融雪電線
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流が送電される架空電線周囲に発生する交番磁界により、前記架空電線に巻付けた磁性線を発熱させて架空電線上の着雪等を解かす融雪電線に関し、低潮流時の磁性線の発熱量が大でその巻付量を少なくでき、送電量が多いときは過度に発熱しない融雪電線に係る。
【０００２】
【従来の技術】架空電線の外周に磁性線を螺旋状に巻付けた融雪電線は、架空電線周囲に発生する交番磁界により前記磁性線に渦電流や履歴損失を生じさせ、そのときの発熱により着雪や着氷を解かすようにした電線である。この融雪電線の欠点は、着雪等が起き易い早朝は送電量が少ない為磁性線が十分に発熱せず、送電量の多い昼間は磁性線のみならず架空電線自身も高温に発熱する為、送電量を落とさざるを得なくなることであった。
【０００３】そこで、磁性線にキュリー温度の低いパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）磁性線を用いて融雪電線の最大許容電流における発熱を押さえていた。しかし、キュリー温度の低い磁性線は一般に磁束密度が低く、前記のパーマロイ磁性線も飽和磁束密度が 15000Ｇ以下であった。この為早朝の低潮流時に融雪するには、例えばＴＡＣＳＲ810mm2の場合、送電量 100Ａ、表面磁界10 Oe の条件下で、１ｍ当たり１kgの磁性線を巻付ける必要があった。ＴＡＣＳＲ810mm2の１ｍ当たりの重量は2.70kgであるから、磁性線を巻付けることにより架空電線は37％重くなった。又軽量化を目的としたインバー線補強の特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲ650mm2（外径33mmφ、インバー線断面積106mm2、アルミ合金撚線断面積653mm2、１ｍ当たりの重量2.57kg）を使用しても、パーマロイ磁性線を架空電線１ｍ当たり１kg巻付けるには 4.4mmφのインバー線を5.3 mmφに太径化して強化する為インバー線自体が0.16kgの重量増となり、全体で1.16kg、45％の重量増となった。この重量増は、鉄塔の建て替えを要する程の大きさであり、この為磁性線は架空電線に部分的に巻付けて使用しており、十分な融雪効果は期待できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鉄塔を建て替えずに融雪電線を布設するには、磁性線の巻付量を半分程度に減らす必要があり、その為には低潮流時（ＸＴＡＣＩＲ650mm2の場合で91Ａ）での巻付前の磁束密度が 13500Ｇ以上の磁性線が必要である。本発明は、このような状況の中で鋭意研究を進めてなされたもので、小量の巻付量で融雪可能であり、送電量が多いときには過度に発熱しない融雪電線を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10 Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線である。
【０００６】この発明の融雪電線は、磁性線を架空電線に、低磁界(10 Oe程度) での磁歪が正の磁性線は引張応力が残留するように、前記磁歪が負の磁性線は圧縮応力が残留するように巻付けて、低磁界での磁性線の磁束密度を高めることにより、磁性線の巻付量の低減を図ったものである。前記残留応力は１kg/mm2以上かけるのが、その効果が明瞭に顕れて望ましい。
【０００７】このように磁歪が正のとき引張応力が残留し、磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付ける理由は、磁歪と順向きに応力が残留すると磁束密度が向上して磁性線の発熱量が増加する為である。前記引張応力又は圧縮応力は、それぞれ磁歪の正又は負の動きを助長して磁気特性を改善するものと推定される。
【０００８】この発明の融雪電線で用いる磁性線は、10 Oe の低磁界での磁歪の絶対値が大きく、引張応力又は圧縮応力を残留させることにより、前記低磁界での巻付後の磁束密度が 11000Ｇ以上となる磁性線が望ましい。前記望ましい磁性線の材料は、具体的には、Fe-Ni 系（パーマロイ）、Fe-Co系、Co-Ni 系、Fe-Co-Ni系、又はFe-Si 系等の合金、更にこれら合金に他の元素を添加した合金等である。この他に純鉄、純コバルト、又はこれらにＧｅ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ａｌ等の元素を添加した合金を挙げることができる。因みに、純鉄は10 Oe での磁歪が正で飽和磁歪が負であり、コバルトは10 Oeでの磁歪と飽和磁歪がともに負である。又Fe-Ni 系，Fe-Co 系，Co-Ni 系、及びFe-Co-Ni系合金はその殆どの組成において、10 Oe での磁歪と飽和磁歪がともに正である。尚、前記 Fe-Ni系合金のうちのFe−78wt％Ni合金、及び Fe-Si系合金のうちのFe-6.5wt％Si合金は、ともに軟磁性合金で磁歪が小さい（殆ど０）。従って、残留応力を付与することによる発熱量増大の効果は余り期待できない。
【０００９】低磁界下(10 Oe) で磁性線に引張応力を残留させるには、架空電線がＡＣＳＲで磁性線がＦｅ系磁性線の場合、室温で磁性線を張力をかけながら架空電線に巻付け固定するか、室温未満の温度に冷却した架空電線に室温の磁性線を巻付け固定する。このようにすると、ＡＣＳＲの表面のアルミ撚線の熱膨張係数は23×10-6であり、Ｆｅ系磁性線の熱膨張係数（Ｆｅで12×10-6）より大きい為、使用時の温度上昇により熱膨張差が生じて磁性線に引張応力が残留する。又低磁界下(10 Oe) で磁性線に圧縮応力を残留させるには、例えば、室温(20℃）を超えて所定温度に温めた架空電線に磁性線を巻付け固定する。このようにすると融雪を必要とする５℃以下の温度で圧縮応力がかかる。
【００１０】請求項２記載の発明は、10 Oe 以上の磁界下での磁歪が正の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は引張応力により、低磁界下で発熱が促進されるが、最大許容電流送電時にも磁性線の発熱が促進される。しかし、巻付けた磁性線のフィン冷却効果により、最大許容電流送電時の架空電線の温度は磁性線を巻付けない場合より低く抑えられる。
【００１１】請求項３記載の発明は、10 Oe の磁界下での磁歪が正で、飽和磁歪が負の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は引張応力により、低磁界下で発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（引張応力）が磁歪（負）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は、磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く抑えられる。
【００１２】請求項４記載の発明は、10 Oe 以上の磁界下での磁歪が負の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留し、最大許容電流磁界下で引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は、低磁界下では圧縮応力により発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（引張応力）が磁歪（負）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は、磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く押さえられる。
【００１３】請求項５記載の発明は、10 Oe の磁界下での磁歪が負で、飽和磁歪が正の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留するようにした請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は圧縮応力により、低磁界下での発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（圧縮応力）が磁歪（正）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く押さえられる。この発明での磁性線を巻付け固定するときの架空電線の温度は、最大許容電流送電時の架空電線の温度を超える温度である。
【００１４】請求項１乃至請求項５記載の融雪電線において、磁性線を架空電線に固定する溶接法には、シーム溶接法、スポット溶接法等、通常の溶接法が適用される。ろう付け法では、銀ろうや半田等が使用できるが、融点の低いものの方が磁性線等の特性を害さず好ましい。機械的固定法としては、バンド金具で固定する方法等が用いられる。この発明で磁性線に圧縮応力を残留させる場合は、磁性線は架空電線に短間隔に固定して磁性線が外方に膨らんで圧縮応力が残留しなくなるのを防止する。磁性線を架空電線に短間隔で固定すると、架線時における金車通過の際の磁性線のずれが防止される。磁性線に引張応力を残留させる場合は、磁性線の両端だけを固定しても良い。
【００１５】以下に、本発明の融雪電線を図を参照して具体的に説明する。図１イ、ロは、本発明の融雪電線の態様を示すそれぞれ横断面図と側面図である。Ａｌ層１を被覆したインバー線２のインバー撚線３の外周に、断面扇形の特別耐熱アルミ合金線４を３層に撚合わせて架空電線５を構成し、この架空電線５の外周に磁性線６が撚合わされている。磁性線６は架空電線５より突出して巻付けられており、フィン冷却効果が得られる。磁性線６には電食防止の為Ｚｎ層７が被覆されている。
【００１６】本発明において、補強芯材にインバー線を用いた特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲは、補強芯材に鋼線を用いたＡＣＳＲより、架空電線表面の磁界が高く磁性線の発熱量が大きくなる。またインバー線は鋼線より抵抗発熱が大きく、架空電線自身の発熱量も増大するので、融雪電線の軽量化に有利である。
【００１７】
【作用】請求項１記載の発明は、架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10 Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線である。従って、この発明では、架空電線に巻付けられた磁性線の磁束密度が向上して、磁性線の巻付量を低減できる。前記引張応力又は圧縮応力は、例えば、所定温度に加熱又は冷却した架空電線に室温の磁性線を溶接により固定し、架空電線と磁性線間の熱膨張差を利用して発生させることができる。磁性線は架空電線に巻付け固定されているので、融雪電線を金車を通し架線するときの磁性線のずれが防止される。磁性線は架空電線の外周に螺旋状に巻付けられているので、磁性線によるフィン冷却効果が得られ、最大許容電流（XTACIR-650mm2 の場合で2300Ａ）送電時も架空電線の温度を、磁性線を巻付けない場合の架空電線の温度より低く押さえられる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する。用いた磁性線の合金組成及び磁気特性を表１及び表２に示す。用いた各々の磁性線について、種々の特性は下記方法により測定した。即ち、飽和磁束密度とキュリー温度は振動試料型磁力計により、10 KOeの磁界強度下で長さ５mmの試料を用いて測定した。磁束密度は、0.65mmφのエナメル線を 327ターン巻付けた励磁コイルの中心に25ターンの磁束検出用コイルを配置し、この検出用コイルの中に 2.6mmφ×1000mmの磁性線材を入れ、直流Ｂ−Ｈカーブトレーサーを用い、10及び40 Oe 磁界強度下で測定した。巻付後の磁束密度は、磁性線を34.4mmφの丸棒（架空電線の代わり）に巻付けて測定した。このときの張力は引張試験機で付与した。比抵抗は０℃での値を示した。磁歪はレーザー光による磁歪測定装置を用い、長さ50mmの試料について測定した。なお、表１及び表２の磁束密度の欄の上段は巻付前の磁束密度、中段は巻付後の磁束密度、下段は引張応力又は圧縮応力をかけたときの磁束密度である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】表１及び表２より明らかなように、磁性線（合金No.a〜y ）は、低潮流時の 10 Oe磁界下における巻付後の磁束密度がいずれも融雪に必要な 11000Ｇ以上であり、磁性線の巻付量を架空電線１ｍ当たり 0.5Kg以下にできるものである。これに対し、磁性線(z〜ai) は、表２より明らかなように、 10 Oe磁界下における巻付後の磁束密度がいずれも 11000Ｇ未満である。しかし、磁性線の磁歪の正負に応じてそれぞれ引張応力又は圧縮応力をかけることにより、10 Oe での磁束密度が 11000Ｇ以上に向上している。尚、10 Oe での磁歪がゼロのFe−78wt％Ni合金（合金No.ah)は巻付け加工後も磁束密度が低く、引張り応力をかけても磁束密度が改善されないことが分かる。
【００２２】表１及び表２に示した各種合金の 2.6mmφの磁性線にＡｌ、Ａｌ合金、Ｚｎ、又はＺｎ合金を被覆した。被覆は電気めっき、浸漬めっき、又はアルミ管の複合加工により行った。厚さ40μｍ以上のアルミを電気めっきする場合は、めっき途中に表面研磨を入れた。次に、前記Ａｌ等を被覆した磁性線をインバー線で補強した特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲ（650mm2、外径34.3mmφ）に１ｍ当たり 0.5kg又は１kg巻付けた。インバー線の径は、巻付重量に応じて 4.4mmφから 4.9mmφ又は 5.3mmφに太くして、磁性線を巻付けたときの重量増加に耐えられるようにした。
【００２３】上記の架空電線に磁性線を巻付ける際に、シーム溶接により固定して融雪電線を製造した。磁性線を巻付け固定するときの架空電線の温度は、各々の磁性線の10 Oe の磁界下における磁歪の正負に応じて、10 Oe の磁界下で30kgf の引張応力又は圧縮応力がそれぞれ残留するように設定した。残留応力の条件は、磁歪の正負と残留応力の引張と圧縮を組合わせた中の４通り（イ、ロ、ハ、ニ）について示した。又10 Oe 磁界下で最大の発熱量が得られる最適残留応力を求めた。残留応力のかけ方は、10 Oe での磁歪が正の磁性線は、磁性線の一端を架空電線に機械的に固定し、磁性線に引張応力をかけながら架空電線に巻付け、磁性線の他端を機械的に架空電線に固定した。10 Oe での磁歪が負の磁性線（合金No.ag)は、加熱した架空電線に磁性線を巻付けシーム溶接して、磁性線に０℃近傍で100Kgfの圧縮応力を残留させた。
【００２４】得られた各々の融雪電線について、塩水噴霧試験により耐食性を調べた。91Ａ（電線表面磁界10 Oe)送電時の発熱量、及び最大許容電流（2300Ａ）送電時の温度上昇を測定した。残留応力を 30kgf付与した場合と、最適残留応力を付与した場合の結果を表３と表４に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】表３及び表４より明らかなように、磁性線に残留応力を付与したもの（No.42〜75）は、磁性線の巻付量が従来の半分(1ｍ当たり0.5kg)であるにも関わらず、91Ａ送電時の発熱量が、毎時５mmの降雪（降水量換算値）を完全融雪するのに必要な 15.9w/m、又は部分融雪に必要な12.5w/m を超えた。又最大許容電流送電時の温度上昇も、磁性線を巻付けない場合の温度(230℃）を下回った。融雪電線（No.76 〜85）でも最適残留応力を付与することにより１ｍあたり 0.5kgの巻付量でも十分な融雪効果が得られた。特にFe−50wt％Niパーマロイ合金磁性線を用いた融雪電線(No.76) では引張応力を残留させることにより２倍程度まで発熱量が増加した。
【００２８】以上、アルミ架空電線と磁性線とをシーム溶接又は機械的に固定する場合について説明したが、本発明は、磁性線をろう付けやスポット溶接等の他の方法により固定しても同様の効果が得られる。又本発明は、架空電線が銅電線等の他の電線の場合に適用しても同様の効果が得られる。上記実施例に示した本発明の融雪電線を金車に通したが、磁性線がずれるようなことがなかった。
【００２９】
【効果】以上に述べたように、本発明によれば、低潮流時における磁性線の発熱量が大きい為、その巻付量を低減できて融雪電線が軽量となり架線費用等が節減され、又送電量が多いときに過度に発熱することがなく、従って良好な送電が低コストで長期に渡り可能となり、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の融雪電線の実施例を示す横断面図及び側面図である。
【符号の説明】
１ Ａｌ被覆層
２ インバー線
３ アルミ被覆インバー線の撚線
４ 断面扇形の特別耐熱アルミ合金線
５ 架空電線
６ 磁性線
７ Ｚｎ被覆層
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流が送電される架空電線周囲に発生する交番磁界により、前記架空電線に巻付けた磁性線を発熱させて架空電線上の着雪等を解かす融雪電線に関し、低潮流時の磁性線の発熱量が大でその巻付量を少なくでき、送電量が多いときは過度に発熱しない融雪電線に係る。
【０００２】
【従来の技術】架空電線の外周に磁性線を螺旋状に巻付けた融雪電線は、架空電線周囲に発生する交番磁界により前記磁性線に渦電流や履歴損失を生じさせ、そのときの発熱により着雪や着氷を解かすようにした電線である。この融雪電線の欠点は、着雪等が起き易い早朝は送電量が少ない為磁性線が十分に発熱せず、送電量の多い昼間は磁性線のみならず架空電線自身も高温に発熱する為、送電量を落とさざるを得なくなることであった。
【０００３】そこで、磁性線にキュリー温度の低いパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）磁性線を用いて融雪電線の最大許容電流における発熱を押さえていた。しかし、キュリー温度の低い磁性線は一般に磁束密度が低く、前記のパーマロイ磁性線も飽和磁束密度が 15000Ｇ以下であった。この為早朝の低潮流時に融雪するには、例えばＴＡＣＳＲ810mm2の場合、送電量 100Ａ、表面磁界10 Oe の条件下で、１ｍ当たり１kgの磁性線を巻付ける必要があった。ＴＡＣＳＲ810mm2の１ｍ当たりの重量は2.70kgであるから、磁性線を巻付けることにより架空電線は37％重くなった。又軽量化を目的としたインバー線補強の特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲ650mm2（外径33mmφ、インバー線断面積106mm2、アルミ合金撚線断面積653mm2、１ｍ当たりの重量2.57kg）を使用しても、パーマロイ磁性線を架空電線１ｍ当たり１kg巻付けるには 4.4mmφのインバー線を5.3 mmφに太径化して強化する為インバー線自体が0.16kgの重量増となり、全体で1.16kg、45％の重量増となった。この重量増は、鉄塔の建て替えを要する程の大きさであり、この為磁性線は架空電線に部分的に巻付けて使用しており、十分な融雪効果は期待できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鉄塔を建て替えずに融雪電線を布設するには、磁性線の巻付量を半分程度に減らす必要があり、その為には低潮流時（ＸＴＡＣＩＲ650mm2の場合で91Ａ）での巻付前の磁束密度が 13500Ｇ以上の磁性線が必要である。本発明は、このような状況の中で鋭意研究を進めてなされたもので、小量の巻付量で融雪可能であり、送電量が多いときには過度に発熱しない融雪電線を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10 Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線である。
【０００６】この発明の融雪電線は、磁性線を架空電線に、低磁界(10 Oe程度) での磁歪が正の磁性線は引張応力が残留するように、前記磁歪が負の磁性線は圧縮応力が残留するように巻付けて、低磁界での磁性線の磁束密度を高めることにより、磁性線の巻付量の低減を図ったものである。前記残留応力は１kg/mm2以上かけるのが、その効果が明瞭に顕れて望ましい。
【０００７】このように磁歪が正のとき引張応力が残留し、磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付ける理由は、磁歪と順向きに応力が残留すると磁束密度が向上して磁性線の発熱量が増加する為である。前記引張応力又は圧縮応力は、それぞれ磁歪の正又は負の動きを助長して磁気特性を改善するものと推定される。
【０００８】この発明の融雪電線で用いる磁性線は、10 Oe の低磁界での磁歪の絶対値が大きく、引張応力又は圧縮応力を残留させることにより、前記低磁界での巻付後の磁束密度が 11000Ｇ以上となる磁性線が望ましい。前記望ましい磁性線の材料は、具体的には、Fe-Ni 系（パーマロイ）、Fe-Co系、Co-Ni 系、Fe-Co-Ni系、又はFe-Si 系等の合金、更にこれら合金に他の元素を添加した合金等である。この他に純鉄、純コバルト、又はこれらにＧｅ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ａｌ等の元素を添加した合金を挙げることができる。因みに、純鉄は10 Oe での磁歪が正で飽和磁歪が負であり、コバルトは10 Oeでの磁歪と飽和磁歪がともに負である。又Fe-Ni 系，Fe-Co 系，Co-Ni 系、及びFe-Co-Ni系合金はその殆どの組成において、10 Oe での磁歪と飽和磁歪がともに正である。尚、前記 Fe-Ni系合金のうちのFe−78wt％Ni合金、及び Fe-Si系合金のうちのFe-6.5wt％Si合金は、ともに軟磁性合金で磁歪が小さい（殆ど０）。従って、残留応力を付与することによる発熱量増大の効果は余り期待できない。
【０００９】低磁界下(10 Oe) で磁性線に引張応力を残留させるには、架空電線がＡＣＳＲで磁性線がＦｅ系磁性線の場合、室温で磁性線を張力をかけながら架空電線に巻付け固定するか、室温未満の温度に冷却した架空電線に室温の磁性線を巻付け固定する。このようにすると、ＡＣＳＲの表面のアルミ撚線の熱膨張係数は23×10-6であり、Ｆｅ系磁性線の熱膨張係数（Ｆｅで12×10-6）より大きい為、使用時の温度上昇により熱膨張差が生じて磁性線に引張応力が残留する。又低磁界下(10 Oe) で磁性線に圧縮応力を残留させるには、例えば、室温(20℃）を超えて所定温度に温めた架空電線に磁性線を巻付け固定する。このようにすると融雪を必要とする５℃以下の温度で圧縮応力がかかる。
【００１０】請求項２記載の発明は、10 Oe 以上の磁界下での磁歪が正の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は引張応力により、低磁界下で発熱が促進されるが、最大許容電流送電時にも磁性線の発熱が促進される。しかし、巻付けた磁性線のフィン冷却効果により、最大許容電流送電時の架空電線の温度は磁性線を巻付けない場合より低く抑えられる。
【００１１】請求項３記載の発明は、10 Oe の磁界下での磁歪が正で、飽和磁歪が負の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は引張応力により、低磁界下で発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（引張応力）が磁歪（負）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は、磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く抑えられる。
【００１２】請求項４記載の発明は、10 Oe 以上の磁界下での磁歪が負の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留し、最大許容電流磁界下で引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は、低磁界下では圧縮応力により発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（引張応力）が磁歪（負）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は、磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く押さえられる。
【００１３】請求項５記載の発明は、10 Oe の磁界下での磁歪が負で、飽和磁歪が正の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留するようにした請求項１記載の融雪電線である。この発明では、磁性線は圧縮応力により、低磁界下での発熱が促進され、最大許容電流送電時には、残留応力（圧縮応力）が磁歪（正）と逆向きになって発熱が抑制される。最大許容電流送電時の架空電線の温度は磁性線のフィン冷却効果により、磁性線を巻付けない場合より低く押さえられる。この発明での磁性線を巻付け固定するときの架空電線の温度は、最大許容電流送電時の架空電線の温度を超える温度である。
【００１４】請求項１乃至請求項５記載の融雪電線において、磁性線を架空電線に固定する溶接法には、シーム溶接法、スポット溶接法等、通常の溶接法が適用される。ろう付け法では、銀ろうや半田等が使用できるが、融点の低いものの方が磁性線等の特性を害さず好ましい。機械的固定法としては、バンド金具で固定する方法等が用いられる。この発明で磁性線に圧縮応力を残留させる場合は、磁性線は架空電線に短間隔に固定して磁性線が外方に膨らんで圧縮応力が残留しなくなるのを防止する。磁性線を架空電線に短間隔で固定すると、架線時における金車通過の際の磁性線のずれが防止される。磁性線に引張応力を残留させる場合は、磁性線の両端だけを固定しても良い。
【００１５】以下に、本発明の融雪電線を図を参照して具体的に説明する。図１イ、ロは、本発明の融雪電線の態様を示すそれぞれ横断面図と側面図である。Ａｌ層１を被覆したインバー線２のインバー撚線３の外周に、断面扇形の特別耐熱アルミ合金線４を３層に撚合わせて架空電線５を構成し、この架空電線５の外周に磁性線６が撚合わされている。磁性線６は架空電線５より突出して巻付けられており、フィン冷却効果が得られる。磁性線６には電食防止の為Ｚｎ層７が被覆されている。
【００１６】本発明において、補強芯材にインバー線を用いた特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲは、補強芯材に鋼線を用いたＡＣＳＲより、架空電線表面の磁界が高く磁性線の発熱量が大きくなる。またインバー線は鋼線より抵抗発熱が大きく、架空電線自身の発熱量も増大するので、融雪電線の軽量化に有利である。
【００１７】
【作用】請求項１記載の発明は、架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10 Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線である。従って、この発明では、架空電線に巻付けられた磁性線の磁束密度が向上して、磁性線の巻付量を低減できる。前記引張応力又は圧縮応力は、例えば、所定温度に加熱又は冷却した架空電線に室温の磁性線を溶接により固定し、架空電線と磁性線間の熱膨張差を利用して発生させることができる。磁性線は架空電線に巻付け固定されているので、融雪電線を金車を通し架線するときの磁性線のずれが防止される。磁性線は架空電線の外周に螺旋状に巻付けられているので、磁性線によるフィン冷却効果が得られ、最大許容電流（XTACIR-650mm2 の場合で2300Ａ）送電時も架空電線の温度を、磁性線を巻付けない場合の架空電線の温度より低く押さえられる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する。用いた磁性線の合金組成及び磁気特性を表１及び表２に示す。用いた各々の磁性線について、種々の特性は下記方法により測定した。即ち、飽和磁束密度とキュリー温度は振動試料型磁力計により、10 KOeの磁界強度下で長さ５mmの試料を用いて測定した。磁束密度は、0.65mmφのエナメル線を 327ターン巻付けた励磁コイルの中心に25ターンの磁束検出用コイルを配置し、この検出用コイルの中に 2.6mmφ×1000mmの磁性線材を入れ、直流Ｂ−Ｈカーブトレーサーを用い、10及び40 Oe 磁界強度下で測定した。巻付後の磁束密度は、磁性線を34.4mmφの丸棒（架空電線の代わり）に巻付けて測定した。このときの張力は引張試験機で付与した。比抵抗は０℃での値を示した。磁歪はレーザー光による磁歪測定装置を用い、長さ50mmの試料について測定した。なお、表１及び表２の磁束密度の欄の上段は巻付前の磁束密度、中段は巻付後の磁束密度、下段は引張応力又は圧縮応力をかけたときの磁束密度である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】表１及び表２より明らかなように、磁性線（合金No.a〜y ）は、低潮流時の 10 Oe磁界下における巻付後の磁束密度がいずれも融雪に必要な 11000Ｇ以上であり、磁性線の巻付量を架空電線１ｍ当たり 0.5Kg以下にできるものである。これに対し、磁性線(z〜ai) は、表２より明らかなように、 10 Oe磁界下における巻付後の磁束密度がいずれも 11000Ｇ未満である。しかし、磁性線の磁歪の正負に応じてそれぞれ引張応力又は圧縮応力をかけることにより、10 Oe での磁束密度が 11000Ｇ以上に向上している。尚、10 Oe での磁歪がゼロのFe−78wt％Ni合金（合金No.ah)は巻付け加工後も磁束密度が低く、引張り応力をかけても磁束密度が改善されないことが分かる。
【００２２】表１及び表２に示した各種合金の 2.6mmφの磁性線にＡｌ、Ａｌ合金、Ｚｎ、又はＺｎ合金を被覆した。被覆は電気めっき、浸漬めっき、又はアルミ管の複合加工により行った。厚さ40μｍ以上のアルミを電気めっきする場合は、めっき途中に表面研磨を入れた。次に、前記Ａｌ等を被覆した磁性線をインバー線で補強した特別耐熱アルミ合金撚線ＸＴＡＣＩＲ（650mm2、外径34.3mmφ）に１ｍ当たり 0.5kg又は１kg巻付けた。インバー線の径は、巻付重量に応じて 4.4mmφから 4.9mmφ又は 5.3mmφに太くして、磁性線を巻付けたときの重量増加に耐えられるようにした。
【００２３】上記の架空電線に磁性線を巻付ける際に、シーム溶接により固定して融雪電線を製造した。磁性線を巻付け固定するときの架空電線の温度は、各々の磁性線の10 Oe の磁界下における磁歪の正負に応じて、10 Oe の磁界下で30kgf の引張応力又は圧縮応力がそれぞれ残留するように設定した。残留応力の条件は、磁歪の正負と残留応力の引張と圧縮を組合わせた中の４通り（イ、ロ、ハ、ニ）について示した。又10 Oe 磁界下で最大の発熱量が得られる最適残留応力を求めた。残留応力のかけ方は、10 Oe での磁歪が正の磁性線は、磁性線の一端を架空電線に機械的に固定し、磁性線に引張応力をかけながら架空電線に巻付け、磁性線の他端を機械的に架空電線に固定した。10 Oe での磁歪が負の磁性線（合金No.ag)は、加熱した架空電線に磁性線を巻付けシーム溶接して、磁性線に０℃近傍で100Kgfの圧縮応力を残留させた。
【００２４】得られた各々の融雪電線について、塩水噴霧試験により耐食性を調べた。91Ａ（電線表面磁界10 Oe)送電時の発熱量、及び最大許容電流（2300Ａ）送電時の温度上昇を測定した。残留応力を 30kgf付与した場合と、最適残留応力を付与した場合の結果を表３と表４に示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】表３及び表４より明らかなように、磁性線に残留応力を付与したもの（No.42〜75）は、磁性線の巻付量が従来の半分(1ｍ当たり0.5kg)であるにも関わらず、91Ａ送電時の発熱量が、毎時５mmの降雪（降水量換算値）を完全融雪するのに必要な 15.9w/m、又は部分融雪に必要な12.5w/m を超えた。又最大許容電流送電時の温度上昇も、磁性線を巻付けない場合の温度(230℃）を下回った。融雪電線（No.76 〜85）でも最適残留応力を付与することにより１ｍあたり 0.5kgの巻付量でも十分な融雪効果が得られた。特にFe−50wt％Niパーマロイ合金磁性線を用いた融雪電線(No.76) では引張応力を残留させることにより２倍程度まで発熱量が増加した。
【００２８】以上、アルミ架空電線と磁性線とをシーム溶接又は機械的に固定する場合について説明したが、本発明は、磁性線をろう付けやスポット溶接等の他の方法により固定しても同様の効果が得られる。又本発明は、架空電線が銅電線等の他の電線の場合に適用しても同様の効果が得られる。上記実施例に示した本発明の融雪電線を金車に通したが、磁性線がずれるようなことがなかった。
【００２９】
【効果】以上に述べたように、本発明によれば、低潮流時における磁性線の発熱量が大きい為、その巻付量を低減できて融雪電線が軽量となり架線費用等が節減され、又送電量が多いときに過度に発熱することがなく、従って良好な送電が低コストで長期に渡り可能となり、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の融雪電線の実施例を示す横断面図及び側面図である。
【符号の説明】
１ Ａｌ被覆層
２ インバー線
３ アルミ被覆インバー線の撚線
４ 断面扇形の特別耐熱アルミ合金線
５ 架空電線
６ 磁性線
７ Ｚｎ被覆層
【特許請求の範囲】
【請求項１】 架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線。
【請求項２】 10 Oe 以上の磁界下での磁歪が正の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項３】 10 Oe の磁界下での磁歪が正で、飽和磁歪が負の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項４】 10 Oe 以上の磁界下での磁歪が負の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留し、最大許容電流磁界下で引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項５】 10 Oe の磁界下での磁歪が負で、飽和磁歪が正の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留するようにした請求項１記載の融雪電線。
【請求項１】 架空電線の外周に磁性線が螺旋状に巻付けられた融雪電線において、前記磁性線が、10 Oe の磁界下で磁歪が正のとき引張応力が残留し、10Oe の磁界下で磁歪が負のとき圧縮応力が残留するように巻付けられていることを特徴とする融雪電線。
【請求項２】 10 Oe 以上の磁界下での磁歪が正の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項３】 10 Oe の磁界下での磁歪が正で、飽和磁歪が負の磁性線を、室温以下の温度で架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項４】 10 Oe 以上の磁界下での磁歪が負の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留し、最大許容電流磁界下で引張応力が残留するようにしたことを特徴とする請求項１記載の融雪電線。
【請求項５】 10 Oe の磁界下での磁歪が負で、飽和磁歪が正の磁性線を、室温を超えて所定温度に温めた架空電線に巻付け固定して、10 Oe 以上の磁界下で磁性線に圧縮応力が残留するようにした請求項１記載の融雪電線。
【図１】
【特許番号】特許第３０６３０２３号（Ｐ３０６３０２３）
【登録日】平成１２年５月１２日（２０００．５．１２）
【発行日】平成１２年７月１２日（２０００．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−４０１４７
【出願日】平成７年２月２８日（１９９５．２．２８）
【公開番号】特開平８−３６９１９
【公開日】平成８年２月６日（１９９６．２．６）
【審査請求日】平成９年２月２０日（１９９７．２．２０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【参考文献】
【文献】特開 平３−２０７２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−１２１４３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５８−４４６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平７−３２２４５７（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１２年５月１２日（２０００．５．１２）
【発行日】平成１２年７月１２日（２０００．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成７年２月２８日（１９９５．２．２８）
【公開番号】特開平８−３６９１９
【公開日】平成８年２月６日（１９９６．２．６）
【審査請求日】平成９年２月２０日（１９９７．２．２０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【参考文献】
【文献】特開 平３−２０７２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平６−１２１４３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５８−４４６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平７−３２２４５７（ＪＰ，Ａ）
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