これは、
中空導体にも共通する欠点でもあるが、長い使用期間中
の金属の腐食や、着雪、強風等による地絡等の電気的事
故が発生した場合、あるいは電撃を受けた場合に、表面
に穴が明いたり、溶損したりする。ところが、溝付きア
ルミ導体にあっては溝が長手方向に連続して形成されて
いるため、また、多孔質アルミ導体にあっては多数の連
通孔があるため、上記穴明きや溶損が生じると、そこか
ら侵入した水が溝または連通孔を伝わって走水するた
め、導体が腐食により劣化し、電線として機能しなくな
るという致命的な欠点があった。

【０００９】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、腐食による劣化を最低限に抑えることが可能
な実用性のある電線用発泡導体及びそれを用いた電線並
びに架空送電線を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電線用発泡導体
は、独立した気泡を内部にもつ導電性の発泡金属を内層
とする。独立した気泡とは相隣る気泡と連通しておら
ず、完全に独立した構成となっていることを意味する。
このような発泡金属を製造するには、公知の方法を採用
することができ、例えば適当な発泡剤を添加したり、気
泡を吹込んだりする方法が使用できる。気泡は空気ある
いは不活性ガスなどの気体で構成し、使用目的によって
高発泡、低発泡を採用することができる。導電性の発泡
金属材料には銅及び銅合金またはアルミニウム及びアル
ミ合金がある。

【００１１】本発明の電線用発泡導体は、内層とする上
記発泡金属の外周に、異種金属による電食防止のため発
泡金属と同種の導電性金属で構成された外層を設けたも
のである。この場合、上記外層をパイプで構成して、外
層と発泡金属との間に機械的な境界を存在させてもよい
し、あるいは上記外層と上記発泡金属とを完全に一体化
して、両者間を金属結合して機械的な境界が存在しない
ように構成することもできる。機械的境界が存在しない
と、存在するものに比して引張力が付加した場合に外層
のみが滑ってしまう現象や境界での走水を防止すること
ができる。また、発泡金属の内部に鋼線またはインバ線
等の芯材を設けて強度を更に上げるようにしてもよい。

【００１２】また、本発明の電線は、複数本の導体を撚
って構成した電線（より線）において、複数本の導体の
全部または一部を、上記した電線用発泡導体で構成した
ものである。

【００１３】そして、本発明の架空送電線は、アルミ線
を同心円に各層交互反対に撚り合わせたアルミ撚線構造
の架空送電線において、アルミ線を上記の電線用発泡導
体を用いた電線で構成し、かつ、導電性の発泡金属をア
ルミニウムまたはアルミ合金で構成したものである。こ
の場合、芯材のない電線用発泡導体を用いれば、架空送
電線の中心に芯材が必要となるが、芯材を内部に設けた
電線用発泡導体を用いれば、架空送電線の中心に芯材を
設ける必要はなくなる。

【００１４】

【作用】本発明の電線用発泡導体のように導体の内部を
発泡した導電性発泡金属で構成すると、送電容量の増大
を図りながら、高強度、軽量化が達成される。また、高
温度下にあったり、導体抵抗による発熱があっても気泡
による断熱効果により導体が溶損しにくく、仮に導体表
面に穴があいても、気泡は独立しているので走水はな
く、したがって浸水による腐食の問題が生じない。

【００１５】電線用発泡導体に設けた外層により、外表
面の凹凸がなくなるので、導体としても、あるいはこれ
を用いた電線としても耐圧性の向上を図ることができ
る。また、特に架空送電線に適用すると、引張、圧潰等
の機械的強度が中実のものと同程度に保てると共に、前
述した電線の致命的ともいえる電線内の走水がなくなる
ので、信頼性が向上し実用化が可能である。

【００１６】また、自動車用電線に適用する場合にも、
軽量化と共に、熱的な問題も解決できるため、特殊な銅
合金などを使用する必要がない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４を用いて
説明する。本実施例の電線用発泡導体は、独立した気泡
を内部にもつ発泡金属を内層とする。気泡は相隣る気泡
と連通しておらず、完全に独立した構成となっている。
使用目的によって高発泡、低発泡とする。発泡金属材料
としては、例えば、銅及び銅合金またはアルミニウム及
びアルミ合金などの導電性金属を用いる。このような発
泡金属を製造するには、公知の方法を採用することがで
き、例えば空気吹込みにより適当な発泡剤を添加したり
（特公昭５７−５３４２５号公報）、溶融した銅及び銅
合金またはアルミニウム及びアルミ合金内に気泡を吹き
込んだりする方法（特公昭６０−４９７０４号公報）が
使用できる。気泡は空気あるいは不活性ガスなどの気体
で構成する。

【００１８】図３及び図４は共に、このような独立した
気泡１１を内部にもつアルミニウム及びアルミ合金等の
導電性の発泡金属１２を内層とする電線用発泡導体を示
す。

【００１９】図３のものは、発泡金属１２の外周に、発
泡金属１２と同種の導電性金属で構成された外層１４を
設ける（図３（Ｂ）、（Ｃ））。この外層１４は、導体
表面の凹凸をなくすために設けられ、アルミニウムテー
プ１５をテーピングしたものである（図３（Ａ））。テ
ーピング方式としては、凹凸の生じない突き合わせ巻き
が好ましい。この場合、複数本の電線用発泡導体をテー
プでラッシングしたようなものを含めてもよい。なお、
テーピングに代えて、上記外層をアルミニウムパイプで
構成することもでき、その場合には、パイプを閉じる溶
接はあってもなくてもよい。これらの場合、発泡金属１
２と外層１４との間に機械的な境界が存在することにな
る。

【００２０】図４のものは、発泡金属１２と外層１６と
は一体的に結合されて、溶接または継ぎ目がない。従っ
て、機械的境界が存在せず、金属結合の状態にある。

【００２１】図１及び図２は、これらの電線用発泡導体
を用いた架空送電線の一例を示し、特に導電性金属材料
にアルミニウム又はアルミ合金を用いたＵＨＶ用電線に
適用した場合を示す。図１のものは、亜鉛メッキ鋼線１
７の撚線を中心とし、その周囲に本実施例による電線用
発泡導体１８を同心円に各層交互反対に撚り合わせたＡ
ＣＳＲ（鋼芯アルミ撚線）構造となっている。

【００２２】図２のものは、上記実施例とは異なる電線
用発泡導体及びこれを用いた架空送電線の変形例を示
す。すなわち、図２（Ａ）に示すように、発泡金属１９
中心部に亜鉛メッキ鋼線、もしくはインバ線等からなる
芯材２０を用いた電線用発泡導体を形成し、この導体を
架空送電線に用いたものである。このように芯材をもつ
電線用発泡導体を用いれば、架空送電線の中心に鋼線の
撚線を配するＡＣＳＲ構造とする必要はなく、鋼線の撚
線部分にも電線用発泡導体からなる撚線を配することが
可能となる。

【００２３】ところで、上述した発泡金属に外層を有す
る電線用発泡導体は、例えば次の二通りの製造方法で得
ることができる。

【００２４】一つは、図５に示すように、既述した気泡
を吹込んだりする方法により発泡金属の連続条２１を成
形し、これを適当に切断して条体２２を得て、これにロ
ール成形等を施すことにより円形断面に加工して発泡金
属２３とし、さらに外層にアルミニウム及びアルミ合金
を施して電線用発泡導体とする。外層にアルミニウムを
施す方法には２通りあり、一つはアルミニウムの連続押
出し加工において複合化する方法であり、他の一つはア
ルミニウムテープを巻回して溶接し、伸線・熱処理する
方法であり、共に内層と外層とに機械的な境界が存在す
る電線用発泡導体２４または２５を得る。

【００２５】他の一つは、図６に示すように、発泡助剤
にＡｌを加えて連続鋳造し、ガス雰囲気中で、熱処理す
ることで発泡処理し、後に溶湯アルミニウムに浸漬（デ
ィップフォーミング）して、内層と外層とに機械的な境
界が存在しない一体型の電線用発泡導体２６を得るもの
である。なお、熱処理及び溶湯処理は共にガス雰囲気中
で行われる。

【００２６】これらの方法において、特に気泡を完全に
独立にするために、発泡助剤の種類（微粒子の助剤を用
いる）、添加方法、および雰囲気を工夫するようにす
る。

【００２７】以上述べたように本実施例の電線用発泡導
体によれば、アルミニウム、銅またはその合金は発泡さ
れていても、導体としては連続体を構成しているため、
十分大きな応力に耐えられる。これを、例えば４φのＡ
ｌ素線（導体）の場合を考えてみよう。外層としてのＡ
ｌパイプの厚さｔが０．５ｍｍで、電気的性能は良好と
すると、４φの中実Ａｌの重量（ρ＝２．７ｇ／ｃｍ³として）：３３．９１ｇ／ｍ４φ（０．５ｔ）パイプの重量：１４．８４ｇ／ｍとなり、本実施例の発泡度９０％とすると、発泡金属の
重量は（３３．９１−１４．８４）×９０％＝１．９１
であるから、総重量として、１４．８４＋１．９１＝１
６．７５ｇ／ｍ、即ちアルミパイプの場合の重量を約１
３％増加させるだけで機械的強度等を満足した導体が可
能となり、軽量化導体を実現できる。

【００２８】また、本実施例の電線用発泡導体を用いて
電線を製造すれば、気泡が独立しているため、高屈曲性
があり、疲労強度も増加する上、特に送電線にあって
は、その表面に穴等が明いても浸水による腐食の問題が
生じないので、高信頼性が得られる。従って、ＵＨＶの
将来電線のみならず、自動車用電線、ロボット用電線な
ど他の用途にも幅広く適用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、次の
ような効果がある。

【００３０】（１）気泡が独立しているので、腐食によ
る劣化を最低限に抑えることができるので、実用性のあ
る電線用発泡導体、電線、架空送電線を得ることができ
る。

【００３１】（２）発泡は材料的に連続体を構成してい
るので、十分な応力に耐えられ、機械的強度等を満足し
た電線用発泡導体が可能であり、従って、これを用いて
ＵＨＶ電線、自動車用電線並びに軽量化電線を実用化す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例による架空送電線の断面図。

【図２】他の実施例による芯材をもつ電線用発泡導体及
びそれを用いた架空送電線の断面図。

【図３】本実施例による機械的境界の存在する電線用発
泡導体を示す外観図、横断面図及び縦断面図。

【図４】本実施例による機械的境界の存在しない電線用
発泡導体を示す外観図及び横断面図。

【図５】本実施例による機械的境界の存在する電線用発
泡導体の製造方法を示す工程図。

【図６】他の実施例による機械的境界の存在しない電線
用発泡導体の製造方法を示す工程図。

【図７】従来例の中実導体を示す断面図。

【図８】従来例の中空導体及びそれを用いたＵＨＶ電線
の断面図。

【図９】従来の銅等を用いた中空電線でエクスパンド電
線の典型的な構造を示す断面図。

【図１０】従来の金属、プラスチックなどからなる異形
状スペーサを用いた中空導体の断面図。

【符号の説明】

１１気泡１２発泡金属１４外層１５アルミニウムテープ１７亜鉛メッキ鋼線１８電線用発泡導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大島興洋茨城県日立市川尻町４丁目10番１号日立電線株式会社豊浦工場内 (72)発明者佐藤強志茨城県日立市川尻町４丁目10番１号日立電線株式会社豊浦工場内 (72)発明者志賀博一茨城県日立市川尻町４丁目10番１号日立電線株式会社豊浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立した気泡を内部にもつ導電性の発泡金
属で構成された発泡導体の外周に、発泡金属と同種の導
電性金属で構成された外層を設けた電線用発泡導体。
【請求項２】上記外層が巻回テープまたはパイプで構成
されている請求項１に記載の電線用発泡導体。
【請求項３】上記外層と上記発泡金属との間が金属結合
されて機械的な境界が存在しない請求項１に記載の電線
用発泡導体。
【請求項４】上記発泡金属の内部に鋼線またはインバ線
等の芯材を設けた請求項１ないし３のいずれかに記載の
電線用発泡導体。
【請求項５】複数本の導体を撚って構成した電線におい
て、上記複数本の導体の全部または一部を、請求項１な
いし４のいずれかに記載の電線用発泡導体で構成した電
線。
【請求項６】アルミ線を同心円に各層交互反対に撚り合
わせたアルミ撚線構造の架空送電線において、上記アル
ミ線を請求項１ないし４のいずれかに記載の電線用発泡
導体で構成し、かつ、上記導電性の発泡金属をアルミニ
ウムまたはアルミ合金で構成した架空送電線。