JP6638904B2 - 圧縮形引留クランプの組立部品、送電線の引留構造、及び圧縮形引留クランプの施工方法 - Google Patents

圧縮形引留クランプの組立部品、送電線の引留構造、及び圧縮形引留クランプの施工方法 Download PDF

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Description

本発明は、圧縮形引留クランプの組立部品、送電線の引留構造、及び圧縮形引留クランプの施工方法に関する。特に、小型で、送電線の心線部を内部に収納する心線部圧縮部材を直接圧縮しても心線部が圧壊することなく高い抗張力が得られる圧縮形引留クランプの組立部品に関する。
架空送電線として、鋼線材を撚り合わせてなる鋼心の外周に複数のアルミニウム(Al)線が撚り合わされてなる鋼心アルミより線(ACSR:Aluminium Conductor Steel Reinforced)が用いられている。ACSRは、その端部を段剥ぎして露出させた鋼心を内部に収納して圧縮接続する鋼スリーブ(心線部圧縮部材)と、鋼スリーブ及びAl線を内部に収納して圧縮接続するAlスリーブ(導電部圧縮部材)とを備えるツーピースタイプの圧縮形引留クランプにより鉄塔の碍子に引留められる。
ACSRは、通電時のAl線の温度上昇に伴い、鋼線材が高温となり熱膨張することで、弛みが大きくなる。ACSRよりも熱膨張し難く弛み難い送電線として、鋼心に代えてCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)ストランドを用いたカーボンファイバ心アルミより線がある。即ち、カーボンファイバ心アルミより線は、CFRPストランドの外周に複数のAl線が撚り合わされて構成される。CFRPストランドは、炭素繊維と樹脂とで構成された炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の素線が複数撚り合わされて構成される。カーボンファイバ心アルミより線と同様の技術として、例えば、特許文献1,2や非特許文献1に示すものがある。
特許文献1,2には、複数本の樹脂補強カーボンファイバをより合わせてなるテンションメンバ(TM:心線部)と、その外周に設けられたAl又はAl合金線の撚合せ層(導電部)とを備える撚合せ電線が開示されている。非特許文献1には、炭素繊維と熱硬化性樹脂から構成される複数本の素線をより合わせてなる複合材ケーブル(心線部)と、その外周に複数のAl線が撚り合わされたAl線部(導電部)とを備える電線が開示されている。
カーボンファイバ心アルミより線のCFRPストランドなどは、ACSRの鋼線材に比較して、熱膨張し難くて弛み難いものの圧縮に弱い。そのため、カーボンファイバ心アルミより線を鉄塔に引留めるために、ACSRと同様にして、鋼スリーブでCFRPストランドを単独で圧縮接続することが難しい。CFRPストランドを鋼スリーブで圧縮接続すれば、CFRPストランドが圧壊されて把持力が低下し、十分な抗張力が得られなくなるからである。特許文献1,2や非特許文献1には、CFRPストランドのような圧縮に弱い心線部に過度な圧縮力がかかること無く心線部を把持して送電線を引留める技術が開示されている。
特許文献1の撚合せ電線の引留めは、軸方向に沿った複数のスリット状切欠部を有する鋼製クランプと金属スリーブとを備える引留クランプを用いて、次の手順で行っている。撚合せ電線の端部を段剥ぎして露出させたTMを鋼製クランプ(鋼スリーブ)の内部に収納し、鋼製クランプを直接圧縮せず、非圧縮の鋼製クランプと撚合せ層とを金属スリーブの内部に収納して金属スリーブを圧縮する。金属スリーブの圧縮により鋼製クランプは間接的に圧縮され、鋼製クランプへの圧縮力は鋼製クランプの切欠部を閉塞することにより吸収緩和される。それにより、TMに加わる力を大きく低減している。
特許文献2の撚合せ電線の引留めには、鋼製クランプ(切欠部なし)と金属スリーブとに加えて、TMと鋼製クランプとを固定する硬化性樹脂と、TMの鋼製クランプとは軸方向にずれた箇所と撚合せ層との間に介在させる円筒状金属体とを用いている。円筒状金属体は亜鉛又はアルミニウムを主成分とする二つ割り構造のダイカスト材で、その内周面にはTMの外周に係合する係合面が形成されている。引留め手順は、次の通りである。撚合せ電線の端部を段剥ぎし、更に一部の撚りを解いてTMを露出させる。TMの露出箇所の根元側には円筒状金属体を係合させて、その外周に金属線を再度撚合わせて撚合せ層を形成する。TMの露出箇所の先端側は鋼製クランプの内部に収納し、TMと鋼製クランプとの間にはその全長に亘って硬化性樹脂を充填する。この樹脂を硬化してTMと鋼製クランプとを接続固定する。鋼製クランプは、直接圧縮しない。非圧縮の鋼製クランプと撚合せ層とを金属スリーブの内部に収納し、金属スリーブのうち、鋼製クランプにおける硬化性樹脂の充填部の外周を除いた領域を圧縮する。このとき、金属スリーブを圧縮した際の圧縮力が円筒状金属体の緩衝作用により、上記TMに加わることを遮断している。
非特許文献1の電線の引留めは、鋼スリーブを備えず、アルミスリーブを備えるワンピース型の圧縮形引留クランプを用いて、次の手順で行っている。電線の端部を段剥ぎすること無く複合材ケーブル及びAl線をアルミスリーブの内部に収納し、アルミスリーブを圧縮して複合材ケーブル及びAl線を一度に圧縮する。このアルミスリーブは、電線の把持力とアルミスリーブの強度を高めるために、ACSR用の引留クランプのアルミスリーブよりも長さを長くしている。
特開平07−250418号公報 特開平08−237840号公報
佐藤文哉、蛯子洋年、「カーボンファイバ心アルミより線の開発」、昭和電線レビュー、2002年、Vol.52、No.1、p.54−58
心線部を内部に収納する心線部圧縮部材を直接圧縮しても心線部が圧壊することなく高い抗張力が得られて、小型化できる圧縮形引留クランプの組立部品の開発が望まれている。特許文献1、2では、鋼製クランプを直接圧縮しないため、心線部の圧壊を抑制し易いものの、抗張力を高めることが難しい。非特許文献1では、把持力を高めるためにアルミスリーブの長さをACSR用の引留クランプのアルミスリーブよりも長くしているため、圧縮形引留クランプが大型化する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、小型で、心線部を内部に収納する心線部圧縮部材を直接圧縮しても心線部が圧壊することなく高い抗張力が得られる圧縮形引留クランプの組立部品を提供することにある。
本発明の別の目的は、圧縮形引留クランプの組立部品を用いて送電線を引留めた送電線の引留構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、圧縮形引留クランプの組立部品を用いて送電線を引留める圧縮形引留クランプの施工方法を提供することにある。
本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの組立部品は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線を引留対象に引き留める。圧縮形引留クランプの組立部品は、収納管と、鋼製の心線部圧縮部材と、純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備える。収納管は、心線部の端部を内部に収納する。心線部圧縮部材は、心線部の端部及び収納管を内部に収納する収納穴を有し、心線部及び収納管と共に圧縮される。導電部圧縮部材は、導電部の端部及び心線部圧縮部材を内部に収納し、導電部及び心線部圧縮部材と共に圧縮される。そして、収納管は、ビッカース硬さHvが30以下の純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している。
本発明の一態様に係る送電線の引留構造は、送電線と、送電線の端部と共に圧縮されて引留対象に引留められた圧縮形引留クランプとを備える。送電線は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える。圧縮形引留クランプは、収納管と、鋼製の心線部圧縮部材と、純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備える。収納管は、心線部のより溝を埋めるように形成され、心線部の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。心線部圧縮部材は、収納管の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。導電部圧縮部材は、心線部圧縮部材の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。そして、収納管は、純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している。
本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの施工方法は、送電線を、圧縮形引留クランプの組立部品を用いて引留対象に引き留める。送電線は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、複数のアルミニウム製の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える。この圧縮形引留クランプの施工方法は、準備工程と、収納管収納工程と、心線部接続工程と、導電部接続工程とを備える。
準備工程は、本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの組立部品を準備する。
収納管収納工程は、送電線の端部を段剥ぎして露出させた心線部の端部を内部に収納した収納管を心線部圧縮部材の収納穴に収納する。
心線部接続工程は、心線部圧縮部材を圧縮し、心線部圧縮部材を介して収納管を変形させて心線部のより溝に嵌め込み、心線部と収納管との間の隙間を埋めることで、心線部と心線部圧縮部材とを接続する。
導電部接続工程は、導電部の端部及び心線部圧縮部材を導電部圧縮部材の内部に収納し、導電部圧縮部材を圧縮して、導電部の端部及び心線部圧縮部材と導電部圧縮部材とを接続する。
上記圧縮形引留クランプの組立部品は、小型であり、心線部を内部に収納する心線部圧縮部材を直接圧縮しても心線部が圧壊することなく高い抗張力が得られる。
上記送電線の引留構造は、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い。
上記圧縮形引留クランプの施工方法は、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い送電線の引留構造を形成できる。
実施形態に係る圧縮形引留クランプの組立部品を示す部分断面図である。 図1に示す圧縮形引留クランプの組立部品の(II)−(II)切断線で切断した状態を示す断面図である。 実施形態に係る圧縮形引留クランプの組立部品に備わる心線部圧縮部材の他の例を示す部分断面図である。 実施形態に係る圧縮形引留クランプの組立部品の他の例を示す部分断面図である。 実施形態に係る送電線の引留構造の横断面図である。 実施形態に係る圧縮形引留クランプの施工方法の一工程を説明する工程説明図である。 試料No.1−1の横断面を示す写真である。 試料No.1−3の横断面を示す写真である。 試料No.3−2の横断面を示す写真である。 上図は、心線部圧縮部材をその開口側から引留め側に向かって順に圧縮した心線部圧縮部材の外観を示す写真であり、下図は、心線部圧縮部材をその引留め側から開口側に向かって順に圧縮した心線部圧縮部材の外観を示す写真である。
《本発明の実施形態の説明》
最初に本発明の実施態様の内容を列記して説明する。
(1)本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの組立部品は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線を引留対象に引き留める。圧縮形引留クランプの組立部品は、収納管と、鋼製の心線部圧縮部材と、純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備える。収納管は、心線部の端部を内部に収納する。心線部圧縮部材は、心線部の端部及び収納管を内部に収納する収納穴を有し、心線部及び収納管と共に圧縮される。導電部圧縮部材は、導電部の端部及び心線部圧縮部材を内部に収納し、導電部及び心線部圧縮部材と共に圧縮される。そして、収納管は、ビッカース硬さHvが30以下の純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している。
上記の構成によれば、小型であり、心線部を内部に収納する心線部圧縮部材を直接圧縮しても心線部が圧壊することなく高い抗張力が得られる。
上記収納管を備えることで、詳しくは後述するが心線部圧縮部材を直接圧縮しても、心線部の圧壊を抑制できる。即ち、圧縮形引留クランプの組立部品を用いれば、心線部と導電部とを個々に圧縮して把持できる。そのため、従来のように、導電部圧縮部材のみで心線部と導電部の両方の把持力を確保するために、導電部圧縮部材の長さを長くする必要がない。従って、圧縮形引留クランプの組立部品は、小型である。
収納管は、心線部圧縮部材を圧縮した際、その圧縮力により心線部圧縮部材を介して変形することで、その圧縮力の心線部への作用を緩和でき、心線部の圧壊を抑制する。その上、収納管は、その変形により心線部を圧壊させることなく心線部のより溝に入り込むことで、心線部と収納管との間の隙間を埋めて心線部に密着することができる。そのため、より溝に入り込んだ収納管が心線部と機械的により強固な結合状態を実現できる。従って、高い抗張力が得られる。
収納管のビッカース硬さHvが30以下であることで、心線部圧縮部材を圧縮した際に、収納管は心線部圧縮部材を介して変形し易い。そのため、収納管は、その圧縮力の心線部への作用を緩和し易い上に、心線部へ密着し易い。
収納管が純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されていることで、収納管への圧縮力の作用により、心線部を強固に把持できる程度の加工硬化が得られ易い。
収納管がその周方向に切れ目なく連続していることで、収納管が単純形状の単一部材で、従来のダイキャスト品のように複雑形状に成形する必要がなく、部材の取扱いや送電線への組み付けもし易い。加えて、心線部圧縮部材への圧縮力が心線部圧縮部材を介して収納管に作用した際、その圧縮力を緩和しつつ変形して心線部を圧壊させることなく心線部のより溝に入り込み易い。
(2)上記圧縮形引留クランプの組立部品の一形態として、収納管の厚さは、1.0mm以上5.0mm以下であることが挙げられる。
収納管の厚さが1.0mm以上であれば、心線部圧縮部材を圧縮して収納管を変形させた際、変形した収納管で心線部のより溝を埋め易く、心線部と収納管との間の隙間を埋め易い。収納管の厚さが5.0mm以下であれば、心線部圧縮部材を圧縮した際に収納管を変形させ易い。その上、収納管が過度に厚くなりすぎず、圧縮形引留クランプの組立部品の大型化を抑制できる。
(3)上記圧縮形引留クランプの組立部品の一形態として、心線部圧縮部材は、収納穴の開口側に設けられ、収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備えることが挙げられる。
上記の構成によれば、心線部圧縮部材を圧縮した際、傾斜部により心線部圧縮部材の開口端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制でき、心線部圧縮部材の開口端における心線部の圧壊を抑制できる。
(4)心線部圧縮部材が傾斜部を備える上記圧縮形引留クランプの組立部品の一形態として、傾斜部の長さは、心線部圧縮部材の外径の1/2倍以上2倍以下であることが挙げられる。
傾斜部の長さが心線部圧縮部材の外径の1/2倍以上であれば、心線部圧縮部材の先端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制し易い。傾斜部の長さが心線部圧縮部材の外径の2倍以下であれば、傾斜部の長さが過度に長くならず、心線部圧縮部材の軸方向に沿って十分に圧縮できて把持力を高め易く、高い抗張力を得易い。
(5)本発明の一態様に係る送電線の引留構造は、送電線と、送電線の端部と共に圧縮されて引留対象に引留められた圧縮形引留クランプとを備える。送電線は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える。圧縮形引留クランプは、収納管と、鋼製の心線部圧縮部材と、純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備える。収納管は、心線部のより溝を埋めるように形成され、心線部の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。心線部圧縮部材は、収納管の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。導電部圧縮部材は、心線部圧縮部材の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する。そして、収納管は、純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している。
上記の構成によれば、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い。心線部が圧壊することなく心線部のより溝と収納管との間、収納管と心線部圧縮部材との間、及び心線部圧縮部材と導電部圧縮部材との間が密着しているからである。特に、収納管が心線部のより溝を埋めるように形成されているため、心線部と収納管との機械的な結合状態がより強固である。
(6)上記送電線の引留構造の一形態として、心線部圧縮部材は、収納穴の開口側に設けられ、収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備えることが挙げられる。
上記の構成によれば、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い。心線部が圧壊することなく送電線を圧縮形引留クランプで圧縮できているからである。傾斜部を備えることから、施工過程での心線部圧縮部材の圧縮の際、傾斜部を圧縮した場合に傾斜部には緩やかに圧縮力が作用するため、心線部圧縮部材の開口端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制している。
(7)上記送電線の引留構造の一形態として、心線部圧縮部材は、その軸方向に並列して形成される3つ以上の圧縮痕を備え、心線部圧縮部材における隣り合う圧縮痕同士の間隔は、心線部圧縮部材の開口側が最も長いことが挙げられる。
上記の構成によれば、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い。心線部が圧壊することなく送電線を圧縮形引留クランプで圧縮できているからである。圧縮痕同士の間隔が心線部圧縮部材の開口側が最も長いことから、施工過程での心線部圧縮部材の圧縮をその開口側から行っている。そのため、施工過程で、心線部圧縮部材の開口端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制して、心線部圧縮部材の開口端における心線部の圧壊を抑制している。
(8)本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの施工方法は、送電線を、圧縮形引留クランプの組立部品を用いて引留対象に引き留める。送電線は、カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、複数のアルミニウム製の素線が心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える。この圧縮形引留クランプの施工方法は、準備工程と、収納管収納工程と、心線部接続工程と、導電部接続工程とを備える。
準備工程は、上記(1)〜上記(4)のいずれか1つの圧縮形引留クランプの組立部品を準備する。
収納管収納工程は、送電線の端部を段剥ぎして露出させた心線部の端部を内部に収納した収納管を心線部圧縮部材の収納穴に収納する。
心線部接続工程は、心線部圧縮部材を圧縮し、心線部圧縮部材を介して収納管を変形させて心線部のより溝に嵌め込み、心線部と収納管との間の隙間を埋めることで、心線部と心線部圧縮部材とを接続する。
導電部接続工程は、導電部の端部及び心線部圧縮部材を導電部圧縮部材の内部に収納し、導電部圧縮部材を圧縮して、導電部の端部及び心線部圧縮部材と導電部圧縮部材とを接続する。
上記の構成によれば、上述の圧縮形引留クランプの組立部品を用いることで、小型な送電線の引留構造を構築できる上に、高い抗張力が得られるため送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度に優れる送電線の引留構造を構築できる。
(9)上記圧縮形引留クランプの施工方法の一形態として、収納管の厚さは、心線部における素線の直径の1/2倍以上3/2倍以下であることが挙げられる。
収納管の厚さを上記素線の直径の1/2倍以上とすれば、心線部圧縮部材を圧縮して収納管を変形させた際、変形した収納管で心線部を圧壊することなく心線部のより溝を埋め易く、心線部と収納管との間の隙間を埋め易い。収納管の厚さを上記素線の直径の3/2倍以下とすれば、心線部圧縮部材を圧縮した際に収納管を変形させ易い。その上、収納管が過度に厚くなりすぎず、圧縮形引留クランプの組立部品の大型化を抑制できるため、この組立部品の用いた施工が容易である。
(10)上記圧縮形引留クランプの施工方法の一形態として、収納管の圧縮前の内径と心線部の外接円の直径との差が、心線部の外接円の直径の1/5倍以下であることが挙げられる。
上記の構成によれば、心線部圧縮部材を圧縮して収納管を変形させた際、変形した収納管で心線部のより溝を埋め易く、心線部と収納管との間の隙間を埋め易い。
(11)上記圧縮形引留クランプの施工方法の一形態として、心線部接続工程での圧縮率が、5%以上15%以下であることが挙げられる。
圧縮率が5%以上であれば、上記収納管を備えることで、心線部と心線部圧縮部材とを十分に接続できる。圧縮率が15%以下であれば、上記収納管を備えることで、心線部に作用する圧縮力が過度に大きくなりすぎず、心線部の圧壊を抑制し易い。
(12)上記圧縮形引留クランプの施工方法の一形態として、心線部圧縮部材は、収納穴の開口側に設けられ、収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備えることが挙げられる。
上記の構成によれば、心線部圧縮部材を圧縮した際、傾斜部により心線部圧縮部材の開口端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制でき、心線部圧縮部材の開口端における心線部の圧壊を抑制できる。
(13)心線部圧縮部材が傾斜部を備える上記圧縮形引留クランプの施工方法の一形態として、心線部接続工程では、心線部圧縮部材の軸方向に複数回に分けて傾斜部側から心線部圧縮部材を圧縮することが挙げられる。
上記の構成によれば、心線部圧縮部材の開口側に設けられる傾斜部により、心線部圧縮部材の開口端で心線部に過度な圧縮力が作用することを抑制し易く、心線部圧縮部材の開口端における心線部の圧壊を抑制し易い。
また、上記の構成によれば、軸方向に複数回に分けて圧縮することで、心線部の損傷を抑制し易い。軸方向の分割数を多くするほど、各圧縮幅を小さくできて、心線部の損傷を抑制し易い。各圧縮幅が小さいほど、各圧縮における収納管の変形度合いが小さく、収納管の軸方向への延びが短い。そのため、収納管の変形による心線部の軸方向に作用する力を小さくできる。
更に、傾斜部側から心線部圧縮部材を圧縮することで、心線部圧縮部材の収納穴の長さが異なっても常に傾斜部における心線部の圧縮状態を一定に保ち易い。そのため、傾斜部の反対側から心線部圧縮部材を圧縮する場合に比較して、傾斜部における心線部の損傷を抑制するために圧縮幅を調整する手間を省ける。
《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を説明する。まず、実施形態に係る圧縮形引留クランプの組立部品を説明し、その後、送電線の接続構造、圧縮形引留クランプの施工方法の順に説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
〔圧縮形引留クランプの組立部品〕
主に図1〜図4(適宜図5)を参照して実施形態に係る圧縮形引留クランプの組立部品1を説明する。圧縮形引留クランプの組立部品1は、送電線9を引留対象である鉄塔の碍子(図示略)に引き留める。圧縮形引留クランプの組立部品1は、送電線9の本線91を把持するクランプ本体2と、ジャンパ線95を把持するジャンパソケット3とを備える。本線91とジャンパ線95とは、クランプ本体2の本体側接合部25とジャンパソケット3のソケット側接合部32とを接触させて電気的かつ機械的に接続することで電気的に接続される。本線91は、カーボンファイバを主体とする複数(ここでは7本:図2)の素線921が撚り合わされた心線部92と、アルミニウム(Al)製の複数の素線931が心線部92の外周に撚り合わされた導電部93(図1)とを備える。圧縮形引留クランプの組立部品1は、心線部92を圧縮接続する心線部圧縮部材23と、導電部93を圧縮接続する導電部圧縮部材24とを備える。圧縮形引留クランプの組立部品1の主たる特徴とするところは、特定の性質を有する特定の材質で構成され、心線部92を内部に収納して心線部92と心線部圧縮部材23との間に介在される収納管22を備える点にある。以下、詳細に説明する。図1〜4では、圧縮形引留クランプの組立部品1の圧縮前の状態を示している。
[クランプ本体]
クランプ本体2は、本線91と共に圧縮されて本線91を把持する圧縮把持部21と、ジャンパソケット3に接続される本体側接合部25とを備える(図1)。
(圧縮把持部)
圧縮把持部21は、内側から順に収納管22と心線部圧縮部材23と導電部圧縮部材24とを備える。
〈収納管〉
収納管22は、心線部圧縮部材23を圧縮した際、心線部92の圧壊を抑制すると共に、心線部92と心線部圧縮部材23とを接続する。収納管22は、その内部に心線部92を収納する円筒状部材であり、その周方向に切れ目なく連続している。収納管22が、その周方向に切れ目なく連続していることで、心線部圧縮部材23への圧縮力が心線部圧縮部材23を介して収納管22に作用した際、その圧縮力を緩和しつつ変形して心線部92を圧壊させることなく心線部92のより溝922に入り込み易い。収納管22は、軸方向に内径及び外径の一様な内周面及び外周面を有する。
収納管22の材質は、ビッカース硬さHvが30以下の純アルミニウム(Al)、又はAl合金が挙げられる。収納管22のビッカース硬さHvが30以下であることで、心線部圧縮部材23を圧縮した際に、収納管22は心線部圧縮部材23を介して変形し易い。そのため、収納管22は、その圧縮力の心線部92への作用を緩和し易い上に、心線部92に密着し易い。収納管22を純Al又はAl合金で構成することで、収納管22への圧縮力の作用により、心線部92を強固に把持できる程度の適当な加工硬化が得られ易い。従って、心線部圧縮部材23を直接圧縮しても心線部92が圧壊することなく、心線部92と心線部圧縮部材23とを接続できて高い抗張力が得られる。
ビッカース硬さHvの下限値は特に限定されないが、実用的には15以上が好ましい。収納管22のビッカース硬さHvが15以上であれば、心線部圧縮部材23を圧縮した際に、収納管22の過度な変形を抑制し易い。そのため、収納管22の過度な変形に伴う心線部92の損傷を抑制し易い。ビッカース硬さHvは、例えば15以上25以下が特に好ましい。純Alは、Al含有量が99.0質量%以上であり、「JIS H 4000(2014) アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」で規定される1000系、例えば、A1050、A1070、A1100の質別OやH14などやこれらに熱処理したものが挙げられる。Al合金は、例えば、A5052,A6061,A6063などに熱処理を施したものが挙げられる。
収納管22は、心線部圧縮部材23を圧縮した際、その圧縮力により心線部圧縮部材23を介して変形することで、その圧縮力の心線部92への作用を緩和でき、心線部92の圧壊を抑制する。その上、収納管22は、その変形により心線部92のより溝922に入り込むことで、心線部92と収納管22との間の隙間を埋めて心線部92に密着できる(図5参照)。そのため、より溝922に入り込んだ収納管220が心線部92と機械的により強固な結合状態を実現できる。従って、高い抗張力が得られる。その上、より溝922に入り込んだ収納管220は、送電線9の引張力に対して十分な抗張力を確保できる程度に加工硬化することが期待される。
収納管22の厚さtは、心線部92における素線921の直径の1/2以上3/2以下が好ましい。収納管22の厚さtを素線921の直径の1/2以上とすれば、心線部圧縮部材23を圧縮して収納管22を変形させた際、変形した収納管22で心線部92のより溝922を埋め易く、心線部92と収納管22との間の隙間を埋め易い。収納管22の厚さtを素線921の直径の3/2以下とすれば、心線部圧縮部材23を圧縮した際に収納管22を変形させ易い。その上、収納管22が過度に厚くなりすぎず、圧縮形引留クランプの組立部品1の大型化を抑制できる。この収納管22の厚さtは、後述する傾斜部233を備える場合、傾斜部233ではなく直線部分の厚さをいう。収納管22の厚さtは、素線921の直径の1/2以上1以下が特に好ましい。収納管22の厚さtは、例えば、1.0mm以上5.0mm以下が好ましく1.0mm以上3.0mm以下が特に好ましい。
収納管22の内径は、心線部92の外接円(図2の二点鎖線で示す)の直径との差cが小さいほうが好ましい。そうすれば、心線部圧縮部材23を圧縮して収納管22を変形させた際、変形した収納管22で心線部92のより溝922を埋め易く、心線部92と収納管22との間の隙間を埋め易い。収納管22の内径と心線部92の外接円の直径との差cは、心線部92の外接円の直径の1/5以下が好ましく、例えば1/10程度が特に好ましい。
〈心線部圧縮部材〉
心線部圧縮部材23は、心線部92及び収納管22と共に圧縮されて、心線部92を把持する。心線部圧縮部材23の材質は、鋼が挙げられる。
心線部圧縮部材23の心線部92側(図1紙面左側)には、内部に心線部92の端部及び収納管22を収納する収納穴231が形成されている。収納穴231は、軸方向に内径の一様な内周面を有する。心線部圧縮部材23の心線部92側は、図1に示すように、軸方向に外径の一様な外周面を有していてもよい。このような心線部圧縮部材23は、公知の鋼製のスリーブ(クランプ)を用いることができる。
心線部圧縮部材23は、図3に示すように、収納穴231の開口側に設けられ、開口端に向かって外径が小さくなる傾斜面を有する傾斜部233を備えることが好ましい。図3の心線部圧縮部材23は、傾斜部233を備える点を除き、図1の心線部圧縮部材23と実質的に同じである。傾斜部233の先端の外径は、心線部圧縮部材23を圧縮する圧縮機(ダイス)の対辺、即ち、心線部圧縮部材23を圧縮した際の外径に略沿っていることが好ましい。そうすれば、心線部圧縮部材23の開口端で心線部92に過度な圧縮力が作用することを抑制し易く、心線部圧縮部材23の開口端における心線部92の圧壊を抑制し易い。
傾斜部233の長さd(軸方向に沿った長さ)は、心線部圧縮部材23の外径Dの1/2倍以上2倍以下が好ましい(図3)。傾斜部233の長さdが心線部圧縮部材23の外径Dの1/2倍以上であれば、心線部圧縮部材23の開口端で心線部92に過度な圧縮力が作用することを抑制し易い。傾斜部233の長さdが心線部圧縮部材23の外径Dの2倍以下であれば、傾斜部233の長さdが過度に長くならず、心線部圧縮部材23をその軸方向に沿って十分に圧縮できて把持力を高め易く、高い抗張力を得易い。傾斜部233の長さdは、心線部圧縮部材23の外径Dの1/2倍以上3/2倍以下が特に好ましい。
心線部圧縮部材23の引留め側(図1紙面右側)には、鉄塔の碍子に接続するための取付部232が設けられている。取付部232の形状は、リング状である。この取付部232は、心線部圧縮部材23を導電部圧縮部材24の内部に収納した際、導電部圧縮部材24の引留め側の開口部から引留め側に突出する。
〈導電部圧縮部材〉
導電部圧縮部材24は、導電部93及び心線部圧縮部材23と共に圧縮されて、導電部93を把持する。心線部圧縮部材23は、導電部93の端部及び心線部圧縮部材23を内部に収納する円筒状部材であり、軸方向の両端に開口部を有する。導電部圧縮部材24の材質は、導電部93の素線931と同じ材質、具体的には純Al又はAl合金が挙げられる。導電部圧縮部材24は、公知の純Al又はAl合金製のスリーブを用いることができる。
(本体側接合部)
本体側接合部25は、ソケット側接合部32と電気的かつ機械的に接続される。本体側接合部25は、導電部圧縮部材24の引留め側の端部において、導電部圧縮部材24の軸方向とほぼ直交する平面に延設されている。本体側接合部25の形状は矩形板状であり、その大きさはソケット側接合部32に対応した大きさを有する。本体側接合部25には、ボルト4が挿通される複数の挿通孔(図示略)が形成されている。
[ジャンパソケット]
ジャンパソケット3は、ジャンパ線95を把持する圧縮把持部31と、クランプ本体2に接続されるソケット側接合部32とを備える。ジャンパソケット3の材質は、純Al又はAl合金が挙げられる。
(圧縮把持部)
圧縮把持部31は、その内部にジャンパ線95が収納され、ジャンパ線95と共に圧縮されることでジャンパ線95を把持する。圧縮把持部31の形状は、円筒形状である。ジャンパ線95は、Alより線で構成できる。
(ソケット側接合部)
ソケット側接合部32は、本体側接合部25と電気的かつ機械的に接続される。ソケット側接合部32の形状は矩形板状であり、その大きさは本体側接合部25に対応した大きさを有する。ソケット側接合部32には、ボルト4が挿通される複数の挿通孔(図示略)が形成されている。本体側接合部25とソケット側接合部32の接続は、互いの挿通孔を位置合わせして、両挿通孔にボルト4を挿通してナットで締め付けることで行える。
ソケット側接合部32は、図4に示すように、本体側接合部25を挟み込むような二股状に形成されていてもよい。図4の圧縮形引留クランプの組立部品1は、主としてソケット側接合部32の構造を除き、図1の圧縮形引留クランプの組立部品1と実質的に同じである。ソケット側接合部32の二股状部分は、それぞれ矩形板であり、本体側接合部25に対応した大きさを有する。各二股状部分には、複数の挿通孔(図示略)が形成されている。
〔作用効果〕
上述の圧縮形引留クランプの組立部品1によれば、収納管22を心線部92と心線部圧縮部材23との間に介在させることで、心線部圧縮部材23を圧縮した際に収納管22を変形させられて、心線部圧縮部材23を圧縮した際の圧縮力が心線部92へ作用することを緩和できる。そのため、心線部圧縮部材23を直接圧縮しても心線部92が圧壊することを抑制できる。
また、心線部圧縮部材23を圧縮した際に、収納管22が心線部92を圧壊させることなく心線部92のより溝922に入り込んでより溝922を埋めると共に、心線部92と心線部圧縮部材23との間の隙間を埋めるように変形させられる。それにより、心線部92と収納管22とを密着できて、より溝922に入り込んだ収納管22が心線部92と機械的により強固な結合状態を実現できるため、高い抗張力が得られる。
圧縮形引留クランプの組立部品1は、小型である。この圧縮形引留クランプの組立部品1を用いれば、心線部92と導電部93とを個々に圧縮して把持できる。そのため、導電部圧縮部材24のみで心線部92と導電部93の両方の把持力を確保するために、導電部圧縮部材24の長さを長くする必要がないからである。
〔送電線の引留構造〕
主として図5(適宜図1〜3、6など)を参照して実施形態に係る送電線の引留構造を説明する。この送電線の引留構造は、送電線9の本線91と、本線91の端部と共に圧縮されて鉄塔の碍子に引留められた圧縮形引留クランプとを備える。この圧縮形引留クランプは、上述の圧縮形引留クランプの組立部品1を圧縮したものである。図5は、図2に示す心線部圧縮部材23と導電部圧縮部材24とを個々に圧縮した後の状態に相当する。
〔送電線〕
[本線]
本線91は、鉄塔間に架設されて、発電所で発電した電力を送電線9に供給する。本線91は、上述したように、カーボンファイバを主体とする7本の素線921が撚り合わされた心線部92と、複数のAl製の素線931が心線部92の外周に撚り合わされた導電部93とを備える。このような本線91としては、代表的には、カーボンファイバ心アルミより線が挙げられる。カーボンファイバ心アルミより線は、CFRPストランドからなる心線部と、心線部の外周に複数のAl線が撚り合わされた導電部とを備える。CFRPストランドは、炭素繊維と樹脂とで構成された炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の素線が複数撚り合わされて構成される。CFRPストランドは、例えば、炭素繊維複合材ケーブル(CFCC(東京製綱株式会社の登録商標):Carbon Fiber Composite Cable)を用いることができる。
〔圧縮形引留クランプ〕
圧縮形引留クランプは、図5に示す収納管220と心線部圧縮部材230と導電部圧縮部材240とを備える。
〈収納管〉
収納管220は、心線部92のより溝922を埋めるように形成され、心線部92の外周輪郭に沿って密着する内周面221を有する。収納管220の内周面221と心線部92との間には、実質的に隙間が形成されていない。この収納管220は、上述の圧縮形引留クランプの組立部品1に備わる心線部圧縮部材23の圧縮により、その組立部品1に備わる収納管22が圧縮されたものである。収納管220の外周面は心線部圧縮部材23の内周面の形状に沿っており、収納管220の外周輪郭形状(横断面形状)は、ここでは円(筒)形状である。
〈心線部圧縮部材〉
心線部圧縮部材230は、収納管220の外周輪郭(円形状)に沿って密着する内周面234を有する。心線部圧縮部材230の内周面234と収納管22の外周面との間には、実質的に隙間が形成されていない。この心線部圧縮部材230は、上述の圧縮形引留クランプの組立部品1に備わる心線部圧縮部材23を圧縮したものである。心線部圧縮部材230の外周面は、心線部圧縮部材23を圧縮する圧縮機の形状に沿っており、心線部圧縮部材230の横断面形状は、ここでは六角形状である。
心線部圧縮部材230の開口側端部には、傾斜部233が形成されていることがある。上述の圧縮形引留クランプの組立部品1に備わる心線部圧縮部材23が傾斜部233(図3)を備える。
心線部圧縮部材230の外周面には、その軸方向に並列して形成される複数の圧縮痕235(例えば、図6下図)を備える。圧縮痕235は、心線部圧縮部材230の周方向に略連続して形成される。その圧縮痕235の数は、例えば、4個以上であることが好ましい。詳しくは後述するが、圧縮痕235の数は、施工過程での圧縮回数をnとするとき、n個となる。即ち、圧縮痕235の数が4個以上であれば、施工過程での圧縮回数が4回以上であり、心線部92の圧壊を抑制し易いからである。
〈導電部圧縮部材〉
導電部圧縮部材240は、心線部圧縮部材230の外周輪郭(六角形状)に沿って密着する内周面241を有する。導電部圧縮部材240の内周面241と、心線部圧縮部材230の外周面との間には、実質的に隙間が形成されていない。この導電部圧縮部材240は、上述の圧縮形引留クランプの組立部品1に備わる導電部圧縮部材24を圧縮したものである。導電部圧縮部材240の外周面は、導電部圧縮部材240を圧縮する圧縮機の形状に沿っており、導電部圧縮部材240の横断面形状は、ここでは六角形状である。
〔作用効果〕
上述の送電線の引留構造によれば、心線部92を圧壊することなく心線部92のより溝922と収納管220との間、収納管220と心線部圧縮部材230との間、及び心線部圧縮部材230と導電部圧縮部材240との間の全てが隙間なく密着しているため、送電線9と圧縮形引留クランプとの接合強度が高い。
〔圧縮形引留クランプの施工方法〕
圧縮形引留クランプの施工方法は、上述した圧縮形引留クランプの組立部品1を用いて、送電線9を鉄塔の碍子に引き留める。圧縮形引留クランプの施工方法は、準備工程と、収納管収納工程と、心線部接続工程と、導電部接続工程とを備える。
[準備工程]
準備工程では、上述の圧縮形引留クランプの組立部品1を準備する。収納管22の準備は、純Al又はAl合金製の素材管を準備し、その素材管に熱処理することで行える。素材管の準備は、押出加工、引抜加工、鋳造、切削加工などにより行える。即ち、素材管には、押出加工により成形された押し出し管、引抜加工により成形された引き抜き管、鋳造により成形された鋳造管、或いは押し出し管、引き抜き管、鋳造管や棒材に切削加工した加工管などを用いることができる。これら素材管のビッカース硬さHvは、いずれも30超である。この熱処理前の素材管のビッカース硬さHvが30超であることで、長尺管を所定長さに切断することで素材管を準備する場合、その切断時に素材管の切り口が変形し難い。そのため、開口端の変形の小さい収納管22が得られ易い。
素材管に熱処理を施して、ビッカース硬さHvが30以下の収納管22を作製する。熱処理温度は、純AlやAl合金の種類にもよるが、例えば350℃以上420℃以下が挙げられる。熱処理時間は、例えば1時間以上2時間以下が挙げられる。
[収納管収納工程]
収納管収納工程では、心線部92の端部及び収納管22を心線部圧縮部材23の収納穴231の内部に収納する。まず、本線91の端部を段剥ぎして心線部92の端部を露出させる。次に、心線部92の露出した端部を収納管22の内部に収納した後、これらを心線部圧縮部材23の収納穴231の内部に収納してもよいし、収納穴231の内部に収納管22を収納した後、その収納管22の内部に心線部92の露出した端部を収納してもよい。
[心線部接続工程]
心線部接続工程では、心線部圧縮部材23を圧縮して、心線部92と心線部圧縮部材23とを接続する。心線部圧縮部材23の圧縮により、心線部圧縮部材23を介して収納管22を変形させて心線部92を圧壊させることなく心線部92のより溝922に嵌め込ませる。そうして、心線部92と収納管22との間の隙間を収納管22により埋める。この圧縮は、心線部圧縮部材23の横断面形状が、例えば六角形状となるように行う(図5)。この圧縮には、市販の100トン圧縮機を利用できる。
心線部圧縮部材23の圧縮は、心線部圧縮部材23の軸方向に複数回に分けて行うことが好ましい。市販の圧縮機には、100トン圧縮機と200トン圧縮機がある。圧縮機の圧縮ダイス幅は、心線部圧縮部材23の外径により決まっている。例えば、心線部圧縮部材23の外径が24mm〜28mmの場合、100トン圧縮機の圧縮ダイス幅は30mmで、200トン圧縮機の圧縮ダイス幅は60mmであり、心線部圧縮部材23の外径が30mm〜34mmの場合、100トン圧縮機の圧縮ダイス幅は25mmで、200トン圧縮機の圧縮ダイス幅は50mmである。心線部圧縮部材23の圧縮は、市販の100トン圧縮機を使用することで各圧縮幅を小さくできて、心線部92の損傷を抑制し易い。各圧縮幅が小さいほど、各圧縮における収納管22の変形度合いが小さく、収納管22の軸方向への延びが小さい。そのため、収納管22の変形により心線部の軸方向に作用する力を小さくできる。
圧縮回数(軸方向への分割数)は、例えば、心線部圧縮部材23の外径が26mmで、心線部圧縮部材23の収納穴231の圧縮長さが130mmの場合、200トン圧縮機を使用して60mm幅で以下のように合計3回の圧縮を行うよりも、100トン圧縮機を使用して30mm幅で以下のように合計6回の圧縮を行う方が好ましい。200トン圧縮機を使用して60mm幅で行う合計3回の圧縮のうち2回目の圧縮は、1回目の圧縮に対して20mm重複させ、3回目の圧縮は、2回目の圧縮に対して30mm重複させる。100トン圧縮機を使用して30mm幅で行う合計6回の圧縮のうち、2回目から6回目の各圧縮は、その前回の圧縮に対して10mmずつ重複させる。
圧縮する順序は、心線部圧縮部材23の引留め側から開口側に向かう順でもよいが、図6に示すように、その逆の開口側(図6紙面左側)から引留め側(図6紙面右側)に向かう順が好ましい。そうすれば、心線部圧縮部材23の収納穴231の長さが異なっても常に先端の圧縮状態を一定に保ち易い。心線部圧縮部材23の開口端を最初に圧縮することで、心線部圧縮部材23の開口端で心線部92は一定に圧縮されて心線部92に過度な圧縮力が作用することを抑制でき、心線部圧縮部材23の開口端における心線部92の圧壊を抑制できる。
心線部圧縮部材23の軸方向に沿った各圧縮区間は、一部重複するように行うことが好ましい。そうすれば、心線部圧縮部材23の軸方向に亘って非圧縮領域が形成されない。圧縮区間の重複領域Ovの長さは、例えば、各圧縮区間(圧縮幅)の1/5以上2/5以下程度とすることができ、更には1/4以上1/3以下とすることができる。圧縮区間の重複領域Ovの長さは、圧縮幅の1/3が代表的である。このとき、圧縮回数をn回とすると、n個の圧縮痕235(図6)が心線部圧縮部材23の外周の軸方向に並列して形成される。例えば、圧縮回数が4回の場合、4個の圧縮痕が形成される。例えば、図6に示すように、開口側から引留め側に向う圧縮順序の場合、最初の圧縮により1個の圧縮痕235が形成され、それ以降は各圧縮につき圧縮痕235が1個ずつ形成される。各圧縮区間(圧縮幅)が均等であれば、圧縮痕235同士の間隔がその他の圧縮痕235同士の間隔よりも長い箇所が1箇所形成される。その間隔の長い箇所が、最初に圧縮された箇所である。2回目以降の圧縮では、圧縮区間の重複領域Ovの心線部圧縮部材23を実質的に圧縮しないため、重複する側では圧縮痕が形成されないからである。その他の箇所における圧縮痕235同士の長さは、等間隔である。
図6を参照して、心線部圧縮部材23の開口側(紙面左側)から引留め側(紙面右側)に向かって順に計5回圧縮する例を説明する。各圧縮における圧縮機Mの圧縮幅(圧縮区間)及びその重複領域Ovは、均等にする。まず、上図に示すように、心線部圧縮部材23における開口端から圧縮する。そうすると、上から2番目の図に示すように、圧縮機Mにおける引留め側の端部により1個の圧縮痕235が形成される。次に、初回の圧縮領域に圧縮機Mの圧縮幅(圧縮区間)が一部重複するようにして2回目の圧縮を行う。そうすると、心線部圧縮部材23における重複箇所は、実質的に圧縮機Mで圧縮されない。そのため、上から3番目の図に示すように、圧縮機Mの重複側とは反対側に1個の圧縮痕が形成される。同様にして順次圧縮していくと、下図に示すように、圧縮回数(合計5回)と同数の合計5個の圧縮痕235が形成される。このとき、圧縮痕235同士の間隔L1〜L5は、最初に圧縮した開口側の間隔L1が最も長く、それ以外の間隔L2〜L5は間隔L1よりも短くてかつ均等である。
心線部圧縮部材23が開口側に傾斜部233を備える場合には、図6に示すように、傾斜部233を含めて心線部圧縮部材23の軸方向に複数回に分けて傾斜部233側から引留め側に向かって圧縮することが好ましい。傾斜部233を設けることで、心線部圧縮部材23の開口端で心線部92に過度な圧縮力が作用することを抑制でき、心線部圧縮部材23の開口端における心線部92の圧壊を抑制できる。傾斜部233側から引留め側に向かって圧縮することで、1回目に傾斜部233を圧縮するため、収納穴231の長さの異なる心線部圧縮部材23であっても、常に開口端の圧縮状態を一定に保ち易く、毎回同じ状態で圧縮することが容易である。
心線部圧縮部材23の圧縮率は、5%以上15%以下が好ましい。圧縮率を5%以上とすれば、収納管22を備えることで、心線部92と心線部圧縮部材23とを十分に接続できる。圧縮率を15%以下とすれば、収納管22を備えることで、心線部92に作用する圧縮力が過度に大きくなりすぎず、心線部92の圧壊を抑制し易い。この圧縮率は、10%以上15%以下が特に好ましい。この圧縮率とは、圧縮率={(A−B)/A}×100とする。「A」は、圧縮前の心線部92と収納管22と心線部圧縮部材23の合計断面積とする(図2参照)。「B」は、圧縮後の心線部92と収納管220と心線部圧縮部材230の合計断面積とする(図5参照)。
[導電部接続工程]
導電部接続工程では、導電部圧縮部材24を圧縮して、導電部93の端部及び心線部圧縮部材230(図5)と導電部圧縮部材24とを接続する。まず、導電部93の端部及び心線部圧縮部材230を導電部圧縮部材の内部に収納する。次に、導電部圧縮部材24を圧縮して、導電部93の端部と導電部圧縮部材24とを接続する。この圧縮では、導電部圧縮部材24の横断面形状が、例えば六角形状となるように圧縮する(図5)。この圧縮は、市販の圧縮機を利用できる。
〔作用効果〕
上述の圧縮形引留クランプの施工方法によれば、収納管22を用いることで、心線部92の圧壊を抑制しつつ、収納管22を介して心線部92と心線部圧縮部材23とを強固に接続できるため、送電線と圧縮形引留クランプとの接合強度の高い送電線の引留構造を構築できる。
《試験例1》
図1を参照して説明した圧縮形引留クランプの組立部品1において、主に収納管22のビッカース硬さHvの違いによる心線部92の圧壊の有無、及び引張強さを調べた。
〔試料No.1−1〕
試料No.1−1として、1本の心線部92と2個の収納管22と2個の心線部圧縮部材23とを準備した。
心線部92には、カーボンファイバとエポキシ樹脂とで構成された7本の素線921を撚り合わせたより線を用いた。心線部圧縮部材23には、ACSRの圧縮形引留クランプに用いられる鋼製のスリーブを用いた。この心線部圧縮部材23には、開口側に傾斜部が形成されていない。
収納管22は、ビッカース硬さHvが20の純Alで構成した。この収納管22は、純Al製(JIS規格のA1070−H14材)の素材管(ビッカース硬さHv:31)に420℃で2時間の熱処理を施し、自然冷却して作製した。その他、圧縮前における収納管22の諸元は以下の通りである。
厚さt:心線部92の素線921の直径の1.38/2、素線径:φ2.6mm、厚さt:1.8mm
収納管22の内径(φ8.4mm)と心線部92の外接円の直径(φ7.8mm)との差c:心線部92の外接円の直径の1/10倍以下
長さ:130mm
心線部92の各端部を各収納管22の内部に収納し、更にこれらを各心線部圧縮部材23の収納穴231(長さが130mm)に収納する。そして、市販の100トン圧縮機により各心線部圧縮部材23をその外周輪郭外形が六角形状となるように圧縮する。圧縮条件は、以下の通りである。
(圧縮条件)
圧縮順序:引留め側から開口側に向かう順
圧縮回数:6回(30mm幅で行う合計6回のうち、2回目から6回目の各圧縮はその前回の圧縮に対して10mmずつ重複させる)
圧縮率 :10.9%
〔試料No.1−2〕
試料No.1−2は、収納管22をビッカース硬さHvが24.4の純Alで構成した点を除き、その他の点は試料No.1−1と同様にして作製した。この収納管22は、純Al製(JIS規格のA1070−H14材)の素材管(ビッカース硬さHv:31)に370℃で2時間の熱処理を施し、自然冷却して作製した。
〔試料No.1‐3〕
試料No.1−3は、収納管22をビッカース硬さHvが30.1の純Al(JIS規格のA1070系−H14材)で構成した点を除き、その他の点は試料No.1−1と同様にして作製した。
〔圧壊の有無の評価〕
各試料の圧壊の有無を評価した。ここでは、各試料の横断面をとって心線部92を目視にて確認した。心線部92の素線921の変形度が比較的大きい場合に圧壊しているとする。
その結果、試料No.1−1と試料No.1−2の心線部92は圧壊していなかった。試料No.1−3の心線部92は圧壊していた。これらの試料のうち、試料No.1−1の横断面写真を図7に示し、試料No.1−3の横断面写真を図8に示す。試料No.1−1は、図7に示すように、収納管220が心線部92を圧壊することなく、収納管220の内周面221が心線部92のより溝922を埋めるように形成されて心線部92の外周輪郭に沿って密着していることが分かる。また、心線部圧縮部材230の内周面234は、収納管220の外周輪郭に沿って密着していることが分かる。一方、試料No.1−3は、図8(特に楕円線で囲まれる領域)に示すように、心線部92の変形度が大きく圧壊していることが分かる。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して引張試験を行って引張強さを測定した。ここでは、心線部92の両端に圧縮接続された心線部圧縮部材230を把持して引っ張った。即ち、圧縮形引留クランプの組立部品1の導電部圧縮部材24は用いていない。
その結果、試料No.1−1の引張強さは87.8kNであり、試料No.1−2の引張強さは70.9kNであった。一方、試料No.1−3の引張強さは66.7kNであった。このように、収納管22のビッカース硬さHvが30以下の試料No.1−1,1−2は、ビッカース硬さHvが30超の試料No.1−3と比較して、引張強さが大きいことが分かる。
《試験例2》
主として圧縮前の収納管22の厚さの違いによる心線部圧縮部材23の圧縮後における心線部92の引張強さを試験例1と同様の評価方法により確認した。
〔試料No.2−1〕
試料No.2−1の収納管22は、ビッカース硬さHvが21.4の純Alで構成した。この収納管22の作製は、試料No.1−1と同様にして行った。この収納管22の圧縮前の諸元は次の通りである。
厚さt:心線部92の素線921の直径の1.5/2、素線径:φ3.2mm、厚さt:2.4mm
収納管22の内径(φ10.2mm)と心線部92の外接円の直径(φ9.6mm)との差c:心線部92の外接円の直径の1/10以下
長さ:140mm
試料No.2−1の心線部圧縮部材23の収納穴231の長さは140mmとした。試料No.2−1の圧縮条件は、以下の通りである。
(圧縮条件)
圧縮順序:引留め側から開口側に向かう順
圧縮回数:9回(25mm幅で行う合計9回のうち、2回目から8回目の各圧縮はその前回の圧縮に対して10mmずつ重複させ、9回目の圧縮は、8回目の圧縮に対して15mm重複させた)
圧縮率 :11.8%
〔試料No.2−2〕
試料No.2−2は、以下の(a)〜(c)の点を除き、その他の点は試料No.2−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを19.9とした。
(b)圧縮前の収納管22の厚さtを心線部92の素線921の直径の1.18/2である1.9mmとした。
(c)圧縮率を12.0%とした。
〔試料No.2−3〕
試料No.2−3は、以下の(a)〜(c)の点を除き、その他の点は試料No.2−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを22.2とした。
(b)圧縮前の収納管22の厚さtを、心線部92の素線921の直径の1.81/2である2.9mmとした。
(c)圧縮率を11.7%とした。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して試験例1と同様にして引張試験を行って引張強さを測定した。その結果、試料No.2−1の引張強さは138.6kNであり、試料No.2−2の引張強さは110.1kNであり、試料No.2−3の引張強さは128.5kNであった。
《試験例3》
主として心線部圧縮部材23の圧縮率の違いによる引張強さを評価した。
〔試料No.3−1〕
試料No.3−1は、試料No.2−1と同じものとした。即ち、圧縮率は、11.8%である。
〔試料No.3−2〕
試料No.3−2は、ビッカース硬さHvを20.2とした点と、圧縮率を4.7%とした点を除き、その他の構成は試料No.3−1(No.2−1)と同様である。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して試験例1と同様にして引張試験を行って引張強さを測定した。その結果、試料No.3−1の引張強さは、138.6kNであり、試料No.3−2の引張強さは、34.8kNであった。これらの試料のうち、試料No.3−2の横断面写真を図9に示す。収納管220の内周面221は、図9に示すように、心線部(図9では省略)の外周輪郭に沿っておらず、圧縮前の略円形状のままである。試料No.3−2の引張強さが小さいのは、圧縮率が低いことで、図9に示すように、収納管220を心線部のより溝を埋めるように嵌め込むことができなかったからである。そのため、収納管220の内周面221を心線部の外周輪郭に沿って密着させられず、収納管220と心線部との間に隙間が形成された。この試料No.3−2は、図9(特に楕円線で囲まれる領域)に示すように、収納管220と心線部圧縮部材230との間にも隙間が形成されていることがわかる。
《試験例4》
主として心線部圧縮部材23の傾斜部233の有無と傾斜部233の長さdの違いとによる引張強さを評価した。
〔試料No.4−1〕
試料No.4−1は、以下の(a)〜(d)の点を除き、その他の点は試料No.1−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを17.9とした。
(b)心線部圧縮部材23の開口側端部に傾斜部233を備え、傾斜部233の長さdを心線部圧縮部材23の外径Dの1.7/2とした。
(c)圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とした。
(d)圧縮率を11.9%とした。
〔試料No.4−2〕
試料No.4−2は、以下の(a)〜(d)の点を除き、その他の点は試料No.4−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを18とした。
(b)収納管22の長さを120mmとした。
(c)心線部圧縮部材23の収納穴231の長さを120mmとした。
(d)傾斜部233の長さdを心線部圧縮部材23の外径Dの0.8/2とした。
〔試料No.4−3〕
試料No.4−3は、以下の(a)〜(d)の点を除き、その他の点は試料No.4−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを19とした。
(b)収納管22の長さを140mmとした。
(c)心線部圧縮部材23の収納穴231の長さを140mmとした。
(d)傾斜部233の長さdを心線部圧縮部材23の外径Dの2.5/2とした。
(e)圧縮回数を7回(30mm幅で行う合計7回のうち、2回目から6回目の各圧縮はその前回の圧縮に対して10mmずつ重複させ、7回目の圧縮は、6回目の圧縮に対して20mm重複させた)とした。
〔試料No.4−4〕
試料No.4−4は、以下の(a)〜(f)の点を除き、その他の点は試料No.4−1と同様にして作製した。
(a)収納管22のビッカース硬さHvを18.1とした。
(b)収納管22の長さを110mmとした。
(c)心線部圧縮部材23の収納穴231の長さを110mmとした。
(d)圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とした。
(e)圧縮回数を5回(30mm幅で行う合計5回のうち、2回目から5回目の書く圧縮はその前回の圧縮に対して10mmずつ重複させた)とした。
(f)圧縮率を11.9%とした。
即ち、試料No.4−4の心線部圧縮部材23には傾斜部が形成されていない。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して試験例1と同様にして引張試験を行って引張強さを測定した。その結果、試料No.4−1の引張強さが80.4kNであり、試料No.4−2の引張強さが79.7kNであり、試料No.4−3の引張強さが85.7kNであり、試料No.4−4の引張強さが68.1kNであった。このように、心線部圧縮部材23が傾斜部233を備える試料No.4−1〜4−3は、傾斜部233を備えない試料No.4−4と比較して、引張強さが大きいことが分かる。また、傾斜部233の長さdが長いほど引張強さが大きいことがわかる。
《試験例5》
主として心線部圧縮部材23の圧縮順序の違いによる引張強さを評価した。
〔試料No.5−1〕
試料No.5−1は、収納管22のビッカース硬さHvを25.8とした点と、圧縮率を9.7%とした点とを除き、試料No.4−1と同様にして作製した。即ち、試料No.5−1は、圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とし、圧縮回数を6回(30mm幅で行う合計6回のうち、2回目から6回目の各圧縮はその前回の圧縮に対して10mmずつ重複させる)とした。
〔試料No.5−2〕
試料No.5−2は、収納管22のビッカース硬さHvを26.4とした点と、圧縮順序を引留め側から開口側に向う順とした点を除き、その他の点は試料No.5−1と同様にして作製した。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して試験例1と同様にして引張試験を行って引張強さを測定した。その結果、試料No.5−1の引張強さが87.5kNであり、試料No.5−2の引張強さが75.9kNであった。このように、圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とする試料No.5−1は、その逆の試料No.5−2と比較して、引張強さが大きいことが分かる。
〔心線部圧縮部材の外観観察〕
圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とした場合の心線部圧縮部材230の外観写真を図10の上図に示し、引留め側から開口側に向う順とした場合の心線部圧縮部材230の外観写真を図10の下図に示す。図中の丸付き数字は圧縮した順番を示している。
図10の上図・下図に示すように、圧縮痕235の数が圧縮回数(6回)と同じ6個であることがわかる。また、圧縮痕235同士の間隔は、開口側と引留め側のうち最初に圧縮した側が最も長いことが分かる。即ち、圧縮順序を開口側から引留め側に向う順とした場合、図10の上図に示すように開口側が最も長く、圧縮順序を引留め側から開口側に向う順とした場合、図10の下図に示すように引留め側が最も長いことが分かる。
《試験例6》
主として心線部圧縮部材23の圧縮回数(圧縮幅)の違いによる引張強さを評価した。
〔試料No.6−1〕
試料No.6−1は、試料No.1−1と同様にして作製した。即ち、試料No.6−1は、圧縮回数を6回とした。この圧縮は、市販の100トン圧縮機を用いた。
〔試料No.6−2〕
試料No.6−2は、収納管22のビッカース硬さHvを18.4とした点と、圧縮回数を3回(60mm幅で行う合計3回のうち2回目の圧縮は、1回目の圧縮に対して20mm重複させ、3回目の圧縮は、2回目の圧縮に対して30mm重複させた)とした点とを除き、その他の点は試料No.6−1と同様にして作製した。即ち、試料No.6−2の各圧縮幅は試料No.6−1よりも広い。この圧縮には、市販の200トン圧縮機を用いた。
〔引張強さの評価〕
各試料に対して試験例1と同様にして引張試験を行って引張強さを測定した。その結果、試料No.6−1の引張強さが87.8kNであり、試料No.6−2の引張強さが24.1kNであった。このように、圧縮回数の多い(圧縮幅の小さい)試料No.6−1は、圧縮回数の少ない(圧縮幅の大きい)試料No.6−2と比較して、引張強さが大きいことがわかる。
本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの組立部品は、カーボンファイバ心アルミより線など圧縮に弱い心線部を有する送電線を鉄塔などに引留める圧縮形引留クランプの組立部品に好適に利用できる。本発明の一態様に係る送電線の引留構造は、カーボンファイバ心アルミより線など圧縮に弱い心線部を有する送電線と圧縮形引留クランプとを引留めた送電線の引留構造に好適に利用できる。本発明の一態様に係る圧縮形引留クランプの施工方法は、カーボンファイバ心アルミより線など圧縮に弱い心線部を有する送電線を鉄塔などに引留めて送電線の引留構造を構築する施工方法に好適に利用できる。
1 圧縮形引留クランプの組立部品
2 クランプ本体
21 圧縮把持部
22,220 収納管 221 内周面
23,230 心線部圧縮部材
231 収納穴 232 取付部 233 傾斜部
234 内周面 235 圧縮痕
24,240 導電部圧縮部材 241 内周面
25 本体側接合部
3 ジャンパソケット
31 圧縮把持部
32 ソケット側接合部
4 ボルト
9 送電線
91 本線
92 心線部 921 素線 922 より溝
93 導電部 931 素線
95 ジャンパ線
M 圧縮機

Claims (13)

  1. カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が前記心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線を引留対象に引き留める圧縮形引留クランプの組立部品であって、
    前記心線部の端部を内部に収納する収納管と、
    前記心線部の端部及び前記収納管を内部に収納する収納穴を有し、前記心線部及び前記収納管と共に圧縮される鋼製の心線部圧縮部材と、
    前記導電部の端部及び前記心線部圧縮部材を内部に収納し、前記導電部及び前記心線部圧縮部材と共に圧縮される純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備え、
    前記収納管は、ビッカース硬さHvが30以下の純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続していて、
    前記収納管の厚さは、1.0mm以上5.0mm以下である圧縮形引留クランプの組立部品。
  2. カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が前記心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線を引留対象に引き留める圧縮形引留クランプの組立部品であって、
    前記心線部の端部を内部に収納する収納管と、
    前記心線部の端部及び前記収納管を内部に収納する収納穴を有し、前記心線部及び前記収納管と共に圧縮される鋼製の心線部圧縮部材と、
    前記導電部の端部及び前記心線部圧縮部材を内部に収納し、前記導電部及び前記心線部圧縮部材と共に圧縮される純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備え、
    前記心線部圧縮部材は、前記収納穴の開口側に設けられ、前記収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備え、
    前記収納管は、ビッカース硬さHvが30以下の純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している圧縮形引留クランプの組立部品。
  3. 前記心線部圧縮部材は、前記収納穴の開口側に設けられ、前記収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備える請求項1に記載の圧縮形引留クランプの組立部品。
  4. 前記傾斜部の長さは、前記心線部圧縮部材の外径の1/2倍以上2倍以下である請求項2又は請求項3に記載の圧縮形引留クランプの組立部品。
  5. カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が前記心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線と、
    前記送電線の端部と共に圧縮されて引留対象に引留められた圧縮形引留クランプとを備える送電線の引留構造であって、
    前記圧縮形引留クランプは、
    前記心線部のより溝を埋めるように形成され、前記心線部の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する収納管と、
    前記収納管の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する鋼製の心線部圧縮部材と、
    前記心線部圧縮部材の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備え、
    前記心線部圧縮部材は、前記心線部圧縮部材の開口側に設けられ、前記心線部圧縮部材の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備え、
    前記収納管は、純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している送電線の引留構造。
  6. カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、アルミニウム製の複数の素線が前記心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線と、
    前記送電線の端部と共に圧縮されて引留対象に引留められた圧縮形引留クランプとを備える送電線の引留構造であって、
    前記圧縮形引留クランプは、
    前記心線部のより溝を埋めるように形成され、前記心線部の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する収納管と、
    前記収納管の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する鋼製の心線部圧縮部材と、
    前記心線部圧縮部材の外周輪郭に沿って密着する内周面を有する純アルミニウム又はアルミニウム合金製の導電部圧縮部材とを備え、
    前記心線部圧縮部材は、その軸方向に並列して形成される3つ以上の圧縮痕を備え、
    前記心線部圧縮部材における隣り合う前記圧縮痕同士の間隔は、前記心線部圧縮部材の開口側が最も長く、
    前記収納管は、純アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、その周方向に切れ目なく連続している送電線の引留構造。
  7. 前記心線部圧縮部材は、その軸方向に並列して形成される3つ以上の圧縮痕を備え、
    前記心線部圧縮部材における隣り合う前記圧縮痕同士の間隔は、前記心線部圧縮部材の開口側が最も長い請求項5に記載の送電線の引留構造。
  8. カーボンファイバを主体とする複数の素線が撚り合わされた心線部と、複数のアルミニウム製の素線が前記心線部の外周に撚り合わされた導電部とを備える送電線を、圧縮形引留クランプの組立部品を用いて引留対象に引き留める圧縮形引留クランプの施工方法であって、
    前記圧縮形引留クランプの組立部品には請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の圧縮形引留クランプの組立部品を準備する準備工程と、
    前記送電線の端部を段剥ぎして露出させた前記心線部の端部を内部に収納した前記収納管を前記心線部圧縮部材の前記収納穴に収納する収納管収納工程と、
    前記心線部圧縮部材を圧縮し、前記心線部圧縮部材を介して前記収納管を変形させて前記心線部のより溝に嵌め込み、前記心線部と前記収納管との間の隙間を埋めることで、前記心線部と前記心線部圧縮部材とを接続する心線部接続工程と、
    前記導電部の端部及び前記心線部圧縮部材を前記導電部圧縮部材の内部に収納し、前記導電部圧縮部材を圧縮して、前記導電部の端部及び前記心線部圧縮部材と前記導電部圧縮部材とを接続する導電部接続工程とを備える圧縮形引留クランプの施工方法。
  9. 前記収納管の厚さは、前記心線部における前記素線の直径の1/2倍以上3/2倍以下である請求項8に記載の圧縮形引留クランプの施工方法。
  10. 前記収納管の圧縮前の内径と前記心線部の外接円の直径との差が、前記心線部の外接円の直径の1/5倍以下である請求項8又は請求項9に記載の圧縮形引留クランプの施工方法。
  11. 前記心線部接続工程での圧縮率が、5%以上15%以下である請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の圧縮形引留クランプの施工方法。
  12. 前記心線部圧縮部材は、前記収納穴の開口側に設けられ、前記収納穴の開口端に向かって外径が小さくなる傾斜部を備える請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の圧縮形引留クランプの施工方法。
  13. 前記心線部接続工程では、前記心線部圧縮部材の軸方向に複数回に分けて前記傾斜部側から前記心線部圧縮部材を圧縮する請求項12に記載の圧縮形引留クランプの施工方法。
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