CN101202131B - 多边形型架空线 - Google Patents

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Abstract

一种架空线，由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以内接于直径18.2mm至38.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，且该正多边形的相距最远的位置上的2条边向外侧突出，具有与上述2条边对应的2个平板状突起。上述正多边形的角数在上述圆的直径是18.2mm时是16角，在直径是22mm时是17角，在直径是24.4mm时是20角，在直径是27.4mm时是20角或者21角，在直径是32.6mm时是22角，在直径是38.4mm时是22角，上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。

Description

多边形型架空线
(相关申请的交叉引用)
本申请基于2006年10月23日提交的在先的日本专利申请No.2006-287146并要求其为优先权，在此引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及架空电线或者架空地线等的架空线，特别涉及在台风等中的强风时以及强风和大雨同时存在的条件下风压负荷少，而且中风速时的风噪音少的架空线。
背景技术
以往，作为与将圆单股线绞合而成的钢芯铝绞线(ACSR)相比还降低了风压负荷的架空线，公知的有在外周面上形成了螺线形的沟的架空线(日本专利第2898903号公报，日本专利第3540720号公报)。
但是，这些电线虽然能够降低强风时的风压负荷，但因为风速10～20m/s的风吹过时的风噪音大，所以不适合于通过居民家的附近的架空输电线。
为了降低风噪音有效的方法是在架空线上设置螺旋形的突起。但是，在日本专利第3540720号公报中记述的电线上设置螺旋形突起，用风洞设备进行风音测定的结果知道，因为电线表面的沟的影响大，所以突起的大小如果不大，则不能得到风音降低的效果。但是，如果加大螺旋形突起的大小，则出现阻力系数增大，其结果是好不容易得到的风压负荷降低效果受到损害。
这样，风压负荷的降低和风噪音的降低处于相反的关系，使双方都奏效是困难的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅在强风时而且在强风和大雨同时存在的条件下，也可以减少风压负荷，而且还可以减少中风速时的风噪音的架空线。
如果采用本发明的第一个方面，则提供一种架空线，其中：由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；具有与上述2条边对应的2个平板状突起；上述正多边形的角数在上述圆的直径是18.2mm时是16角，在直径是22mm时是17角，在直径是24.4mm时是20角，在直径是27.4mm时是20角或者21角，在直径是32.6mm时是22角，在直径是38.4mm时是22角；上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
如果采用本发明的第二个方面，则提供一种架空线，其中：由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；具有与上述2条边对应的2个平板状突起；上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
如果采用本发明的第三个方面，则提供一种架空线，其中：由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至27.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；具有与上述2条边对应的2个平板状突起；上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.2mm，小于等于0.75mm。
如果采用本发明的第四个方面，则提供一种架空线，其中：由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径22mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；具有与上述2条边对应的2个平板状突起；上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于1.0mm。
如果采用本发明的第五个方面，则提供一种架空线，其中：由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的位于相距最远位置上的2条边向外侧突出；具有与上述2条边对应的2个平板状突起；上述正多边形的角数N存在于：在以上述圆的直径d为横轴，以角数N为纵轴的直角坐标中，用连结各个点(d＝18；N＝16)、(d＝22；N＝17)、(d＝27.4；N＝20)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝38.4；N＝22)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝27.4；N＝21)、(d＝24.4；N＝20)以及(d＝18；N＝16)的直线包围的范围内；上述2个平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
本发明的其它的目的和优点将在后述的描述中提出，部分地将在描述中变得明显，或者通过本发明的实施可以明白。可通过后面详细指出的手段及其组合来认识和获得本发明的目的和优点。
附图说明
作为说明书一部分的附图描述本发明的优选实施方式，并且与本发明的前面的概括描述以及后面的详细描述一同用于说明本发明的原理。
图1A是具有正16边形的基本截面形状的外径18.2mm的电线的截面图。
图1B是涉及本发明的一个实施方式的，在图1A所示的电线上形成了平板状突起的电线的截面图。
图2A是具有正17边形的基本截面形状的外径22mm的电线的截面图。
图2B是涉及本发明的另一实施方式的，在图2A所示的电线上形成了平板状突起的电线的截面图。
图3A是具有正20边形的基本形状的外径24.4mm的电线的截面图。
图3B是在图3A的电线上形成平板状突起的，本发明的另一实施方式的电线的截面图。
图4A是具有正20边形的基本截面形状的外径27.4mm的电线的截面图。
图4B是在图4A的电线上形成平板状突起的，本发明的另一实施方式的电线的截面图。
图5A是具有正21边形的基本截面形状的外径27.4mm的电线的截面图。
图5B是在图5A的电线上形成平板状突起的，本发明的再一实施方式的电线的截面图。
图6A是具有正22边形的基本形状的外径32.6mm的电线的截面图。
图6B是在图6A的电线上形成平板状突起的，本发明的再一实施方式的电线的截面图。
图7A是具有正22边形的基本截面形状的外径38.4mm的电线的截面图。
图7B是在图7A的电线上形成平板状突起的，本发明的再一实施方式的电线的截面图。
图8A是表示形成截面正多边形型的架空线的最外层单股线的一例的截面图。
图8B是表示在用图8A的单股线形成的截面正多边形型架空线上形成平板状突起的最外层单股线的截面图。
图9是表示具有平板状突起的截面正多边形型架空线的直径和正多边形的角数的关系的曲线图。
图10是用直线连结图9的曲线图的测定点而表示在风压负荷以及风噪音降低方面有效的范围的曲线图。
图11A是具有正22边形的基本截面形状的外径36.4mm的电线(公称截面积和图7A、7B一样)的截面图。
图11B是在图11A的电线上形成了平面形突起的，本发明的再一实施方式的电线的截面图。
图12A是表示形成截面正多边形型架空线的最外层单股线的另一例子的截面图。
图12B是表示在用图12A的单股线形成的截面正多边形型架空线上形成平板状突起的2根1组的最外层单股线的截面图。
图13是风洞实验设备的说明图。
具体实施方式
本发明人们通过把电线的基本截面形状设置成正多边形，通过实验确认了能够降低风压负荷。此外，通过实验确认了通过在截面正多边形型的架空线的外周面上将高度低的平板状突起形成为螺旋形，可以在抑制风压负荷的增加的同时降低风噪音。
本发明人们根据这些见解，在把电线的基本截面形状设置成正多边形，并且在截面正多边形型的架空线的外周面上将高度低的平板状突起形成为螺旋形，由此完成了即使在强风和大雨同时存在的条件下风压负荷也少，而且在风速10～20m/s中的风噪音少的架空线。
如上所述，通过在架空线的外周面上形成沟而降低风压负荷的方式中，因为判明风速10～20m/s中的风噪音成为问题，所以本发明人们去掉外周面的沟，首先初步调查了是否可以用截面正多边形的角数的增减弥补沟的效果(即在沟上发生的压力的变化)。该初步调查使用与正多边形型架空线同样直径的2维角柱，用风洞实验调查正多边形的角数和风压负荷的关系。通过该实验，本发明人们确认：即使是没有沟的单纯的正多角柱，在无降水时，降水时都能够使阻力系数Cd(即风压负荷)比在最外层将圆单股线绞合而成的普通电线(Cd＝1)还低。
因而。本发明人们试做了没有沟的正多边形型架空线，进行了再现台风时的强风+降水的风洞实验。根据该实验可知：附着在电线风上侧表面上的水滴向尾流一侧移动，最终到达剥离点，此外，在剥离点后方上因为有尾流域的涡流产生的逆流，所以水滴因该逆流而被押回到剥离点位置并集合，在电线表面上形成积水。因而，认为如果用一些措施能够排出或者吹飞在剥离点的位置上集合的水滴，则即使在台风时的强风+降水条件下，也能够将风压负荷抑制得低。
另一方面，认为正多边形型架空线的风噪音的有效应对方法一般是在电线的表面设置螺旋形突起。该方法从现象上讲是通过所附加的螺旋形突起所产生的流截断在电线主体上产生的相位一致的卡门涡旋列来降低风噪音。
考虑上述2种现象认为：如果用一个应对方法能够解决在作为高风速区域的台风时的强风+降雨条件下发生的电线表面的水滴的停留集合的问题，并且，能够解决中风速区域中的风噪音的问题，则能够提供实用的且应对环境有效的架空线。
本发明人们为了解决上述2个问题，考虑是否能够通过把正多边形作为基本截面形状，用该基本截面形状选定排水性能优异的正多边形的角数，进而，在这种基本形状上附加一对突起，由此在中风速区域上从突起部发生强的流而截断卡门涡旋并抑制风噪音，在高风速降水时从突起部产生强制剥离，在电线表面上即在边界层的区域上引起强的流，吹飞电线表面的水滴。为此需要不阻碍截面正多边形型的架空线的表面流的突起。
首先，本发明人们为了确认具有正多边形的基本截面形状的电线的降水时特性，不用电线，而用和电线具有相同截面形状的2维正多边形柱，进行确认台风时的阻力特性的实验。这是因为在裸绞合线的情况下，表面流因电线形状的3维性(因为绞合方向的扭曲)而变成3维流，使电线表面上的水滴的运动复杂化，估计到现象的掌握和解释变得困难的缘故。如果把基本截面形状设置成2维正多角柱，则抑制现象的复杂程度，容易掌握和解释现象，能够容易进行理想的截面形状(角数)的探索。
为了进行形状的探索，试做了内接于直径18mm的圆的正15、16、17边形、内接于直径22mm的圆的正16、17、18、20边形、内接于直径25mm的圆的正18、20、22边形、内接于直径27mm的圆的正20、22边形、内接于直径34mm的圆的正20、22边形、内接于直径40mm的圆的正22、24边形的2维正多角柱。
对于这些角柱进行风洞实验，在风速5m/s～40m/s，降水条件16mm/10分钟下测定了强风+降水时的阻力系数。通常，因为在输电线设备设计时使用的最高风速是40m/s，所以本实验的最高风速设置成40m/s。降水条件是根据过去观察到的台风的强风和降水量的记录而采用的值。
风洞实验用图13所示的实验设备进行。该实验设备在风洞11内垂直地配置电线样本12，从紧接在风洞11的入口(吹风口)之后设置成不打乱气流的降水栅格13中在风速40m/s的条件下喷射水。喷射出的水扩散到气流中，和气流一同到达电线样本12，穿过风洞内部。施加在电线样本12上的风压用设置在风洞11的两侧上的3分力检测器14(three-component detectors，负荷计)检测。
阻力系数Cd的定义如下式。
Cd＝测定负荷/(0.5ρV2A)
式中，测定负荷是设置在风洞的两侧的负荷计的总和，ρ是空气密度，V是气流速度，A是电线样本的风上(windward)投影截面积。
0.5ρV2相当于风压值，是每单位面积的风压负荷。在标准大气压状态下在风速40m/s中，因为ρ＝1.293kg/m3，所以风压值变成980.7N/m2。在风速30m/s下风压值变成551.6N/m2。
在降水时的评价中，不改变上式，空气密度ρ使用了和无降水时的值一样的值。因此，在测定负荷中出现的降水效果在Cd值中直接显现，容易评价。
2维正多角柱的风洞实验结果如下表1。
表1 2维柱的试验结果
  直径mm   角柱   无降水时Cd   降水时Cd   采用Cd   有效形状
  181818   151618   0.6740.8030.848   0.8880.8910.772   0.8880.8910.848 ○
  22222222   16171820   0.7210.6080.5770.677   0.9020.8290.8040.818   0.9020.8290.8040.818 ○
  252525   182022   0.5630.5330.88   0.7880.8200.747   0.7880.8200.880   ○
  2727   2022   0.6570.513   0.7780.712   0.7780.712 ○
  3232   2022   0.6560.561   0.7600.726   0.7600.726 ○
  4040   2224   0.5210.463   0.7170.726   0.7170.726   ○
○：良好
以上述表1所示的试验结果为基础，在各直径的多角柱中查找在无降水时、降水时都具有风压阻力小的值的角数。结果如在上述表1中用○标志表示那样，在直径18mm中为18角，在直径22mm中为18角，在直径25mm中为18角，在直径27mm中为22角，在直径32mm中为22角，在直径40mm中为22角。以该结果为基础，与实际的电线的直径一致地决定角数，试做由裸绞合线构成的正多边形型架空线。
试作的电线如下。
对于直径18.2mm(相当于公称截面积160mm2)的电线，试做了正14边形(省略图示)、正15边形(省略图示)，以及图1A所示的正16边形。
对于直径22mm(相当于公称截面积240mm2)的电线，试做了图2A所示的正17边形以及正20边形(省略图示)。
对于直径24.4mm(相当于公称截面积330mm2)的电线，试做了图3A所示的正20边形。
对于直径27.4mm(相当于公称截面积410mm2)的电线，试做了图4A所示的正20边形以及图5A所示的正21边形。
对于直径32.6mm(相当于公称截面积610mm2)的电线，试做了图6A所示的正22边形。
对于直径38.4mm(相当于公称截面积810mm2)的电线，试做了图7A所示的正22边形以及正24边形(省略图示)。
在图1A～图7B中，附图标记1表示中心钢绞合线，2表示内层铝单股线，3表示最外层铝单股线。无论哪种电线都是最外层铝单股线3如图8A所示，截面实质上是梯形，在和相邻的单股线接触的一方的侧面上在长度方向上具有凸条4，在另一方的侧面上具有与之对应的凹条5，外面侧是平面，内面侧是与内层外径吻合的曲面。如果在最外层上使用这种单股线3，则最外层单股线相互的位置偏差难以发生，能够形成准确的截面正多边形绞合线。
而且，对于直径22mm和24.4mm的电线没有试做在2维角柱的试验结果中是有效的角数的正18边形的电线是因为角柱的试验结果表示在直径25mm和27mm中不连续的结果的缘故。此外，试做试验从直径大的电线开始顺序实施的结果，因为判明在直径22mm的电线中17边形是有效的，所以直径18.2mm的电线把14、15、16边形作为试做对象。
把试做的截面正多边形型架空线(基本形状)的风洞实验结果表示在下表2中。下表2表示各正多边形型架空线的，直径d、公称截面积、角数N、在无降水下风速20m/s、风速30m/s、风速40m/s时的阻力系数，以及在16mm/10分钟的降水强度下风速40m/s时的阻力系数。
表2 基本形状的阻力系数突起高度0mm
电线直径d   公称截面积mm2   截面角数N 无降水时·阻力系数20m/s  30m/s  40m/s 降水16mm/10分钟40m/s 执行Cd 采用
18.218.218.2   160160160   141516   1.246  1.233  1.1921.238  1.215  1.1691.264  1.254  1.012     0.9120.9080.868  1.1921.1691.012 △
2222   240240   1720   1.158  1.121  0.8311.226  1.212  1.036     0.8120.890  0.8311.036 ◎
24.4   330   20   1.279  1.124  0.754     0.750  0.754 ◎
27.427.4   410410   2021   1.054  0.782  0.6421.058  0.822  0.628     0.7630.742  0.7630.742 ◎○
32.6   610   22   0.985  0.668  0.611     0.711  0.711 ◎
38.438.4   810810   2224   0.908  0.583  0.5320.968  0.841  0.782     0.7210.812  0.7210.812 ◎
◎：非常好
○：良好
△：稍好
在评价这些电线的情况下，在设计中需要的风压负荷值因为在各条件下使用Cd值增大的值，所以对无降水时40m/s和降水时40m/s的阻力系数Cd值进行比较，Cd值大的一者变成该电线的台风时阻力系数。上述表2中的执行Cd是指比较了2个Cd值时大的一者的Cd值，这是表示台风时的阻力系数的值。
试做的截面正多边形型架空线(基本形状)的评价如下。
(1)直径18.2mm的正多边形型架空线
对于该尺寸试做试验了3种类型的电线。如上述表2所示，降水时的阻力系数最小的是16边形，其效果是相对对应的普通电线(把圆单股线绞合而成的ACSR)的设计Cd值1.0变成0.868，变成不到14％的风压负荷降低。但是无降水时的Cd值变成1.012，稍高于在输电线路的设计中使用的40m/s时的电线的Cd值1.0。
(2)直径22mm的正多边形型架空线
对于该尺寸试做试验了2种类型的电线。如上述表2所示，正17边形变得良好，正17角型的无降水时Cd值0.831变成执行Cd值。该值相对对应的普通电线的设计Cd值1.0减少约17％，得到了充分的风压负荷降低效果。
(3)直径24.4mm的正多边形型架空线
对于该尺寸试做试验了正20边形的1种类型的电线。如上述表2所示，降水时的阻力系数变成执行Cd，是0.754。该值相对对应的普通电线的设计Cd值1.0减少约24％，得到了充分的风压负荷降低效果。
(4)直径27.4mm的正多边形型架空线
对于该尺寸试做试验了2种类型的电线。如上述表2所示，正20边形、正21边形都得到良好的结果，在正20边形中降水时Cd值0.763成为执行Cd值，在正21边形中降水时Cd值0.742变成执行Cd值。正21边形的执行Cd值相对对应的普通电线的设计Cd值1.0减少约26％，得到了充分的风压负荷降低效果。
(5)直径32.6mm正多边形型架空线
对该尺寸试做试验了正22边形1种类型的电线。如上述表2所示，降水时的阻力系数变成执行Cd，是0.711。该值相对对应的普通电线的设计Cd值1.0减少约29％，能够得到充分的风压负荷降低效果。
(6)直径38.4mm的正多边形型架空线
对于该尺寸试做试验了2种类型的电线。如上述表2所示，正22边形表示良好的结果，正22边形的降水时Cd值0.721成为执行Cd值，该值相对对应的普通电线的设计Cd值1.0减少约28％，得到了充分的风压负荷降低效果。
根据以上的试验结果，知道了在由截面正多边形的裸绞合线构成的电线的情况下，在直径18.2mm时如果设置成正16边形，则执行Cd值变成最低，如果在直径22mm时设置成正17边形，在直径24.4mm时设置成正20边形，在直径27.4mm时设置成正20边形或者正21边形，在直径32.6mm时设置成正22边形，在直径38.4mm时设置成正22边形，则能够使风压负荷比普通电线还低。
以下，对于上述7种类型的正多边形型架空线，进行在风速10m/s、15m/s、20m/s下的风噪音水平的测定。为了比较，对公称截面积相同的普通的电线(把圆单股线绞合而成的ACSR)也进行风噪音水平的测定，把其结果一并表示在下表3中。
表3 基本形状的风音水平突起高度0mm
  电线直径D   公称截面积mm2  截面角数N   峰值噪音水平10m/s 15m/s 20m/s 评价
  18.218.2   ACSR160160 16   44.0  56.1  71.642.5  54.9  70.5 ○
  22.422   ACSR240240 17   41.3  55.9  66.940.9  50.4  57.4 ○
  25.324.4   ACSR330330 20   34.7  55.0  63.339.9  47.8  64.7 ×
  28.527.427.4   ACSR410410410 2021   38.0  54.9  57.934.2  54.3  62.731.7  53.4  62.3 ××
  34.232.6   ACSR610610 22   34.9  51.2  54.036.4  48.9  62.9 ×
  38.438.4   ACSR810810 22   39.5  43.0  53.938.7  46.2  60.9 ×
○：良好
×：不良
根据上述表3，可知在公称截面积160mm2和240mm2中，风噪音是正多边形型架空线比普通电线还低，但在公称截面积330mm2～810mm2中，风噪音是正多边形型架空线比普通电线还高。
因此，在不损害正多边形型架空线的风压负荷降低效果的范围中，探索降低把正多边形作为基本形状的电线的风噪音的方法的结果，从实验上判明了把高度比较低的平板状突起设置成螺旋形是有效的。
因而，为了调查平板状突起的高度的影响，试做了改变平板状突起的高度的以下那样的电线。
(1)图1B所示的，把内接于直径18.2mm的圆的正16边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(2)图2B所示的，把内接于直径22mm的圆的正17边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(3)图3B所示的，把内接于直径24.4mm的圆的正20边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(4)图4B所示的，把内接于直径27.4mm的圆的正20边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(5)图5B所示的，把内接于直径27.4mm的圆的正21边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(6)图6B所示的，把内接于直径32.6mm的圆的正22边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
(7)图7B所示的，把内接于直径38.4mm的圆的正22边形作为基本截面形状，使其中的一条边和在与之相距最远的位置上的另一条边向外侧突出，设置了平板状突起6的形状的电线，平板状突起6的高度是0.2mm、3.3mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm的5种。
为了在最外层上设置2个平板状突起，只要在最外层单股线中的2条单股线中，使用在如图8A所示的单股线3的外面一侧上如图8B所示一体形成了平板状突起6的带突起单股线3a即可。
对于这些电线，通过风洞实验进行无降水时、降水时的阻力系数的测定；风噪音水平的测定。对平板状突起的每个高度归纳该结果并表示在下表4～表13中。根据这些结果，可确认随着平板状突起的高度的增高，风噪音减少。
下表4以及表5是上述(1)～(7)的电线，表示平板状突起的高度在0.2mm时的阻力系数以及风噪音水平的测定结果。
表4 基本形状+平板突起形状的阻力系数突起高度0.2mm
电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N   无降水时·阻力系数20m/s 30m/s 40m/s    降水16mm/10分钟40m/s  执行Cd 采用
18.2   160   16   1.016 0.934 0.851     0.862  0.862 ◎
22   240   17   1.032 0.949 0.814     0.796  0.814 ◎
24.4   330   20   1.039 0.893 0.783     0.785  0.785 ◎
27.427.4   410410   2021   1.081 0.935 0.7251.026 0.921 0.720     0.7560.743  0.7560.743 ○◎
32.6   610   22   0.988 0.765 0.629     0.705  0.705 ◎
38.4   810   22   0.913 0.696 0.606     0.719  0.719 ◎
◎：非常好
○：良好
如上述表4所示，当突起高度是0.2mm的情况下，阻力系数在执行Cd值中，在160mm2的情况下比普通电线降低14％，在810mm2的情况下降低28％。
表5 基本形状+平板突起的风音水平突起高度0.2mm
  电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N     峰值噪音水平10m/s   15m/s   20m/s   采用
  18.218.2   ACSR160160 16     44.0    56.1    71.642.5    54.9    70.5 ○
  22.422   ACSR240240 17     41.3    55.9    66.933.6    53.7    58.5 ○
  25.324.4   ACSR330330 20     34.7    55.0    63.335.2    51.8    59.5 ○
  28.527.427.4   ACSR410410410 2021     38.0    54.9    57.933.9    52.5    56.834.2    51.6    55.4 ○○
  34.232.6   ACSR610610 22     34.9    51.2    54.035.8    49.8    54.8 △
  38.438.4   ACSR810810 22     39.5    43.4    53.938.9    47.7    54.6 △
○：良好
△：稍好
如上述表5所示，当突起高度是0.2mm的情况下，风噪音从公称截面积160mm2到410mm2表示比普通电线低的值，但在610mm2、810mm2中表示比普通电线高的值。
以下表6以及表7表示在上述(1)～(7)的电线中，平板状突起的高度是0.3mm时的阻力系数以及风噪音水平的测定结果。
表6 基本形状+平板突起的阻力系数突起高度0.3mm
  电线直径d   公称截面积mm2   截面角数N   无降水时·阻力系数20m/s  30m/s  40m/s    降水16mm/10分钟40m/s  执行Cd 采用
  18.2   160   16   1.018  0.933  0.857     0.884  0.884 ◎
  22   240   17   1.030  0.932  0.813     0.782  0.813 ◎
  24.4   330   20   1.061  0.902  0.791     0.784  0.791 ◎
  27.427.4   410410   2021   1.096  0.947  0.7331.044  0.919  0.726     0.7710.748  0.7710.748 ○◎
  32.6   610   22   0.981  0.742  0.640     0.710  0.710 ◎
  38.4   810   22   0.921  0.703  0.626     0.714  0.714 ◎
◎：非常好
○：良好
如上述表6所示，当突起高度是3.3mm的情况下，阻力系数在执行Cd值中，在160mm2的情况下比普通电线降低12％，在810mm2的情况下降低29％。
表7 基本形状和平板突起的风音水平突起高度0.3mm
  电线直径d   公称截面积mm2   截面角数N     峰值噪音水平10m/s   15m/s   20m/s   采用
    18.218.2   ACSR160160 16     44.0    56.1    71.641.2    52.6    68.1 ○
    22.422   ACSR240240 17     41.3    55.9    66.935.6    50.3    56.8 ○
    25.324.4   ACSR330330 20     34.7    55.0    63.335.1    49.2    56.2 ○
    28.527.427.4   ACSR410410410 2021     38.0    54.9    57.931.9    51.3    57.434.2    51.6    52.8 ○○
    34.232.6   ACSR610610 22     34.9    51.2    54.034.6    48.2    52.4 ○
    38.438.4   ACSR810810 22     39.5    43.4    53.936.9    42.2    52.4 ○
○：良好
如上述表7所示，当突起高度是3.3mm的情况下，风噪音的值从公称截面积160mm2到810mm2表示为比普通电线低。因而确认了从公称截面积160mm2到810mm2是有效的形状。
以下表8以及表9表示在上述(1)～(7)的电线中，平板突起的高度是0.5mm时的阻力系数以及风噪音水平的测定结果。
表8 基本形状+平板突起的阻力系数突起高度0.5mm
电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N   无降水时·阻力系数20m/s  30m/s  40m/s    降水16mm/10分钟40m/s  执行Cd 采用
18.2   160   16   1.019  0.925  0.863     0.893  0.893 ◎
22   240   17   1.028  0.927  0.811     0.784  0.811 ◎
24.4   330   20   1.103  0.993  0.783     0.736  0.783 ◎
27.427.4   410410   2021   1.081  0.935  0.7601.026  0.921  0.758     0.7640.751  0.7640.758 ○◎
32.638.4   610810   2222   0.993  0.734  0.6771.021  0.703  0.622     0.7110.712  0.7110.712 ◎◎
◎：非常好
○：良好
如上述表8所示，当突起高度是0.5mm的情况下，阻力系数在执行Cd值中，在160mm2的情况下比普通电线下降11％，在810mm2的情况下降低29％。
表9 基本形状+平面突起的风音水平突起高度0.5mm
    电线直径D   公称截面积Mm2   截面角数N     峰值噪音水平10m/s  15m/s 20m/s   采用
    18.218.2   ACSR160160 16     44.0    56.1    71.640.3    51.4    63.8 ○
    22.422   ACSR240240 17     41.3    55.9    66.934.7    48.6    54.3 ○
    25.324.4   ACSR330330 20     34.7    55.0    63.328.5    48.7    50.9 ○
    28.527.427.4   ACSR410410410 2021     38.0    54.9    57.929.9    50.8    57.631.8    52.0    50.8 ○○
    34.232.6   ACSR610610 22     34.9    51.2    54.037.7    45.7    50.4 ○
    38.438.4   ACSR810810 22     39.5    43.0    53.937.6    42.7    51.2 ○
○：良好
如上述表9所示，当突起高度是0.5mm的情况下，风噪音的值从公称截面积160mm2到810mm2表示为比普通电线低。因而，确认了具有突起高度0.5mm的平板状突起的形状在从公称截面积160mm2到810mm2是有效的形状。
以下表10以及表11表示在上述(1)～(7)的电线中，平板状突起的高度是0.75mm时的阻力系数以及风噪音水平的测定结果。
表10 基本形状+平板突起的阻力系数突起高度0.75mm
电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N   无降水时·阻力系数20m/s  30m/s 40m/s    降水16mm/10分钟40m/s  执行Cd 采用
18.2 160 16 1.093  0.979  0.933 0.902 0.933 ◎
22   240   17   1.039  0.951  0.892     0.811  0.892 ◎
24.4   330   20   1.023  0.896  0.741     0.788  0.788 ◎
27.427.4   410410   2021   1.055  0.938  0.7721.034  0.953  0.759     0.7530.763  0.7720.763 ○◎
32.638.4   610810   2222   0.995  0.766  0.7021.007  0.704  0.684     0.7260.736  0.7260.736 ◎◎
◎：非常好
○：良好
如上述表10所示，当突起高度是0.75mm的情况下，阻力系数在执行Cd值中，在160mm2的情况下比普通电线下降7％，在810mm2的情况下降低26％。
表11  基本形状+平面突起的风音水平突起高度0.75mm
  电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N     峰值噪音水平10m/s  15m/s    20m/s   采用
  18.218.2   ACSR160160 16     44.0    56.1    71.631.7    43.6    48.2 ○
  22.422   ACSR240240 17     41.3    55.9    66.919.6    30.4    42.0 ○
  25.324.4   ACSR330330 20     34.7    55.0    63.326.8    35.1    45.1 ○
  28.527.427.4   ACSR410410410 2021     38.0    54.9    57.925.1    37.9    42.927.2    37.2    43.4 ○○
  34.232.6   ACSR610610 22     34.9    51.2    54.032.6    38.4    44.3 ○
  38.438.4   ACSR810810 22     39.5    43.0    53.933.0    36.3    45.7 ○
○：良好
如上述表11所示，当突起高度是0.75mm的情况下，风噪音的值从公称截面积160mm2到810mm2表示为比普通电线低。因而，确认了具有突起高度0.75mm的平板状突起的形状在从公称截面积160mm2到810mm2是有效的形状。
以下表12以及表13表示在上述(1)～(7)的电线中，平板突起的高度为1.0mm时的阻力系数以及风噪音水平的测定结果。
表12 基本形状+平板突起的阻力系数突起高度1.0mm
 电线直径d   公称截面积mm2   截面角数N   无降水时·阻力系数20m/s  30m/s  40m/s     降水16mm/10分钟40m/s  执行Cd  采用
 18.2   160   16   1.127  1.159  1.198     0.968  1.198  ×
 22   240   17   1.032  0.949  0.938     0.894  0.938  ○
 24.4   330   20   1.039  1.004  0.847     0.785  0.847  ○
 27.427.4   410410   2021   0.982  0.896  0.8181.004  0.892  0.823     0.8490.842  0.8490.842  ○○
 32.6   610   22   0.934  0.765  0.724     0.839  0.839  ○
 38.4   810   22   0.921  0.718  0.739     0.823  0.823  ○
○：良好
×：不良
如上述表12所示，突起高度是1.0mm时，阻力系数在执行Cd值中，当公称截面积是160mm2的情况下比普通电线大，但除此以外，当公称截面积是240mm2的情况下降低6％，当810mm2的情况下降低18％。
表13 基本形状+平面突起的风音水平突起高度1.0mm
  电线直径D   公称截面积mm2   截面角数N     峰值噪音水平10m/s  15m/s    20m/s   采用
  18.218.2   ACSR160160 16     44.0    56.1    71.631.8    40.8    43.1 ○
  22.422   ACSR240240 17     41.3    55.9    66.920.9    32.2    42.5 ○
  25.324.4   ACSR330330 20     34.7    55.0    63.323.2    32.8    41.9 ○
  28.527.427.4   ACSR410410410 2021     38.0    54.9    57.922.9    31.6    42.024.2    32.1    41.2 ○○
  34.232.6   ACSR610610 22     34.9    51.2    54.023.6    33.4    42.5 ○
  38.438.4   ACSR810810 22     39.5    43.0    53.922.2    31.1    41.1 ○
○：良好
如上述表13所示，当突起高度是1.0mm的情况下，风噪音的值从公称截面积160mm2到810mm2比普通电线低。因而，确认了具有突起高度1.0mm的平板状突起的形状从公称截面积160mm2到810mm2是有效的形状。
综合以上的实验结果可知，为了使由裸绞合线构成的架空线的，强风+降水时的风压负荷比普通电线小，而且使风速10～20m/s中的风噪音比普通电线小，有效的是将内接于直径为18.2mm至38.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，使该正多边形的在相距最远的位置上的2条边向外侧突出，设置平板状突起的形状，其中，上述正多边形的角数在直径是18.2mm时是16角，在直径是22mm时是17角，在直径是24.4mm时是20角，在直径是27.4mm时是20角或者21角，在直径是32.6mm时是22角，在直径是38.4mm时是22角，上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
接着，如果将带平板状突起，在风压负荷降低、风噪音降低双方有效的截面正多边形型的架空线的直径和角数的关系图示为以截面正多边形型的架空线的直径为横轴，以截面正多边形型的架空线的角数为纵轴的曲线，则如图9所示。从图9所示的曲线可知，在风压负荷降低、风噪音降低的双方有效的正多边形型架空线的直径d和角数N具有一定关系。如果把该关系用4次多项式公式化则如下式。
N＝192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4
如果把该关系表示在图9的曲线图中，则如曲线A所示。但是，正多边形的角数因为取自然数，所以如果考虑从上式得到的角数的，-0.5角以及+0.5角的变化(角数的四舍五入)，则角数N的范围表示如下式。
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5
如果把该范围表示在图9的曲线图中，则变成曲线B、C间的区域。
当用上述式子表示了角数N的情况下，根据上述表4至表13的结果，为了使由裸绞合线构成的架空线的，强风+降水时的风压负荷比普通电线小，而且使风速10～20m/s中的风噪音比普通电线小，有效的是将内接于直径18.2mm至38.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，使该正多边形的在相距最远的位置上的2条边向外侧突出，设置平板状突起的形状，上述正多边形的角数N和上述圆的直径d的关系处于以下的不等式的范围内，上述平板状突起的高度为大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5
此外，将内接于直径18.2mm至27.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，在该基本截面形状的相距最远的位置上的2条边上设置平板状突起的形状的情况下，上述正多边形的角数N和上述圆的直径d的关系在以下式子的范围中，上述平板状突起的高度大于等于0.2mm，小于等于0.75mm时，也在使强风+降水时的风压负荷比普通电线小，而且使风速10～20m/s中的风噪音比普通电线小的方面有效。
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5
此外，将内接于直径22mm至38.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，使该正多边形的在相距最远的位置上的2条边向外侧突出，设置平板状突起的形状的情况下，上述正多边形的角数N和上述圆的直径d的关系在以下式子的范围中，上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于1.0mm时，也在使强风+降水时的风压负荷比普通电线小，而且使风速10～20m/s中的风噪音比普通电线小的方面有效。
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5
图10是用直线连结图9的曲线图的测定点而表示在降低风压负荷以及风噪音上有效范围的曲线图。根据该曲线图，可知为了使由裸绞合线构成的架空线的，强风+降水时的风压负荷比普通电线小，而且使风速10～20m/s中的风噪音比普通电线小，有效的是将内接于直径18.2mm至38.4mm的圆的正多边形作为基本截面形状，使该正多边形的在相距最远的位置上的2条边向外侧突出，设置平板状突起的形状，上述正多边形的角数N在将上述圆的直径d作为横轴，将角数N作为纵轴的直角坐标中，处于用连结各点(d＝18；N＝16)、(d＝22；N＝17)、(d＝27.4；N＝20)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝38.4；N＝22)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝24.4；N＝20)以及(d＝18；N＝16)的直线包围的范围内，上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
可是，为了降低风压负荷，减小电线直径也是有效方法。例如，虽然图7A、图7B所示的公称截面积810mm2的电线的直径是38.4mm，但在同样的公称截面积中如果如图11A、11B所示那样把内层铝单股线2的1层的量置换为截面扇形的单股线，则能够把直径设置成36.4mm。如果直径减小，则相应地能够降低风压负荷。
此外，截面正多边形的架空线也能够通过在最外层上绞合图12A所示那样的单股线3而形成。该单股线3的电线的外周面一侧的面以制成正多边形的角部7的形状的方式形成为三角山形。用该单股线3形成截面正多边形的电线，在该外周面上形成平板状突起的情况下，如图12B所示，只要把在三角山形的左侧边上设置了平板状突起的右半边6R的单股线3R、以及在三角山形的右侧边上设置了平板状突起的左半边6L的单股线3L相邻地绞合即可。
此外，本发明因为涉及架空线的外周面的形状，所以对架空线的内部构造或材质并没有特别限定。例如，也可以用铝线或者殷钢(invar)线构成上述电线的钢线部分，也可以用耐热铝合金线构成铝线部分。此外，不仅可以适用于架空线还可以用适用于架空地线。
本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (6)

1. 一种架空线，其中：
由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；
具有与上述2条边对应的2个平板状突起；
上述正多边形的角数在上述圆的直径是18.2mm时是16角，在直径是22mm时是17角，在直径是24.4mm时是20角，在直径是27.4mm时是20角或者21角，在直径是32.6mm时是22角，在直径是38.4mm时是22角；
上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
2. 一种架空线，其中：
由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；
具有与上述2条边对应的2个平板状突起；
上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
3. 一种架空线，其中：
由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至27.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；
具有与上述2条边对应的2个平板状突起；
上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.2mm，小于等于0.75mm。
4. 一种架空线，其中：
由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径22mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的相距最远位置上的2条边向外侧突出；
具有与上述2条边对应的2个平板状突起；
上述正多边形的角数N和上述圆的直径d满足下式：
192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4-0.5＜N＜192.245242-27.4410648d+1.52954875d2-0.0360127956d3+0.000306889377d4+0.5；
上述平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于1.0mm。
5. 一种架空线，其中：
由多根单股线绞合而成的裸绞合线构成，其截面形状以与直径18.2mm至38.4mm的圆内接的正多边形为基本截面形状，且该正多边形的位于相距最远位置上的2条边向外侧突出；
具有与上述2条边对应的2个平板状突起；
上述正多边形的角数N存在于：在以上述圆的直径d为横轴，以角数N为纵轴的直角坐标中，用连结各个点(d＝18；N＝16)、(d＝22；N＝17)、(d＝27.4；N＝20)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝38.4；N＝22)、(d＝32.6；N＝22)、(d＝27.4；N＝21)、(d＝24.4；N＝20)以及(d＝18；N＝16)的直线包围的范围内；
上述2个平板状突起的高度大于等于0.3mm，小于等于0.75mm。
6. 根据权利要求1～5中的任一项所述的架空线，其中：
裸绞合线的最外层是通过将在一个侧面上设置有凹部，并在另一个侧面上设置有凸部的多个单股线中相邻的单股线的一根单股线的侧面的凹部与另一根单股线的侧面的凸部嵌合而成的层。
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