JP2879779B2 - 被覆電線用撚線導体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数本の導体素線を集合して撚線にし、
この撚線上にポリエチレンなどによって絶縁被覆を施し
た被覆電線用撚線導体の製造方法に関し、特に電柱間な
どに架線される被覆電線用撚線導体の製造方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 電柱間などに架線される架空配電線用導体としては、
従来から硬銅線が使用されている。集合した複数本の硬
銅線は撚り合わせられ、この撚線上にポリエチレン、ポ
リ塩化ビニルなどによる絶縁被覆が施される。

［発明が解決しようとする課題］ 撚り合わせられた各硬銅線の表面には、撚りを解除し
ようとする撚線反発力が必然的に生じる。この撚線反発
力は、各硬銅線の表面上に引張残留応力として現われ
る。また、各硬銅線には、ドラムに巻かれていたときに
ついた巻癖に起因する残留応力が存在することもある。

従来の被覆電線では、上述のような残留応力が１つの
要因となって断線を生じることがあった。すなわち、被
覆電線内に雨水が侵入したりすると、被覆層内部は腐蝕
しやすい環境となり、硬銅線表面に酸化皮膜が形成した
りする。このような腐蝕環境と上述の残留応力とが互い
に影響し合うと硬銅線に応力腐蝕割れが生じ、その結果
断線にまで至る。

被覆電線用導体として軟銅線を用いれば、上述のよう
な残留応力は小さいので応力腐蝕割れ現象の生ずる可能
性は少なくなる。しかし、その反面引張強さの低下は免
れず、そのため実際上軟銅線を被覆電線用撚線導体とし
て用いることはできない。

それゆえに、この発明の目的は、引張強さを維持する
とともに、応力腐蝕割れ現象を生じさせない被覆電線用
撚線導体の製造方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明に従った被覆電線用撚線導体の製造方法は、
Ag、Sn、Mg、Cr、In、Ni、Al、Fe、Si、Sb、Zr、Te、Se
を含む群から選ばれた１種または２種以上の元素の濃度
が外層部よりも中心部の方が高い導体を、減面率60〜9
9.9％で伸線加工して、中心部における前記元素の濃度
と外層部における前記元素の濃度とが段差を持って分布
し、かつ横断面積に対する前記中心部の横断面積の割合
が70％以上である導体素線とし、この導体素線を複数本
集合して撚線加工した後、加熱によって各導体素線の外
層部のみを再結晶化させることを特徴とする。

上記方法によって得られた被覆電線は、複数本の導体
素線を集合して撚線にし、この撚線上に絶縁被覆を施し
たものであって、上記各導体素線は、Ag、Sn、Mg、Cr、
In、Ni、Al、Fe、Si、Sb、Zr、Te、Seを含む群から選ば
れた１種または２種以上の元素の濃度が外層部よりも中
心部の方が高くなっており、しかも外層部のみが再結晶
組織を有している。

［発明の作用効果］ 上記方法によって得られた導体素線の内部結晶組織
は、第１図に示すように、その外層部１が再結晶組織を
有し、その中心部２が長手方向に長く延びた伸線加工組
織を有している。このように、撚線を構成する各導体素
線の外層部１のみが再結晶するので、伸線加工や撚線加
工時に生じた残留応力が解放され、応力腐蝕割れ現象の
生じる可能性も小さくなる。一方、各導体素線の中心部
２は、伸線加工組織を有しているので、引張強度は比較
的大きい。したがって、各導体素線は、被覆電線用撚線
導体としての使用に耐え得るだけの引張強さを維持し得
る。

なお、この明細書中に用いる再結晶組織とは、必ずし
も外層部の組織が完全に再結晶組織を示している場合に
限らず、外層部の転位密度が中心部に比較して少ないこ
とをも含むものとして理解されねばならない。

導体が、Ag、Sn、Mg、Cr、In、Ni、Al、Fe、Si、Sb、
Zr、Te、Seを含む群から選ばれた１種または２種以上の
元素を含有すれば、その導体の再結晶温度は上昇する。
たとえば、銅がAgを0.1重量％含有すれば、その再結晶
温度は約100℃高くなる。したがって、これらの元素の
濃度が外層部よりも中心部の方が高い導体を用いれば、
その導体の再結晶温度は外層部よりも中心部の方が高く
なる。つまり、このような濃度分布を有する導体を用い
れば、適当な加熱によって第１図に示すような結晶組織
を有する導体素線を得やすくなる。たとえば、相対的に
低い外層部の再結晶温度と相対的に高い中心部の再結晶
温度との中間に位置する温度まで導体素線を加熱すれ
ば、外層部のみが再結晶化する。

上記元素の濃度は、好ましくは、中心部において0.03
〜0.2重量％であり、外層部において0.01重量％以下と
される。中心部の濃度を0.03〜0.2重量％としたのは、
0.03重量％未満であれば再結晶温度の上昇度合が少な
く、そのため中心部の再結晶温度と外層部の再結晶温度
との間の差があまり大きくならないからである。一方、
0.2重量％を越える濃度であるならば、導電率が低下し
てくる。

各導体素線の中心部における上記元素の濃度と外層部
における上記元素の濃度とが滑らかな濃度勾配をもって
分布してもよいが、その両者が段差をもって分布するよ
うにしてもよい。ただこの場合、導体素線の横断面積に
対する中心部の横断面積の割合は、引張強さを維持する
観点から、70％以上とするのが良い。

導体素線の中心部における上記元素の濃度と外層部に
おける上記元素の濃度とを変える方法としては、たとえ
ば、外層部を構成するパイプ内に中心部を構成する材料
を嵌め入れる方法、溶融めっきや電気めっきなどによる
めっき法、鋳造時に元素の濃度分布を変える方法などが
あるが、いずれの方法を採用してもよい。

伸線加工の減面率を60〜99.9％としたのは、60％未満
であるならば引張強さを所定通りに維持することができ
なくなる。一方、伸線加工における減面率が高くなれば
なるほど再結晶温度は低くなる。そのため、中心部にお
ける再結晶温度を比較的高く維持するために、減面率の
上限値は99.9％に制限するのが望ましい。

撚線加工した後に各導体素線を加熱するものであるの
で、この加熱によって撚線加工時に生じた残留応力も有
効に除去することができる。

撚線の加熱方法としては、たとえば通電加熱等が挙げ
られる。適当な条件を選んで撚線を通電加熱等によって
連続的に加熱すれば、撚線を構成する各導体素線の外層
部のみを再結晶化させることができる。

［実施例１］ Sn 0.05重量％とTe 0.03重量％とAg 0.01重量％とを
含む直径8mmφの銅線を準備した。この銅線表面に純銅
を0.2mmの厚さで電気めっきした後、直径2mmφになるま
で伸線加工した。こうして得られた導体素線を19本集合
して撚線にした後、この撚線をトンネル炉内に通過させ
たところ、各導体素線の外層部（約50μｍ厚）のみが再
結晶した組織を呈していた。なお、冷間加工後（減面
率）は94％、また全横断面積に対する再結晶していない
含有元素濃度の高い部分の断面積の割合は、90％であっ
た。

上述のようにして得られた撚線上に架橋ポリエチレン
被覆を施して被覆電線とした。この被覆電線の被覆層と
撚線導体との間にアンモニア水を注入して応力腐蝕割れ
テストを実施したところ、３か月経過しても応力腐蝕割
れを生じなかった。

比較のため、硬銅線を導体素線とする従来の被覆電線
に同様なテストを行なったところ、約１か月で応力腐蝕
割れが生じ断線した。

［実施例２］ Agを0.05重量％含む直径11mmφの銅線を準備した。こ
のAg含有銅線を、溶融状態にある純銅を貯留している槽
中に通過させ、銅線表面に純銅を被覆した。こうして得
られた線材は、直径が12mmφであり、また中心部におけ
るAg濃度が0.08重量％で外層部におけるAg濃度が0.005
重量％以下であった。また、全横断面積に対する中心部
の断面積の割合は、84％であった。この線材を冷間伸線
加工によって直径2mmφにまでした。冷間加工度（減面
率）は97.2％である。

上記線材を19本集合して撚線した後、この撚線を250
℃において２時間加熱した。この撚線の各導体素線は、
外層部が再結晶組織を有し、中心部が長手方向に長く延
びた伸線加工組織を有していた。また、各導体素線の引
張強さは45.7kg/mm²、導電率は約98％であった。

上述のようにして得られた撚線導体上にポリエチレン
被覆を施して被覆電線とした。そして、この被覆電線の
被覆層と撚線導体との間にアンモニア水を注入して応力
腐蝕割れテストを行なったところ、３か月経過しても断
線は見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実施することによって得ら
れる導体素線の内部結晶組織を模式的に示す図である。 図において、１は外層部、２は中心部を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥居 久信 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１ 号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 中井 由弘 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−160611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160610（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−4258（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01B 1/00 H01B 5/08 H01B 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ag、Sn、Mg、Cr、In、Ni、Al、Fe、Si、S
   b、Zr、Te、Seを含む群から選ばれた１種または２種以
   上の元素の濃度が外層部よりも中心部の方が高い導体
   を、減面率60〜99.9％で伸線加工して、中心部における
   前記元素の濃度と外層部における前記元素の濃度とが段
   差を持って分布し、かつ横断面積に対する前記中心部の
   横断面積の割合が70％以上である導体素線とし、この導
   体素線を複数本集合して撚線加工した後、加熱によって
   各導体素線の外層部のみを再結晶化させることを特徴と
   する、被覆電線用撚線導体の製造方法。