JP4550218B2 - 光ファイバ複合架空地線 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、炭素繊維を抗張力体に用いた光ファイバ複合架空地線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、炭素繊維の集合体を中心抗張力体とし、その外周にアルミ素線を撚り合わせた架空送電線は公知である（特開平３−７４００８号公報、特開平４−３０８６１０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のこの種の架空送電線は、中心抗張力体に炭素繊維を用いることにより架空送電線の温度が上昇したときの弛度の増大を防ぐことに主眼がおかれ、小径化という点では十分な考慮がなされていない。
【０００４】
本発明の目的は、炭素繊維を抗張力体に用いた光ファイバ複合架空地線を小径化することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の関連技術に係る架空送電線は、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体とし、この中心抗張力体の外周にアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせて、すべての素線をアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成し、前記アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれた炭素繊維複合アルミ素線の外周にアルミ被覆を一体に形成したものからなることを特徴とするものである。
【０００６】
このようにすると中心抗張力体の外径を小さくできるため、架空送電線全体の外径を小さくできる。中心抗張力体の外周のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、断面円形でもセグメント形でもよいが、セグメント形の方が架空送電線の小径化には効果的である。
なおこの明細書でいう「アルミ」とは、アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金をも含むものとする。
【０００７】
また本発明の関連技術に係る架空送電線においては、中心抗張力体とその外周のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線撚り合わせ層の間に防食グリースを介在させることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る光ファイバ複合架空地線は、溝付きスペーサの溝に光ファイバ心線を収納し、その外周にアルミパイプを被せたものを中心ユニットとし、この中心ユニットの外周に、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせなり、前記アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれた炭素繊維複合アルミ素線の外周にアルミ被覆を一体に形成したものからなることを特徴とするものである。
このような構成にすると、光ファイバ複合架空地線を小径化できると共に、軽量化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔関連技術１〕
図１は本発明の一関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、断面円形の炭素繊維複合アルミ素線１ａのまわりにセグメント形の炭素繊維複合アルミ素線１ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体２とし、この中心抗張力体２の外周に断面円形のアルミ素線３を撚り合わせたものである。
【００１０】
炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれている形態のものである。このような炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、炭素繊維の束を溶融アルミの中に通し、炭素繊維の間に溶融アルミを充填した後、溶融アルミから引き上げるときに穴形が断面円形又はセグメント形のダイスに通してアルミを固化させることにより製造することができる。
【００１１】
この架空送電線は、中心抗張力体が炭素繊維複合アルミ素線の撚線で構成されているため、中心抗張力体がインバ線の撚線で構成されている通常の超耐熱撚線（ＺＴＡＣＩＲ、ＸＴＡＣＩＲ）より軽量であり、架線張力を低くできる。また中心抗張力体の線膨張係数が小さいため、通電により高温になったときの弛度増加を低く抑えることができる。さらにセグメント形の炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせているため、中心抗張力体の占積率が高く、外径が小さなり、したがって架空送電線の外径を小さくできることから、風圧荷重、着氷雪荷重を小さくできる。
以上のことから、架空送電線の鉄塔強度を低くすることができ、架空送電線路の建設コストを低減できる。
【００１２】
〔関連技術２〕
図２は本発明の他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術１と同様に構成された中心抗張力体２と、その上のアルミ素線３の撚り合わせ層との間に防食グリース４を介在させたものである。
【００１３】
炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、降雨などにより水が付着すると、アルミが炭素に侵され、腐食するおそれがあるが、上記のように防食グリース４を介在させると、炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂに水が付着するのを防止でき、したがって関連技術１の架空送電線より耐食性を高めることができる。それ以外は関連技術１と同様である。
上記のような架空送電線を製造するには、中心抗張力体２の外周に防食グリース４を塗布してから、アルミ素線３を撚り合わせればよい。
【００１４】
〔関連技術３〕
図３は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、断面円形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａのまわりにセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体２とし、この中心抗張力体２の外周にアルミ素線３を撚り合わせたものである。
【００１５】
このように中心抗張力体２に、アルミ被覆６を有する炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂを使用すると、炭素繊維とアルミの界面に水が付着するのを防止できるため、関連技術１の架空送電線より耐食性を高めることができる。それ以外は関連技術１と同様である。
【００１６】
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂを製造する方法としては、(1) 実施形態１と同様にして製造した被覆のない炭素繊維複合アルミ素線の外周にコンフォーム法によりアルミ被覆を一体に形成する方法や、(2) 実施形態１と同様にして製造した被覆のない炭素繊維複合アルミ素線をアルミ溶湯に浸漬して、表面にアルミ被覆を付着させる方法などがある。いずれにしても、アルミ被覆６と炭素繊維複合アルミ素線のアルミ母材とは金属学的に一体化されていることが、アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂの機械的強度を高め、長期信頼性を高める上で、好ましい。
【００１７】
なお、関連技術３において、アルミ素線３の代わりにアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ又は５ｂを用いて、あるいはその両者を用いて、架空送電線の素線をすべてアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成するようにすると、より機械的強度を高め、長期信頼性を高めることができ、好ましい。
【００１８】
〔関連技術４〕
図４は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術３と同様に構成された中心抗張力体２と、その上のアルミ素線３の撚り合わせ層との間に防食グリース４を介在させたものである。
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂはアルミ被覆を有するため、十分な耐食性を有しているが、アルミ被覆にピンホール等が存在する場合もあり得るので、上記のように防食グリース４を介在させておけば、耐食性をより確実なものとすることができる。それ以外は関連技術３と同様である。
【００１９】
〔関連技術５〕
図５は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術３と同様に構成された中心抗張力体２の外周に、セグメント形のアルミ素線７を撚り合わせたものである。
このようにすると、関連技術１〜４の架空送電線よりさらに外径の小さい架空送電線を得ることができる。それ以外は関連技術１〜４と同様である。
【００２０】
〔実施形態１〕
図６は本発明に係る光ファイバ複合架空地線の一実施形態を示す。この光ファイバ複合架空地線は、溝付きスペーサ８の溝に光ファイバ心線９を収納し、その外周にアルミパイプ10を被せたものを中心ユニット11とし、この中心ユニット11の外周にセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものである。アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂの撚り合わせ層の外周に、さらにアルミ素線を撚り合わせる場合もある。
【００２１】
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂは関連技術３で用いたものと同じであり、符号６がアルミ被覆である。このアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂは架空地線の抗張力体と導電体を兼ねるものである。
【００２２】
この光ファイバ複合架空地線は、抗張力体兼導電体の層がアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成されているため、同層がアルミ被覆鋼線で構成されている通常の光ファイバ複合架空地線より軽量であり、架線張力を低くできる。またアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線の線膨張係数が小さいため、雷撃電流等により架空地線が高温になっても弛度増加を低く抑えることができ、光ファイバをより確実に保護できる。さらにセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせているため、架空地線の外径を小さくでき、風圧荷重、着氷雪荷重を小さくできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中心ユニットの外周に、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせたことにより、軽量で、高温時の弛度増加が少なく、しかも外径の小さい光ファイバ複合架空地線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図２】 本発明の他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図３】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図４】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図５】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図６】 本発明に係る光ファイバ複合架空地線の一実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１ａ：断面円形の炭素繊維複合アルミ素線
１ｂ：セグメント形の炭素繊維複合アルミ素線
２：中心抗張力体
３：断面円形のアルミ素線
４：防食グリース
５ａ：断面円形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線
５ｂ：セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線
６：アルミ被覆
７：セグメント形のアルミ素線
８：溝付きスペーサ
９：光ファイバ心線
10：アルミパイプ
11：中心ユニット
本発明は、炭素繊維を抗張力体に用いた光ファイバ複合架空地線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、炭素繊維の集合体を中心抗張力体とし、その外周にアルミ素線を撚り合わせた架空送電線は公知である（特開平３−７４００８号公報、特開平４−３０８６１０号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のこの種の架空送電線は、中心抗張力体に炭素繊維を用いることにより架空送電線の温度が上昇したときの弛度の増大を防ぐことに主眼がおかれ、小径化という点では十分な考慮がなされていない。
【０００４】
本発明の目的は、炭素繊維を抗張力体に用いた光ファイバ複合架空地線を小径化することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の関連技術に係る架空送電線は、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体とし、この中心抗張力体の外周にアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせて、すべての素線をアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成し、前記アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれた炭素繊維複合アルミ素線の外周にアルミ被覆を一体に形成したものからなることを特徴とするものである。
【０００６】
このようにすると中心抗張力体の外径を小さくできるため、架空送電線全体の外径を小さくできる。中心抗張力体の外周のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、断面円形でもセグメント形でもよいが、セグメント形の方が架空送電線の小径化には効果的である。
なおこの明細書でいう「アルミ」とは、アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金をも含むものとする。
【０００７】
また本発明の関連技術に係る架空送電線においては、中心抗張力体とその外周のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線撚り合わせ層の間に防食グリースを介在させることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る光ファイバ複合架空地線は、溝付きスペーサの溝に光ファイバ心線を収納し、その外周にアルミパイプを被せたものを中心ユニットとし、この中心ユニットの外周に、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせなり、前記アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれた炭素繊維複合アルミ素線の外周にアルミ被覆を一体に形成したものからなることを特徴とするものである。
このような構成にすると、光ファイバ複合架空地線を小径化できると共に、軽量化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔関連技術１〕
図１は本発明の一関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、断面円形の炭素繊維複合アルミ素線１ａのまわりにセグメント形の炭素繊維複合アルミ素線１ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体２とし、この中心抗張力体２の外周に断面円形のアルミ素線３を撚り合わせたものである。
【００１０】
炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれている形態のものである。このような炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、炭素繊維の束を溶融アルミの中に通し、炭素繊維の間に溶融アルミを充填した後、溶融アルミから引き上げるときに穴形が断面円形又はセグメント形のダイスに通してアルミを固化させることにより製造することができる。
【００１１】
この架空送電線は、中心抗張力体が炭素繊維複合アルミ素線の撚線で構成されているため、中心抗張力体がインバ線の撚線で構成されている通常の超耐熱撚線（ＺＴＡＣＩＲ、ＸＴＡＣＩＲ）より軽量であり、架線張力を低くできる。また中心抗張力体の線膨張係数が小さいため、通電により高温になったときの弛度増加を低く抑えることができる。さらにセグメント形の炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせているため、中心抗張力体の占積率が高く、外径が小さなり、したがって架空送電線の外径を小さくできることから、風圧荷重、着氷雪荷重を小さくできる。
以上のことから、架空送電線の鉄塔強度を低くすることができ、架空送電線路の建設コストを低減できる。
【００１２】
〔関連技術２〕
図２は本発明の他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術１と同様に構成された中心抗張力体２と、その上のアルミ素線３の撚り合わせ層との間に防食グリース４を介在させたものである。
【００１３】
炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂは、降雨などにより水が付着すると、アルミが炭素に侵され、腐食するおそれがあるが、上記のように防食グリース４を介在させると、炭素繊維複合アルミ素線１ａ、１ｂに水が付着するのを防止でき、したがって関連技術１の架空送電線より耐食性を高めることができる。それ以外は関連技術１と同様である。
上記のような架空送電線を製造するには、中心抗張力体２の外周に防食グリース４を塗布してから、アルミ素線３を撚り合わせればよい。
【００１４】
〔関連技術３〕
図３は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、断面円形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａのまわりにセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものを中心抗張力体２とし、この中心抗張力体２の外周にアルミ素線３を撚り合わせたものである。
【００１５】
このように中心抗張力体２に、アルミ被覆６を有する炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂを使用すると、炭素繊維とアルミの界面に水が付着するのを防止できるため、関連技術１の架空送電線より耐食性を高めることができる。それ以外は関連技術１と同様である。
【００１６】
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂを製造する方法としては、(1) 実施形態１と同様にして製造した被覆のない炭素繊維複合アルミ素線の外周にコンフォーム法によりアルミ被覆を一体に形成する方法や、(2) 実施形態１と同様にして製造した被覆のない炭素繊維複合アルミ素線をアルミ溶湯に浸漬して、表面にアルミ被覆を付着させる方法などがある。いずれにしても、アルミ被覆６と炭素繊維複合アルミ素線のアルミ母材とは金属学的に一体化されていることが、アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂの機械的強度を高め、長期信頼性を高める上で、好ましい。
【００１７】
なお、関連技術３において、アルミ素線３の代わりにアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ又は５ｂを用いて、あるいはその両者を用いて、架空送電線の素線をすべてアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成するようにすると、より機械的強度を高め、長期信頼性を高めることができ、好ましい。
【００１８】
〔関連技術４〕
図４は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術３と同様に構成された中心抗張力体２と、その上のアルミ素線３の撚り合わせ層との間に防食グリース４を介在させたものである。
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ａ、５ｂはアルミ被覆を有するため、十分な耐食性を有しているが、アルミ被覆にピンホール等が存在する場合もあり得るので、上記のように防食グリース４を介在させておけば、耐食性をより確実なものとすることができる。それ以外は関連技術３と同様である。
【００１９】
〔関連技術５〕
図５は本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す。この架空送電線は、関連技術３と同様に構成された中心抗張力体２の外周に、セグメント形のアルミ素線７を撚り合わせたものである。
このようにすると、関連技術１〜４の架空送電線よりさらに外径の小さい架空送電線を得ることができる。それ以外は関連技術１〜４と同様である。
【００２０】
〔実施形態１〕
図６は本発明に係る光ファイバ複合架空地線の一実施形態を示す。この光ファイバ複合架空地線は、溝付きスペーサ８の溝に光ファイバ心線９を収納し、その外周にアルミパイプ10を被せたものを中心ユニット11とし、この中心ユニット11の外周にセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂを複数本、断面円形に撚り合わせたものである。アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂの撚り合わせ層の外周に、さらにアルミ素線を撚り合わせる場合もある。
【００２１】
アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂは関連技術３で用いたものと同じであり、符号６がアルミ被覆である。このアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線５ｂは架空地線の抗張力体と導電体を兼ねるものである。
【００２２】
この光ファイバ複合架空地線は、抗張力体兼導電体の層がアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線で構成されているため、同層がアルミ被覆鋼線で構成されている通常の光ファイバ複合架空地線より軽量であり、架線張力を低くできる。またアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線の線膨張係数が小さいため、雷撃電流等により架空地線が高温になっても弛度増加を低く抑えることができ、光ファイバをより確実に保護できる。さらにセグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を撚り合わせているため、架空地線の外径を小さくでき、風圧荷重、着氷雪荷重を小さくできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中心ユニットの外周に、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせたことにより、軽量で、高温時の弛度増加が少なく、しかも外径の小さい光ファイバ複合架空地線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図２】 本発明の他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図３】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図４】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図５】 本発明のさらに他の関連技術に係る架空送電線を示す断面図。
【図６】 本発明に係る光ファイバ複合架空地線の一実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１ａ：断面円形の炭素繊維複合アルミ素線
１ｂ：セグメント形の炭素繊維複合アルミ素線
２：中心抗張力体
３：断面円形のアルミ素線
４：防食グリース
５ａ：断面円形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線
５ｂ：セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線
６：アルミ被覆
７：セグメント形のアルミ素線
８：溝付きスペーサ
９：光ファイバ心線
10：アルミパイプ
11：中心ユニット
Claims (1)
- 溝付きスペーサの溝に光ファイバ心線を収納し、その外周にアルミパイプを被せたものを中心ユニットとし、この中心ユニットの外周に、セグメント形のアルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線を断面円形に撚り合わせなり、前記アルミ被覆炭素繊維複合アルミ素線は、線状のアルミ母材の中に多数の炭素繊維が長手方向に埋め込まれた炭素繊維複合アルミ素線の外周にアルミ被覆を一体に形成したものからなることを特徴とする光ファイバ複合架空地線。
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| JP2000106672A JP4550218B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 光ファイバ複合架空地線 |
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|---|---|
| JP2001291429A JP2001291429A (ja) | 2001-10-19 |
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