JPH10321048A - Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension member - Google Patents
Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension memberInfo
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- JPH10321048A JPH10321048A JP12738097A JP12738097A JPH10321048A JP H10321048 A JPH10321048 A JP H10321048A JP 12738097 A JP12738097 A JP 12738097A JP 12738097 A JP12738097 A JP 12738097A JP H10321048 A JPH10321048 A JP H10321048A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は架空送電線に用いる
テンションメンバとそれを用いた軽量低弛度架空電線に
関し、更に詳しくは、軽量でかつ強度特性が優れ、耐候
性も良好で、高温環境下における弛度増加も起こりにく
く、そして径方向への圧潰も起こしにくいテンションメ
ンバと、それを用いた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 tension member used for an overhead transmission line and a lightweight low-relaxation overhead line using the same, and more particularly, to a lightweight member having excellent strength characteristics, good weather resistance, and a high temperature environment. The present invention relates to a tension member that hardly causes an increase in the sag below, and hardly causes a crush in the radial direction, and a lightweight, low-sag, overhead electric wire using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から多用されている架空送電線は、
複数本の鋼線を所定のピッチ長で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
から成る送電線を撚り合わせて配置した構造になってい
る。そして全体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 obtained by twisting a plurality of steel wires at a predetermined pitch length is used as a tension member, and a transmission line made of, for example, Al or an Al alloy is twisted and arranged outside the tension member. Then, the whole is stretched between the steel towers with high tension to form a transmission line.
【0003】しかしながら、上記した鋼心Al撚線の場
合、テンションメンバである鋼心の単位長さ当りの重量
が大きいので、当該鋼心Al撚線は自重で垂れ下がりや
すい。また、鋼線の熱膨張係数は正の値である。したが
って、例えば送電線の負荷電流を増加させればさせるほ
ど、それに対応して電線温度は上昇する。そしてそれに
応じてテンションメンバは温度上昇するため、テンショ
ンメンバは線膨張し、弛度増加が引き起こされることに
なる。そのため、送電容量を高めようとするときには、
電線温度の上昇に伴う弛度の増加分を予め見込んで、建
設する鉄塔の高さを高くすることが必要となり、建設コ
ストの上昇が不可避となる。However, in the case of the above-described steel core Al stranded wire, since the weight per unit length of the steel core as the tension member is large, the steel core Al stranded wire is likely to hang down by its own weight. The coefficient of thermal expansion of the steel wire is a positive value. Therefore, for example, the more the load current of the transmission line is increased, the higher the temperature of the line is correspondingly. Then, the temperature of the tension member rises accordingly, so that the tension member expands linearly, causing an increase in the sag. Therefore, when trying to increase the transmission capacity,
It is necessary to increase the height of the steel tower to be built in anticipation of the increase in the sag due to the rise in the wire temperature, and an increase in the construction cost is inevitable.
【0004】このようなことから、上記した従来の鋼心
に代えて、軽量で、しかも強度特性が優れている各種の
テンションメンバが提供されている。例えば、アラミド
繊維のような有機質繊維を強化材とし、各種の樹脂ある
いはアルミニウムのような材料をマトリックスとした繊
維強化プラスチック(金属)複合体から成る線材や、炭
素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、
ガラス繊維のような無機質繊維を強化材とし、各種の樹
脂あるいはアルミニウムのような材料をマトリックスと
した繊維強化プラスチック(金属)複合体から成る線材
などが提案されている(特開昭60−37606号公
報、特開昭62−86606号公報、特開平1−104
732号公報、特開平2−181303号公報などを参
照)。In view of the above, various types of tension members that are lightweight and have excellent strength characteristics have been provided in place of the above-described conventional steel cores. For example, a wire rod made of a fiber-reinforced plastic (metal) composite using an organic fiber such as aramid fiber as a reinforcing material and a matrix of various resins or materials such as aluminum, a carbon fiber, a silicon carbide fiber, an alumina fiber, Boron fiber,
A wire made of a fiber-reinforced plastic (metal) composite using inorganic fibers such as glass fibers as a reinforcing material and a matrix of various resins or materials such as aluminum has been proposed (JP-A-60-37606). JP, JP-A-62-86606, JP-A-1-104
732, JP-A-2-181303, etc.).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼心に
代わるテンションメンバとして提案されている上記した
ような線材の場合、それをテンションメンバとして実使
用したときに次のような問題が生ずる。まず、実働する
架空送電線は温度上昇するので、テンションメンバの温
度も上昇する。テンションメンバの温度は送電線を流れ
る負荷電流の大小によって高低があるが、約300℃に
まで達することがある。However, in the case of the above-mentioned wire rod which has been proposed as a tension member replacing the steel core, the following problem occurs when it is actually used as a tension member. First, since the temperature of the working overhead transmission line rises, the temperature of the tension member also rises. The temperature of the tension member varies depending on the magnitude of the load current flowing through the transmission line, but may reach about 300 ° C.
【0006】このような高温になっても、テンションメ
ンバに大きな弛度増加が発生しないように、当該テンシ
ョンメンバの線膨張係数は小さい値であることが必要に
なる。しかしながら、強化材がガラス繊維やボロン繊維
である場合には、それらを用いたテンションメンバの線
膨張係数は7〜8×10-6/℃程度と大きく、高温下に
おける弛度増加の抑制という点で満足のいくものではな
い。[0006] Even in such a high temperature, the linear expansion coefficient of the tension member needs to be small so as not to cause a large increase in the sag of the tension member. However, when the reinforcing material is a glass fiber or a boron fiber, the linear expansion coefficient of the tension member using them is as large as about 7 to 8 × 10 −6 / ° C., which suppresses the increase in the sag at high temperatures. Is not satisfactory.
【0007】また、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ア
ラミド繊維などを強化材としたテンションメンバの場
合、これら繊維の引張強度はそれほど高くないため、テ
ンションメンバの強度特性は満足すべきものではなく、
またアラミド繊維の耐熱度は180℃程度であるため、
電線温度が上昇したときに熱劣化を起こしやすいという
点で不満がある。Further, in the case of a tension member using silicon carbide fiber, alumina fiber, aramid fiber or the like as a reinforcing material, the tensile strength of these fibers is not so high, so that the strength characteristics of the tension member are not satisfactory.
Since the heat resistance of aramid fiber is about 180 ° C,
I am dissatisfied with the fact that thermal degradation is likely to occur when the wire temperature rises.
【0008】更に、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミ
ナ繊維などの無機質繊維はいずれも伸びが小さく靱性に
乏しいので、次のような問題が起こり、これら無機質繊
維をテンションメンバに用いることは好ましくない。す
なわち、上記したような無機質繊維が強化材となってい
る線材をテンションメンバにした架空送電線を架設する
場合、その架設時に電線に取付ける延線車や金車が当該
送電線を通過すると、テンションメンバは大きな曲げ応
力を受け、そのことにより、テンションメンバの折損や
マトリックスのひび割れなどの発生する虞れがあるから
である。Furthermore, inorganic fibers such as carbon fiber, silicon carbide fiber, and alumina fiber all have low elongation and poor toughness, so the following problem occurs, and it is not preferable to use these inorganic fibers for the tension member. That is, when constructing an overhead transmission line having a tension member made of a wire made of an inorganic fiber as a reinforcing material as described above, when an extension wire or a pulley attached to the electric wire passes through the transmission line during the construction, tension is applied. This is because the member receives a large bending stress, which may cause breakage of the tension member and cracking of the matrix.
【0009】また、無機質繊維は共通して径方向の圧潰
力に弱いという欠点をもっている。そのため、例えば架
空送電線を圧縮クランプなどで圧縮して鉄塔に引き留め
る場合、そのときの圧縮力でテンションメンバが径方向
に圧潰して、設計基準通りの引留強度を確保することが
できないという問題も発生する。そして、これら無機質
繊維を用いたテンションメンバの製造コストは、後述す
る有機質繊維を用いたものに比べて大幅に高いという問
題があり、そのことは実使用をかなり困難にする。[0009] In addition, inorganic fibers have a disadvantage that they are generally weak against crushing force in the radial direction. Therefore, for example, when an overhead transmission line is compressed by a compression clamp or the like and retained on a steel tower, the tension member is crushed in the radial direction by the compression force at that time, and there is also a problem that it is not possible to secure the yield strength according to the design standard. Occur. And there is a problem that the manufacturing cost of the tension member using these inorganic fibers is much higher than that using an organic fiber described later, which makes actual use considerably difficult.
【0010】一方、強化材が有機質繊維であるテンショ
ンメンバの場合、有機質繊維は無機質繊維に比べて熱劣
化しやすいということの外に、一般に、紫外線暴露によ
り強度低下を引き起こすという性質を備えている。その
ため、テンションメンバは、太陽光を受けて経時的に強
度低下していき、送電線の支持能を喪失することがあ
る。On the other hand, in the case of a tension member in which the reinforcing material is an organic fiber, the organic fiber is easily deteriorated by heat as compared with the inorganic fiber, and generally has a property that the strength is reduced by exposure to ultraviolet rays. . Therefore, the strength of the tension member decreases with time in response to sunlight, and the transmission member may lose its ability to support the transmission line.
【0011】また、有機質繊維を強化材とするテンショ
ンメンバの場合、例えば火災などに遭遇すると燃焼する
事態も考えられるので、燃焼防止対策を講じることも必
要になる。本発明は、従来から提案されている繊維強化
プラスチック(金属)複合体の線材から成るテンション
メンバにおける上記した問題を解決し、軽量でかつ強度
特性に優れることは勿論のこと、高温環境下における弛
度増加は小さく、耐候性も良好で、径方向の圧潰も起こ
しづらい新規なテンションメンバとそれを用いた軽量低
弛度架空電線の提供を目的とする。Further, in the case of a tension member using organic fiber as a reinforcing material, for example, it is conceivable that a fire or the like may cause combustion, so that it is necessary to take measures to prevent combustion. The present invention solves the above-mentioned problems in a conventionally proposed tension member made of a fiber reinforced plastic (metal) composite wire, and is not only lightweight and excellent in strength properties but also relaxed in a high temperature environment. It is an object of the present invention to provide a novel tension member which has a small increase in degree, has good weather resistance, and is hardly crushed in the radial direction, and a lightweight low-loose overhead electric wire using the same.
【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、ポリパラフェニレンベンゾ
ビスオキサゾール繊維を強化材とし、耐熱樹脂をマトリ
ックスとする繊維強化プラスチック複合体の線材を複数
本撚り合わせて成り、その外側を、アルミニウム系、銅
系もしくは前記耐熱樹脂から成るテープまたはチューブ
で拘束したことを特徴とするテンションメンバ、および
そのテンションメンバの外側に、アルミニウム系または
銅系から成る導体を配置して撚り合わせたことを特徴と
する軽量低弛度架空電線が提供される。According to the present invention, there is provided a fiber-reinforced plastic composite wire comprising a polyparaphenylenebenzobisoxazole fiber as a reinforcing material and a heat-resistant resin as a matrix. A tension member characterized by being constrained by a tape or a tube made of aluminum, copper or the above-mentioned heat-resistant resin, and an aluminum or copper material outside the tension member. A light-weight, low-loose overhead wire is provided, in which conductors are arranged and twisted.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】まず、テンションメンバについて
説明する。図1は、本発明のテンションメンバの1例A
を示す部分斜視図である。このテンションメンバAは、
後述する線材aの複数本(図では7本)を撚り合わせ、
その外側を、薄いテープ3でラップ巻きすることにより
線材aの全体を拘束し、線材aのばらけを防止したもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a tension member will be described. FIG. 1 shows an example A of a tension member of the present invention.
FIG. This tension member A
Twist a plurality of wires a (described below) (seven wires),
By wrapping the outside of the wire with a thin tape, the entire wire a is restrained to prevent the wire a from scattering.
【0014】線材aの拘束のためには、図示したような
テープ3のラップ巻きに限らず、ラップさせずに適当な
隙間を設けてテープ3を巻回してもよい。更には、テー
プに代えてテンションメンバにチューブをかぶせてもよ
い。ここで、線材aは、断面図である図2に示すよう
に、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-benzobisoxazole)fiber、以
下、PBO繊維という)1を強化材とし、それら繊維を
埋設するマトリックス2が耐熱樹脂で構成されている繊
維強化プラスチック複合体の線材である。The restriction of the wire a is not limited to the wrapping of the tape 3 as shown in the figure, and the tape 3 may be wound with an appropriate gap without wrapping. Further, a tube may be put on the tension member instead of the tape. Here, as shown in FIG. 2 which is a cross-sectional view, the wire a is made of a polyparaphenylene benzobisoxazole fiber (poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) fiber, hereinafter referred to as a PBO fiber) 1 as a reinforcing material. The matrix 2 in which the fibers are embedded is a fiber-reinforced plastic composite wire rod made of a heat-resistant resin.
【0015】このPBO繊維は、次式:The PBO fiber has the following formula:
【0016】[0016]
【化1】 Embedded image
【0017】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た繊維である。こ
のPBO繊維は、引張強度(Ts)が約5.50GPa、
弾性率(E)が約280GPa、融点が600〜650
℃、酸素指数が50〜55、密度(ρ)が約1.56g/
cm3、線膨張係数(α)が−6×10-6/℃程度であ
って、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、線膨張係数は負の値である
ため、温度上昇に伴い熱収縮するという性質を備えてい
る。しかし、他方では、紫外線によって劣化しやすいと
いう性質も備えている。This 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) of about 280 GPa, melting point of 600 to 650
° C, oxygen index 50-55, density (ρ) about 1.56 g /
cm 3 , a coefficient of linear expansion (α) of about −6 × 10 −6 / ° C., high strength, high elasticity, excellent heat resistance and flame retardancy,
Moreover, it is lightweight. Since the coefficient of linear expansion is a negative value, it has a property that it contracts with increasing temperature. However, on the other hand, it also has the property of being easily deteriorated by ultraviolet rays.
【0018】このPBO繊維1を結束するマトリックス
2の耐熱樹脂としては、例えば電線温度が300℃近辺
にまで上昇した場合でも、熱融解や熱分解を起こすこと
がなく、また熱劣化も起こしづらい樹脂が用いられる。
例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、熱可
塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リフェニレンスルフィド、フッ素系樹脂などをあげるこ
とができる。The heat-resistant resin of the matrix 2 that binds the PBO fibers 1 is, for example, a resin that does not undergo thermal melting or thermal decomposition and hardly causes thermal degradation even when the electric wire temperature rises to around 300 ° C. Is used.
For example, a polyimide resin, a polyamideimide resin, a thermoplastic polyimide resin, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, a fluorine resin, and the like can be given.
【0019】この線材aにおいて、PBO繊維1の体積
占有率は15〜90%(したがって、マトリックス2の
体積占有率は10〜85%)になるように設定すること
が好ましい。PBO繊維1の体積占有率が15%より小
さくなると、線材全体の強度特性、とりわけ引張強度が
低下しはじめてテンションメンバとしての効果は減退す
るとともに、線材全体の線膨張係数を小さくするという
効果を充分に発揮できなくなる。また、PBO繊維1の
体積占有率が90%より大きい場合は、マトリックス2
の量が少なすぎてPBO繊維1は充分に結束されなくな
り、そのため線材全体の強度特性の低下が起こりはじめ
る。PBO繊維のとくに好ましい体積占有率は40〜6
0%である。In the wire a, it is preferable that the volume occupancy of the PBO fiber 1 is set to 15 to 90% (therefore, the volume occupancy of the matrix 2 is 10 to 85%). When the volume occupation ratio of the PBO fiber 1 is smaller than 15%, the strength characteristics of the entire wire, particularly the tensile strength, begin to decrease and the effect as a tension member decreases, and the effect of reducing the linear expansion coefficient of the entire wire is sufficiently improved. Can not be demonstrated. When the volume occupancy of the PBO fiber 1 is greater than 90%, the matrix 2
Is too small, the PBO fibers 1 are not sufficiently bound, so that the strength characteristics of the entire wire begin to deteriorate. A particularly preferred volume occupancy of the PBO fiber is 40 to 6
0%.
【0020】なお、このマトリックス2に、例えば、各
種のカーボンブラック、鉛ガラス粉末、HALS(ヒン
ダードアミン系安定剤)のような紫外線遮断材を分散さ
せておくと、強化材であるPBO繊維の光劣化を抑制す
ることができ、その結果、線材aの耐候性を高めて長期
間テンションメンバとして使用することができるように
なる。その場合、前記紫外線遮断材の量が多すぎると、
線材全体の強度低下などを引き起こすので、分散させる
量は、マトリックスの体積占有率に対し1〜30%に相
当する体積量に設定することが好ましい。When the matrix 2 is dispersed with various types of carbon black, lead glass powder, and an ultraviolet ray shielding material such as HALS (hindered amine stabilizer), the photodegradation of the PBO fiber as a reinforcing material is reduced. As a result, the weather resistance of the wire a is enhanced, and the wire a can be used as a tension member for a long period of time. In that case, if the amount of the ultraviolet ray blocking material is too large,
The amount of dispersion is preferably set to a volume equivalent to 1 to 30% with respect to the volume occupancy of the matrix since the strength of the entire wire is reduced.
【0021】この線材aは次のようにして製造すること
ができる。すなわち、例えば、マトリックスがポリイミ
ド樹脂やポリアミドイミド樹脂のような熱硬化性樹脂で
ある場合には、まず、所定本数のPBO繊維を集束し、
その集束体を未硬化の樹脂液の中に浸漬して繊維集束体
に当該樹脂を含浸する。その後、所定口径のダイスに通
して余着樹脂を除去して含浸樹脂が半乾燥状態にある線
材に成形したのち、その線材を所定温度に加熱して樹脂
を熱硬化させる。その結果、熱硬化した樹脂と各PBO
繊維との界面は互いに焼付き一体化し、ここに複合体が
形成される。The wire a can be manufactured as follows. That is, for example, when the matrix is a thermosetting resin such as a polyimide resin or a polyamideimide resin, first, a predetermined number of PBO fibers are bundled,
The bundle is immersed in an uncured resin liquid to impregnate the fiber bundle with the resin. Then, after passing through a die having a predetermined diameter to remove the residual resin and form the impregnated resin into a wire in a semi-dried state, the wire is heated to a predetermined temperature to thermally cure the resin. As a result, the thermoset resin and each PBO
The interface with the fiber is seized and integrated with each other to form a composite there.
【0022】また、マトリックスが熱可塑性ポリイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスル
フィド、フッ素系樹脂のような樹脂である場合には、こ
れらの樹脂を、電線やケーブルの製造時に採用されてい
る押出し被覆成形法を適用して、PBO繊維の前記集束
体の表面に押出被覆して形成することもできる。この押
出被覆時に、樹脂は可塑状態にあるので、成形時の圧力
で繊維集束体の中心部にまで侵入し、各PBO繊維の表
面と接触した状態で繊維集束体を埋設する。When the matrix is a resin such as thermoplastic polyimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, or a fluororesin, these resins are formed by extrusion coating molding used in the production of electric wires and cables. By applying the method, the surface of the bundle of PBO fibers can be formed by extrusion coating. At the time of this extrusion coating, since the resin is in a plastic state, it penetrates to the center of the fiber bundle by the pressure at the time of molding, and buries the fiber bundle in contact with the surface of each PBO fiber.
【0023】なお、上記した樹脂含浸時や押出被覆時
に、用いる樹脂に前記した紫外線遮断材の所定量を配合
しておけば、光劣化を起こしづらい線材を得ることがで
きる。本発明のテンションメンバの製造に際しては、ま
ず、以上説明した線材aを撚り合わせる。その場合、線
材aを撚り合わせるときのピッチ長をP、撚り合わせ後
のテンションメンバの層心径をDrとしたとき、PとD
rの間では、40×Dr<Pの関係を満足させることが
好ましい。更に好ましくは、100×Dr≦P≦200
×Drの関係を満足させる。When a predetermined amount of the above-mentioned ultraviolet ray blocking material is blended with the resin used at the time of impregnation of the resin or at the time of extrusion coating, a wire rod which is unlikely to cause light deterioration can be obtained. In manufacturing the tension member of the present invention, first, the wire a described above is twisted. In this case, when the pitch length when twisting the wire a is P and the layer core diameter of the tension member after twisting is Dr, P and D
It is preferable to satisfy the relationship of 40 × Dr <P between r. More preferably, 100 × Dr ≦ P ≦ 200
× Dr is satisfied.
【0024】なお、ここでいう層心径Drは、次式:D
r=D−dに基づいて算出される値のことをいう。上記
式において、dは撚り合わせた各線材aの直径を表し、
Dは、撚り合わせたテンションメンバの最大径を表す。
例えば、図1のテンションメンバAの場合、撚り合わせ
た後の断面は図3で示したように、7本の線材列が積層
した状態になっている。ここで、線材aの直径を、d=
3mmとし、7本撚りの外径をDとした場合、このテン
ションメンバAの層心径Drは、Dr=D−d=9−3
=6mmと算出される。The layer diameter Dr mentioned here is expressed by the following equation: D
It means a value calculated based on r = D−d. In the above formula, d represents the diameter of each twisted wire a,
D represents the maximum diameter of the twisted tension member.
For example, in the case of the tension member A in FIG. 1, the cross section after the twisting is in a state where seven wire rows are stacked as shown in FIG. Here, the diameter of the wire a is represented by d =
When the outer diameter of the seven strands is D, the layer core diameter Dr of the tension member A is Dr = D−d = 9−3.
= 6 mm.
【0025】本発明のテンションメンバは、P値とDr
値を上記したように関係づけることにより次のような効
果を発揮する。まず、このテンションメンバを用いた送
電線を鉄塔間に架設したときに、鉄塔間(径長間:通
常、200〜500m)に位置する線材aの実質的な長
さは、短いピッチ長で撚り合わせた場合に比べて短くな
る。The tension member according to the present invention has a P value and a Dr value.
The following effects are exhibited by relating the values as described above. First, when a transmission line using this tension member is installed between steel towers, the substantial length of the wire a located between the steel towers (diameter length: usually 200 to 500 m) is twisted at a short pitch length. It is shorter than when combined.
【0026】そのため、テンションメンバの径長間にお
ける実質的な重量は軽量化し、また、電線温度が上昇し
た場合であってもテンションメンバの熱膨張に基づく伸
長の絶対値は短くなり、弛度増加が抑制されることにな
る。更に、上記した関係が成立していると、撚り合わさ
れた線材aの相互関係は、互いに接触して平行配列して
いる状態に近似してくるので、例えば、送電線を鉄塔に
引き留めるときに径方向に圧縮力を加えた場合でも、テ
ンションメンバが圧潰するという事態は起こりづらくな
る。すなわち、設計基準の引留強度を確保しやすくな
る。Therefore, the substantial weight of the tension member between the diameters is reduced, and the absolute value of the extension due to the thermal expansion of the tension member is shortened even when the temperature of the electric wire increases, and the sag increases. Is suppressed. Further, when the above relationship is established, the mutual relationship of the twisted wire members a approximates a state in which the wires a are in contact with each other and are arranged in parallel with each other. Even when a compressive force is applied in the direction, it is difficult for the tension member to collapse. That is, it becomes easy to secure the yield strength of the design standard.
【0027】なお、線材aは繊維強化プラスチック複合
体であるため、鋼心の場合のように撚線工程でスパイラ
ル状のプレフォームをかけることが困難である。したが
って、線材aを撚り合わせただけでは、その端部を切断
すると各線材aが備えているスプリングバック力によっ
て全体がばらけるという問題が起こりやすい。このよう
な問題を防ぐために、本発明では、図1で示したよう
に、撚り合わせた線材aの外側をテープ3でラップ巻き
して線材aの全体を拘束し、線材aのばらけを防止す
る。Since the wire a is a fiber-reinforced plastic composite, it is difficult to apply a spiral preform in the twisting step as in the case of a steel core. Accordingly, if the wire a is simply twisted, a problem that the whole is separated by the springback force of each wire a when the end is cut is likely to occur. In order to prevent such a problem, according to the present invention, as shown in FIG. 1, the outside of the twisted wire a is wrapped around the wire 3 with a tape 3 to restrain the entire wire a, thereby preventing the wire a from coming apart. I do.
【0028】線材aの拘束のためには、図示したような
テープ3のラップ巻きに限らず、ラップさせずに適当な
隙間を設けてテープ3を巻回してもよい。更には、テー
プに代えてテンションメンバにチューブをかぶせてもよ
い。このテープやチューブなどとしては、例えばアルミ
ニウム系、銅系の材料から成るテープ、チューブや、ポ
リイミド樹脂、フッ素系樹脂のような耐熱樹脂から成る
テープ、チューブが使用される。The restriction of the wire a is not limited to the wrapping of the tape 3 as shown, but the tape 3 may be wound with an appropriate gap without wrapping. Further, a tube may be put on the tension member instead of the tape. As the tape or tube, for example, a tape or tube made of an aluminum-based or copper-based material, or a tape or tube made of a heat-resistant resin such as a polyimide resin or a fluorine-based resin is used.
【0029】これらテープやチューブの厚みがあまり厚
くなると、仕上がり後の電線全体の外径に影響を与える
ようになるので、薄ければ薄いほど好適であるが、通
常、50〜200μm程度の厚みであれば、仕上がり後
の電線の外径への影響は小さい。次に、本発明の軽量低
弛度架空電線の例を図4に示す。If the thickness of the tape or tube is too large, it will affect the outer diameter of the finished wire as a whole, so the thinner the better, the better. However, the thickness is usually about 50 to 200 μm. If so, the effect on the outer diameter of the finished wire is small. Next, FIG. 4 shows an example of a lightweight low-loose overhead wire according to the present invention.
【0030】この電線は、図1で示したテンションメン
バAの外側に、導体4を複数本送電線として配置し、そ
れらを撚り合わせたものである。導体4としては、アル
ミニウム単体、Al合金などのアルミニウム系、銅単
体、Cu合金などの銅系の材料で構成される。これらの
材料はいずれも電気抵抗が小さく、送電時のロスを軽減
できるからである。This electric wire is obtained by arranging a plurality of conductors 4 as transmission lines outside the tension member A shown in FIG. 1 and twisting them. The conductor 4 is made of an aluminum-based material such as aluminum alone or an aluminum alloy, or a copper-based material such as copper alone or a copper alloy. This is because each of these materials has a small electric resistance and can reduce a loss during power transmission.
【0031】また、導体4の断面形状は円形に限定され
るものではなく、セグメント形状であってもよい。セグ
メント形状にすると、導体4を死空間なく配置できるの
で好適である。この架空電線は、テンションメンバAを
用いているので、全体として軽量であり、耐候性も良好
で、高温環境下における弛度増加が抑制されており、ま
た、鉄塔へ引留める場合でも径方向に圧潰しにくいとい
う特性を備えている。The cross-sectional shape of the conductor 4 is not limited to a circle, but may be a segment shape. The segment shape is preferable because the conductor 4 can be arranged without a dead space. Since this overhead electric wire uses the tension member A, it is lightweight as a whole, has good weather resistance, suppresses the increase in sag in a high-temperature environment, and has a radial direction even when it is fixed to a steel tower. It has the property of not being easily crushed.
【0032】[0032]
実施例1 東洋紡(株)製のPBO繊維(線膨張係数:−6×10
-6/℃)を約3000デニール集束して太さ1.9mmの
集束体とし、この集束体を、粘度20poise の未硬化ポ
リイミド樹脂の中に連続走行させたのち、口径3mmの
ダイスに通して余着樹脂を除去し、更に温度350℃の
加熱炉に導入してポリイミド樹脂の熱硬化を行い、図2
で示した複合体構造の線材aとした。Example 1 Toyobo Co., Ltd. PBO fiber (linear expansion coefficient: -6 × 10
−6 / ° C.) into a bundle of 1.9 mm in thickness by tying about 3,000 deniers. The bundle is continuously run through an uncured polyimide resin having a viscosity of 20 poise, and then passed through a die having a diameter of 3 mm. The residual resin was removed, and the resin was further introduced into a heating furnace at a temperature of 350 ° C. to thermally cure the polyimide resin.
A wire rod a having the composite structure shown by.
【0033】線材aの製造時に、PBO繊維の集束状態
を変化させることにより、PBO繊維の体積占有率が4
0%、60%である2種類の線材(線径3.0mm)を製
造した。それぞれの線材7本をピッチ長600mmで撚
り合わせたのちその外側にアルミニウムテープを1/2
ラップ巻きしてテンションメンバAを製造した。これら
のテンションメンバAでは、いずれもDrは6.0mm、
Pは600mmであり、40×Dr<Pの関係を満足し
ている。By changing the convergence state of the PBO fibers during the production of the wire rod a, the volume occupancy of the PBO fibers is reduced to 4%.
Two types of wires (diameter 3.0 mm) of 0% and 60% were produced. After twisting each of the seven wires at a pitch length of 600 mm, an aluminum tape was halved on the outside.
The tension member A was manufactured by wrapping. In each of these tension members A, Dr is 6.0 mm,
P is 600 mm, which satisfies the relationship of 40 × Dr <P.
【0034】各テンションメンバAの外側に、断面がセ
グメント状をし、相当径が2.85mmのアルミニウム導
体24本を配置して撚り合わせ、全体の断面積が160
mm 2 の架空電線にした。得られた各架空電線につき、
下記の架線設計条件下において、径長間(S)を表1の
ように変化させ、電線温度が20℃、200℃になった
のときの弛度を計算した。Outside the tension member A, the cross section is
Aluminum with an equivalent diameter of 2.85 mm
Twenty-four bodies are arranged and twisted, and the total cross-sectional area is 160
mm TwoOverhead wire. For each overhead wire obtained,
Under the following catenary wire design conditions, the diameter span (S) is shown in Table 1.
And the wire temperature became 20 ° C and 200 ° C
The sag at the time of was calculated.
【0035】架線設計条件:最大使用張力25.5GP
a、高温季の温度15℃、風圧10.2MPa、低温季の
温度−15℃、風圧5.1MPa、被氷6mm、比重0.
9。 比較のために、断面構造は同じである従来のインバ芯ア
ルミニウム撚線についても同様の計算を行った。Overhead wire design conditions: Maximum working tension 25.5 GP
a, High temperature season 15 ° C, wind pressure 10.2MPa, low temperature season -15 ° C, wind pressure 5.1MPa, ice cover 6mm, specific gravity 0.1
9. For comparison, the same calculation was performed for a conventional invar core aluminum stranded wire having the same sectional structure.
【0036】以上の結果を一括して表1に示した。The above results are collectively shown in Table 1.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】表1から明らかなように、本発明の架空電
線は、電線温度が高くなっても弛度増加は抑制されてい
る。例えば、径長間が500mの場合、インバ電線で
も、温度20℃から200℃までの間に弛度が9%も増
加しているにもかかわらず、PBO繊維の体積占有率が
40%である本発明の架空電線では2.6%程度しか弛度
は増加しない。As is evident from Table 1, the overhead wire of the present invention suppresses the increase in the sag even when the wire temperature increases. For example, when the diameter length is 500 m, the volume occupancy of the PBO fiber is 40% even though the invar electric wire has a 9% increase in the sag between a temperature of 20 ° C. and 200 ° C. With the overhead electric wire of the present invention, the sag increases only by about 2.6%.
【0039】また、本発明の架空電線は、PBO繊維の
体積占有率によって弛度の大きさが変化しているが、こ
の体積占有率が大きいほど弛度は小さくなることがわか
る。しかし、体積占有率が大きくなりすぎると、製造コ
ストの上昇を招くので好ましくない。In addition, in the overhead electric wire of the present invention, the magnitude of the sag varies depending on the volume occupancy of the PBO fiber. It can be seen that the larger the volume occupancy, the smaller the sag. However, if the volume occupation ratio is too large, the production cost is increased, which is not preferable.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
のテンションメンバは、線膨張係数が負の値を示すPB
O繊維を強化材とし、耐熱樹脂をマトリックスとする線
材を撚り合わせ、その外側をアルミニウム系、銅系もし
くは前記耐熱樹脂のテープまたはチューブで拘束してい
るので、全体がばらけることはなく、軽量であり、また
高温環境下においても熱膨張量が少なく弛度増加が抑制
され、そして耐熱性も良好である。As is apparent from the above description, claim 1
The tension member of PB shows a negative linear expansion coefficient of PB
O-fiber is used as a reinforcing material, and a wire made of a heat-resistant resin as a matrix is twisted, and its outside is constrained by an aluminum-based, copper-based or heat-resistant resin tape or tube. In addition, even under a high temperature environment, the amount of thermal expansion is small, the increase in sag is suppressed, and the heat resistance is good.
【0041】請求項2のテンションメンバは、前記した
線材を撚り合わせたときに、そのピッチ長(P)と層心
径(Dr)との関係を40×Dr<Pとしたので、径方
向の耐圧潰性が優れている。請求項3のテンションメン
バは、耐熱樹脂に紫外線遮断材を分散させているので、
PBO繊維の光劣化は抑制される。In the tension member according to the second aspect, when the above-mentioned wires are twisted, the relationship between the pitch length (P) and the core diameter (Dr) is set to 40 × Dr <P. Excellent crush resistance. In the tension member of claim 3, since the ultraviolet ray blocking material is dispersed in the heat resistant resin,
Light deterioration of the PBO fiber is suppressed.
【0042】請求項4の架空電線は、前記したテンショ
ンメンバを用いているので、全体として軽量であり、負
荷電流の増加による電線温度の上昇が起こっても弛度増
加は少なくなる。したがって、この架空送電線は鉄塔へ
の負担を軽減することができ、しかも鉄塔を低く建設す
ることもできる。すなわち、逆にいえば、既設の鉄塔に
本発明の軽量低弛度架空電線を架線しても、当該電線に
従来よりも大きな負荷電流を流して送電容量を高めるこ
とができる。The overhead electric wire according to the fourth aspect uses the above-mentioned tension member, so that it is lightweight as a whole, and the sag increases little even if the electric wire temperature rises due to an increase in load current. Therefore, this overhead transmission line can reduce the burden on the tower, and can also lower the tower. In other words, conversely, even if the light-weight, low-sagging overhead electric wire of the present invention is installed in an existing steel tower, a larger load current can be applied to the electric wire than in the past to increase the power transmission capacity.
【図1】本発明のテンションメンバAを示す部分斜視図
である。FIG. 1 is a partial perspective view showing a tension member A of the present invention.
【図2】本発明のテンションメンバに用いる線材aを示
す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a wire a used for a tension member of the present invention.
【図3】テンションメンバンメンバAの断面状態を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a cross-sectional state of a tension member A.
【図4】本発明の軽量低弛度架空電線を示す部分斜視図
である。FIG. 4 is a partial perspective view showing a light weight and low sag overhead electric wire of the present invention.
a 繊維強化プラスチック複合体の線材 1 PBO繊維(強化材) 2 耐熱樹脂(マトリックス) 3 テープ 4 導体 a Wire rod of fiber-reinforced plastic composite 1 PBO fiber (reinforcing material) 2 Heat-resistant resin (matrix) 3 Tape 4 Conductor
Claims (4)
ール繊維を強化材とし、耐熱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を複数本撚り合わ
せ、その外側を、アルミニウム系、銅系、もしくは前記
耐熱樹脂から成るテープまたはチューブで拘束したこと
を特徴とするテンションメンバ。1. A fiber-reinforced plastic composite wire having a polyparaphenylene benzobisoxazole fiber as a reinforcing material and a heat-resistant resin as a matrix, a plurality of wires being twisted, and the outside thereof being an aluminum-based, copper-based or heat-resistant resin. A tension member restrained by a tape or a tube comprising:
ピッチ長をPとしたとき、DrとPの間では、40×D
r<Pの関係が成立している請求項1のテンションメン
バ。2. The layer core diameter of the tension member is Dr,
When the pitch length is P, between Dr and P, 40 × D
2. The tension member according to claim 1, wherein a relationship of r <P is satisfied.
されている請求項1または2のテンションメンバ。3. The tension member according to claim 1, wherein an ultraviolet ray blocking material is dispersed in the heat-resistant resin.
に、アルミニウム系または銅系から成る導体を配置して
撚り合わせたことを特徴とする軽量低弛度架空電線。4. A lightweight, low-sagging overhead electric wire, wherein a conductor made of aluminum or copper is arranged and twisted outside the tension member according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12738097A JPH10321048A (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension member |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP12738097A JPH10321048A (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension member |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10321048A true JPH10321048A (en) | 1998-12-04 |
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ID=14958565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12738097A Pending JPH10321048A (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Tension member and lightweight/low slackness overhead wire using the tension member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10321048A (en) |
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-
1997
- 1997-05-16 JP JP12738097A patent/JPH10321048A/en active Pending
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