JP2006260775A - 碍子取付プレートと碍子取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 既設の耐張プレートを取り外すことなく容易に、鉄塔の腕金先端部に新たな碍子を取り付けることができる碍子取付プレートを提供する。
【解決手段】 碍子取付プレート１に、一部のボルト２４を回避する逃し孔１ｄと、残りのボルト２４を挿入するための被取付孔１ｃとを形成し、一部のボルト２４を回避しながら碍子取付プレート１を耐張プレート４に重ねて、残りのボルト２４、ナット２５によって碍子取付プレート１を取り付け、この碍子取付プレート１の碍子取付部１ｂに長幹支持碍子３を取り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長幹碍子（長幹支持碍子）や避雷碍子などの碍子を鉄塔の腕金先端部に取り付けるための碍子取付プレートに関し、特に、耐張プレートが既に取り付けられている鉄塔の腕金先端部に取り付けられる碍子取付プレートに関する。

送電線や配電線などの電力線を鉄塔に架設する場合、鉄塔の腕金先端部に耐張装置を取り付け、この耐張装置によって電力線を支持させる場合がある。すなわち、鉄塔の腕金先端部に耐張プレートをボルト・ナットによって取り付け、鉄塔の腕金先端部から突出した耐張プレートの耐張装置取付部に耐張装置を取り付ける。そして、耐張装置を所定の方向に位置させて、この耐張装置に電力線を支持させるというものである（例えば、特許文献１参照。）。

このように耐張プレートおよび耐張装置が既に取り付けられている鉄塔の腕金先端部に、長幹支持碍子や避雷碍子などの碍子を取り付ける必要性が生じる場合がある。例えば、電力線の方向を変えたり、分岐させたり、あるいは、電力線（ジャンパー線）の揺れを抑制して電力線間のオフセット（離隔）を確保するなどのために、碍子を取り付ける必要が生じる場合がある。このような場合、既設の耐張プレートには、碍子を取り付ける碍子取付部が設けられていないため、既設の耐張プレートを、耐張装置取付部と碍子取付部とを備えた新たな耐張プレートに取り替えなければならなかった。
特開２０００−５９９６６号公報

ところで、耐張プレートを取り替える場合、その作業に多大な労力と時間とを要していた。すなわち、耐張プレートを取り替えるには、既設の電力線を鉄塔の本体（塔体）側へ仮移線して、ボルト・ナットをすべて外して既設の耐張プレートを取り外す。そして、新たな耐張プレートをボルト・ナットで取り付け、電力線を元の位置に配設し直さなければならない。しかも、鉄塔の腕金先端部は作業場所が狭くかつ高所であるため、作業がしづらく不安定な作業姿勢を強いられる。このため、耐張プレートの取替作業、ひいては新たに碍子を取り付ける作業には、多大な労力と時間とを要し、作業費用が大きなものとなっていた。

そこで本発明は、既設の耐張プレートを取り外すことなく容易に、鉄塔の腕金先端部に新たな碍子を取り付けることができる碍子取付プレートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、締結手段によって耐張プレートが取り付けられた鉄塔の腕金先端部に取り付けられる碍子取付プレートであって、腕金先端部に取り付けられる被取付部と、碍子を取り付ける碍子取付部とを備え、被取付部に締結手段を回避する回避部が形成されていることを特徴としている。
（作用）
締結手段を回避する回避部が形成されているため、この回避部によって締結手段を回避しながら碍子取付プレートを耐張プレートに重ねて、鉄塔の腕金先端部に取り付けることができる。そして、この碍子取付プレートの碍子取付部に新たな碍子を取り付ければよい。

請求項２に記載の発明は、複数の締結手段によって耐張プレートが取り付けられた腕金先端部に取り付けられる請求項１に記載の碍子取付プレートにおいて、一部の締結手段に対応して回避部が形成され、残りの締結手段を締結するための被締結部が形成されていることを特徴としている。
（作用）
回避部によって一部の締結手段を回避しながら碍子取付プレートを耐張プレートに重ね、被締結部を介して残りの締結手段によって腕金先端部と耐張プレートと碍子取付プレートとを締結することで、碍子取付プレートが腕金先端部に取り付けられる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の碍子取付プレートにおいて、締結手段がボルトとナットとから構成されていることを特徴としている。
（作用）
締結手段がボルトとナットとから構成されているため、締結および緩める際の動きが軸方向のみであり、このような締結手段を回避するための回避部の形状が単純化される。

請求項４に記載の発明は、複数の締結手段によって耐張プレートが取り付けられた鉄塔の腕金先端部に碍子を取り付ける碍子取付方法であって、碍子を取り付けるための碍子取付プレートに一部の締結手段を回避する回避部と、残りの締結手段を締結するための被締結部とを形成し、残りの締結手段を外して回避部によって一部の締結手段を回避しながら碍子取付プレートを耐張プレートに重ねて、被締結部を介して残りの締結手段によって腕金先端部と耐張プレートと碍子取付プレートとを締結し、この碍子取付プレートに碍子を取り付けることを特徴としている。
（作用）
碍子取付プレートを耐張プレートに重ねて、腕金先端部と耐張プレートと碍子取付プレートとを締結することができ、既設の耐張プレートを取り外す必要がない。

本発明によれば、碍子取付プレートを耐張プレートに重ねて腕金先端部に取り付けることができるため、既設の耐張プレートを取り外す必要がない。すなわち、既設の電力線の仮移線などを行うことなく碍子取付プレートを取り付け、この碍子取付プレートの碍子取付部に新たな碍子を取り付ければよい。このように、狭くかつ高所である作業場所において、容易に新たな碍子を鉄塔の腕金先端部に取り付けることが可能となり、作業労力と時間とが削減され、安全性も向上される。

しかも、複数の締結手段によって耐張プレートが取り付けられている場合において、一部の締結手段に対応して回避部を形成し、残りの締結手段に対応して被締結部を形成することで、碍子取付プレートを耐張プレートに重ねた状態で残りの締結手段によって腕金先端部と耐張プレートと碍子取付プレートとを共締めすることができる。この結果、作業の容易性、安全性がさらに向上するとともに、碍子取付プレートの取付スペースなどを削減できる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係わる碍子取付プレート１を介して、鉄塔の腕金２に長幹支持碍子３（碍子）を取り付ける状態を示す側面図である。腕金２は、鉄塔の塔体（図示せず）から水平に伸びる２つの腕本体２１と、この腕本体２１の先端部（腕金先端部）から接続板２２を介して斜めに塔体側に伸びる支持金２３とを備えている。この腕金２の腕本体２１の先端部には、図３に示すように、先端部の両側に突出する耐張プレート４が、ボルト２４、ナット２５（締結手段）によって取り付けられている。このボルト２４、ナット２５は、本実施形態ではＭ１６で、６組取り付けられている。また、耐張プレート４の両端（両側）には、耐張装置５が取り付けられ、この耐張装置５によって電力線を支持するようになっている。

碍子取付プレート１は鋼板製で、図２に示すように、腕金２の先端部に取り付けられる長方形の被取付部１ａと、長幹支持碍子３を取り付ける正六角形の碍子取付部１ｂとを備えている。被取付部１ａには、耐張プレート４のボルト２４、ナット２５と同位置（同ピッチ）に、被取付孔１ｃ（被締結部）と逃し孔１ｄ（回避部）とが形成されている。すなわち、両側４つ（残り）のボルト２４、ナット２５に対応させて、ボルト２４のネジ部を挿入する被取付孔１ｃ（ボルト２４の頭部よりも小さい孔）が４つ形成され、中央の２つ（一部）のボルト２４、ナット２５に対応させて、ボルト２４の頭部よりも大径の（ボルト２４を回避する）逃し孔１ｄが２つ形成されている。また、碍子取付部１ｂには、長幹支持碍子３を取り付けるための取り付けボルト３１のネジ部を挿入する取付孔１ｅが、等間隔に４方に形成されている。

長幹支持碍子３は、平盤状の取付部３ａと取付部３ａから垂直に伸びる円筒状の本体３ｂとを備え、取付部３ａには、碍子取付プレート１の取付孔１ｅと同位置に４つの被取付孔（図示せず）が形成されている。そして、本体３ｂの他端部（自由端部）に支持プレートなどが取り付けられ、この支持プレートなどに電力線のジャンパー線などが支持されるものである。

次に、このような構成の碍子取付プレート１を用いて、鉄塔の腕金２の先端部に長幹支持碍子３を取り付ける手順について説明する。

まず、耐張プレート４の両側４つの（被取付孔１ｃに対応した）ボルト２４、ナット２５を取り外し、逃し孔１ｄに中央のボルト２４の頭部を挿入（回避）させながら、碍子取付プレート１を耐張プレート４に重ねる。次に、取り外したボルト２４、ナット２５によって、腕本体２１と耐張プレート４と碍子取付プレート１とを共締めする。そして、取り付けボルト３１、ナット３２によって、長幹支持碍子３を碍子取付プレート１の碍子取付部１ｂに取り付けるものである。

このように、逃し孔１ｄで一部のボルト２４を回避させながら碍子取付プレート１を耐張プレート４に重ねて取り付けることができるため、すべてのボルト２４、ナット２５および耐張プレート４を取り外す必要がない。このため、既設の電力線の仮移線などを行うことなく碍子取付プレート１を腕金２の先端部に取り付け、この碍子取付プレート１の碍子取付部１ｂに長幹支持碍子３を取り付けることができる。このように、狭くかつ高所である作業場所において、容易に長幹支持碍子３を腕金２の先端部に取り付けることが可能となり、作業労力と時間とが削減され、安全性も向上される。

しかも、碍子取付プレート１を耐張プレート４に重ねた状態で、一旦取り外したボルト２４、ナット２５によって腕本体２１と耐張プレート４と碍子取付プレート１とを共締めすることができ、作業の容易性、安全性がさらに向上するとともに、碍子取付プレート１の取付スペースや締結手段などを削減できる。また、締結手段がボルト２４とナット２５とから構成されているため、締結および緩める際の動きがボルトの軸方向のみとなり、逃し孔１ｄはボルト２４の頭部よりも大径であればボルト２４を回避することができ、形状、構成が単純化される。

ところで、碍子取付プレート１およびボルト２４、ナット２５には、長幹支持碍子３による自重や風圧などによって、荷重やモーメントがかかる。このため、この荷重やモーメントに対する強度、ひずみ（変位）について考慮する必要がある。

ここでは、長幹支持碍子３の自重Ｗ１、長幹支持碍子３への風圧Ｐ１および作業員の自重Ｗｍを以下のとおりとする。

Ｗ１＝０．９ｋＮ
Ｐ１＝０．５ｋＮ
Ｗｍ＝０．９８１ｋＮ
また、碍子取付プレート１の材質をＪＩＳのＳＳ４００（一般構造用圧延鋼材）とし、板厚を１９ｍｍとする。さらに、図４において、ボルト２４間ピッチＬ１を６０ｍｍ、中央のボルト２４から長幹支持碍子３の中心までの距離Ｌ２を２３５ｍｍとし、長幹支持碍子３の長さＬ３を１，６６０ｍｍとする。

まず、碍子取付プレート１にかかる荷重およびモーメントは、図５（ａ）および（ｂ）のようになる。すなわち、取付作業をしている場合には、図５（ａ）に示すように、長幹支持碍子３と作業員との自重（Ｗ１＋Ｗｍ）によるモーメントＭ１を受け、取付後は、図５（ｂ）に示すように、長幹支持碍子３の自重Ｗ１と風圧Ｐ１とによるモーメントＭ２を受ける。そして、これらのモーメントの値は以下のようになる。なお、図中Ｌ４は、距離Ｌ２からピッチＬ１を引いた長さである。

Ｍ１＝（Ｗ１＋Ｗｍ）×Ｌ４＝（０．９＋０．９８１）×１７．５
＝３２．９２ｋＮ・ｃｍ
Ｍ２＝Ｗ１×Ｌ４＋Ｐ１×Ｌ３／２＝（０．９×１７．５）＋（０．５×１６６／２）
＝５７．２５ｋＮ・ｃｍ
一方、碍子取付プレート１の被取付部１ａの幅Ｌ５（図２参照）を１６９ｍｍとし、被取付孔１ｃの径を１８ｍｍとすると、碍子取付プレート１の断面係数Ｚおよび断面二次モーメントＩは、以下のとおりとなる。

Ｚ＝（１６．９−２×１．８）×１．９^２／６＝８．００ｃｍ^３
Ｉ＝１６．９×１．９^３／１２＝９．６５ｃｍ^３
以上より、碍子取付プレート１にかかる最大応力σおよび、碍子取付プレート１のひずみδ１、δ２は、以下のようになる。

σ＝Ｍ２／Ｚ＝５７．２５／８．００＝７．１６ｋＮ／ｃｍ^２
δ１＝（Ｗ１＋Ｗｍ）×Ｌ４^３／３ＥＩ＝（０．９＋０．９８１）×１７．５^３／
（３×２０，５００×９．６５）＝０．０１７ｃｍ
δ２＝Ｗ１×Ｌ４^３／３ＥＩ＋Ｐ１×Ｌ３／２×Ｌ４^２／（２ＥＩ）
＝０．９×１７．５^３／（３×２０，５００×９．６５）＋４１．５０×１７．５^２／（２×２０，５００×９．６５）＝０．０４１ｃｍ
ここで、碍子取付プレート１の許容応力を１５．６ｋＮ／ｃｍ^２とし、許容ひずみを０．０５８ｃｍ（＝Ｌ４／３００）とすると、最大応力σおよびひずみδ１、δ２は、ともに許容値内であることが確認された。

次に、両側４つのボルト２４、ナット２５にかかる荷重およびモーメントは、上記と同様に図６（ａ）および（ｂ）のようになる。まず、取付作業をしている場合（図６（ａ））に、ボルト２４、ナット２５にかかる荷重ＲＡ、ＲＢは、以下のようになる。

ＲＡ＝−Ｍ１／２Ｌ１＝−３２．９２／１２．０＝−２．７５ｋＮ
ＲＢ＝（Ｗ１＋Ｗｍ）×（２Ｌ１＋Ｌ４）／２Ｌ１
＝（０．９＋０．９８１）×（１２．０＋１７．５）／１２．０＝４．６３ｋＮ
また、取付後（図５（ｂ））において、ボルト２４、ナット２５にかかる荷重ＲＡ、ＲＢは、以下のようになる。

ＲＡ＝−Ｍ２／２Ｌ１＝−５７．２５／１２．０＝４．７７ｋＮ
ＲＢ＝{Ｗ１×（２Ｌ１＋Ｌ４）＋Ｐ１×Ｌ３／２}／２Ｌ１
＝{０．９０×（１２．０＋１７．５）＋０．５×１６６／２}／１２．０
＝５．６７ｋＮ
以上より、１本のボルト２４にかかる最大引張力ＴＦは、
ＴＦ＝５．６７／２＝２．８４ｋＮ となる。

また、取付後における１本のボルト２４にかかるせん断力ＳＦは、ＴＮを電力線の張力（ここでは１３．４８ｋＮとする）とすると、
ＳＦ＝ＴＮ／６＋Ｐ１／４＝１３．４８／６＋０．５／４＝２．３７ となる。

従って、最大引張力ＴＦとせん断力ＳＦとによる合成引張力ＣＦは、
ＣＦ＝√（ＴＦ^２＋３×ＳＦ^２）＝√（２．８４^２＋３×２．３７^２）＝４．９９ｋＮ
となる。

ここで、ボルト２４の許容引張力を３７．９９ｋＮとすると、合成引張力ＣＦが許容値内であることが確認された。

また、取付作業時において、１本のボルト２４にかかるせん断力ＳＦは、
ＳＦ＝ＴＮ／２＝１３．４８／２＝６．７４ｋＮとなり、ボルト２４の許容せん断力２１．９８ｋＮよりも小さいことが確認された。

以上のように、ボルト２４、２５の大きさおよび数、さらには必要に応じて材質（強度）を選定することで、碍子取付プレート１および長幹支持碍子３の取付作業時および取付後において、十分な強度を確保することができる。

ところで、本実施形態では、回避部を逃し孔１ｄとして形成しているが、ボルト２４の頭部を回避できる形状であれば、どのような形状、例えば切り欠き形状であってもよい。また、本実施形態では、中央の２つのボルト２４、ナット２５に対応させて逃し孔１ｄを形成しているが、ボルト２４、ナット２５の組数、締結位置のバランスおよび上記のような強度計算に応じて、逃し孔１ｄを形成する位置と数とを決定すればよい。さらに、長幹支持碍子３のみではなく、避雷碍子などその他の碍子を碍子取付プレート１に取り付けることができるのは勿論である。また、本実施形態では、碍子取付部１ｂが鉄塔の腕金２の先端前方に突出するように配置されているが、腕金２の後方（鉄塔の塔体側）または側方に突出するように配置してもよく、さらには、碍子取付部１ｂを複数配設し、複数の長幹支持碍子３などを取り付けられるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係わる碍子取付プレートを介して、鉄塔の腕金に長幹支持碍子を取り付ける状態を示す側面図。 本発明の実施形態に係わる碍子取付プレートの平面図。 本発明の実施形態に係わる碍子取付プレートを鉄塔の腕金に取り付けた状態を示す平面図。 本発明の実施形態に係わる碍子取付プレートと長幹支持碍子とを鉄塔の腕金に取り付けた状態を示す側面図。 本発明の実施形態において、取付作業時に碍子取付プレートにかかる荷重およびモーメント（ａ）と、取付作業後に碍子取付プレートにかかる荷重およびモーメント（ｂ）を示す図。 本発明の実施形態において、取付作業時にボルトにかかる荷重およびモーメント（ａ）と、取付作業後にボルトにかかる荷重およびモーメント（ｂ）を示す図。

符号の説明

１ 碍子取付プレート
１ａ 被取付部
１ｂ 碍子取付部
１ｃ 被取付孔（被締結部）
１ｄ 逃し孔（回避部）
２ 鉄塔の腕金
２１ 腕本体
２２ 接続板
２３ 支持金
２４ ボルト（締結手段）
２５ ナット（締結手段）
３ 長幹支持碍子（碍子）
４ 耐張プレート

Claims (4)

1. 締結手段によって耐張プレートが取り付けられた鉄塔の腕金先端部に取り付けられる碍子取付プレートであって、
   前記腕金先端部に取り付けられる被取付部と、碍子を取り付ける碍子取付部とを備え、前記被取付部に前記締結手段を回避する回避部が形成されている、
   ことを特徴とする碍子取付プレート。
2. 複数の前記締結手段によって前記耐張プレートが取り付けられた前記腕金先端部に取り付けられる前記碍子取付プレートにおいて、
   一部の前記締結手段に対応して前記回避部が形成され、残りの前記締結手段を締結するための被締結部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の碍子取付プレート。
3. 前記締結手段がボルトとナットとから構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の碍子取付プレート。
4. 複数の締結手段によって耐張プレートが取り付けられた鉄塔の腕金先端部に碍子を取り付ける碍子取付方法であって、
   前記碍子を取り付けるための碍子取付プレートに一部の前記締結手段を回避する回避部と、残りの前記締結手段を締結するための被締結部とを形成し、前記残りの締結手段を外して前記回避部によって前記一部の締結手段を回避しながら前記碍子取付プレートを前記耐張プレートに重ねて、前記被締結部を介して前記残りの締結手段によって前記腕金先端部と前記耐張プレートと前記碍子取付プレートとを締結し、この碍子取付プレートに前記碍子を取り付ける、
   ことを特徴とする碍子取付方法。

Images