JPH10321049A - Composite strand and manufacture thereof and lightweight/low slackness overhead wire using the compound stand - Google Patents

Composite strand and manufacture thereof and lightweight/low slackness overhead wire using the compound stand

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JPH10321049A
JPH10321049A JP12738397A JP12738397A JPH10321049A JP H10321049 A JPH10321049 A JP H10321049A JP 12738397 A JP12738397 A JP 12738397A JP 12738397 A JP12738397 A JP 12738397A JP H10321049 A JPH10321049 A JP H10321049A
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JP
Japan
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composite
linear body
wire
metal
bundle
Prior art date
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Application number
JP12738397A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Munakata
武男 宗像
Hideo Tomose
秀夫 伴瀬
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite strand having lightweight and less increase in slackness at high temperatures and manufacture thereof, and a lightweight, low slackness overhead wire using the composite strand as a tension member. SOLUTION: In this composite strand, a composite wire-like body A1 is formed by resting a bundled body 3 of a polyphenylene benobisoxazole fiber in a stuck and integrated state in a plurality of longitudinally extended grooves 2 of a metallic wire-like body 1 in which the plurality of grooves 2 are formed on its surface. A metallic conductor layer 4 is formed in a stuck and in an integrated state by covering an external circumference 1a of the composite wire-like body A1 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複合素線とその製造
方法、ならびにその複合素線を用いた軽量低弛度架空電
線に関し、更に詳しくは、軽量であり、高温下に曝され
ても熱膨張して伸長する度合いが小さく、また耐候性も
優れている複合素線とそれを製造する方法、ならびに前
記複合素線をテンションメンバとする軽量低弛度架空電
線に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite wire, a method for manufacturing the same, and a light-weight, low-sagging overhead electric wire using the composite wire. The present invention relates to a composite strand having a small degree of expansion and elongation and having excellent weather resistance, a method for producing the composite strand, and a lightweight low-loose overhead wire having the composite strand as a tension member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から多用されている架空送電線は、
複数本の鋼線を撚り合わせた鋼心をテンションメンバと
し、その外側に例えばAlやAl合金から成る金属素線
の複数本を撚り合わせて配置した構造になっており、A
CSRと呼ばれている。そしてこのACSRを鉄塔間に
高張力で張り渡して送電線路が形成される。
2. Description of the Related Art Conventionally used overhead power transmission lines are:
A steel core formed by twisting a plurality of steel wires is used as a tension member, and a plurality of metal wires made of, for example, Al or an Al alloy are twisted and arranged outside the tension member.
It is called CSR. Then, the ACSR is stretched between the steel towers with high tension to form a transmission line.

【0003】ところで、架空送電線の場合、負荷電流を
増加させることにより送電容量は増加する。したがっ
て、送電容量を増加させるためには、架空送電線に大電
流を送電することが必要になってくる。しかしながら、
上記したACSRの場合、鋼心は線熱膨張係数が大きな
正の値であるため、負荷電流が増加すると、抵抗発熱に
基づく電線温度の上昇や、気候や気象条件の変動に基づ
く温度上昇により鋼心は熱膨張してその線長が長くな
る。すなわち、温度上昇に伴って弛度が増加する。した
がって、鉄塔間に張設されている架空送電線の垂れ下が
りが引き起こされる。しかも、ACSRは、鋼心の単位
長さ当たりの重量が大きいので、そもそもが垂れ下がり
やすいという性質を備えている。
[0003] In the case of an overhead transmission line, the transmission capacity is increased by increasing the load current. Therefore, it is necessary to transmit a large current to the overhead transmission line in order to increase the transmission capacity. However,
In the case of the above-mentioned ACSR, since the steel core has a large linear thermal expansion coefficient and a positive value, when the load current increases, the steel core increases due to an increase in the wire temperature due to resistance heating or a temperature increase due to a change in climate or weather conditions. The core thermally expands and its line length increases. That is, the sag increases as the temperature rises. Therefore, the overhead transmission line stretched between the towers hangs down. In addition, since the weight per unit length of the steel core is large, the ACSR has a property that the steel core easily hangs down in the first place.

【0004】そのため、ACSRの場合、送電容量を大
きくするときには、温度上昇に伴う弛度増加を見込んで
架線するか、または十分に高い鉄塔を新たに建設するな
どの処置を講ずることが必要になり、架線、鉄塔建設コ
ストの上昇は避けられない。このような問題に対して
は、テンションメンバの低線熱膨張化と軽量化の両側面
から各種の対策が講じられている。
[0004] Therefore, in the case of the ACSR, when increasing the transmission capacity, it is necessary to take measures such as overhead wiring in consideration of the increase in the sag due to the temperature rise or newly constructing a sufficiently high steel tower. Inevitably, construction costs for overhead lines and towers will increase. Various countermeasures have been taken against such a problem from both sides of low linear thermal expansion and weight reduction of the tension member.

【0005】例えば、テンションメンバとしてインバ鋼
線を採用することにより弛度増加が抑制された架空送電
線が知られている。この電線の場合、テンションメンバ
であるインバ鋼線は、たしかに線熱膨張係数が小さい材
料であるが、その単位長さ当たりの重量は大きいので、
鉄塔にかかる荷重は大きくなるという問題がある。
[0005] For example, there is known an overhead transmission line in which an increase in sag is suppressed by employing an Invar steel wire as a tension member. In the case of this electric wire, the invar steel wire, which is a tension member, is certainly a material having a small coefficient of linear thermal expansion, but since its weight per unit length is large,
There is a problem that the load applied to the tower becomes large.

【0006】また、最近では、上記したインバ鋼線に代
えて、例えばSiC繊維を強化材とし、アルミニウムを
マトリックスとする複合体から成る線材、炭素繊維やア
ラミド繊維を強化材とし各種の樹脂をマトリックスとす
る繊維強化プラスチック複合体の線材などの表面にAl
やZnをめっきして成る線材をテンションメンバとして
採用することが行われている。
In recent years, instead of the above-mentioned invar steel wire, for example, a wire made of a composite using SiC fiber as a reinforcing material and aluminum as a matrix, a carbon fiber or an aramid fiber as a reinforcing material, and various resins as a matrix. Al on the surface of wire of fiber reinforced plastic composite
It has been practiced to employ a wire rod formed by plating Zn or Zn as a tension member.

【0007】これらの線材は、いずれも、従来の前記し
た鋼心に比べれば超かに軽量であるという利点を備えて
いる。しかしながら、例えばSiC繊維のような無機繊
維を強化材とする線材の場合、その無機繊維は、一般
に、その耐熱温度が1000℃以上であるとはいえ、伸び率
は小さい値であるので曲げ応力に弱く、電線の材料とし
ては不適格であるばかりではなく、その価格も高く、そ
れを用いた線材は経済性の点で大きな問題がある。
[0007] All of these wires have the advantage of being much lighter than the conventional steel cores described above. However, in the case of a wire rod made of an inorganic fiber such as SiC fiber as a reinforcing material, the inorganic fiber generally has a low heat resistance temperature of 1000 ° C. or higher, but has a small elongation. It is weak and is not suitable as a material for electric wires, and its price is high. Wires using the same have a great problem in terms of economy.

【0008】また、例えばアラミド繊維のような有機繊
維を強化材とする線材の場合、伸び率は大きく曲げ特性
に優れているとはいえ、一般に耐熱温度は低い。例えば
アラミド繊維の耐熱温度は200℃程度であり、そのた
め、溶融アルミや溶融亜鉛で被覆する場合、熱劣化して
その強度特性の低下という問題が起こる。更に、有機繊
維の場合、紫外線に曝露されると激しい強度劣化が引き
起こされ、また水分の存在下では高温時に加水分解を起
こすこともある。
[0008] In the case of a wire rod made of an organic fiber such as aramid fiber as a reinforcing material, the heat resistance temperature is generally low although the elongation is large and the bending properties are excellent. For example, the heat resistance temperature of aramid fiber is about 200 ° C., and therefore, when coated with molten aluminum or molten zinc, there is a problem in that it is thermally degraded and its strength characteristics are reduced. Furthermore, in the case of organic fibers, exposure to ultraviolet light causes severe strength deterioration, and in the presence of moisture, hydrolysis may occur at high temperatures.

【0009】このようなことから、有機繊維を用いたテ
ンションメンバは到底実使用可能なものであるとはいい
がたいという問題がある。
For these reasons, there is a problem that it is difficult to say that a tension member using an organic fiber can be actually used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、架空送電線
のテンションメンバにおいて従来から主流をなしていた
鋼心の問題点を解消すべく開発された各種の線材におけ
る上記した問題を解決した線材であって、軽量であり、
かつ高温下に曝されても熱膨張に基づく伸びが小さく、
また耐熱性も優れている複合素線とその製造方法の提供
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in various wire rods which have been developed to solve the problems of steel cores which have conventionally been the mainstream in tension members of overhead transmission lines. And lightweight,
And even when exposed to high temperatures, the elongation based on thermal expansion is small,
It is another object of the present invention to provide a composite strand having excellent heat resistance and a method for producing the same.

【0011】また、本発明は、上記した複合素線をテン
ションメンバとする軽量低弛度架空電線の提供を目的と
する。
Another object of the present invention is to provide a lightweight, low-slack overhead electric wire having the above-described composite strand as a tension member.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、長手方向に延びる複数個の
溝が表面に形成されている金属線状体の前記溝に、ポリ
パラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維の集束体が
密着一体化した状態で収容されて複合線状体が形成さ
れ、前記複合線状体の外周面を被覆して金属導体層が密
着一体化した状態で形成されていることを特徴とする複
合素線が提供される。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a plurality of grooves extending in a longitudinal direction are formed on a surface of a metal linear body having a plurality of grooves formed on a surface thereof. A bundle of benzobisoxazole fibers is housed in a tightly integrated state to form a composite linear body, and the outer peripheral surface of the composite linear body is covered and a metal conductor layer is formed in a tightly integrated state. A composite strand is provided.

【0013】また、本発明においては、長手方向に延び
る複数個の溝が表面に形成されている金属線状体の前記
溝にポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維の
集束体を配置し、ついで減径加工を施して前記金属線状
体と前記集束体を密着一体化して複合線状体を形成し、
前記複合線状体を金属管状体に挿入したのち減径加工を
施して前記金属線状体の外周面に密着一体化して当該外
周面を被覆する金属導体層を形成することを特徴とする
複合素線の製造方法が提供される。
In the present invention, a bundle of polyparaphenylene benzobisoxazole fibers is arranged in the groove of the metal linear body having a plurality of grooves extending in the longitudinal direction formed on the surface thereof. Processing to form a composite linear body by tightly integrating the metal linear body and the convergence body,
A composite, wherein the composite linear body is inserted into a metal tubular body and then subjected to a diameter reduction process to be tightly integrated with the outer peripheral surface of the metal linear body to form a metal conductor layer covering the outer peripheral surface. A method for manufacturing a strand is provided.

【0014】更に、本発明においては、前記した複合素
線を複数本撚り合わせて成る心材と、前記心材の外周に
少なくとも1層配置された金属素線とから成ることを特
徴とする軽量低弛度架空電線が提供され、また前記した
複合素線を複数本撚り合わせて成ることを特徴とする軽
量低弛度架空電線が提供される。
Further, the present invention is characterized in that the core comprises a plurality of the above-described composite strands, and a metal strand disposed at least in one layer on the outer periphery of the core. An overhead electric wire is provided, and a light-weight, low-sagging overhead electric wire is provided, which is obtained by twisting a plurality of the above-described composite wires.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の複合素線の1例
Aを示す断面図である。この複合素線Aは、表面の長手
方向には断面形状が略円形をした溝2が複数個形成され
ている金属線状体1と、前記溝2の中に収容されたポリ
パラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維(poly(p-
phenylene-2,6-benzobisoxazol)fiber、以下PBO繊
維という)の集束体3とで複合線状体A1が構成され、
この複合線状体A1の外周面が金属導体層4で被覆され
た構造になっている。そして、集束体3を構成する各P
BO繊維は相互に密着して一体化しており、また集束体
3と溝2の壁面2aとの間、および金属線状体の外周面
1aと金属導体層4との間もそれぞれ密着して一体化し
ている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example A of a composite strand of the present invention. The composite strand A has a metal linear body 1 in which a plurality of grooves 2 having a substantially circular cross section are formed in the longitudinal direction of the surface, and polyparaphenylene benzobis contained in the grooves 2. Oxazole fiber (poly (p-
phenylene-2,6-benzobisoxazol) fiber (hereinafter, referred to as PBO fiber) constitutes a composite linear body A 1
The outer peripheral surface of the composite linear body A 1 is covered with the metal conductor layer 4. Then, each P constituting the converging body 3
The BO fibers are in close contact with each other and integrated, and also between the converging body 3 and the wall surface 2a of the groove 2 and between the outer peripheral surface 1a of the metal linear body and the metal conductor layer 4, respectively. Is becoming

【0016】ここで、金属線状体1としては、比重が小
さく軽量でかつ導電性が良好であり、また展延性が良好
な材料で構成されることが好ましく、具体的には、Al
やAl合金を好適例としてあげることができる。上記し
たPBO繊維は、次式の構造:
Here, it is preferable that the metal linear body 1 is made of a material having a small specific gravity, light weight, good conductivity, and good spreadability.
And Al alloys can be mentioned as preferred examples. The above-mentioned PBO fiber has the following structure:

【0017】[0017]

【化1】 Embedded image

【0018】を繰り返し単位とするポリパラフェニレン
ベンゾビスオキサゾールを液晶紡糸して得られる繊維で
ある。このPBO繊維は、引張強度(Ts)が約5.50
GPa,弾性率(E)が約280GPa,融点が600〜65
0℃,酸素指数が50〜55,密度(ρ)が約1.56g/
cm3,線熱膨張係数(α)が約−6×10-6/℃という特
性を備えており、高強度、高弾性であり、耐熱性と難燃
性に優れ、しかも軽量である。そして、線熱膨張係数が
負の値であるため、周囲の温度が上昇するにつれて熱収
縮するという挙動を示す。
Is a fiber obtained by spinning liquid crystal of polyparaphenylene benzobisoxazole having a repeating unit of This PBO fiber has a tensile strength (Ts) of about 5.50.
GPa, elastic modulus (E) about 280 GPa, melting point 600-65
0 ° C, oxygen index 50-55, density (ρ) about 1.56g /
It has characteristics of cm 3 and a coefficient of linear thermal expansion (α) of about −6 × 10 −6 / ° C., and has high strength, high elasticity, excellent heat resistance and flame retardancy, and is lightweight. Since the coefficient of linear thermal expansion is a negative value, it exhibits a behavior of contracting as ambient temperature increases.

【0019】しかしながら、このPBO繊維は、紫外線
照射を受けると強度特性、とりわけ引張強度が経時的に
低下して抗張力性が損なわれる。そのため、複合線状体
1において溝2から部分的に表出するPBO繊維に対
する上記紫外線劣化を防止することを主要な目的とし
て、本発明の複合素線Aでは、複合線状体A1の外周面
1aの全体を被覆して金属導体層4が形成される。
However, when the PBO fiber is irradiated with ultraviolet rays, its strength properties, especially its tensile strength, decrease with time, and its tensile strength is impaired. Therefore, as the primary purpose of preventing the ultraviolet deterioration with PBO fibers partially exposed from the groove 2 in the composite linear body A 1, the composite wire A of the present invention, the composite linear body A 1 The metal conductor layer 4 is formed to cover the entire outer peripheral surface 1a.

【0020】この金属導体層4は、光を遮断してPBO
繊維の光劣化を防止するとともに、外部から水分が溝2
の中に侵入することを防止する。また、複合線状体A1
が何らかの外力を受けた場合でも複合線状体A1の上記
した構造が損壊することを抑制する働きをする。このよ
うな金属導体層4は、比重が小さく軽量であり、導電性
が良好で、耐候性も適切であり、また比較的軟質で展延
性が良好な材料を用いて形成される。具体的には、A
l,Al合金,Cu,Cu合金などをあげることがで
き、とくにAlやAl合金は好適である。
The metal conductor layer 4 blocks light and
While preventing the fiber from light deterioration, moisture is also
To prevent intrusion into the inside. The composite linear body A 1
There serves to inhibit Damaging the above-described structure of the complex linear body A 1 even when subjected to some external force. Such a metal conductor layer 4 has a small specific gravity, is lightweight, has good conductivity, has appropriate weather resistance, and is formed using a material that is relatively soft and has good spreadability. Specifically, A
1, Al alloy, Cu, Cu alloy, etc., and Al and Al alloy are particularly preferable.

【0021】この複合素線Aは次のようにして製造され
る。図2および図2のIII−III線に沿う断面図である図
3で示したように、まず、金属線状体1の溝2の中にP
BO繊維の集束体を配置する。具体的には、複数個(図
では3個)の溝2が長手方向にスパイラル状に形成され
ており、また見掛け上の直径がD1である金属線状体1
が用意される。
The composite strand A is manufactured as follows. As shown in FIG. 2 and FIG. 3 which is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
A bundle of BO fibers is arranged. Specifically, a plurality (Fig. In the three) and the groove 2 is formed in a spiral shape in the longitudinal direction and the diameter of the apparent is D 1 metal wire-like body 1
Is prepared.

【0022】この溝2の断面形状は格別限定されるもの
ではなく、この溝2の中に後述するPBO繊維の集束体
を配置できる形状であればどのような形状であってもよ
い。例えば、図3で示したように、金属線状体1の中心
側では直径D2の半円形状をなし、金属線状体1の表面
1a側では幅がD2であるような全体の断面形状がU字
形をした溝をあげることができる。また、溝2の断面形
状は四角形や多角形であってもよい。いずれの断面形状
の場合であっても、金属線状体1の表面側からこの溝2
の中にPBO繊維を収容・配置する作業を行うことから
すると、溝2の表面側の幅は中心側の幅よりも広くなっ
ていることが好ましい。
The cross-sectional shape of the groove 2 is not particularly limited, and may be any shape as long as a bundle of PBO fibers described later can be arranged in the groove 2. For example, as shown in FIG. 3, the entire cross section has a semicircular shape having a diameter D 2 on the center side of the metal linear body 1 and a width D 2 on the surface 1 a side of the metal linear body 1. A groove having a U-shape can be given. Further, the cross-sectional shape of the groove 2 may be a quadrangle or a polygon. Regardless of the cross-sectional shape, the groove 2 is formed from the surface side of the metal linear body 1.
In view of performing the work of housing and arranging the PBO fiber in the inside, it is preferable that the width of the surface side of the groove 2 is wider than the width of the center side.

【0023】このような金属線状体1と、所望本数のP
BO繊維とを撚り合わせ、PBO繊維を溝2の中に撚り
込むことにより、各溝2の中にはPBO繊維の集束体3
が配置される。その場合、PBO繊維を束ねて50〜5
00デニール程度の束体として撚り込んでもよいし、ま
た前記束体の複数本を撚り合わせて撚糸体とし、その撚
糸体を溝2の中に撚り込んでもよい。
Such a metal linear body 1 and a desired number of P
By twisting the BO fibers and twisting the PBO fibers into the grooves 2, a bundle 3 of PBO fibers is provided in each groove 2.
Is arranged. In that case, bundle PBO fibers and
The bundle may be twisted as a bundle of about 00 denier, or a plurality of the bundles may be twisted into a twisted body, and the twisted body may be twisted into the groove 2.

【0024】このようにして、溝2の中に配置されたP
BO繊維の集束体(図では7本の撚糸体3aで構成され
ている)3の断面積をS2とし、また見掛け上の直径が
1である金属線状体1の断面積をS1としたときに、S
1とS2の間では、次式: 0.3≦S2/(S1+S2)≦0.8 …(1) の関係が成立するように、前記PBO繊維の集束体の配
置本数を設定することが好ましい。
In this manner, the P arranged in the groove 2
The cross-sectional area of the BO fiber bundle (consisting of seven twisted bodies 3a in the figure) 3 is S 2, and the cross-sectional area of the metal linear body 1 whose apparent diameter is D 1 is S 1 Then, S
Between 1 and S 2, the number of the bundles of the PBO fibers is set so that the following equation is satisfied: 0.3 ≦ S 2 / (S 1 + S 2 ) ≦ 0.8 (1) It is preferable to set.

【0025】ところで、上記したS2/(S1+S2
は、後述する複合線状体A1におけるPBO繊維の体積
占有率を示す指標であり、当該複合線状体A1、ひいて
は得られる複合素線Aの強度と熱伸縮を規定する因子で
ある。複合線状体A1は、負の線熱膨張係数を有するP
BO繊維と正の線熱膨張係数を有する金属線状体とで構
成されているので、全体としては、PBO繊維と金属線
状体の割合で規定されたある値の線熱膨張係数と強度特
性を備えている。
By the way, S 2 / (S 1 + S 2 )
Is an indicator of the volume fraction of the PBO fiber in the composite linear body A 1 to be described later, the composite linear body A 1, is a factor which defines the strength and thermal expansion and contraction of the thus obtained composite wire A. The composite linear body A 1 has a negative linear thermal expansion coefficient of P
Since it is composed of the BO fiber and the metal linear body having a positive linear thermal expansion coefficient, the linear thermal expansion coefficient and strength characteristic of a certain value defined by the ratio of the PBO fiber and the metal linear body as a whole It has.

【0026】したがって、PBO繊維の体積占有率が大
きい場合には、その特性が支配的に発現して温度上昇に
伴う熱膨張は抑制され、強度特性も増加することになる
が、しかし高価となる。またPBO繊維の体積占有率が
小さい場合には、逆に、強度特性は低下し、熱伸長が大
きくなってしまうが、安価となる。このようなことか
ら、本発明においては、S2/(S1+S2)の値が0.3
〜0.8の範囲内におさまるように、金属線状体へのPB
O繊維の撚り込みが行われる。
Therefore, when the volume occupation ratio of the PBO fiber is large, its characteristics are predominantly exhibited, the thermal expansion accompanying the temperature rise is suppressed, and the strength characteristics are also increased, but it is expensive. . On the other hand, when the volume occupancy of the PBO fiber is small, on the contrary, the strength characteristics are reduced and the thermal elongation is increased, but the cost is low. Therefore, in the present invention, the value of S 2 / (S 1 + S 2 ) is 0.3.
PB to metal linear body to fall within the range of ~ 0.8
Twisting of O fibers is performed.

【0027】次に、溝2の中にPBO繊維が撚り込まれ
た金属線状体に対しては、図4で示したように、一対の
ロール5a,5bを用いたロール圧延により、全体の見
掛け上の直径をD1からD3へと減径する減径加工を連続
的に行って複合線状体A1が製造される。この減径加工
を行うことにより、図3で示した溝2とPBO繊維の集
束体との間の空隙は除去されて溝2とPBO繊維とは密
着し、また集束体(撚糸体)を構成する各PBO繊維に
おける相互間の空隙も除去され、PBO繊維も互いに密
着して全体としての引張強度が向上する。更には、金属
線状体1の溝2の縁部も当該溝を閉じるように塑性変形
するので、図4のV−V線に沿う断面図である図5で示し
たように、溝内に配置されていたPBO繊維の集束体
は、塑性変形した溝の縁部によって近被覆状態になり、
当該溝2の中に確固として閉じこめられる。
Next, as shown in FIG. 4, the entire metal linear body in which the PBO fiber is twisted in the groove 2 is roll-rolled using a pair of rolls 5a and 5b to form a whole. complex linear body a 1 the reduced diameter processing carried out continuously the diameter of the apparent to reduced diameter to D 3 from D 1 is manufactured. By performing the diameter reducing process, the gap between the groove 2 and the bundle of PBO fibers shown in FIG. 3 is removed, and the groove 2 and the PBO fiber adhere to each other, and a bundle (twisted body) is formed. The voids between the respective PBO fibers are also removed, and the PBO fibers adhere to each other to improve the tensile strength as a whole. Furthermore, since the edge of the groove 2 of the metal linear body 1 is also plastically deformed so as to close the groove, as shown in FIG. 5, which is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. The bundle of PBO fibers that have been arranged is in a near-covered state due to the edge of the plastically deformed groove,
It is firmly locked in the groove 2.

【0028】この減径加工では、減径比(D3/D1)が
0.5〜0.8となるように設定されることが好ましい。D
3/D1を0.5より小さくすると、PBO繊維や金属線状
体に過大な張力が加わって断線することがあり、また逆
に、D3/D1を0.8より大きくすると、PBO繊維相互
間の密着性、およびPBO繊維の集束体と金属線状体の
溝との密着性は不充分な状態となり、全体としての引張
強度の低下が引き起こされるからである。
In this diameter reduction processing, the diameter reduction ratio (D 3 / D 1 ) is
Preferably, it is set to be 0.5 to 0.8. D
3 / the D 1 and smaller than 0.5, it may be disconnected subjected to any excessive tensile force to the PBO fibers or metal wire-like body, and conversely, when the D 3 / D 1 is greater than 0.8, PBO This is because the adhesion between the fibers and the adhesion between the bundle of PBO fibers and the groove of the metal linear body become insufficient, which causes a decrease in the tensile strength as a whole.

【0029】なお、比較的大きい減径比を採用する場合
には、1パスで目的とする減径比の加工を行うのではな
く、数パスかけて小さい減径比の加工から順次大きい減
径比の加工を行って、最終的に目的とする減径比の減径
加工を行うことが好ましい。PBO繊維の集束体や金属
線状体の断線を確実に防止することができるからであ
る。例えば、1パス目ではD3/D1=0.9、2パス目で
はD3/D1=0.8、そして3パス目ではD3/D1=0.7
にするとよい。
When a relatively large diameter reduction ratio is adopted, the processing of the target diameter reduction ratio is not performed in one pass, but the processing of the small diameter reduction ratio is performed in several passes, and the diameter is gradually reduced. It is preferable to perform the processing of the ratio and finally perform the diameter reduction processing of the target diameter reduction ratio. This is because breakage of the bundle of PBO fibers and the metal linear body can be reliably prevented. For example, D 3 / D 1 = 0.9 in the first pass, D 3 / D 1 = 0.8 in the second pass, and D 3 / D 1 = 0.7 in the third pass.
It is good to

【0030】減径加工の方法としては格別限定されるも
のではなく、図4で示したようなロール圧延の外に、例
えばダイスを用いた1段または多段の引き抜き加工をあ
げることができる。なお、金属線状体の溝にPBO繊維
の撚糸体を配置して上記した減径加工を行うに当たり、
PBO繊維の撚り合わせ方向と逆方向に適当量の撚り戻
しをかけて減径加工を行うと、撚糸体はそのときの撚り
戻し量に対応した長さだけ金属線状体の長さよりも長く
することができるので、減径加工時における断線などを
起こしにくくなって好適である。
The method of diameter reduction is not particularly limited, and may be, for example, one-stage or multi-stage drawing using a die, in addition to the roll rolling as shown in FIG. In addition, when performing the above-mentioned diameter reduction processing by arranging the twisted body of the PBO fiber in the groove of the metal linear body,
When a diameter reduction process is performed by applying an appropriate amount of untwisting in the direction opposite to the twisting direction of the PBO fiber, the twisted body becomes longer than the length of the metal linear body by a length corresponding to the amount of untwisting at that time. Therefore, disconnection during diameter reduction processing is less likely to occur, which is preferable.

【0031】このようにして製造された複合線状体A1
に対し、例えばコンフォーム法を適用して所定の内径と
肉厚を有する金属管状体で被覆したのち、再び全体に減
径加工が行われる。このときに用いる金属管状体として
は、例えばAlやAl合金製のものが好適である。その
結果、金属管状体は塑性変形し、図1で示したように、
複合線状体A1の外周面1aに密着一体化した所望厚み
の金属導体層4に転化してここに目的とする複合素線A
が得られる。この複合素線Aにおける金属導体層4と複
合線状体A 1の外周面1aとは密着していて隙間は存在
しないので、例えば外力が加わったとしても、変形や亀
裂などは起こりづらくなっている。
The composite linear body A thus produced1
On the other hand, for example, applying the conform method
After covering with a thick metal tubular body,
Diameter processing is performed. At this time, as a metal tubular body
Is preferably made of, for example, Al or an Al alloy. That
As a result, the metal tubular body is plastically deformed, and as shown in FIG.
Composite linear body A1Thickness that is tightly integrated with the outer peripheral surface 1a of the
Of the composite wire A
Is obtained. The metal conductor layer 4 and the composite
Wire body A 1And close to the outer peripheral surface 1a
Because, for example, even if external force is applied,
Cracks are less likely to occur.

【0032】なお、この時点における減径加工で、用い
る圧延ロールやダイスの形状を選択することにより、成
形後の複合素線の断面形状を、例えば扇形のセグメント
状にすることもできる。次に、本発明の軽量低弛度架空
電線について説明する。図6に、本発明の軽量低弛度架
空電線の1例Bを示す。
The cross-sectional shape of the formed composite wire can be made into, for example, a fan-shaped segment by selecting the shape of the rolling roll or die used in the diameter reduction processing at this time. Next, the light-weight, low-sagging overhead electric wire of the present invention will be described. FIG. 6 shows an example B of the lightweight low-sagging overhead electric wire of the present invention.

【0033】この電線Bは、図1で示した複合素線Aの
複数本(図では7本)を撚り合わせて心材B1とし、こ
の心材B1の外側に同一径の複数本(図では30本)の
金属素線6が2層構造をなして撚り合わされて配置され
た構造のものである。金属素線6としては、従来から架
空送電線の導体として用いられているものであれば何で
あってもよく、例えばAlやAl合金から成る線材が好
適である。
The electric wire B is formed by twisting a plurality (seven in the figure) of the composite strand A shown in FIG. 1 into a core material B 1, and a plurality of wires of the same diameter outside the core material B 1 (FIG. 1 ). (30 wires) 6 are twisted and arranged in a two-layer structure. The metal wire 6 may be any wire that has been conventionally used as a conductor of an overhead power transmission line. For example, a wire made of Al or an Al alloy is preferable.

【0034】なお、複合素線Aや金属素線6は全て同一
径である必要はなく、径はそれぞれ異なっていてもよ
い。また、複合素線Aとしては、その断面形状が円形で
なくてもよく、例えば前記したセグメント形状のもので
あってもよい。また、金属素線6は、心材B1の外側を
取り囲んで1層だけ配置されていてもよく、その層数は
格別限定されるものではない。
The composite wires A and the metal wires 6 need not all have the same diameter, but may have different diameters. Further, the cross-sectional shape of the composite strand A may not be circular, and may be, for example, the above-mentioned segment shape. The metal wire 6 may be only one layer arranged surrounding the outside of the core B 1, the number of layers is not intended to be particularly limited.

【0035】更には、全て断面が円形の複合素線Aと金
属素線6を用いて図6で示したような電線Bを構成した
のち、その全体に圧延ロールやダイスなどを用いて減径
加工を行うと、得られた電線の端末の引き留め性が向上
するので好適である。図7に、本発明の別の軽量低弛度
架空電線の他の例Cを示す。この電線Cは、電線Bのよ
うに金属素線を用いることなく、図1で示した複合素線
Aを複数本(図では37本)撚り合わせただけの構造の
ものである。
Further, an electric wire B as shown in FIG. 6 is formed by using a composite element wire A and a metal element wire 6 each having a circular cross section, and the whole is reduced in diameter by using a rolling roll or a die. It is preferable to perform the processing, because the retention of the end of the obtained electric wire is improved. FIG. 7 shows another example C of another lightweight low-loose overhead wire according to the present invention. The electric wire C has a structure in which a plurality (37 in the figure) of the composite wires A shown in FIG. 1 are simply twisted without using a metal wire unlike the electric wire B.

【0036】一般に、ACSRでは鋼心を鋼クランプで
圧縮し、更にアルミクランプで鋼クランプとアルミ線導
体を一括して圧縮することにより、導電性と機械的な強
度が確保されている。しかしながら、無機繊維や有機繊
維の集束体をテンションメンバとした場合、その集束体
には空隙が存在しているので、上記したようなクランプ
圧縮による引き留め作業を行うと、テンションメンバそ
れ自体が圧縮方向に大きく圧縮変形して鋼クランプの圧
縮率が不足してしまい、電線本来の引き留め強度が得ら
れなくなる。
In general, in the ACSR, the steel core is compressed by a steel clamp, and further, the steel clamp and the aluminum wire conductor are collectively compressed by an aluminum clamp, so that conductivity and mechanical strength are secured. However, when a bundle of inorganic fibers or organic fibers is used as the tension member, there is a gap in the bundle, and when the above-described retaining operation by the clamp compression is performed, the tension member itself is compressed in the compression direction. As a result, the compression ratio of the steel clamp becomes insufficient, and the original retaining strength of the electric wire cannot be obtained.

【0037】本発明の電線において、前記したような減
径加工を行えば、電線の密度は高くなるので、鋼クラン
プなどによる圧縮にも耐え、充分な引き留め強度を得る
ことができ、もって信頼性の高い引き留め端末にするこ
とができる。
In the electric wire of the present invention, if the above-described diameter reduction processing is performed, the density of the electric wire increases, so that the electric wire can withstand compression by a steel clamp or the like, and a sufficient retaining strength can be obtained. Can be a high retention terminal.

【0038】[0038]

【実施例】PBO繊維(線熱膨張係数:−6×10-6/
℃)を集束して600デニールの束体とし、これを6本
撚り合わせ撚糸体とした。一方、図3で示したように、
見掛け上の直径D1が5.0mmであり、表面1aには、幅
2が表1で示したような値になっているU字溝2が3
個スパイラル状に形成されているAl製の線状体1を用
意した。
[Example] PBO fiber (linear thermal expansion coefficient: -6 × 10 -6 /
C.) was bundled into a bundle of 600 denier, which was twisted into six strands. On the other hand, as shown in FIG.
In diameter D 1 is 5.0mm apparent, the surface 1a, U-shaped groove 2 is 3 the width D 2 has a value as shown in Table 1
An Al linear body 1 formed in a spiral shape was prepared.

【0039】この線状体1と前記したPBO繊維の撚糸
体を撚り合わせて、各溝2の中に撚糸体3aをそれぞれ
7本ずつ配置した。このとき、撚糸体の体積占有率は表
1に示したとおりである。ついで、この線状体1に対
し、図4で示したように2方ロール5a,5bで減径加
工を行い、線径D3が2.75mmの複合線状体A1にした。
したがって、このときの減径比は約0.55%である。
The linear body 1 and the above-mentioned twisted body of the PBO fiber were twisted, and seven twisted bodies 3 a were arranged in each groove 2. At this time, the volume occupancy of the twisted body is as shown in Table 1. Then, with respect to the linear body 1, 2-way roll 5a as shown in FIG. 4, performs the reduced diameter machining 5b, the diameter D 3 and the composite linear body A 1 of 2.75 mm.
Therefore, the diameter reduction ratio at this time is about 0.55%.

【0040】得られた複合線状体A1に対し、内径3.0m
m,肉厚0.5mmのAl管を用いたコンフォーム法を適用
して減径加工を行い、外径が2.9mmでAl導体層の肉厚
が0.5mmになっている図1で示した断面構造の複合素線
Aにした。この複合素線Aの7本を撚り合わせて心材と
し、その外側に線径2.9mmのAl導体を2層構造にして
配置し、全体を撚り合わせることにより、図6で示した
構造の電線Bを製造した。
[0040] For complex linear body A 1 obtained, the inner diameter 3.0m
In FIG. 1, the outer diameter is 2.9 mm and the thickness of the Al conductor layer is 0.5 mm, by applying the conforming method using an Al tube having a thickness of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm. The composite strand A having the cross-sectional structure shown was used. Six of the composite strands A are twisted to form a core material, and an Al conductor having a wire diameter of 2.9 mm is arranged in a two-layer structure on the outside thereof, and the whole is twisted to form an electric wire having the structure shown in FIG. B was produced.

【0041】これらの電線Bを表1で示した径間長に亘
って張設し、温度20℃,温度200℃における弛度を
それぞれ測定した。その結果を表1に示した。なお比較
のために、線径2.9mmのインバ鋼心を7本集束してテン
ションメンバとしたことを除いては、実施例と同じ断面
構造の電線を製造した。この電線に対しても、実施例と
同様の弛度測定を行い、その結果を表1に併記した。
These electric wires B were stretched over the spans shown in Table 1, and the sag at a temperature of 20 ° C. and a temperature of 200 ° C. were measured. The results are shown in Table 1. For comparison, an electric wire having the same sectional structure as that of the example was manufactured except that seven invar steel cores having a wire diameter of 2.9 mm were bundled to form a tension member. This wire was also measured for sag similar to the example, and the results are shown in Table 1.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】表1から明らかなように、本発明の電線は
電線温度が上昇しても弛度の増加は小さい。例えば、径
間長500mの場合、比較例電線(テンションメンバが
インバ鋼線)では温度20℃から温度200℃の間に2.
0mも弛度が増加しているのに対し、実施例1の電線で
は1.5mの増加にとどまり、実施例2の電線では逆に弛
度は減少している。
As is clear from Table 1, the wire of the present invention shows a small increase in sag even when the wire temperature rises. For example, when the span length is 500 m, in the comparative example electric wire (the tension member is an Invar steel wire), the temperature is between 20 ° C and 200 ° C.
While the sag is increased by 0 m, the electric wire of the first embodiment is increased by only 1.5 m, and the sag is decreased by the electric wire of the second embodiment.

【0044】そして、各実施例電線を比べて明らかなよ
うに、PBO繊維の体積占有率が大きくなるにつれて弛
度は小さくなっている。したがって、弛度の抑制という
ことからすれば、PBO繊維の体積占有率を大きくする
ことが好適であるといえる。しかし、他方では、製造コ
ストの上昇を招くとともに強度特性の低下も考えられる
ので、PBO繊維の体積占有率は40〜60%程度にす
ることが好ましいといえる。
As is clear from the comparison between the electric wires of the respective examples, the sag becomes smaller as the volume occupancy of the PBO fiber becomes larger. Therefore, from the viewpoint of suppressing the sag, it can be said that it is preferable to increase the volume occupancy of the PBO fiber. However, on the other hand, it can be considered that the volume occupancy of the PBO fiber is preferably set to about 40 to 60%, because the production cost is increased and the strength characteristic is also reduced.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
複合素線は軽量であり、線熱膨張係数も小さく、高温下
における優れた弛度抑制効果を発揮する。したがって、
この複合素線をテンションメンバとする架空送電線は、
軽量であるとともに、送電容量の増加に基づく電線温度
の上昇があっても弛度は少なく、しかも弛度の変動はほ
とんど起こらない。
As is clear from the above description, the composite strand of the present invention is lightweight, has a small coefficient of linear thermal expansion, and exhibits an excellent sag suppressing effect at high temperatures. Therefore,
An overhead transmission line with this composite strand as a tension member
In addition to being lightweight, the sag is small even if the wire temperature rises due to the increase in power transmission capacity, and the sag hardly fluctuates.

【0046】例えば、夏期に最高汐流となり、電線温度
が200〜300℃にまで上昇した場合であっても、本
発明の複合素線の熱伸長は従来のACSRの鋼心に比べ
ると1/4〜1/3程度であるため、大幅な弛度抑制を実現す
ることができる。また、心材の外側に配置する金属素線
として超耐熱Al合金線を採用すれば、Al線の場合に
比べて送電容量を2倍程度増大させることができる。
For example, even when the maximum tidal current is reached in the summer and the wire temperature rises to 200 to 300 ° C., the thermal elongation of the composite wire of the present invention is 1/100 of that of the conventional ACSR steel core. Since the ratio is about 4 to 1/3, it is possible to realize significant suppression of sag. In addition, if a super heat-resistant Al alloy wire is adopted as the metal wire arranged outside the core material, the power transmission capacity can be increased about twice as compared with the case of the Al wire.

【0047】本発明の軽量低弛度架空電線の場合、線熱
膨張係数が小さい複合素線をテンションメンバとしてい
るので、通常、60〜100℃程度の遷移点で外側のA
l線の応力分担はゼロになり、それ以上の温度では、複
合素線の線熱膨張係数と弾性係数のみに基づいて電線全
体の張力計算を行うことができる。また、本発明の軽量
低弛度架空電線の場合、複合素線におけるPBO繊維の
体積占有率を変化させることにより、当該複合素線の線
熱膨張係数と弾性係数を所定の範囲内で変化させること
ができるので、線路条件に対応して弛度張力の設計をす
ることが容易であるという効果も奏する。
In the case of the lightweight low-relaxation overhead electric wire of the present invention, since the composite strand having a small coefficient of linear thermal expansion is used as the tension member, the outer A is usually provided at the transition point of about 60 to 100 ° C.
The stress sharing of the l-wire becomes zero, and at temperatures higher than that, the tension calculation of the entire electric wire can be performed based only on the linear thermal expansion coefficient and the elastic coefficient of the composite strand. Further, in the case of the lightweight low-relaxation overhead electric wire of the present invention, the linear thermal expansion coefficient and the elastic coefficient of the composite wire are changed within a predetermined range by changing the volume occupancy of the PBO fiber in the composite wire. Therefore, it is easy to design the sag tension according to the line conditions.

【0048】本発明の電線を架設する場合には、鉄塔の
塔高,アーム幅,鉄塔基礎などの架設要件を大幅に軽減
することができ、架空送電線の建設費を大幅に節減する
ことができる。
When the electric wire of the present invention is erected, the erection requirements such as tower height, arm width, and tower foundation of the tower can be greatly reduced, and the construction cost of the overhead transmission line can be greatly reduced. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の複合素線の1例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one example of a composite strand of the present invention.

【図2】金属線状体の溝にPBO繊維の集束体を配置し
た状態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a state where a bundle of PBO fibers is arranged in a groove of a metal linear body.

【図3】図2のIII−IIIに沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;

【図4】PBO繊維が配置された金属線状体に減径加工
を行う状態を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which diameter reduction processing is performed on a metal linear body on which PBO fibers are arranged.

【図5】図4のV−V線に沿う断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4;

【図6】本発明の軽量低地度架空電線例を示す部分斜視
図である。
FIG. 6 is a partial perspective view showing an example of a lightweight low-earth overhead overhead electric wire according to the present invention.

【図7】本発明の別の軽量低弛度架空電線例を示す部分
斜視図である。
FIG. 7 is a partial perspective view showing another example of the lightweight low-loose overhead wire according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 複合素線 A1 複合線状体 B 電線 B1 心材 1 金属線状体 1a 金属線状体1の外周面 2 溝 2a 溝2の内壁 3 PBO繊維の集束体 3a PBO繊維の撚糸体 4 金属導体層 5a,5b 圧延ロール 6 導体(金属素線)A Composite Wire A 1 Composite Wire B Electric Wire B 1 Core 1 Metal Wire 1a Outer Peripheral Surface of Metal Wire 1 2 Groove 2a Inner Wall of Groove 2 3 Bundle of PBO Fiber 3a Twisted PBO Fiber 4 Metal Conductor layer 5a, 5b Roll roll 6 Conductor (metal wire)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長手方向に延びる複数個の溝が表面に形
成されている金属線状体の前記溝に、ポリパラフェニレ
ンベンゾビスオキサゾール繊維の集束体が密着一体化し
た状態で収容されて複合線状体が形成され、前記複合線
状体の外周面を被覆して金属導体層が密着一体化した状
態で形成されていることを特徴とする複合素線。
A composite comprising a bundle of polyparaphenylene benzobisoxazole fibers housed in a tightly integrated manner in said groove of a metal linear body having a plurality of grooves extending in a longitudinal direction formed on a surface thereof. A composite elemental wire, wherein a linear body is formed, and a metal conductor layer is formed in such a manner as to cover the outer peripheral surface of the composite linear body so as to be tightly integrated.
【請求項2】 前記金属線状体の溝がスパイラル状に形
成されている請求項1の複合素線。
2. The composite strand according to claim 1, wherein the grooves of the metal linear body are formed in a spiral shape.
【請求項3】 前記ポリパラフェニレンベンゾビスオキ
サゾール繊維の集束体が、束体または撚糸体である請求
項1の複合素線。
3. The composite strand according to claim 1, wherein the bundle of polyparaphenylene benzobisoxazole fibers is a bundle or a twisted body.
【請求項4】 長手方向に延びる複数個の溝が表面に形
成されている金属線状体の前記溝にポリパラフェニレン
ベンゾビスオキサゾール繊維の集束体を配置し、ついで
減径加工を施して前記金属線状体と前記集束体を密着一
体化して複合線状体を形成し、前記複合線状体を金属管
状体に挿入したのち減径加工を施して前記金属線状体の
外周面に密着一体化して当該外周面を被覆する金属導体
層を形成することを特徴とする複合素線の製造方法。
4. A bundle of polyparaphenylene benzobisoxazole fibers is arranged in said groove of a metal linear body having a plurality of grooves extending in a longitudinal direction formed on a surface thereof, and then subjected to diameter reduction processing. A metal linear body and the bundle are tightly integrated to form a composite linear body, the composite linear body is inserted into a metal tubular body, and then subjected to a diameter reduction process to closely adhere to the outer peripheral surface of the metal linear body. A method for producing a composite element wire, comprising forming a metal conductor layer integrally covering the outer peripheral surface.
【請求項5】 前記金属線状体の断面積をS1、前記ポ
リパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維の集束体
の断面積をS2としたとき、前記金属線状体と前記集束
体の間では、次式: 0.3≦S2/(S1+S2)≦0.8 で示される関係を成立させる請求項4の複合素線の製造
方法。
5. When the cross-sectional area of the metal linear body is S 1 and the cross-sectional area of the polyparaphenylene benzobisoxazole fiber bundle is S 2 , the distance between the metal linear body and the bundle is , the following equation: 0.3 ≦ S 2 / (S 1 + S 2) the method of producing a composite wire of claim 4 that establishes the relationship indicated by ≦ 0.8.
【請求項6】 前記減径加工前後における複合線状体の
外径をそれぞれD1,D3としたとき、D1,D3の間で
は、次式: 0.7≦D3/D1≦0.9 の関係が成立するように減径加工を行う請求項4の複合
素線の製造方法。
6. When the outer diameters of the composite linear body before and after the diameter reduction processing are D 1 and D 3 , respectively, between D 1 and D 3 , the following equation is satisfied: 0.7 ≦ D 3 / D 1 5. The method for producing a composite strand according to claim 4, wherein the diameter reduction processing is performed so that the relationship of ≤0.9 is satisfied.
【請求項7】 減径加工して複合線状体にするときに、
撚り戻しをかける請求項1の複合素線の製造方法。
7. When reducing the diameter to form a composite linear body,
The method for producing a composite element wire according to claim 1, wherein untwisting is performed.
【請求項8】 請求項1の複合素線を複数本撚り合わせ
て成る心材と、前記心材の外周に少なくとも1層配置さ
れた金属素線とから成ることを特徴とする軽量低弛度架
空電線。
8. A lightweight, low-sagging overhead electric wire, comprising: a core material formed by twisting a plurality of the composite wires according to claim 1; and a metal wire disposed in at least one layer on the outer periphery of the core material. .
【請求項9】 請求項1の複合素線を複数本撚り合わせ
て成ることを特徴とする軽量低弛度架空電線。
9. A lightweight, low-sagging overhead electric wire comprising a plurality of the composite strands of claim 1 twisted together.
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