JPH10201066A - 融雪電線及びその製造方法 - Google Patents
融雪電線及びその製造方法Info
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Abstract
付量を従来の半分以下にでき、且つ電食等を生じない融
雪電線を提供する。 【解決手段】 架空電線5の外周に磁性線6が螺旋状に
巻付けられた融雪電線において、前記磁性線6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、Zn、又はZn合金が被覆されてい
る融雪電線。
Description
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。
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。
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。
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。
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 91A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14000G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及びその製造
方法を提供することにある。
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。
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10〜120 μm
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ることを特徴とする融雪電
線の製造方法である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。この発明において、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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
又前記融雪電線は、通常の加工方法を利用することによ
り容易に製造できる。依って、工業上顕著な効果を奏す
る。
及び (ロ)側面図である。
Claims (2)
- 【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0.1w
t%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A
l、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。 - 【請求項2】 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10〜120 μmのAl、Al合金、Z
n、又はZn合金を被覆し、これを架空電線に螺旋状に
巻付けることを特徴とする融雪電線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00250597A JP3428843B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 融雪電線 |
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JP00250597A JP3428843B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 融雪電線 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3428843B2 JP3428843B2 (ja) | 2003-07-22 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7093416B2 (en) | 2004-06-17 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
US7131308B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-11-07 | 3M Innovative Properties Company | Method for making metal cladded metal matrix composite wire |
US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
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- 1997-01-10 JP JP00250597A patent/JP3428843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7093416B2 (en) | 2004-06-17 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
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JP3428843B2 (ja) | 2003-07-22 |
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