JPH0757544A - Lighting-resistant electric wire - Google Patents
Lighting-resistant electric wireInfo
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- JPH0757544A JPH0757544A JP5198386A JP19838693A JPH0757544A JP H0757544 A JPH0757544 A JP H0757544A JP 5198386 A JP5198386 A JP 5198386A JP 19838693 A JP19838693 A JP 19838693A JP H0757544 A JPH0757544 A JP H0757544A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は架空送電線又は光ファイ
バ入り架空地線等の架空線用の耐雷性素線として好適の
耐雷性アルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線に関
し、特に、落雷時のアーク熱による溶断を防止して耐雷
性を向上させた耐雷性アルミニウム又はアルミニウム合
金被覆鋼線に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lightning resistant aluminum or aluminum alloy coated steel wire suitable as a lightning resistant element wire for overhead power lines or overhead wires containing optical fibers, and more particularly to arcs during lightning strikes. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lightning resistant aluminum or aluminum alloy coated steel wire which is prevented from fusing due to heat and has improved lightning resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、架空地線等においては、鋼芯Ａｌ
被覆線からなる撚線の中心部分などに、通信用の光ファ
イバを配置した複合型の架空地線が使用されるようにな
っている。しかし、架空地線はその使用態様から雷撃を
受け易く、特に夏季雷に比して継続時間が長くて電荷量
が大きい冬季雷を受けた場合は、アークの衝撃力により
素線が断線し、又はアーク熱により素線が溶断する溶断
事故が発生しやすい。このような架空線用の素線の溶断
事故は、特に北陸地方の山岳地域において頻繁に発生す
る。そして、極端な場合には、架空線の張り替えを余儀
なくされる場合がある。特に、光ファイバ入り架空地線
（OPGW）を張り替える場合には、光ファイバが高価であ
るため張り替えるコストが著しく高くなってしまうとい
う欠点がある。そこで、落雷時のアークの衝撃力及びそ
の電流による溶断を防止して耐雷性を向上させるため
に、図１２（ａ）に示すように、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる芯材１１ａの周面上にステンレス
鋼又はＦｅ−Ｎｉ合金及びＭｏ等の高融点材料からなる
被覆材１２ａを被覆した素線が提案されている。また、
図１２（ｂ）に示すように、強度負担部となる芯材１１
ｂを鋼で構成し、その周囲に熱伝導性が良い銅等からな
る被覆材１２ｂを被覆した素線などが提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, steel core Al has been used for overhead ground wires.
A composite overhead ground wire in which an optical fiber for communication is arranged in a central portion of a twisted wire made of a covered wire is used. However, the overhead ground wire is susceptible to lightning strikes due to its mode of use, especially when it receives a winter lightning with a long duration and a large amount of electric charge compared to summer lightning, the strand breaks due to the impact force of the arc, Alternatively, a melting accident is likely to occur in which the wire is melted due to arc heat. Such a blowout accident of a wire for overhead wire frequently occurs especially in the mountainous region of the Hokuriku region. In extreme cases, it may be necessary to replace the overhead line. In particular, when replacing an overhead ground wire (OPGW) containing an optical fiber, there is a drawback that the cost of replacement is significantly high because the optical fiber is expensive. Therefore, as shown in FIG. 12 (a), in order to prevent fusing due to the impact force of the arc at the time of a lightning strike and its current and to improve the lightning resistance, the core material 11a made of aluminum or aluminum alloy is coated on the peripheral surface thereof. There has been proposed an element wire coated with a coating material 12a made of a high melting point material such as stainless steel or Fe-Ni alloy and Mo. Also,
As shown in FIG. 12 (b), the core material 11 serving as a strength bearing portion.
There has been proposed an element wire or the like in which b is made of steel, and a coating material 12b made of copper or the like having good heat conductivity is coated around it.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように耐雷性を向上させた従来の架空線用の素線に
は、以下に示すような問題点がある。However, the conventional strand for overhead wire having improved lightning resistance as described above has the following problems.
【０００４】先ず、Ａｌ又はＡｌ合金の芯材１１ａの表
面上に高融点材料からなる被覆材１２ａを設けたもの
は、表層の被覆材１２ａは溶損しにくいものの、内部の
Ａｌ又はＡｌ合金が溶融しやすいため、架空線用の素線
として実用的ではない。また、この場合、架線の取付具
を構成するＡｌ又はＡｌ合金と被覆材１２ａを構成する
鋼等との間で接触腐食が発生しやすい。First, in the case where the coating material 12a made of a high melting point material is provided on the surface of the core material 11a of Al or Al alloy, the coating material 12a in the surface layer is less likely to be melted, but the Al or Al alloy inside is melted. Since it is easy to do, it is not practical as an overhead wire. Further, in this case, contact corrosion is likely to occur between Al or the Al alloy that constitutes the fixture of the overhead wire and the steel or the like that constitutes the covering material 12a.
【０００５】一方、芯材１１ｂの周囲に熱伝導性が良い
銅等からなる被覆材１２ｂを設けたものは、アルミニウ
ム等からなる取付具と接触すると腐食する虞があるた
め、従来の電線部品に適用することが困難である。ま
た、ＣｕはＡｌに比して重いため、架空線用の素線とし
て好ましくない。On the other hand, if the core material 11b is provided with the covering material 12b made of copper or the like having good thermal conductivity around the core material 11b, it may be corroded when it comes into contact with a fixture made of aluminum or the like, and therefore, it is a conventional wire component. Difficult to apply. In addition, Cu is heavier than Al and is not preferable as an overhead wire.
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、接触腐食が防止され、架空線用の素線とし
て十分な強度を有すると共に、落雷時のアーク熱による
溶断を防止して耐雷性を向上させることができる耐雷電
線を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and prevents contact corrosion, has sufficient strength as an element wire for overhead wires, and prevents fusing due to arc heat at the time of lightning strike. It is an object of the present invention to provide a lightning resistant electric wire that can improve lightning resistance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐雷電線
は、鋼からなる芯材と、この芯材の周囲に非円形の断面
形状で被覆形成されたアルミニウム又はアルミニウム合
金からなる被覆材と、この被覆材の少なくとも一部の外
面に形成され前記芯材の融点より低温度で気化する低沸
点物質層とを有し、前記芯材は前記被覆材中に偏心して
配置されることを特徴とする。A lightning-proof electric wire according to the present invention comprises a core material made of steel, and a coating material made of aluminum or an aluminum alloy formed around the core material in a non-circular cross-sectional shape. And a low-boiling-point substance layer which is formed on at least a part of the outer surface of the coating material and vaporizes at a temperature lower than the melting point of the core material, the core material being arranged eccentrically in the coating material. To do.
【０００８】[0008]
【作用】本発明において、被覆材の外面の少なくとも一
部に、芯材の融点（鋼線の融点は1536℃）より低温度で
気化するような気化熱が大きい低沸点物質を形成してあ
るから、雷撃時に前記低沸点物質が気化し、アーク熱が
低沸点物質の気化に消耗されるのでアルミニウム又はア
ルミニウム合金からなる被覆材に伝達されるアーク熱が
減少し、被覆材の溶融が防止される。即ち、雷撃が発生
すると、低沸点物質層（例えば、Ｚｎ）の溶融及び気化
が発生し、偏肉した被覆材に伝達される熱が低減され
る。そして、低沸点物質層で吸収できなかった熱は前記
被覆材に伝わり、その長手方向に熱が逃げる。また、何
らかの要因によりアルミニウム又はアルミニウム合金か
らなる被覆材が局部的に溶融した場合にも、その外面の
低沸点物質層が気化するので、その被覆材の溶融部の拡
大が抑制されると共に、被覆材のＡｌが流動することに
より、鋼芯線が露出するのを有効に防止することができ
る。また、アルミニウム又はその合金は雷撃により液体
とはなるが、気化しにくいため溶融状態を保持し、その
近傍の固体部に、即ち耐雷電線の長手方向に熱を逃がし
続ける。このようなプロセスにより、雷撃が生じたとき
に、従来の耐雷電線よりも多くのエネルギを消費するの
で、溶断が発生するに必要な電気量が多くなるため、溶
断が防止される。In the present invention, at least a part of the outer surface of the coating material is formed with a low boiling point substance having a large heat of vaporization that vaporizes at a temperature lower than the melting point of the core material (the melting point of the steel wire is 1536 ° C). From the above, the low boiling point substance is vaporized during a lightning stroke, and the arc heat is consumed by the vaporization of the low boiling point substance, so the arc heat transferred to the coating material made of aluminum or aluminum alloy is reduced, and the melting of the coating material is prevented. It That is, when a lightning strike occurs, the low boiling point material layer (for example, Zn) is melted and vaporized, and the heat transferred to the uneven thickness coating material is reduced. Then, the heat that could not be absorbed by the low boiling point material layer is transmitted to the coating material, and the heat escapes in the longitudinal direction. Further, even if the coating material made of aluminum or aluminum alloy is locally melted by some factor, the low boiling point material layer on the outer surface thereof is vaporized, so that the expansion of the molten portion of the coating material is suppressed and the coating is performed. It is possible to effectively prevent the steel core wire from being exposed by flowing Al of the material. Although aluminum or its alloy becomes a liquid by lightning stroke, it is difficult to vaporize, so that it maintains a molten state, and heat is continuously radiated to the solid portion in the vicinity thereof, that is, in the longitudinal direction of the lightning resistant electric wire. By such a process, when a lightning strike occurs, more energy is consumed than that of a conventional lightning resistant wire, so that the amount of electricity required for the fusing to occur increases, and thus the fusing is prevented.
【０００９】一方、本発明においては、鋼からなる芯材
はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材内
に偏心して配置されている。このため、被覆材には局部
的に厚肉部が存在し、この厚肉部が落雷時の溶損代とな
っている。このため、本発明に係るアルミニウム又はア
ルミニウム合金被覆鋼線は前記溶損代部分にアークを受
けても、前記溶損代におけるアルミニウムの溶融潜熱が
大きいため前記芯材の温度上昇を抑制することができ、
落雷時のアーク熱による溶断を防止することができる。
また、鋼からなる芯材を偏心させて配置することにより
前記被覆材の前記溶損代を形成するため、アルミニウム
又はアルミニウム合金被覆鋼線の全断面積中における前
記芯材の断面積率を高めることができ、架空線用の素線
として十分な強度を得ることができる。例えば、直径が
4.2mmのアルミニウム被覆鋼線について、アーク熱によ
る溶断を防止するための溶損代としてアルミニウムの厚
さを例えば1.5mm確保しようとする場合、図９（ａ）に
示すように、芯材５を偏心させることにより被覆材６の
溶損代の厚さを1.5mmとし、この溶損代の反対側の部分
の被覆材６の厚さを0.2mmとすれば、芯材５の直径は2.5
mmにすることができる。この場合、被覆材６の断面積率
は64.6％となり、このアルミニウム被覆鋼線の強度は70
kgf/mm2となって、十分な強度を得ることができる。し
かしながら、図９（ｂ）に示すように、芯材５ａを全く
偏心させない場合、1.5mm確保しようとすると、芯材５
ａの直径は必然的に1.2mmになる。この場合、被覆材６
ａの断面積率は91.8％となり、このアルミニウム被覆鋼
線の強度は27kgf/mm2となってしまい、実用的な強度を
得られない。なお、上述の説明は、溶損代が1.5mm、断
面形状が円形の場合についてのものであるが、溶損代が
1.6mm以上で、断面が非円形の場合でも偏心の効果は同
様である。On the other hand, in the present invention, the core material made of steel is eccentrically arranged in the coating material made of aluminum or aluminum alloy. For this reason, a thick portion locally exists in the covering material, and this thick portion serves as a melting loss margin during a lightning strike. Therefore, the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire according to the present invention can suppress the temperature rise of the core material because the melting latent heat of aluminum in the melting loss margin is large even when the melting loss margin portion is subjected to an arc. You can
It is possible to prevent melting due to arc heat during a lightning strike.
Further, since the core material made of steel is eccentrically arranged to form the melting loss margin of the coating material, the cross-sectional area ratio of the core material in the total cross-sectional area of the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire is increased. It is possible to obtain sufficient strength as an overhead wire. For example, if the diameter is
For an aluminum-coated steel wire of 4.2 mm, in order to secure a thickness of aluminum of 1.5 mm as a fusing loss margin for preventing fusing due to arc heat, as shown in FIG. If the thickness of the erosion allowance of the covering material 6 is 1.5 mm by eccentricity and the thickness of the covering material 6 on the opposite side of the erosion allowance is 0.2 mm, the diameter of the core material 5 is 2.5 mm.
can be mm. In this case, the cross-sectional area ratio of the covering material 6 is 64.6%, and the strength of this aluminum-coated steel wire is 70%.
It becomes kgf / mm 2, and sufficient strength can be obtained. However, as shown in FIG. 9 (b), when the core material 5a is not eccentric at all, if it is attempted to secure 1.5 mm, the core material 5a
The diameter of a is inevitably 1.2 mm. In this case, the covering material 6
The cross-sectional area ratio of a is 91.8%, and the strength of this aluminum-coated steel wire is 27 kgf / mm 2, and practical strength cannot be obtained. The above description is for a case where the melting loss margin is 1.5 mm and the cross-sectional shape is circular.
Even if the cross section is 1.6 mm or more and the cross section is non-circular, the eccentric effect is the same.
【００１０】従って、本発明に係るアルミニウム又はア
ルミニウム合金被覆鋼線は、架空線用の素線として十分
な強度を有すると共に、落雷時のアーク熱による溶断を
防止して耐雷性を向上させることができる。Therefore, the aluminum or aluminum alloy coated steel wire according to the present invention has sufficient strength as an element wire for overhead wire, and can prevent fusing due to arc heat at the time of lightning strike and improve lightning resistance. it can.
【００１１】また、このように構成されるアルミニウム
又はアルミニウム合金被覆鋼線を架空線用の素線として
使用する場合は、例えば光ファイバケーブルの周囲に複
数本のアルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線を撚
り合わせて撚線とする。この場合、上述した被覆材の溶
損代に優先的に被雷させるために、前記被覆材の前記溶
損代が外側に露出するようにしてアルミニウム又はアル
ミニウム合金被覆鋼線を撚り合わせる必要がある。この
ため、素線の捻れを防止するために、被覆材の断面形状
を扇形等の非円形にし、この被覆材の芯材により大弧面
側部分の厚さを好ましくは1.6mm以上にして、これを溶
損代にする。このようにした場合、被覆材の小弧面側を
光ファイバケーブル等に密着させてアルミニウム又はア
ルミニウム合金被覆鋼線を撚り合わせることにより、被
覆材の溶損代は常に外側に露出するようにして配置され
る。When the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire thus constructed is used as an overhead wire, for example, a plurality of aluminum or aluminum alloy-coated steel wires are twisted around an optical fiber cable. Stranded together. In this case, in order to preferentially lighten the melting loss margin of the coating material described above, it is necessary to twist the aluminum or aluminum alloy coated steel wires so that the melting loss margin of the coating material is exposed to the outside. . Therefore, in order to prevent the twisting of the strands, the cross-sectional shape of the covering material is a non-circular shape such as a fan, and the thickness of the large arc surface side portion is preferably 1.6 mm or more by the core material of this covering material, This is used as the melting cost. In this case, the small arc surface side of the coating material is closely attached to the optical fiber cable and the aluminum or aluminum alloy coated steel wire is twisted together so that the melting loss margin of the coating material is always exposed to the outside. Will be placed.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
【００１３】図１は本発明の実施例に係る耐雷電線の素
線である偏心アルミニウム被覆鋼線を示す断面図であ
る。図１に示すように、鋼からなる芯材１（強度負担
部）の周囲はアルミニウムからなる被覆材２で被覆され
ている。この被覆材２及び芯材１は断面が略扇形をなし
ていて、芯材１は被覆材２の断面中央部から小弧面側に
偏心して配置されている。そして、被覆材２は、大弧面
側部分の厚さＨが1.6mm以上になっており、この部分が
溶損代となる。また、被覆材２の厚肉部側の外面には低
沸点物質層３が形成されている。この低沸点物質層３と
しては、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｐｏ
（ポロニウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｒｂ（ルビ
ジウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｌｉ（リチウム）、Ｋ
（カリウム）、Ｃｓ（セシウム）、Ｃａ（カルシウム）
及びＣｄ（カドミウム）又はその合金等がある。特に、
この低沸点物質層３として、Ｚｎ又はその合金を使用す
ることが好ましい。Ｚｎは鋼線の融点（1536℃）は勿論
のこと、銅の融点よりも低い温度で気化する。このよう
に、Ｚｎは極めて気化し易い物質である。また、Ｚｎは
耐食性が優れているため、耐雷電線としての耐食性も向
上させることができる。FIG. 1 is a sectional view showing an eccentric aluminum-coated steel wire which is an element wire of a lightning resistant electric wire according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the circumference of a core material 1 (strength bearing portion) made of steel is covered with a coating material 2 made of aluminum. The covering material 2 and the core material 1 have a substantially fan-shaped cross section, and the core material 1 is arranged eccentrically from the central part of the cross section of the covering material 2 to the small arc surface side. The coating material 2 has a thickness H of 1.6 mm or more at the large arc surface side portion, and this portion serves as a melting loss margin. Further, a low boiling point substance layer 3 is formed on the outer surface of the coating material 2 on the thick portion side. The low boiling point material layer 3 includes Zn (zinc), Mg (magnesium), and Po.
(Polonium), Sr (Strontium), Rb (Rubidium), Na (Sodium), Li (Lithium), K
(Potassium), Cs (cesium), Ca (calcium)
And Cd (cadmium) or its alloy. In particular,
It is preferable to use Zn or an alloy thereof as the low boiling point material layer 3. Zn vaporizes not only at the melting point of the steel wire (1536 ° C.) but also at a temperature lower than that of copper. Thus, Zn is a substance that is extremely easily vaporized. Further, since Zn has excellent corrosion resistance, it is possible to improve the corrosion resistance as a lightning resistant electric wire.
【００１４】この偏心被覆鋼線の低沸点物質層３の被着
方法は、溶射により行うことが好ましい。これは、低沸
点物質層３を溶射により被着する方が、電気メッキによ
り被着するよりも短時間で被着することができるからで
ある。また、溶射により被着された層の場合には、ポー
ラスな組織になるため、この気孔に空気が存在し、断熱
効果があるという利点もある。更に、溶射の場合には、
殆ど全ての無機物について被着可能であるため、低沸点
物質層３の構成材料に対する制限が少ない。The low boiling point material layer 3 of the eccentric coated steel wire is preferably deposited by thermal spraying. This is because the low boiling point material layer 3 can be deposited by thermal spraying in a shorter time than by electroplating. Further, in the case of the layer deposited by thermal spraying, it has a merit that since it has a porous structure, air is present in the pores and a heat insulating effect is obtained. Furthermore, in the case of thermal spraying,
Since almost all inorganic substances can be deposited, there are few restrictions on the constituent materials of the low boiling point substance layer 3.
【００１５】なお、被覆材の溶損代の厚さは、1.6mm以
上とすることが好ましい。図１０は冬季雷の電荷量の累
積頻度分布を示すグラフ図（電中研報告、総合報告：Ｔ
ＩＯ「日本海沿岸における冬季雷性状」、１９８９年１
月２３日）であって、横軸が電荷量を示し、縦軸が累積
頻度を示す。この図１０に示すように、冬季雷の約８０
％以上は電荷量が７０クーロン以下のものである。一
方、図１１は７０クーロンのアーク試験におけるアルミ
ニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線の荷重残存率と溶
損代の厚さＨとの関係を示すグラフ図であって、横軸が
厚さＨを示し、縦軸が荷重残存率を示す。なお、このア
ーク試験においては、アルミニウム又はアルミニウム合
金被覆鋼線を所定の治具により固定し、電極から溶損代
に向けてアーク放電を行った。また、荷重残存率とは、
アルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線のアーク試
験前の引張荷重強度に対するアーク試験後の引張荷重強
度の割合（％）を示すものである。この図１１から明ら
かなように、落雷点と芯材との間の溶損代の厚さＨが
１．６ｍｍ未満であると、７０クーロンのアーク熱によ
り鋼からなる芯材が変質して荷重残存率が低下してしま
う。しかしながら、溶損代の厚さＨが１．６ｍｍ以上で
あれば、７０クーロンのアーク熱により鋼からなる芯材
が変質することはないので、荷重残存率は低下しない。
このため、被覆材の溶損代の厚さは１．６ｍｍ以上にす
る。これにより、本発明に係るアルミニウム又はアルミ
ニウム合金被覆鋼線は、冬季雷の約８０％以上を占める
電荷量が７０クーロン以下の落雷に対して、耐雷性が極
めて優れている。一方、７０クーロンを超える落雷に対
しても、本発明により素線の溶断が起こりにくくなり、
素線のばらけによる短絡、地絡、相間短絡の害を防止で
きる。The thickness of the coating material at the melting loss margin is preferably 1.6 mm or more. Figure 10 is a graph showing the cumulative frequency distribution of winter lightning charges (CRIEPI report, comprehensive report: T
IO "Winter Lightning Properties along the Sea of Japan", 1989 1
23rd day of the month), the horizontal axis represents the amount of charge, and the vertical axis represents the cumulative frequency. As shown in this Figure 10, about 80
% Or more means that the charge amount is 70 coulombs or less. On the other hand, FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load residual ratio of the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire and the thickness H of the melting loss in the 70 Coulomb arc test, where the horizontal axis represents the thickness H, The vertical axis represents the residual load rate. In this arc test, the aluminum or aluminum alloy coated steel wire was fixed by a predetermined jig, and arc discharge was performed from the electrode toward the melting loss margin. In addition, the residual load ratio is
It is a ratio (%) of the tensile load strength after the arc test to the tensile load strength before the arc test of the aluminum or aluminum alloy coated steel wire. As is clear from FIG. 11, when the thickness H of the melting loss margin between the lightning strike point and the core material is less than 1.6 mm, the core material made of steel is deteriorated by the arc heat of 70 Coulomb and the load is increased. The remaining rate will decrease. However, if the thickness H of the melting loss margin is 1.6 mm or more, the core material made of steel will not be altered by the arc heat of 70 coulombs, and therefore the load residual ratio will not decrease.
For this reason, the thickness of the erosion allowance of the coating material is set to 1.6 mm or more. As a result, the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire according to the present invention is extremely excellent in lightning resistance against lightning strikes that account for about 80% or more of winter lightning and have a charge amount of 70 coulombs or less. On the other hand, according to the present invention, even if the lightning strike exceeds 70 coulombs, the melting of the wires is less likely to occur,
It is possible to prevent the short circuit, ground fault, and inter-phase short circuit caused by the loose wires.
【００１６】このように構成される偏心アルミニウム被
覆鋼線を素線として、例えば図８に示すように、撚り線
加工することにより、耐雷電線が得られる。この低沸点
物質層３を設けた素線から構成される耐雷電線において
は、雷撃が生じた場合に、そのアーク熱の一部は外層の
低沸点物質層３の気化に消費される。そして、残余の熱
はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材２
に伝達され、被覆材２をその長手方向に逃げる。このた
め、アーク熱は芯材１及び被覆材２の溶断に使用される
前に、低沸点物質層３の気化に消費されるので、耐雷電
線の溶断が防止される。このため、耐雷性が著しく向上
する。By using the eccentric aluminum-coated steel wire having the above-mentioned structure as an element wire and twisting it as shown in FIG. 8, for example, a lightning-proof electric wire can be obtained. In the lightning resistant electric wire composed of the element wire provided with the low boiling point substance layer 3, a part of the arc heat is consumed for vaporization of the outer low boiling point substance layer 3 when a lightning strike occurs. The remaining heat is the covering material 2 made of aluminum or aluminum alloy
To escape the covering material 2 in its longitudinal direction. Therefore, the arc heat is consumed for vaporizing the low-boiling-point material layer 3 before being used for fusing the core material 1 and the coating material 2, and thus the fusing of the lightning-proof electric wire is prevented. Therefore, lightning resistance is significantly improved.
【００１７】図３は横軸に電気量（クーロン）をとり、
縦軸に残存荷重率（％）をとって、種々の耐雷電線につ
いてその耐雷性を比較するグラフ図である。残存荷重率
は、アーク放電前の破断荷重に対するアーク放電後の破
断荷重の割合であり、この残存荷重率が高く、且つ溶断
点（残存荷重率＝０）が大きいほど耐雷性が優れてい
る。In FIG. 3, the horizontal axis is the electric quantity (coulomb),
It is a graph which compares the lightning resistance with respect to various lightning resistant electric wires by taking the residual load factor (%) on the vertical axis. The residual load ratio is the ratio of the breaking load after arc discharge to the breaking load before arc discharge. The higher the residual load ratio and the larger the fusing point (residual load ratio = 0), the better the lightning resistance.
【００１８】この図３に示すデータは図４に示すアーク
試験装置により測定した。即ち、図１に示す断面形状の
実施例に係る被覆鋼線を試料Ａとして引張り試験機７に
装着し、電極８を試料Ａに近づけ、電源９から給電して
電極８と試料Ａとの間でアーク放電を発生させた。そし
て、電気量測定器１０によりこのアーク放電にて流れた
電気量を測定した。次いで、アーク放電後の試料Ａを引
張り試験機７により引張り試験し、その破断荷重を求め
た。この破断荷重がアーク放電後の残存荷重である。そ
して、アーク放電前の破断荷重を別の試料で求めてお
き、（残存荷重／アーク放電前の破断荷重）×１００と
して残存荷重率（％）を求めた。図３において、白丸は
断面が円形のアルミニウム被覆鋼線であり、黒丸は断面
が円形のアルミニウム被覆鋼線に厚さが0.15mmのＺｎ層
を低沸点物質層として形成したものである。また、白抜
き四角は図１に示すように被覆材に偏肉を設けたアルミ
ニウム被覆鋼線であり、黒四角は同じく偏肉アルミニウ
ム被覆鋼線に厚さが0.15mmのＺｎ層を形成したものであ
る。従って、黒四角が本発明の実施例に係るアルミニウ
ム被覆鋼線である。この図３から明らかなように、本発
明によるものは１００クーロン近くまで残存荷重率の低
下がない優れた耐雷特性が得られることが分かる。更に
また、１００クーロンの電気量が流れる大きなアーク放
電が生じても、本実施例の被覆鋼線においては、８０％
の残存荷重率が得られた。これに対し、低沸点物質層が
存在しない場合（白抜き四角）には、残存荷重率が５５
％、低沸点物質層を被着した場合でも断面が円形の場合
（黒丸）には、残存荷重率が３０％、低沸点物質層がな
い断面円形の被覆鋼線の場合（白丸）には、残存荷重率
が約３％である。このように、低沸点物質層を設け、被
覆鋼線の断面形状を偏肉を持つものとすることにより、
耐雷性を著しく向上させることができる。このため、本
発明によるものは本願出願人による先行出願（特開平4-
47617）に示す偏肉厚さよりも小さい1.6mm以下の厚さの
ものでも優れた耐雷特性を得ることができる。The data shown in FIG. 3 was measured by the arc test apparatus shown in FIG. That is, the coated steel wire according to the example of the cross-sectional shape shown in FIG. 1 is mounted on the tensile tester 7 as the sample A, the electrode 8 is brought close to the sample A, and the power is supplied from the power source 9 between the electrode 8 and the sample A. Arc discharge was generated. Then, the quantity of electricity flowing by this arc discharge was measured by the quantity of electricity measuring device 10. Then, the sample A after the arc discharge was subjected to a tensile test by the tensile tester 7 and its breaking load was determined. This breaking load is the residual load after arc discharge. Then, the breaking load before arc discharge was obtained for another sample, and the residual load ratio (%) was calculated as (residual load / breaking load before arc discharge) × 100. In FIG. 3, white circles are aluminum-coated steel wires having a circular cross section, and black circles are aluminum-coated steel wires having a circular cross section in which a Zn layer having a thickness of 0.15 mm is formed as a low boiling point material layer. The white squares are aluminum-coated steel wires with uneven thickness on the covering material as shown in FIG. 1, and the black squares are the same aluminum-coated steel wires with a Zn layer with a thickness of 0.15 mm formed. Is. Therefore, the black square is the aluminum-coated steel wire according to the embodiment of the present invention. As is clear from FIG. 3, it can be seen that excellent lightning resistance characteristics can be obtained in the present invention up to near 100 coulombs without lowering the residual load factor. Furthermore, even if a large arc discharge in which an electric quantity of 100 coulombs flows occurs, in the coated steel wire of this example, it is 80%.
The residual load factor of was obtained. On the other hand, when the low boiling point substance layer does not exist (open square), the residual load ratio is 55
%, If the cross-section is circular even when the low-boiling substance layer is deposited (black circle), the residual load factor is 30%, and in the case of a coated steel wire having a circular cross-section without the low-boiling substance layer (white circle), The residual load factor is about 3%. In this way, by providing a low boiling point material layer, and by making the cross-sectional shape of the coated steel wire uneven thickness,
The lightning resistance can be significantly improved. Therefore, the invention according to the present invention is disclosed in the prior application by the applicant (Japanese Patent Laid-Open No.
Excellent lightning resistance can be obtained even with a thickness of 1.6 mm or less, which is smaller than the uneven thickness shown in 47617).
【００１９】前述の如く、被覆材２の大弧面側部分（溶
損代）の表面における任意の落雷点と芯材１との間の厚
さＨは1.6mm以上と十分に厚く確保されている。このた
め、被覆材２の溶損代の表面に落雷を受けても、アルミ
ニウムの溶融潜熱が大きいため芯材１の温度上昇を抑制
することができる。即ち、被覆材２の落雷を受ける部分
に十分な厚さの溶損代を設けることにより、芯材１への
落雷の影響を防止することができる。しかしながら、図
２（ａ）に示すように、被覆材２ｄの大弧面側の溶損代
の厚さが1.6mm未満であると、この被覆材２ｄの溶損代
の表面に対してアーク試験を行った場合、図２（ｂ）に
示すように、その部分の被覆材２ｄが溶融し、アーク熱
により芯材１の材質が変化するため、架空線用の素線と
しての特性が低下してしまう。As described above, the thickness H between an arbitrary lightning strike point on the surface of the large arc surface side (melting loss margin) of the covering material 2 and the core material 1 is secured to be 1.6 mm or more, which is sufficiently thick. There is. For this reason, even if a lightning strike is applied to the surface of the coating material 2 at the melting loss margin, the temperature rise of the core material 1 can be suppressed because the latent heat of fusion of aluminum is large. That is, the influence of the lightning strike on the core material 1 can be prevented by providing a sufficient thickness for the melting damage margin in the portion of the covering material 2 that receives the lightning strike. However, as shown in FIG. 2A, when the thickness of the melting loss margin on the large arc surface side of the coating material 2d is less than 1.6 mm, an arc test is performed on the surface of the coating material 2d at the melting loss margin. 2B, as shown in FIG. 2B, the covering material 2d in that portion is melted, and the material of the core material 1 is changed by the arc heat, so that the characteristics as an overhead wire are deteriorated. Will end up.
【００２０】また、本実施例においては、芯材１を偏心
させることにより被覆材２の溶損代を形成するため、被
覆鋼線の全断面積に占める芯材１の断面積率を高めるこ
とができ、強度を高めることができる。Further, in this embodiment, since the melting loss margin of the covering material 2 is formed by eccentricizing the core material 1, the cross-sectional area ratio of the core material 1 in the total cross-sectional area of the coated steel wire is increased. The strength can be increased.
【００２１】従って、本実施例に係る偏心アルミニウム
被覆鋼線は、架空線用の素線として十分な強度を有する
と共に、冬季雷の約80％以上を占める電荷量が70クーロ
ン以下の落雷を有効に防止できるだけでなく、７０クー
ロン以上の落雷に対しても強度低下のない優れた耐雷性
を得ることができる。Therefore, the eccentric aluminum-coated steel wire according to the present embodiment has sufficient strength as an element wire for overhead wire and is effective for lightning strikes with a charge amount of 70 coulomb or less, which accounts for about 80% or more of winter lightning. Not only can it be prevented, but also excellent lightning resistance with no reduction in strength against lightning strikes of 70 coulombs or more can be obtained.
【００２２】図５（ａ）乃至（ｃ）は偏心アルミニウム
被覆鋼線の変形例を示す断面図である。なお、これらの
被覆鋼線は被覆材２の断面形状が異なるものであるの
で、図５において、芯材１の他には被覆材のみを図示
し、低沸点物質層等の図示は省略する。また、大弧面側
を除く被覆材２ｃ、２ｄ、２ｅの厚さはｈである。図５
（ａ）に示すように、被覆材２ｃは大弧面側にてその全
域が厚さｈより厚く、その全域が溶損代となっている。
また、図５（ｂ）に示す被覆鋼線は、被覆材２ｄの厚さ
が大弧面側の縁部から中央部にかけて徐々に厚くなり、
この中央部に偏在して溶損代が設けられている。更に、
図５（ｃ）に示す被覆鋼線においては、被覆材２ｅは大
弧面側の中央部を局部的に突出させることにより溶損代
が形成されている。このように、本発明においては、そ
の溶損代の領域、特にその断面形状を限定するものでは
ない。FIGS. 5A to 5C are sectional views showing modified examples of the eccentric aluminum-coated steel wire. Since these coated steel wires have different cross-sectional shapes of the coating material 2, only the coating material other than the core material 1 is shown in FIG. 5, and the low boiling point material layer and the like are omitted. Further, the thickness of the covering materials 2c, 2d, 2e excluding the large arc surface side is h. Figure 5
As shown in (a), the covering material 2c is thicker on the large arc surface side than the thickness h, and the entire area is a melting loss margin.
Further, in the coated steel wire shown in FIG. 5B, the thickness of the coating material 2d gradually increases from the edge on the large arc surface side to the central portion,
The melting loss margin is unevenly distributed in the central portion. Furthermore,
In the coated steel wire shown in FIG. 5 (c), the coating material 2e has a melting loss margin formed by locally protruding the central portion on the large arc surface side. As described above, in the present invention, the region of the melting loss margin, particularly the cross-sectional shape thereof, is not limited.
【００２３】しかしながら、図６（ａ）に示す被覆材２
ｆの溶損代のように、局部的に厚さがＨ＝1.6mm以上に
突起しているものの、この突起部以外の大弧面側の部分
の厚さが1.6mm未満である場合、アークがこの突起部に
優先的に固定されるということはない。このため、図６
（ｂ）に示すように、被覆材２ｆの前記突起部以外の部
分に電極４を向けてアーク試験を行うと、図６（ｃ）に
示すように、被覆材２ｆにおいて厚さが1.6mm未満の部
分が溶融して芯材１が露出し、アーク熱の影響により芯
材１が変質することにより、引張強さが低下してしま
う。また、この場合、芯材１は露出した部分から発錆
し、腐食によって断線する虞がある。However, the covering material 2 shown in FIG.
If the thickness of the large arc surface side other than this projection is less than 1.6 mm, even if it has a local projection with a thickness of H = 1.6 mm or more, like the fusing loss margin of f, the arc Is not preferentially fixed to this protrusion. Therefore, in FIG.
As shown in (b), when an arc test is performed with the electrode 4 directed to a portion of the covering material 2f other than the protrusions, as shown in FIG. 6 (c), the covering material 2f has a thickness of less than 1.6 mm. The core portion 1 is melted and the core material 1 is exposed, and the core material 1 is altered by the influence of arc heat, so that the tensile strength is reduced. Further, in this case, the core material 1 may rust from the exposed portion and may be broken due to corrosion.
【００２４】次に、このように構成されるアルミニウム
又はアルミニウム合金被覆鋼線を光ファイバ入り架空地
線（OPGW)用の素線として使用する場合について説明す
る。Next, description will be made on the case where the aluminum or aluminum alloy coated steel wire thus constructed is used as an element wire for an overhead ground wire (OPGW) containing an optical fiber.
【００２５】図７及び図８は耐雷性アルミニウム被覆鋼
線の断面形状の相違による効果を示す光ファイバ入り架
空地線を示す断面図である。FIG. 7 and FIG. 8 are cross-sectional views showing an overhead ground wire containing an optical fiber, which shows the effect of the difference in cross-sectional shape of the lightning-resistant aluminum-coated steel wire.
【００２６】図７に示す光ファイバ入り架空地線は、円
形断面の芯材５を断面形状が円形の被覆材６で被覆した
偏心アルミニウム被覆鋼線を、光ファイバケーブル１３
の周囲に撚り合わせて構成されている。この場合、偏心
アルミニウム被覆鋼線は断面形状が円形であるため、撚
り線時の捻れにより溶損代が外側に露出しない場合があ
る。一方、図８に示すように、断面形状が扇形である偏
心アルミニウム被覆鋼線を使用した場合、被覆材２の小
弧面側を光ファイバケーブル１３に密着させて偏心アル
ミニウム被覆鋼線を撚り合わせることにより、被覆材２
はその大弧面側部分の溶損代が常に外側に露出するよう
にして配置される。従って、この光ファイバ入り架空地
線は被覆材２は溶損代に優先的に被雷するため、落雷時
にアーク熱により溶断することはない。In the overhead ground wire with optical fiber shown in FIG. 7, an eccentric aluminum-coated steel wire obtained by coating a core material 5 having a circular cross section with a coating material 6 having a circular cross-sectional shape is used as an optical fiber cable 13.
It is composed by being twisted around the circumference of. In this case, since the eccentric aluminum-coated steel wire has a circular cross-sectional shape, the erosion allowance may not be exposed to the outside due to the twisting of the stranded wire. On the other hand, as shown in FIG. 8, when an eccentric aluminum-coated steel wire having a fan-shaped cross section is used, the small arc surface side of the coating material 2 is closely attached to the optical fiber cable 13 and the eccentric aluminum-coated steel wire is twisted together. Therefore, the covering material 2
Is arranged so that the melting loss margin of the large arc surface side is always exposed to the outside. Therefore, the overhead ground wire containing the optical fiber is not lightened by the arc heat at the time of a lightning strike because the covering material 2 is exposed to lightning preferentially to the melting loss margin.
【００２７】なお、上記各実施例は被覆材がアルミニウ
ムの場合についてのものであるが、本発明は被覆材がア
ルミニウム合金の場合でも同様の効果を奏する。また、
芯材１の鋼線も種々の鋼種のものを適用することができ
る。Although each of the above-mentioned embodiments is for the case where the coating material is aluminum, the present invention has the same effect even when the coating material is an aluminum alloy. Also,
Various kinds of steel can be applied to the steel wire of the core material 1.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鋼
からなる芯材と、この芯材の周囲に被覆形成されたアル
ミニウム又はアルミニウム合金からなる被覆材と、この
芯材の外面の少なくとも一部に被着した低沸点物質層と
を有し、前記被覆材は前記芯材を偏心させて配置するか
ら、雷撃時のアーク熱は前記低沸点物質層の気化に消費
され、被覆材及び芯材に印加される熱を減少させ、その
温度上昇を抑制することができる。これにより、落雷時
のアーク熱による溶断を防止することができる。また、
芯材を偏心させて配置することにより前記被覆材の前記
溶損代を形成するため、前記芯材の断面積率を高めるこ
とができ、架空線用の素線として十分な強度を得ること
ができる。一方、耐雷性が向上するから、偏肉比を大き
くする必要がなく、線材加工時の自由度が大きい。As described above, according to the present invention, at least a core material made of steel, a coating material made of aluminum or an aluminum alloy and formed around the core material, and at least an outer surface of the core material. With a low-boiling substance layer deposited on a part, the coating material is arranged eccentrically the core material, arc heat at the time of lightning is consumed for vaporization of the low-boiling substance layer, the coating material and The heat applied to the core material can be reduced and the temperature rise can be suppressed. As a result, it is possible to prevent fusing due to arc heat during a lightning strike. Also,
Since the melting loss margin of the covering material is formed by arranging the core material eccentrically, the cross-sectional area ratio of the core material can be increased, and sufficient strength as an element wire for overhead wire can be obtained. it can. On the other hand, since the lightning resistance is improved, it is not necessary to increase the thickness deviation ratio, and the degree of freedom in processing the wire rod is large.
【００２９】従って、本発明に係る耐雷性アルミニウム
又はアルミニウム合金被覆鋼線は、架空線用の素線とし
て十分な強度を有すると共に、落雷時のアーク熱による
溶断を防止して耐雷性を向上させることができる。Therefore, the lightning resistant aluminum or aluminum alloy coated steel wire according to the present invention has sufficient strength as an element wire for overhead wire, and prevents melting due to arc heat at the time of lightning strike to improve lightning resistance. be able to.
【図１】本発明の実施例に係る耐雷電線の偏心アルミニ
ウム被覆鋼線を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an eccentric aluminum-coated steel wire of a lightning resistant electric wire according to an embodiment of the present invention.
【図２】その比較例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a comparative example.
【図３】種々の被覆鋼線の耐雷性を比較するグラフ図で
ある。FIG. 3 is a graph comparing the lightning resistance of various coated steel wires.
【図４】図３のデータの測定装置を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an apparatus for measuring the data of FIG.
【図５】偏肉形状の変形例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the uneven thickness shape.
【図６】不適切な偏肉形状を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an inappropriate uneven thickness shape.
【図７】光ファイバ入り架空地線の断面形状の影響を示
す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an influence of a sectional shape of an overhead ground wire containing an optical fiber.
【図８】光ファイバ入り架空地線の断面形状の影響を示
す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the influence of the cross-sectional shape of an overhead ground wire containing an optical fiber.
【図９】偏心による強度向上作用を示すアルミニウム又
はアルミニウム合金被覆鋼線の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of an aluminum or aluminum alloy coated steel wire showing an effect of improving strength by eccentricity.
【図１０】冬季雷の電荷量の累積頻度分布を示すグラフ
図である。FIG. 10 is a graph showing a cumulative frequency distribution of electric charges of winter lightning.
【図１１】アルミニウム又はアルミニウム合金被覆鋼線
の荷重残存率と溶損代の厚さＨとの関係を示すグラフ図
である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the load residual ratio of the aluminum or aluminum alloy-coated steel wire and the thickness H of the melting loss margin.
【図１２】従来の架空線用の素線を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional overhead wire.
１，５，５ａ，１１ａ，１１ｂ；芯材 ２，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，６，６ａ，１２
ａ，１２ｂ；被覆材 ３；低沸点物質層 ４；電極 １３；光ファイバケーブル1, 5, 5a, 11a, 11b; core material 2, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 6, 6a, 12
a, 12b; coating material 3; low boiling substance layer 4; electrode 13; optical fiber cable
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 祐二 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 横谷 宗久 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社技術開発本部電力 技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Asano 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Within Fujikura Ltd. Address 1 Chubu Electric Power Co., Inc.
Claims (3)
円形の断面形状で被覆形成されたアルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる被覆材と、この被覆材の少なくと
も一部の外面に形成され前記芯材の融点より低温度で気
化する低沸点物質層とを有し、前記芯材は前記被覆材中
に偏心して配置されることを特徴とする耐雷電線。1. A core material made of steel, a coating material made of aluminum or an aluminum alloy coated around the core material in a non-circular cross-sectional shape, and formed on at least a part of the outer surface of the coating material. A lightning-resistant electric wire, comprising: a low-boiling-point substance layer that vaporizes at a temperature lower than the melting point of the core material, the core material being eccentrically arranged in the coating material.
Ｓｒ，Ｒｂ，Ｎａ，Ｌｉ，Ｋ，Ｃｓ，Ｃｄ，Ｃａ及びそ
の合金からなる群から選択された物質で構成され、少な
くとも前記被覆材の厚肉部側の外面に形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の耐雷電線。2. The low boiling point material layer comprises Zn, Mg, Po,
It is composed of a substance selected from the group consisting of Sr, Rb, Na, Li, K, Cs, Cd, Ca and alloys thereof, and is formed at least on the outer surface of the coating material on the thick portion side. The lightning protection wire according to claim 1.
上であることを特徴とする請求項１に記載の耐雷電線。3. The lightning protection wire according to claim 1, wherein the thick portion of the covering material has a thickness of 1.6 mm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198386A JPH0757544A (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Lighting-resistant electric wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198386A JPH0757544A (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Lighting-resistant electric wire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757544A true JPH0757544A (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=16390268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5198386A Pending JPH0757544A (en) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Lighting-resistant electric wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757544A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120106022A1 (en) * | 2009-01-09 | 2012-05-03 | European Aeronautic Defence And Space Company Eads France | Structure made of composite material protected against the effects of lightning |
| CN103985440A (en) * | 2014-05-09 | 2014-08-13 | 广西南宁百兰斯科技开发有限公司 | Lightning-protection impedance type cable |
| CN105517384A (en) * | 2015-12-01 | 2016-04-20 | 上海法腾电力科技有限公司 | Conductive bus below arc-edge bevel of 550 electrical cabinet |
| JP2021064594A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 正弘 五十嵐 | Lightning protecion device |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5198386A patent/JPH0757544A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120106022A1 (en) * | 2009-01-09 | 2012-05-03 | European Aeronautic Defence And Space Company Eads France | Structure made of composite material protected against the effects of lightning |
| CN103985440A (en) * | 2014-05-09 | 2014-08-13 | 广西南宁百兰斯科技开发有限公司 | Lightning-protection impedance type cable |
| CN105517384A (en) * | 2015-12-01 | 2016-04-20 | 上海法腾电力科技有限公司 | Conductive bus below arc-edge bevel of 550 electrical cabinet |
| JP2021064594A (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 正弘 五十嵐 | Lightning protecion device |
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