JP6461570B2 - Transmission line and method for manufacturing transmission line - Google Patents
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Description
本発明は、送電線および送電線の製造方法に関する。 The present invention relates to a power transmission line and a method for manufacturing the power transmission line.
海峡横断や河川横断などで使用される架空送電線の径間長は、１０００ｍ以上となることがある。径間長が１０００ｍ以上となる海峡横断や河川横断のためにＡＣＳＲ（鋼心アルミ撚り線）系の送電線を適用する場合、送電線と線下を通過する貨物船などとの間隔を充分に確保するため、送電線の引張荷重を大きくし、高い張力で送電線を架線することが必要となる。 The span length of overhead power transmission lines used for crossing straits and rivers may be 1000 meters or more. When using ACSR (steel core aluminum stranded) transmission lines for crossing the strait and rivers with a span length of 1000m or more, ensure sufficient spacing between the transmission lines and cargo ships passing under the line. In order to ensure it, it is necessary to increase the tensile load of the transmission line and to install the transmission line with high tension.
例えば、電流を流す導体部分を担うアルミニウム素線として、引張強さが１６０ＭＰａ（１６．３ｋｇｆ／ｍｍ２）程度である硬アルミを用いたＡＣＳＲでは、送電線の引張荷重が小さいことから、架線張力を大きくすることができず、送電線の弛度（弛み）が増大し、送電線と線下を通過する貨物船などとの間隔を充分に確保することができない場合がある。 For example, in an ACSR using hard aluminum having a tensile strength of about 160 MPa (16.3 kgf / mm 2 ) as an aluminum strand that carries a conductor portion through which a current flows, the tensile load of the transmission line is small, so the overhead wire tension Cannot be increased, and the sag (sag) of the transmission line increases, and there is a case where a sufficient distance between the transmission line and a cargo ship passing under the line cannot be secured.
そこで、海峡横断および河川横断で使用される送電線におけるアルミニウム素線としては、高力系のアルミニウム合金が使用されている。高力系のアルミニウムとしては、アルミニウム−マグネシウム−シリコン（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）系のイ号アルミ（ＩＡＬ）、アルミニウム−ジルコニウム−鉄−銅（Ａｌ−Ｚｒ−Ｆｅ−Ｃｕ）系の高力アルミ（ＫＡＬ）などがある。イ号アルミ（ＩＡＬ）の引張強さは３０９ＭＰａ（３１．５ｋｇ／ｍｍ２）、伸びは３〜４％、導電率は５２％ＩＡＣＳであり、高力アルミ（ＫＡＬ）の引張強さは２２６〜２５５ＭＰａ（２３．０〜２６．０ｋｇ／ｍｍ２）、伸びは１．３〜２．０％、導電率は５８％ＩＡＣＳである。なお、導電率の単位「％ＩＡＣＳ」とは、国際標準軟銅（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｎｎｅａｌｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄ）の導電率を１００％としたときの導電率の比率である。 Therefore, a high-strength aluminum alloy is used as an aluminum wire in a transmission line used for crossing the strait and rivers. High-strength aluminum includes aluminum-magnesium-silicon (Al-Mg-Si) -based aluminum No. (IAL), aluminum-zirconium-iron-copper (Al-Zr-Fe-Cu) -based high-strength aluminum. (KAL). The tensile strength of No. 1 aluminum (IAL) is 309 MPa (31.5 kg / mm 2 ), the elongation is 3-4%, the conductivity is 52% IACS, and the tensile strength of high strength aluminum (KAL) is 226- 255 MPa (23.0 to 26.0 kg / mm 2 ), elongation is 1.3 to 2.0%, and conductivity is 58% IACS. Note that the unit of conductivity “% IACS” is a ratio of conductivity when the conductivity of international standard soft copper (International Annealed Copper Standard) is 100%.
近年では、海峡横断および河川横断用に開発された特殊なアルミニウム合金として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のＳＩ３３アルミニウム合金が使用されている。ＳＩ３３の引張強さは２９４〜３３３ＭＰａ（３０〜３４ｋｇ／ｍｍ２）、伸びは３．０％、導電率は５４％ＩＡＣＳである。 In recent years, Al-Mg-Si-based SI33 aluminum alloy has been used as a special aluminum alloy developed for crossing the strait and rivers. The tensile strength of SI33 is 294 to 333 MPa (30 to 34 kg / mm 2 ), the elongation is 3.0%, and the conductivity is 54% IACS.
その他、様々なアルミニウム合金や送電線（鋼心アルミ撚り線）が提案されている（例えば、特許文献１〜５）。 In addition, various aluminum alloys and power transmission lines (steel core aluminum stranded wires) have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 5).
このような海峡横断および河川横断で使用される送電線において、アルミニウム素線として用いられるアルミニウム合金では、製造条件を調整した場合に、導電性を改善すると引張強さが低下する一方で、引張強さを改善すると導電性が低下するという傾向がある。このため、海峡横断および河川横断で使用される送電線では、従来のＳＩ３３アルミニウム合金を用いた長径間送電線と比較して、電流容量特性を同等以上としつつ、引張強度特性を向上させることが困難となっていた。 In such transmission lines used across straits and rivers, aluminum alloys used as aluminum strands have improved tensile strength while improving electrical conductivity when manufacturing conditions are adjusted. When the thickness is improved, the conductivity tends to decrease. For this reason, in the transmission line used for crossing the strait and rivers, the tensile strength characteristic can be improved while making the current capacity characteristic equal to or higher than that of the long-diameter transmission line using the conventional SI33 aluminum alloy. It was difficult.
本発明の目的は、従来の長径間送電線と比較して、電流容量特性を同等以上としつつ、引張強度特性を向上させた送電線および送電線の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power transmission line and a method for manufacturing a power transmission line that have improved current strength characteristics and improved tensile strength characteristics as compared with conventional long-span power transmission lines.
本発明の一態様によれば、
鋼心部と、
前記鋼心部の外側に複数のアルミニウム素線が撚り合わされて設けられる外部撚線部と、
を有し、
前記アルミニウム素線は、マグネシウムおよびシリコンを含有し、残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、
前記アルミニウム素線の導電率は、５２％ＩＡＣＳ以上であり、
前記アルミニウム素線の引張強さは、３２４ＭＰａ超である送電線が提供される。
According to one aspect of the invention,
A steel core,
An external stranded portion provided by twisting a plurality of aluminum strands outside the steel core; and
Have
The aluminum strand contains magnesium and silicon, the balance consists of aluminum and inevitable impurities,
The electrical conductivity of the aluminum strand is 52% IACS or higher,
A transmission line is provided in which the tensile strength of the aluminum strand is greater than 324 MPa.
本発明の他の態様によれば、
上記態様に記載の送電線の製造方法であって、
前記アルミニウム素線を形成する工程は、
前記アルミニウム素線を伸線した後に、前記アルミニウム素線に対して、１４０℃以上１６０℃以下の温度で１０時間以上１５時間以下の条件で熱処理を行う時効工程を有する送電線の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
A method for manufacturing a power transmission line according to the above aspect,
The step of forming the aluminum strand includes
Provided is a power transmission line manufacturing method including an aging process in which after the aluminum strand is drawn, heat treatment is performed on the aluminum strand at a temperature of 140 ° C. to 160 ° C. for 10 hours to 15 hours. Is done.
本発明によれば、従来の長径間送電線と比較して、電流容量特性を同等以上としつつ、引張強度特性を向上させた送電線および送電線の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, compared with the conventional long span transmission line, the manufacturing method of the transmission line and the transmission line which improved the tensile strength characteristic while making the current capacity characteristic equal or better are provided.
＜本発明の第１実施形態＞
（１）送電線の構造
本発明の一実施形態に係る送電線について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る送電線１０の軸方向と直交する断面図である。
<First Embodiment of the Present Invention>
(1) Structure of power transmission line A power transmission line according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the
本実施形態に係る送電線（架空送電線）１０は、海峡横断および河川横断などの長径間の横断で使用されるよう構成されている。本実施形態の送電線１０は、特にアルミニウム素線３００が所定の導電性および引張強さを有することにより、従来の長径間送電線の電流容量特性と同等以上の電流容量特性と、従来の長径間送電線の引張強度特性よりも大きい引張強度特性とを有している。また、本実施形態の鋼心部２００は、高強度と耐食性とを兼ね備えている。以下、詳細を説明する。
The power transmission line (overhead power transmission line) 10 according to the present embodiment is configured to be used for crossing between major axes such as strait crossings and river crossings. The
なお、以下において、送電線１０の「軸方向」とは送電線１０の長手方向をいい、送電線１０の「径方向」とは送電線１０の軸方向に垂直な方向、すなわち送電線１０の短手方向をいい、送電線１０の「周方向」とは送電線１０の外周に沿った方向のことをいう。
In the following, the “axial direction” of the
（鋼心部）
図１に示されているように、送電線１０の中心には、架線時に送電線１０の張力を負担するテンションメンバとして機能する鋼心部２００が設けられている。鋼心部２００は、軸方向に延在して設けられている。鋼心部２００は、複数の心線１００が撚り合わせられることにより構成されており、例えば、中心に設けられ１本の心線１００により構成される第１鋼心層２１０と、第１鋼心層２１０の外周を覆うように６本の心線１００が撚り合わされて設けられる第２鋼心層２２０と、第２鋼心層２２０の外周を覆うように１２本の心線１００が撚り合わされて設けられる第３鋼心層２３０と、を有している。
(Steel core)
As shown in FIG. 1, a
鋼心部２００のそれぞれの心線１００は、中心に鋼線部１２０を有している。鋼線部１２０は、例えば、鋼により構成されている。具体的には、鋼線部１２０は、０．７質量％以上０．９質量％以下の炭素（Ｃ）を含み、残部鉄（Ｆｅ）および不可避不純物からなっている。また、心線１００には、鋼線部１２０の外周を被覆するように、被覆部１４０が設けられている。本実施形態では、被覆部１４０は、マンガン（Ｍｎ）を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなっている。被覆部１４０がＭｎを含有することにより、Ａｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が形成され、腐食性の不可避不純物の介在粒子（Ｆｅ等）と結合する。これにより、腐食性の不可避不純物による腐食作用が打ち消され、鋼心部２００の耐食性を向上させることができる。
Each
被覆部１４０のＭｎの含有量は、例えば、０．３質量％以上１．０質量％以下である。被覆部１４０のＭｎの含有量が０．３質量％未満であると、Ａｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が充分に形成されない可能性がある。これに対して、被覆部１４０のＭｎの含有量が０．３質量％以上であることにより、Ａｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が形成され、鋼心部２００の耐食性を向上させる効果を発現させることができる。一方、被覆部１４０のＭｎの含有量が１．０質量％超であると、心線１００の加工が困難となるとともに、加工の際に心線１００の表面に微細な欠陥が生じ易くなる可能性がある。これに対して、被覆部１４０のＭｎの含有量が１．０質量％以下であることにより、心線１００を容易に加工することができる。
The Mn content of the covering
なお、心線１００の断面積に対する被覆部１４０の断面積の比率は、例えば、１３％以上である。
Note that the ratio of the cross-sectional area of the covering
本実施形態の心線１００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した引張強さは、従来の長径間送電線で用いられる特強亜鉛めっき鋼線の引張強さ（１７７０ＭＰａ）と同等以上となっており、例えば、１７７０ＭＰａ以上である。なお、心線１００の引張強さの上限値については、特に限定されないが、例えば、２０００ＭＰａ以下程度である。
In the
本実施形態の心線１００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した伸びは、例えば、１．５％以上である。心線１００の伸びが１．５％以上であることにより、送電線１０に着雪した場合などに、送電線１０が破断することを抑制することができる。なお、心線１００の伸びの上限値については、特に限定されないが、例えば、１０％以下である。
In the
本実施形態の心線１００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した導電率は、例えば、１１．５％ＩＡＣＳ以上である。なお、鋼線部を電気用アルミで被覆した場合の導電率は１４％ＩＡＣＳ以上である。本実施形態の心線１００の導電率の下限値（１１．５％ＩＡＣＳ）は、鋼線部を電気用アルミで被覆した場合の導電率の下限値（１４％ＩＡＣＳ）よりも低い。本実施形態のＡｌ−Ｍｎ系の被覆部１４０の導電率が、電気用アルミの導電率（６１％ＩＡＣＳ）よりも低いからである。なお、本実施形態の心線１００の導電率の下限値が鋼線部を電気用アルミで被覆した場合の導電率の下限値よりも低くなっているが、本実施形態の心線１００の導電率は、心線の導電率として実用上充分な値となっている。また、心線１００の被覆部１４０の厚さを調整すれば、本実施形態の心線１００の導電率を、鋼線部を電気用アルミで被覆した場合の導電率と同等とすることも可能である。一方、本実施形態の心線１００の導電率の上限値については、特に限定されないが、例えば、２０％ＩＡＣＳ以下である。
In the
以上のように、Ａｌ−Ｍｎ系の合金からなる被覆部１４０を有し、上記のような特性を有する心線１００を、「特強耐食アルミ覆鋼線（特強耐食ＡＣ線）」と呼ぶ。
As described above, the
本実施形態では、鋼心部２００の心線１００における被覆部１４０がＭｎを含有し、心線１００の耐食性が向上していることにより、鋼心部２００には、例えば防食用のグリスが充填（塗布）されていない。言い換えれば、鋼心部２００の心線１００は、グリスを介さずに互いに直接接している。
In the present embodiment, the
（外部撚線層）
鋼心部２００の外側には、複数のアルミニウム素線３００が撚り合わせられることにより外部撚線部４００が設けられている。外部撚線部４００は、送電時に主に電流を流す導体部分として構成されている。本実施形態では、外部撚線部４００は、例えば、鋼心部２００の外周を覆うように１８本のアルミニウム素線３００が撚り合わされて設けられる第１外部撚線層４１０と、第１外部撚線層４１０の外周を覆うように２４本のアルミニウム素線３００が撚り合わされて設けられる第２外部撚線層４２０と、を有している。また、本実施形態では、第１外部撚線層４１０および第２外部撚線層４２０の両方において、アルミニウム素線３００の断面は、円形となっている。
(External stranded wire layer)
On the outside of the
外部撚線部４００を構成する複数のアルミニウム素線３００のそれぞれは、例えば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金により構成されている。アルミニウム素線３００中のＭｇやＳｉが例えばＭｇ2Ｓｉとして析出することにより、アルミニウム素線３００の引張強さが向上する。
Each of the plurality of
アルミニウム素線３００のＭｇの含有量は、例えば、０．４質量％以上０．６質量％以下であり、アルミニウム素線３００のＳｉの含有量は、例えば、０．４質量％以上０．６質量％以下である。アルミニウム素線３００のＭｇの含有量が０．４質量％未満であり、Ｓｉの含有量が０．４質量％未満であると、Ｍｇ２Ｓｉが充分に析出されず、アルミニウム素線３００の引張強さを向上させる効果が発現しない可能性がある。これに対して、アルミニウム素線３００のＭｇの含有量が０．４質量％以上であり、Ｓｉの含有量が０．４質量％以上であることにより、所定量のＭｇ２Ｓｉを析出させ、アルミニウム素線３００の引張強さを向上させる効果を発現させることができる。一方、アルミニウム素線３００のＭｇの含有量が０．６質量％超であり、Ｓｉの含有量が０．６質量％超であると、Ｍｇ２Ｓｉの析出物のサイズが大きくなりすぎて、引張強さが低下する可能性がある。これに対して、アルミニウム素線３００のＭｇの含有量が０．６質量％以下であり、Ｓｉの含有量が０．６質量％以下であることにより、Ｍｇ２Ｓｉの析出物のサイズが大きくなりすぎることを抑制し、引張強さが低下することを抑制することができる。
The Mg content of the
本実施形態のアルミニウム素線３００は、製造工程のうち時効工程の処理条件を調整することにより、以下のような特性を有している。
The
本実施形態のアルミニウム素線３００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した引張強さは、従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の引張強さ（３２４ＭＰａ）より大きくなっており、好ましくは、例えば、３５０ＭＰａ以上である。なお、アルミニウム素線３００の引張強さの上限値については、特に限定されないが、例えば、３６５ＭＰａ以下である。
In the
本実施形態のアルミニウム素線３００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した伸びは、従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の伸び（３％）より大きくなっており、好ましくは、例えば、４％以上である。アルミニウム素線３００の伸びが３％超であることにより、送電線１０に着雪した場合などに、送電線１０が破断することを抑制することができる。なお、アルミニウム素線３００の伸びの上限値については、特に限定されないが、例えば、７％以下である。
In the
本実施形態のアルミニウム素線３００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した導電率は、従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の導電率（５４％ＩＡＣＳ）とほぼ同等となっており、例えば、５２％ＩＡＣＳ以上であり、好ましくは、例えば、５３％ＩＡＣＳ以上である。
In the
以上のように、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金からなり、上記のような特性を有するアルミニウム素線３００を、「特別強力イ号アルミ合金線」と呼ぶ。
As described above, the
本実施形態では、上述のように、鋼心部２００の心線１００における被覆部１４０がＭｎを含有し、心線１００の耐食性が向上していることにより、外部撚線部４００においても、防食用のグリスが充填（塗布）されていない。言い換えれば、外部撚線部４００のアルミニウム素線３００は、グリスを介さずに互いに直接接している。
In the present embodiment, as described above, the covering
（送電線の特性）
送電線１０の公称断面積（アルミニウム素線３００の合計断面積）は、例えば、４００ｍｍ２以上５００ｍｍ２以下であり、本実施形態では、例えば、４５０ｍｍ２である。また、送電線１０の外径（直径）は、例えば、２５ｍｍ以上６０ｍｍであり、本実施形態では、例えば、３３．３ｍｍである。
(Transmission line characteristics)
The nominal cross-sectional area of the power transmission line 10 (total cross-sectional area of the aluminum strand 300) is, for example, not less than 400 mm 2 and not more than 500 mm 2 , and is, for example, 450 mm 2 in this embodiment. Moreover, the outer diameter (diameter) of the
本実施形態において、上記のような構成を有する送電線１０は、以下のような特性を有している。
In the present embodiment, the
本実施形態の送電線１０において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した（最大）引張荷重は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の引張荷重（４５６．９ｋＮ）と同等以上となっており、例えば、４５０ｋＮ以上である。なお、送電線１０の引張荷重の上限値については、特に限定されないが、例えば、８５０ｋＮ以下である。
In the
本実施形態の送電線１０において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した単位長さ当たりの電気抵抗は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の電気抵抗（０．０７２６Ω／ｋｍ）以下となっており、例えば、０．０７Ω／ｋｍ以下である。本実施形態では、鋼心部２００の心線１００が亜鉛めっき鋼線ではなく、被覆部１４０がＡｌ合金からなる特強耐食アルミ覆鋼線であり、被覆部１４０にも送電時の電流が流れるため、本実施形態の送電線１０における電気抵抗は、従来の長径間送電線の電気抵抗以下となっている。なお、送電線１０の単位長さ当たりの電気抵抗の下限値については、特に限定されないが、例えば、０．０２Ω／ｋｍ以上である。
In the
本実施形態の送電線１０において、電流容量は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の電流容量と同等以上となっている。例えば、送電線１０の常時９０℃のときの電流容量は、９００Ａ以上であり、常時１００℃のときの電流容量は、１０００Ａ以上である。本実施形態では、上述のように、鋼心部２００の心線１００が亜鉛めっき鋼線ではなく、被覆部１４０がＡｌ合金からなる特強耐食アルミ覆鋼線であり、被覆部１４０にも送電時の電流が流れるため、本実施形態の送電線１０における電流容量は、従来の長径間送電線の電流容量と同等以上となっている。なお、送電線１０の常時９０℃のときの電流容量の上限値、常時１００℃のときの電流容量の上限値については、特に限定されないが、例えば、それぞれ、３０００Ａ以下、３５００Ａ以下である。
In the
（２）送電線の製造方法
次に、本実施形態に係る送電線１０の製造方法について説明する。
(2) Manufacturing method of power transmission line Next, the manufacturing method of the
（心線形成工程）
まず、以下のようにして、心線１００を形成する。
(Core forming process)
First, the
所定の純度を有するアルミニウム地金に、所定の含有量でＭｎを添加したアルミニウム合金の溶湯を鋳造して、鋳塊（鋳造材）を形成する。次に、鋳塊を熱間圧延することにより、所定のアルミニウム合金からなる荒引き線（熱間圧延材）を形成する。次に、熱間押出法によって、荒引き線を用いて、鋼からなる鋼線部１２０にアルミニウム合金を被覆することにより、複合線材を形成する。得られた複合線材を単頭伸線機によって冷間伸線することにより、所定の直径を有し鋼線部１２０および被覆部１４０を有する心線１００（アルミ覆鋼線）を形成する。
An ingot (cast material) is formed by casting a molten aluminum alloy in which Mn is added at a predetermined content to an aluminum ingot having a predetermined purity. Next, the ingot is hot-rolled to form a roughing wire (hot-rolled material) made of a predetermined aluminum alloy. Next, a composite wire is formed by coating the
（アルミニウム素線形成工程）
また、以下のようにして、アルミニウム素線３００を形成する。
(Aluminum wire forming process)
Moreover, the
所定の純度を有するアルミニウム地金に、所定の含有量でＭｇおよびＳｉを添加したアルミニウム合金の溶湯を鋳造して、鋳塊（鋳造材）を形成する。次に、鋳塊を熱間圧延することにより、所定のアルミニウム合金からなる荒引き線（熱間圧延材）を形成する。次に、荒引き線に対して、４００℃以上６００℃以下（例えば５００℃）の温度で１時間以上１０時間以下の条件で加熱を行った後、水冷による溶体化処理を施す。これにより、ＭｇおよびＳｉなどの添加物をＡｌ結晶中に充分に固溶させる。次に、荒引き線を単頭伸線機によって冷間伸線することにより、所定の直径を有するアルミニウム素線３００を形成する。
An ingot (cast material) is formed by casting a molten aluminum alloy in which Mg and Si are added at a predetermined content to an aluminum ingot having a predetermined purity. Next, the ingot is hot-rolled to form a roughing wire (hot-rolled material) made of a predetermined aluminum alloy. Next, the rough drawn wire is heated at a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. (for example, 500 ° C.) for 1 hour to 10 hours, and then subjected to a solution treatment by water cooling. Thereby, additives such as Mg and Si are sufficiently dissolved in the Al crystal. Next, the
次に、伸線したアルミニウム素線３００に対して、１４０℃以上１６０℃以下の温度で１０時間以上１５時間以下の条件で熱処理（時効処理）を行う（時効工程）。従来では、時効工程の温度が１６０℃以上１８０℃以下であり、時効工程の時間が１時間以上１０時間以下であったのに対して、本実施形態では、時効工程の温度が低く、時効工程の時間が長い。低い温度で長い時間をかけて時効工程を行うことにより、アルミニウム素線３００の導電率を向上させることができるとともに、過度にＭｇ２Ｓｉが析出することを抑制し、引張強さが低下することを抑制することができる。
Next, heat treatment (aging treatment) is performed on the drawn
詳細には、時効工程の温度に対して、アルミニウム素線３００の引張強さは上に凸の関係を示し、アルミニウム素線３００の導電率は単調増加を示す。時効工程の温度を１４０℃未満とすると、アルミニウム素線中でＭｇ２Ｓｉの析出が起こり難く、アルミニウム素線の引張強さが充分に向上しない可能性がある。また、アルミニウム素線の導電率が充分に向上しない可能性がある。これに対して、時効工程の温度を１４０℃以上とすることにより、アルミニウム素線３００が、Ｍｇ２Ｓｉが析出した状態で硬化し、アルミニウム素線３００の引張強さを向上させる効果を発現させることができる。また、アルミニウム素線３００の導電率を所定値以上に向上させることができる。一方、時効工程の温度を１６０℃超とすると、アルミニウム素線の導電率は向上するものの、Ｍｇ２Ｓｉの析出が短時間で進行し、アルミニウム素線がオーバーエージングされてしまい、アルミニウム素線の引張強さが低下してしまう可能性がある。これに対して、時効工程の温度を１６０℃以下とすることにより、アルミニウム素線３００の導電率を所定値まで向上させつつ、Ｍｇ２Ｓｉを徐々に析出させてアルミニウム素線３００を硬化することにより、アルミニウム素線３００の引張強さを安定的に向上させることができる。
Specifically, the tensile strength of the
また、時効工程の時間を１０時間未満とすると、Ｍｇ２Ｓｉの析出が不十分となり、アルミニウム素線の引張強さが充分に向上しない可能性がある。また、アルミニウム素線の導電率が充分に向上しない可能性がある。これに対して、時効工程の時間を１０時間以上とすることにより、所定量のＭｇ２Ｓｉを析出させて、アルミニウム素線３００の引張強さを向上させる効果を発現させることができる。また、アルミニウム素線３００の導電率を所定値以上に向上させることができる。一方、時効工程の時間を１５時間超とすると、アルミニウム素線の導電率は向上するものの、Ｍｇ２Ｓｉが過度に凝集され、アルミニウム素線がオーバーエージングされてしまう可能性がある。これに対して、時効工程の時間を１５時間以下とすることにより、アルミニウム素線３００の導電率を所定値まで向上させつつ、Ｍｇ２Ｓｉが過度に凝集されることを抑制し、アルミニウム素線がオーバーエージングされてしまうことを抑制することができる。
Further, when the time of aging process is less than 10 hours, Mg 2 Si precipitation is insufficient, there is a possibility that the tensile strength of the aluminum element wire is not sufficiently improved. Moreover, there is a possibility that the electrical conductivity of the aluminum strand is not sufficiently improved. On the other hand, by setting the aging process time to 10 hours or more, a predetermined amount of Mg 2 Si can be precipitated, and the effect of improving the tensile strength of the
（鋼心部形成工程）
送出機によって第１鋼心層２１０となる１本の心線１００を送り出しながら、撚り線機によって第１鋼心層２１０の外周を覆うように６本の心線１００を撚り合わせることにより、第２鋼心層２２０を形成する。次に、撚り線機によって第２鋼心層２２０の外周を覆うように１２本の心線１００を撚り合わせることにより、第３鋼心層２３０を形成する。これにより、鋼心部２００を形成する。
(Steel core forming process)
By twisting the six
（外部撚線部形成工程）
次に、撚り線機によって鋼心部２００の外周を覆うように１８本のアルミニウム素線３００を撚り合わせることにより、第１外部撚線層４１０を形成する。次に、撚り線機によって第１外部撚線層４１０の外周を覆うように２４本のアルミニウム素線３００を撚り合わせることにより、第２外部撚線層４２０を形成する。これにより、鋼心部２００の外側に外部撚線部４００を形成する。
(External stranded wire forming step)
Next, the
以上により、本実施形態に係る送電線１０が製造される。
As described above, the
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
（ａ）本実施形態によれば、ＭｇおよびＳｉを含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム素線３００において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した導電率は、従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の導電率（５４％ＩＡＣＳ）とほぼ同等となっており、例えば、５２％ＩＡＣＳ以上である。また、当該アルミニウム素線３００におけるＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した引張強さは、従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の引張強さ（３２４ＭＰａ）より大きくなっており、好ましくは、例えば、３５０ＭＰａ以上である。ところで、アルミニウム素線３００の導電率および引張強さはトレードオフの関係にあり、これまでアルミニウム素線３００の導電率および引張強さを両立して向上させることは困難とされていた。しかしながら、本発明者等の鋭意検討により、上記のように導電率および引張強さを両立して向上させたアルミニウム素線３００が初めて実現された。上記のように、アルミニウム素線３００の導電率が５２％ＩＡＣＳ以上であることにより、本実施形態の送電線１０の（単位長さ当たりの）電気抵抗を従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の電気抵抗と同等以下とすることができ、送電線１０の電流容量を従来の長径間送電線の電気容量と同等以上とすることができる。また、アルミニウム素線３００の引張強さが３２４ＭＰａ超であることにより、本実施形態の送電線１０の（最大）引張荷重を従来の長径間送電線の引張荷重と同等以上とすることができる。
(A) According to the present embodiment, in the
（ｂ）本実施形態によれば、上記の特性を有する送電線１０は、アルミニウム素線３００を形成する工程の条件を調整することにより実現することができる。例えば、アルミニウム素線３００を形成する工程は、アルミニウム素線３００を伸線した後に、アルミニウム素線３００に対して、１４０℃以上１６０℃以下の温度で１０時間以上１５時間以下の条件で時効処理（熱処理）を行う。これにより、現有設備で製造が可能なイ号アルミ合金の技術で、アルミニウム素線３００の導電率を維持しつつ、アルミニウム素線３００の引張強さを向上させることができる。その結果、従来の長径間送電線と比較して、電流容量特性を同等以上としつつ、引張強度特性を向上させた送電線１０を提供することができる。
(B) According to the present embodiment, the
（ｃ）本実施形態によれば、鋼心部２００の心線１００における被覆部１４０は、Ｍｎを含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなっている。被覆部１４０がＭｎを含有することにより、Ａｌ−Ｍｎ系の金属間化合物が形成され、腐食性の不可避不純物の介在粒子（Ｆｅ等）と結合する。これにより、鋼心部２００の耐食性を向上させることができる。
(C) According to this embodiment, the
（ｄ）本実施形態によれば、鋼心部２００の心線１００における被覆部１４０がＭｎを含有し、心線１００の耐食性が向上していることにより、鋼心部２００には、例えば防食用のグリスが充填（塗布）されていない。これにより、グリスの油分消失を起因として、送電線１０の耐食性が低下することを抑制することができる。
(D) According to the present embodiment, the covering
ここで、参考までに、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）のように、鋼心部および外部撚線部において防食用のグリスが充填（塗布）されている場合について説明する。グリスの油分は、グリス表面に遮水性の被膜を形成し、ＮａＣｌなどを含んだ電解質溶液がグリス内に浸透することを抑制する効果を有している。しかしながら、従来の長径間送電線では、海峡付近などで長年に亘って、グリスを塗布した送電線を使用すると、グリスの油分が消失し、油分消失後の送電線内部に、電解質溶液が浸透する可能性がある。このため、送電線の耐食性（特に鋼心部と接触するアルミニウム素線の耐食性）を保持することができなくなる可能性がある。これに対して、本実施形態によれば、鋼心部２００にはグリスが塗布されておらず、鋼心部２００の耐食性は、各々の心線１００に設けられたＭｎを含む被覆部１４０によって維持される。これにより、グリスの油分消失を起因として、送電線１０の耐食性が低下することを抑制することができる。
Here, for reference, a case will be described in which the anticorrosion grease is filled (applied) in the steel core portion and the external twisted wire portion as in a conventional long-diameter transmission line (SI33ACSR / EST). The oil component of grease forms a water-impervious film on the surface of the grease, and has an effect of inhibiting the electrolyte solution containing NaCl or the like from penetrating into the grease. However, in the conventional long-span transmission line, when the transmission line coated with grease is used for many years in the vicinity of the strait, the oil content of the grease disappears, and the electrolyte solution penetrates into the transmission line after the oil content disappears. there is a possibility. For this reason, there is a possibility that the corrosion resistance of the transmission line (particularly the corrosion resistance of the aluminum element wire contacting the steel core) cannot be maintained. On the other hand, according to the present embodiment, no grease is applied to the
＜本発明の第２実施形態＞
図２を用い、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る送電線の軸方向と直交する断面図である。
<Second Embodiment of the Present Invention>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the power transmission line according to the present embodiment.
本実施形態は、第１外部撚線層の構成が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態と異なる要素についてのみ説明し、第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。 This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the first external stranded wire layer. Hereinafter, only elements different from those of the first embodiment will be described, and elements substantially the same as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
（１）送電線の構造
（外部撚線部）
図２に示されているように、本実施形態の送電線１２では、外部撚線部４０２は、鋼心部２００の外側に１６本の第１アルミニウム素線３１０が撚り合わされて設けられる第１外部撚線層４１２と、第１外部撚線層４１２の外側に２４本の第２アルミニウム素線３２０が撚り合わされて設けられる第２外部撚線層４２０と、を有している。
(1) Transmission line structure (external stranded wire)
As shown in FIG. 2, in the
第１外部撚線層４１２では、第１アルミニウム素線３１０のそれぞれの断面は、例えば扇形となっている。第１アルミニウム素線３１０のそれぞれは、径方向に沿った側面を有している。第１アルミニウム素線３１０は、互いに側面で接し（面接触し）、周方向に並んで設けられている。これにより、第１外部撚線層４１２において、第１アルミニウム素線３１０が密に充填されている。
In the first external stranded
なお、第２外部撚線層４２０では、第２アルミニウム素線３２０の断面は、円形となっている。
In the second external stranded
（送電線の特性）
本実施形態の送電線１２の公称断面積は、例えば、４００ｍｍ２以上５００ｍｍ２以下であり、本実施形態では、例えば、４６０ｍｍ２である。なお、本実施形態の送電線１２の外径は、第１実施形態の送電線１０と等しく、例えば、３３．３ｍｍである。
(Transmission line characteristics)
Nominal cross-sectional area of the
本実施形態の送電線１２において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した（最大）引張荷重は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の引張荷重（４５６．９ｋＮ）と同等となっており、例えば、４５０ｋＮ以上である。なお、送電線１２の引張荷重の上限値については、特に限定されないが、例えば、８５０ｋＮ以下である。
In the
本実施形態の送電線１２において、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠した単位長さ当たりの電気抵抗は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の電気抵抗（０．０７２６Ω／ｋｍ）以下となっている。また、本実施形態の送電線１２の電気抵抗は、第１実施形態の送電線１０の電気抵抗よりも低い。本実施形態の送電線１２の電気抵抗は、例えば、０．０７Ω／ｋｍ以下である。なお、送電線１２の単位長さ当たりの電気抵抗の下限値については、特に限定されないが、例えば、０．０２Ω／ｋｍ以上である。
In the
本実施形態の送電線１２において、電流容量は、従来の長径間送電線（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）の電流容量と同等以上となっている。また、本実施形態の送電線１２の電流容量は、第１実施形態の送電線１０の電流容量よりも大きい。例えば、送電線１２の常時９０℃のときの電流容量は、９００Ａ以上であり、常時１００℃のときの電流容量は、１０００Ａ以上である。なお、送電線１２の常時９０℃のときの電流容量の上限値、常時１００℃のときの電流容量の上限値については、特に限定されないが、例えば、それぞれ、３０００Ａ以下、３５００Ａ以下である。
In the
（２）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、第１アルミニウム素線３１０のそれぞれは、径方向に沿った側面を有している。第１アルミニウム素線３１０は、互いに側面で接している（面接触している）。第１外部撚線層４１２において、第１アルミニウム素線３１０が密に充填されている。これにより、第１外部撚線層４１２の断面積における第１アルミニウム素線３１０の断面積の占める割合を増やすことができる。したがって、本実施形態の送電線１２の引張荷重を、断面が円形であるアルミニウム素線３００により構成された第１実施形態の送電線１０の引張荷重よりも大きくすることができる。また、本実施形態の送電線１２の電気容量を、断面が円形であるアルミニウム素線３００により構成された第１実施形態の送電線１０の電気容量よりも大きくすることができる。
(2) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, each of the
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment and modification of this invention were described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment and modification, and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
上述の実施形態では、鋼心部が例えば３層の鋼心層を有する場合について説明したが、鋼心部は、１〜２層の鋼心層、または４層以上の鋼心層を有していてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the steel core portion has, for example, three steel core layers has been described. However, the steel core portion has one or two steel core layers, or four or more steel core layers. It may be.
また、上述の実施形態では、外部撚線部が例えば２層の外部撚線層を有する場合について説明したが、外部撚線部が例えば３層以上の外部撚線層を有していてもよい。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where an external twisted wire part has a 2 layer external twisted wire layer, the external twisted wire part may have an external twisted wire layer of 3 layers or more, for example. .
（１）アルミニウム素線および心線の製造と性能評価
（実施例１の心線）
以下の表１に示されているように、実施例１の送電線サンプルの鋼心部に用いられる心線（特強耐食アルミ覆鋼線）を製造した。具体的には、０．３質量％以上１．０質量％以下のＭｎを添加したアルミニウム合金の溶湯を鋳造して、鋳塊（鋳造材）を形成した。次に、鋳塊を熱間圧延することにより、所定のアルミニウム合金からなる荒引き線を形成した。次に、熱間押出法によって、荒引き線を用いて、鋼からなる鋼線部にアルミニウム合金を被覆することにより、複合線材を形成した。得られた複合線材を単頭伸線機によって冷間伸線し、直径３．７ｍｍの心線を得た。
(1) Manufacture and performance evaluation of aluminum strand and core (core of Example 1)
As shown in Table 1 below, a core wire (strength corrosion-resistant aluminum covered steel wire) used for the steel core portion of the transmission line sample of Example 1 was manufactured. Specifically, an ingot (cast material) was formed by casting a molten aluminum alloy to which 0.3% by mass or more and 1.0% by mass or less of Mn was added. Next, the ingot was hot rolled to form a roughing wire made of a predetermined aluminum alloy. Next, a composite wire was formed by coating a steel wire portion made of steel with an aluminum alloy using a rough drawn wire by a hot extrusion method. The obtained composite wire was cold-drawn with a single-head wire drawing machine to obtain a core wire having a diameter of 3.7 mm.
製造した心線のうち、１０本の心線に対して、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して、線径、引張荷重、引張強さ、伸び、電気抵抗、質量、導電率を計測した。また、当該心線の外観について評価した。また、被覆部の厚さを拡大投影機により計測した。 Among the manufactured core wires, the wire diameter, tensile load, tensile strength, elongation, electrical resistance, mass, and conductivity were measured for 10 core wires in accordance with JIS C3002. Further, the appearance of the core wire was evaluated. Moreover, the thickness of the coating part was measured with the magnifier.
また、心線の片端を固定し、他端を捻回させ、心線が破断するときのねじり回数を求めた。これにより、心線の靭性を確認した。また、心線の直径の５倍の直径を有する円筒に心線を８回巻き付け、心線の被覆部が剥がれないかを確認した。また、心線の直径と同一の直径を有する円筒に８回巻き付けた後、巻き戻した。これにより、心線の靭性を確認した。 Moreover, one end of the core wire was fixed, the other end was twisted, and the number of twists when the core wire was broken was determined. Thereby, the toughness of the core wire was confirmed. Further, the core wire was wound eight times on a cylinder having a diameter five times the diameter of the core wire, and it was confirmed whether the covering portion of the core wire was not peeled off. Moreover, it wound around the cylinder which has the same diameter as the diameter of a core wire 8 times, and then rewound. Thereby, the toughness of the core wire was confirmed.
その結果、実施例１の心線において、引張強さが１７７０ＭＰａ以上であり、伸びが１．５％以上であり、導電率が１１．５％以上であることを確認した。つまり、実施例１の心線の引張強さは、従来の長径間送電線で用いられる特強亜鉛めっき鋼線の引張強さ（１７７０ＭＰａ）と同等となっていることを確認した。また、実施例１の心線の外観は良好であることを確認した。また、実施例１の心線の靭性も良好であることを確認した。また、実施例１の心線において被覆部の剥がれがないことを確認した。 As a result, it was confirmed that the core wire of Example 1 had a tensile strength of 1770 MPa or more, an elongation of 1.5% or more, and a conductivity of 11.5% or more. That is, it was confirmed that the tensile strength of the core wire of Example 1 was equivalent to the tensile strength (1770 MPa) of the special galvanized steel wire used in the conventional long span transmission line. Moreover, it confirmed that the external appearance of the core wire of Example 1 was favorable. It was also confirmed that the core wire of Example 1 had good toughness. Moreover, it was confirmed that there was no peeling of the covering portion in the core wire of Example 1.
（実施例１のアルミニウム素線）
以下の表２に示されているように、実施例１の送電線サンプルの外部撚線部に用いられるアルミニウム素線（特別強力イ号アルミ合金線）を製造した。具体的には、所定の純度を有するアルミニウム地金に、０．４質量％以上０．６質量％以下のＭｇと、０．４質量％以上０．６質量％以下のＳｉとを添加したアルミニウム合金の溶湯を鋳造して、鋳塊を形成した。次に、鋳塊を熱間圧延することにより、所定のアルミニウム合金からなる荒引き線を形成した。次に、荒引き線に対して５００℃の温度で１時間以上１０時間以下の条件で加熱を行った後、水冷による溶体化処理を施した。次に、荒引き線を単頭伸線機によって冷間伸線することにより、直径３．７ｍｍのアルミニウム素線を形成した。その後、伸線したアルミニウム素線に対して、１５０℃以下の温度で１０時間以上１５時間以下の条件で時効処理を行った。
(Aluminum wire of Example 1)
As shown in Table 2 below, an aluminum strand (special high strength aluminum alloy wire) used for the external stranded portion of the transmission line sample of Example 1 was manufactured. Specifically, aluminum in which 0.4 mass% to 0.6 mass% Mg and 0.4 mass% to 0.6 mass% Si are added to an aluminum ingot having a predetermined purity. The molten alloy was cast to form an ingot. Next, the ingot was hot rolled to form a roughing wire made of a predetermined aluminum alloy. Next, after heating at a temperature of 500 ° C. for 1 hour or more and 10 hours or less with respect to the rough drawing line, a solution treatment by water cooling was performed. Next, the rough drawn wire was cold-drawn by a single-head wire drawing machine to form an aluminum strand having a diameter of 3.7 mm. Thereafter, the drawn aluminum strand was subjected to an aging treatment at a temperature of 150 ° C. or lower for 10 hours to 15 hours.
製造したアルミニウム素線のうち、１０本のアルミニウム素線に対して、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して、線径、引張荷重、引張強さ、伸び、電気抵抗、質量、導電率を計測した。また、アルミニウム素線の外観について評価した。 Among the manufactured aluminum strands, the wire diameter, tensile load, tensile strength, elongation, electrical resistance, mass, and conductivity were measured for 10 aluminum strands in accordance with JIS C3002. Moreover, the external appearance of the aluminum strand was evaluated.
その結果、実施例１のアルミニウム素線において、引張強さの実測値が３５０ＭＰａ以上であり、伸びの実測値が４．０％以上であり、導電率の実測値が５３％以上であることを確認した。つまり、実施例１のアルミニウム素線において、引張強さは従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の引張強さ（３２４ＭＰａ）より大きくなっており、伸びは従来のＳＩ３３アルミ合金の伸び（３％）より大きくなっており、導電率は従来のＳＩ３３アルミ合金の導電率（５４％ＩＡＣＳ）とほぼ同等となっていることを確認した。また、実施例１のアルミニウム素線の外観は良好であることを確認した。 As a result, in the aluminum strand of Example 1, the measured value of tensile strength was 350 MPa or more, the measured value of elongation was 4.0% or more, and the measured value of conductivity was 53% or more. confirmed. That is, in the aluminum strand of Example 1, the tensile strength is larger than the tensile strength (324 MPa) of the SI33 aluminum alloy used in the conventional long-span transmission line, and the elongation is the elongation of the conventional SI33 aluminum alloy ( 3%), and the conductivity was confirmed to be almost equivalent to the conductivity of the conventional SI33 aluminum alloy (54% IACS). Moreover, it confirmed that the external appearance of the aluminum strand of Example 1 was favorable.
（実施例２の心線）
以下の表３に示されているように、実施例２の送電線サンプルの鋼心部に用いられる心線（耐食アルミ覆鋼線）を製造した。実施例２の心線では、線径が３．９ｍｍである点が、実施例１の心線と異なる。
(Core of Example 2)
As shown in Table 3 below, a core wire (corrosion-resistant aluminum-covered steel wire) used for the steel core portion of the transmission line sample of Example 2 was manufactured. The core wire of Example 2 differs from the core wire of Example 1 in that the wire diameter is 3.9 mm.
製造した心線のうち、１０本の心線に対して、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して、線径、引張荷重、引張強さ、伸び、電気抵抗、質量、導電率を計測した。また、当該心線の外観について評価した。また、被覆部の厚さを拡大投影機により計測した。また、実施例１と同様の方法により、心線の心線の靭性等を確認した。 Among the manufactured core wires, the wire diameter, tensile load, tensile strength, elongation, electrical resistance, mass, and conductivity were measured for 10 core wires in accordance with JIS C3002. Further, the appearance of the core wire was evaluated. Moreover, the thickness of the coating part was measured with the magnifier. Further, the toughness of the core wire was confirmed by the same method as in Example 1.
その結果、実施例２の心線において、引張強さが１５７０ＭＰａ以上であり、伸びが１．５％以上であり、導電率が１１．５％以上であることを確認した。つまり、実施例１の心線の引張強さは、従来の長径間送電線で用いられる特強亜鉛めっき鋼線の引張強さ（１７７０ＭＰａ）とほぼ同等となっていることを確認した。また、実施例２の心線の外観は良好であることを確認した。また、実施例２の心線の靭性も良好であることを確認した。また、実施例２の心線において被覆部の剥がれがないことを確認した。 As a result, it was confirmed that the core wire of Example 2 had a tensile strength of 1570 MPa or more, an elongation of 1.5% or more, and a conductivity of 11.5% or more. That is, it was confirmed that the tensile strength of the core wire of Example 1 was almost equal to the tensile strength (1770 MPa) of the special galvanized steel wire used in the conventional long span transmission line. Moreover, it confirmed that the external appearance of the core wire of Example 2 was favorable. Moreover, it was confirmed that the toughness of the core wire of Example 2 was also good. Moreover, it was confirmed that there was no peeling of the covering portion in the core wire of Example 2.
（実施例２のアルミニウム素線）
以下の表４に示されているように、実施例２の送電線サンプルの外部撚線部に用いられる（第２）アルミニウム素線（特別強力イ号アルミ合金線）を製造した。実施例２のアルミニウム素線では、線径が４．０ｍｍである点が、実施例１のアルミニウム素線と異なる。
(Aluminum wire of Example 2)
As shown in Table 4 below, a (second) aluminum strand (special strength Y aluminum alloy wire) used for the external twisted wire portion of the transmission line sample of Example 2 was manufactured. The aluminum strand of Example 2 differs from the aluminum strand of Example 1 in that the wire diameter is 4.0 mm.
製造したアルミニウム素線のうち、１０本のアルミニウム素線に対して、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して、線径、引張荷重、引張強さ、伸び、電気抵抗、質量、導電率を計測した。また、アルミニウム素線の外観について評価した。 Among the manufactured aluminum strands, the wire diameter, tensile load, tensile strength, elongation, electrical resistance, mass, and conductivity were measured for 10 aluminum strands in accordance with JIS C3002. Moreover, the external appearance of the aluminum strand was evaluated.
その結果、実施例２のアルミニウム素線において、引張強さの実測値が３５０ＭＰａ以上であり、伸びの実測値が４．０％以上であり、導電率の実測値が５３％以上であることを確認した。つまり、実施例２のアルミニウム素線において、引張強さは従来の長径間送電線で用いられるＳＩ３３アルミ合金の引張強さ（３２４ＭＰａ）より大きくなっており、伸びは従来のＳＩ３３アルミ合金の伸び（３％）より大きくなっており、導電率は従来のＳＩ３３アルミ合金の導電率（５４％ＩＡＣＳ）とほぼ同等となっていることを確認した。また、実施例２のアルミニウム素線の外観は良好であることを確認した。 As a result, in the aluminum strand of Example 2, the measured value of tensile strength was 350 MPa or more, the measured value of elongation was 4.0% or more, and the measured value of conductivity was 53% or more. confirmed. That is, in the aluminum strand of Example 2, the tensile strength is larger than the tensile strength (324 MPa) of the SI33 aluminum alloy used in the conventional long span transmission line, and the elongation is the elongation of the conventional SI33 aluminum alloy ( 3%), and the conductivity was confirmed to be almost equivalent to the conductivity of the conventional SI33 aluminum alloy (54% IACS). Moreover, it confirmed that the external appearance of the aluminum strand of Example 2 was favorable.
（２）送電線サンプルの製造および性能評価
以下の表５に示されているように、第１実施形態に相当する実施例１の送電線サンプルを製造した。具体的には、上記した実施例１の心線を１９本の撚り合わせることにより、鋼心部を形成した。次に、鋼心部の外周を覆うように実施例１のアルミニウム素線を４２本撚り合わせることにより、外部撚線部を形成した。なお、鋼心部および外部撚線部にはグリスを塗布しなかった。このようにして、実施例１の送電線サンプルを製造した。
(2) Production of Transmission Line Sample and Performance Evaluation As shown in Table 5 below, the transmission line sample of Example 1 corresponding to the first embodiment was produced. Specifically, the steel core portion was formed by twisting 19 core wires of Example 1 described above. Next, 42 external strands of Example 1 were twisted together so as to cover the outer periphery of the steel core, thereby forming an external stranded portion. In addition, grease was not apply | coated to the steel core part and the external twisted wire part. In this way, the transmission line sample of Example 1 was manufactured.
また、以下の表５に示されているように、第２実施形態に相当する実施例２の送電線サンプルを製造した。具体的には、上記した実施例２の心線を１９本の撚り合わせることにより、鋼心部を形成した。次に、鋼心部の外周を覆うように断面が扇形の第１アルミニウム素線を１６本撚り合わせることにより、第１外部撚線層を形成し、第１外部撚線層の外周を覆うように実施例２の第２アルミニウム素線を２４本撚り合わせることにより、第２外部撚線層を形成した。なお、鋼心部および外部撚線部にはグリスを塗布しなかった。このようにして、実施例２の送電線サンプルを製造した。 Moreover, as shown in Table 5 below, a transmission line sample of Example 2 corresponding to the second embodiment was manufactured. Specifically, the steel core portion was formed by twisting 19 core wires of Example 2 described above. Next, 16 first aluminum strands having a fan-shaped cross section are twisted so as to cover the outer periphery of the steel core, thereby forming a first external stranded wire layer and covering the outer periphery of the first external stranded wire layer. A second external stranded wire layer was formed by twisting 24 second aluminum strands of Example 2 together. In addition, grease was not apply | coated to the steel core part and the external twisted wire part. In this way, the transmission line sample of Example 2 was manufactured.
また、表５および図３に、従来の長径間送電線サンプルとして、比較例の送電線サンプル（ＳＩ３３ＡＣＳＲ／ＥＳＴ）を示す。
なお、図３は、比較例に係る送電線の軸方向と直交する断面図である。
図３に示されているように、比較例の送電線サンプルは、例えば以下のようにして製造する。特強亜鉛めっき鋼線からなる心線９１０を１９本撚り合わせることにより、鋼心部９２０を形成する。次に、ＳＩ３３アルミ合金からなるアルミニウム素線９３０を４２本撚り合わせることにより、外部撚線部９４０を形成する。なお、鋼心部および外部撚線部にはグリスを塗布する。以下の表５では、このようにして製造された比較例の送電線サンプルを例示している。
Moreover, in Table 5 and FIG. 3, the transmission line sample (SI33ACSR / EST) of a comparative example is shown as a conventional long span transmission line sample.
In addition, FIG. 3 is sectional drawing orthogonal to the axial direction of the power transmission line which concerns on a comparative example.
As shown in FIG. 3, the transmission line sample of the comparative example is manufactured as follows, for example. A
製造した実施例１の送電線サンプル、実施例２の送電線サンプル、および比較例の送電線サンプルに対して、質量、弾性係数、線膨張係数、電気抵抗、電気容量、引張荷重を計測した。
なお、質量は、電子天秤で測定した。
また、弾性係数は、以下の方法により計測した。引張試験機に各送電線サンプルを装着後、引張荷重規格値の６０％まで荷重を印加し、その後、０ｋＮまで除荷する。荷重上昇または下降時の送電線サンプルの伸びをダイヤルゲージで測定する。これにより、弾性係数が求められる。なお、送電線サンプルの伸びを測定するときの送電線サンプルの長さは約２ｍとする。
また、線膨張係数は、以下の方法により計測した。送電線サンプルに規格値の２０％の荷重を印加した状態で、通電により送電線サンプルの温度を上昇させる。送電線サンプルの温度上昇時の送電線サンプルの伸びをダイヤルゲージで測定する。これにより、線膨張係数が求められる。なお、送電線サンプルの伸びを測定するときの送電線サンプルの長さは約２ｍとする。
また、電気抵抗は、４端子ダブルブリッジ法で測定した。
また、電流容量は、ＣＩＧＲＥ（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｎａｌｅ ｄｅｓ Ｇｒａｎｄｓ Ｒｅｓｅａｕｘ Ｅｌｅｃｔｒｉｑｕｅｓ ａ Ｈａｕｔｅ）における式で計算した。なお、ＣＩＧＲＥにおける電流容量を求める式は、電気学会技術報告論文Ｎｏ．６６０「架空送電線の電流容量」に記載されている。
また、ＪＩＳ Ｃ３００２に準拠して、引張荷重を計測した。具体的には、送電線サンプルの両端を引張試験機に把持し、片側の把持ヘッドを油圧で移動させることにより、送電線サンプルに荷重を印加する。そして、送電線サンプルが破断するまで引っ張る。送電線サンプルが破断した時の荷重を引張荷重として求める。
Mass, elastic modulus, coefficient of linear expansion, electric resistance, electric capacity, and tensile load were measured for the manufactured transmission line sample of Example 1, the transmission line sample of Example 2, and the transmission line sample of Comparative Example.
The mass was measured with an electronic balance.
The elastic modulus was measured by the following method. After each transmission line sample is attached to the tensile tester, a load is applied to 60% of the tensile load standard value, and then the load is unloaded to 0 kN. Measure the elongation of the transmission line sample when the load increases or decreases with a dial gauge. Thereby, an elastic modulus is calculated | required. The length of the transmission line sample when measuring the elongation of the transmission line sample is about 2 m.
The linear expansion coefficient was measured by the following method. With the load of 20% of the standard value applied to the transmission line sample, the temperature of the transmission line sample is raised by energization. The elongation of the transmission line sample when the temperature of the transmission line sample rises is measured with a dial gauge. Thereby, a linear expansion coefficient is calculated | required. The length of the transmission line sample when measuring the elongation of the transmission line sample is about 2 m.
Moreover, the electrical resistance was measured by a 4-terminal double bridge method.
Further, the current capacity was calculated by an equation in CIGRE (Conference International des Grands Research Electrics a Haute). The equation for determining the current capacity in CIGRE is the IEEJ Technical Report No. 660 “Current capacity of overhead transmission line”.
Moreover, the tensile load was measured based on JIS C3002. Specifically, both ends of the transmission line sample are gripped by a tensile tester, and a load is applied to the transmission line sample by moving one gripping head hydraulically. Then, pull until the transmission line sample breaks. The load when the transmission line sample breaks is determined as the tensile load.
その結果、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルのそれぞれにおいて、電気抵抗が０．０７Ω／ｋｍ以下となっており、比較例の送電線サンプルの電気抵抗（０．０７２６Ω／ｋｍ）以下となっていることを確認した。 As a result, in each of the transmission line sample of Example 1 and the transmission line sample of Example 2, the electrical resistance was 0.07 Ω / km or less, and the electrical resistance of the comparative transmission line sample (0.0726 Ω / km). km) or less.
また、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルのそれぞれにおいて、常時９０℃のときの電流容量が９００Ａ以上となっており、また常時１００℃のときの電流容量が１０００Ａ以上となっていることを確認した。つまり、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルのそれぞれにおける電気容量が、比較例の送電線サンプルの電流容量と同等以上となっていることを確認した。 Moreover, in each of the transmission line sample of Example 1 and the transmission line sample of Example 2, the current capacity at 90 ° C. is always 900 A or more, and the current capacity at 100 ° C. is always 1000 A or more. It was confirmed that That is, it was confirmed that the electric capacity in each of the power transmission line sample of Example 1 and the power transmission line sample of Example 2 was equal to or greater than the current capacity of the power transmission line sample of the comparative example.
また、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルのそれぞれにおいて、引張荷重が４５０ｋＮ以上となっており、比較例の送電線サンプルの引張荷重と同等となっていることを確認した。なお、実施例２の送電線サンプルにおける心線の引張強さが比較例の送電線サンプルにおける心線の引張強さよりも小さいものの、実施例２の送電線サンプルにおけるアルミニウム素線の引張強さが比較例の送電線サンプルにおけるアルミニウム素線の引張強さよりも大きいことにより、実施例２の送電線サンプルの引張荷重を比較例の送電線サンプルの引張荷重と同等とすることが可能となっていることを確認した。 Moreover, in each of the transmission line sample of Example 1 and the transmission line sample of Example 2, it was confirmed that the tensile load was 450 kN or more, which was equivalent to the tensile load of the transmission line sample of the comparative example. . In addition, although the tensile strength of the core wire in the transmission line sample of Example 2 is smaller than the tensile strength of the core wire in the transmission line sample of the comparative example, the tensile strength of the aluminum strand in the transmission line sample of Example 2 is By being larger than the tensile strength of the aluminum strand in the power transmission line sample of the comparative example, the tensile load of the power transmission line sample of Example 2 can be made equal to the tensile load of the power transmission line sample of the comparative example. It was confirmed.
（３）弛度
以下の表６に示されているように、上記した実施例１の送電線サンプル、実施例２の送電線サンプル、および比較例の送電線サンプルに対して、径間長を９９８ｍとし、最大使用張力を１３２．４ｋＮとして、連続許容温度９０℃のとき、および短時間許容温度１００℃のときのそれぞれにおいて、送電線サンプルの弛度を算定した。
(3) Slackness As shown in Table 6 below, the span length is set for the transmission line sample of Example 1, the transmission line sample of Example 2, and the transmission line sample of Comparative Example. The sag of the transmission line sample was calculated at a continuous allowable temperature of 90 ° C. and a short-time allowable temperature of 100 ° C., assuming that the maximum working tension was 132.4 kN.
その結果、実施例１の送電線サンプルにおける１００℃のときの弛度は、比較例の送電線サンプルにおける弛度よりも１．７ｍ小さかった。また、実施例２の送電線サンプルにおける１００℃のときの弛度は、比較例の送電線サンプルにおける弛度よりも０．４ｍ小さかった。したがって、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルでは、比較例の送電線サンプルよりも弛度を低減できることを確認した。 As a result, the sag of the power transmission line sample of Example 1 at 100 ° C. was 1.7 m smaller than the sag of the power transmission line sample of the comparative example. Further, the sag of the power transmission line sample of Example 2 at 100 ° C. was 0.4 m smaller than the sag of the power transmission line sample of the comparative example. Therefore, it was confirmed that the power transmission line sample of Example 1 and the power transmission line sample of Example 2 can reduce the sag compared to the power transmission line sample of the comparative example.
（４）腐食加速試験
以下の表７に示されているように、上記した実施例１の送電線サンプル、および実施例２の送電線サンプルに対して、腐食加速試験を行った。腐食加速試験では、腐食溶液を送電線サンプルの表面にスプレー塗布し、送電線サンプルに電流を流すことで送電線サンプルを加熱させた。腐食溶液は、海塩および酸性雨を想定し、ＮａＣｌおよびＨ２ＳＯ４の溶液とし、腐食溶液のｐＨは５とした。また、送電線サンプルの温度は、９０℃に維持した。腐食加速試験の期間は４．５ヶ月とした。
(4) Corrosion acceleration test As shown in Table 7 below, a corrosion acceleration test was performed on the above-described transmission line sample of Example 1 and the transmission line sample of Example 2. In the accelerated corrosion test, the transmission solution sample was heated by spraying the corrosion solution onto the surface of the transmission line sample and passing a current through the transmission line sample. Assuming sea salt and acid rain as the corrosive solution, a solution of NaCl and H 2 SO 4 was used , and the pH of the corrosive solution was set to 5. The temperature of the transmission line sample was maintained at 90 ° C. The period of the accelerated corrosion test was 4.5 months.
ここで、電気学会技術報告２００４年６月第９６８号「架空送電線の電線腐食現象」ｐ．１３に記載された一般環境下でのアルミ腐食速度を、表８に示す。表８に示されているように、海洋雰囲気におけるアルミの腐食速度は４８μｍ／年である。したがって、海洋雰囲気における１０年での孔食深さは、４８０μｍとなる。 Here, the Institute of Electrical Engineers of Japan Technical Report No. 968 “Electric Corrosion Phenomenon of Overhead Transmission Lines” p. Table 8 shows the aluminum corrosion rate under the general environment described in No.13. As shown in Table 8, the corrosion rate of aluminum in the marine atmosphere is 48 μm / year. Therefore, the pitting corrosion depth in 10 years in the marine atmosphere is 480 μm.
これに対して、表７における腐食加速試験の期間（４．５ヶ月）は、海洋雰囲気の１０年以上に相当する。表７によれば、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルのそれぞれにおける各部の孔食深さは、海洋雰囲気の１０年の孔食深さ（４８０μｍ）以下であることを確認した。したがって、実施例１の送電線サンプルおよび実施例２の送電線サンプルでは、耐食性が良好であることを確認した。 On the other hand, the period (4.5 months) of the accelerated corrosion test in Table 7 corresponds to 10 years or more in the marine atmosphere. According to Table 7, the pitting corrosion depth of each part in each of the transmission line sample of Example 1 and the transmission line sample of Example 2 is less than or equal to the pitting corrosion depth (480 μm) of 10 years in the marine atmosphere. confirmed. Therefore, it was confirmed that the power transmission line sample of Example 1 and the power transmission line sample of Example 2 have good corrosion resistance.
以上の実施例１および実施例２のように、従来の長径間送電線（比較例）と比較して、電流容量特性を同等以上としつつ、引張強度特性および耐食性を向上させた送電線を提供することができることを確認した。 As in Example 1 and Example 2 above, a transmission line with improved tensile strength characteristics and corrosion resistance is provided while maintaining a current capacity characteristic equal to or greater than that of a conventional long span transmission line (comparative example) Confirmed that you can.
１０，１２ 送電線
１００ 心線
１２０ 鋼線部
１４０ 被覆部
２００ 鋼心部
２１０ 第１鋼心層
２２０ 第２鋼心層
２３０ 第３鋼心層
３００ アルミニウム素線
３１０ 第１アルミニウム素線
３２０ 第２アルミニウム素線
４００，４０２ 外部撚線部
４１０，４１２ 第１外部撚線層
４２０ 第２外部撚線層
10, 12
Claims (10)
前記鋼心部の外側に複数のアルミニウム素線が撚り合わされて設けられる外部撚線部と、
を有する送電線であって、
前記複数の心線のそれぞれは、
鋼線部と、
前記鋼線部の外周を被覆するように設けられ、０．３質量％以上１．０質量％以下のマンガンを含有し、残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、０．０８ｍｍ以上の厚さを有する被覆部と、
を有し、
前記心線の引張強さは、１５７０ＭＰａ以上であり、
前記複数のアルミニウム素線のそれぞれは、マグネシウムおよびシリコンを含有し、残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、
前記アルミニウム素線の導電率は、５２％ＩＡＣＳ以上であり、
前記アルミニウム素線の引張強さは、３２４ＭＰａ超であり、
前記送電線の電気抵抗は、０．０７Ω／ｋｍ以下であり、
前記送電線の引張荷重は、４５０ｋＮ以上である
送電線。 A steel core having a plurality of core wires ;
An external stranded portion provided by twisting a plurality of aluminum strands outside the steel core; and
The power transmission line to have a,
Each of the plurality of cores is
A steel wire part,
It is provided so as to cover the outer periphery of the steel wire part, contains 0.3% by mass or more and 1.0% by mass or less of manganese, the remainder is made of aluminum and inevitable impurities, and has a thickness of 0.08 mm or more. A covering part;
Have
The tensile strength of the core wire is 1570 MPa or more,
Each of the plurality of aluminum strands contains magnesium and silicon, the balance is made of aluminum and inevitable impurities,
The electrical conductivity of the aluminum strand is 52% IACS or higher,
The tensile strength of the aluminum strands, Ri 324MPa ultra-der,
The electric resistance of the power transmission line is 0.07 Ω / km or less,
The transmission line has a tensile load of 450 kN or more .
前記送電線の常時１００℃のときの電流容量は、１０００Ａ以上であるThe current capacity of the power transmission line at 100 ° C. is always 1000 A or more.
請求項１に記載の送電線。The power transmission line according to claim 1.
請求項１又は２に記載の送電線。The power transmission line according to claim 1 or 2.
請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電線。The power transmission line according to any one of claims 1 to 3.
請求項１〜４のいずれか１項に記載の送電線。The power transmission line according to any one of claims 1 to 4.
前記鋼心部の外側に複数の第１アルミニウム素線が撚り合わされて設けられる第１外部撚線層と、
前記第１外部撚線層の外側に複数の第２アルミニウム素線が撚り合わされて設けられる第２外部撚線層と、
を有し、
前記第１外部撚線層の前記複数の第１アルミニウム素線のそれぞれは、径方向に沿った側面を有し、
前記複数の第１アルミニウム素線は、周方向に互いに前記側面で接する請求項１〜７のいずれか１項に記載の送電線。 The external twisted wire part is
A first external stranded wire layer formed by twisting a plurality of first aluminum strands outside the steel core;
A second external stranded wire layer provided by twisting a plurality of second aluminum strands outside the first external stranded wire layer;
Have
Each of the plurality of first aluminum strands of the first external stranded wire layer has a side surface along a radial direction,
The power transmission line according to any one of claims 1 to 7 , wherein the plurality of first aluminum strands are in contact with each other on the side surface in a circumferential direction.
複数のアルミニウム素線を形成する工程と、Forming a plurality of aluminum strands;
前記複数の心線を有する鋼心部を形成する工程と、Forming a steel core portion having the plurality of core wires;
前記鋼心部の外側に前記複数のアルミニウム素線を撚り合わせ、外部撚線部を形成する工程と、Twisting the plurality of aluminum strands on the outside of the steel core, and forming an external stranded portion;
を有する送電線の製造方法であって、A method of manufacturing a transmission line having
前記複数の心線を形成する工程は、The step of forming the plurality of core wires includes:
鋼線部の外周を被覆するように、０．３質量％以上１．０質量％以下のマンガンを含有し、残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなり、０．０８ｍｍ以上の厚さを有する被覆部を形成する工程を有し、A covering portion containing 0.3% by mass or more and 1.0% by mass or less of manganese so as to cover the outer periphery of the steel wire portion, the balance being made of aluminum and inevitable impurities and having a thickness of 0.08 mm or more Having a process of forming,
該複数の心線を形成する工程では、In the step of forming the plurality of core wires,
前記心線の引張強さを、１５７０ＭＰａ以上とし、The tensile strength of the core wire is 1570 MPa or more,
前記複数のアルミニウム素線を形成する工程では、In the step of forming the plurality of aluminum strands,
マグネシウムおよびシリコンを含有し、残部がアルミニウムおよび不可避不純物からなる前記アルミニウム素線を形成し、Containing magnesium and silicon, forming the aluminum strand consisting of aluminum and inevitable impurities,
前記アルミニウム素線の導電率を、５２％ＩＡＣＳ以上とし、The electrical conductivity of the aluminum strand is 52% IACS or higher,
前記アルミニウム素線の引張強さを、３２４ＭＰａ超とし、The tensile strength of the aluminum strand is over 324 MPa,
前記送電線が製造されたときに、When the transmission line is manufactured,
前記送電線の電気抵抗を、０．０７Ω／ｋｍ以下とし、The electric resistance of the power transmission line is 0.07Ω / km or less,
前記送電線の引張荷重を、４５０ｋＮ以上とするThe tensile load of the power transmission line is 450 kN or more.
送電線の製造方法。A method of manufacturing a transmission line.
前記アルミニウム素線を伸線した後に、前記アルミニウム素線に対して、１４０℃以上１６０℃以下の温度で１０時間以上１５時間以下の条件で熱処理を行う時効工程を有する
請求項９に記載の送電線の製造方法。 Forming a pre-Symbol aluminum strands,
After drawing the aluminum strand, the aluminum strand is heat-treated at a temperature of 140 ° C. to 160 ° C. for 10 hours to 15 hours.
The manufacturing method of the power transmission line of Claim 9 .
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