JP2008154438A - 架空送電線の着氷雪の除去 - Google Patents

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Abstract

【課題】ギャロピングを起こす着氷雪を除去する。
【解決手段】二回線の場合区間の両端各相に特定高周波ＬＣ直列共振回路を絶縁盤を介して鉄塔のアーム上またはその下に取り付け、従来の碍子連に替え送電線を確保しながら結線する。近端の第一回線の共振回路の各低圧側を相切り替え器を通しインバーター等の単一高周波電源に接続し、それを接地する。遠端の第一、二回線の各共振回路の低圧側同士を小碍子筒で鉄塔をかわして接続する。この様にして高周波電流を第一回線の各共振回路から送電線各相に流入させ、遠端で高周波電流だけをそれぞれの共振回路を通り第二回線の各相に渡り近端の各共振回路から架空地線等をへて元の電源に戻す。その結果大きい表皮効果による送電線表層の高い発熱により着氷雪を除去する。活線接続を併用すると共振回路数が１２セツトから４セツトですむ。送電線の最外層に高い抵抗のアルモウェルド素線等を撚ると更に好適。
【選択図】図１

Description

本発明は送電線のギャロピングの原因となる着氷雪の除去に関するものである。
鉄塔端部で機械的に電線を叩き、着氷雪を叩き落とす方法が提案されているがその範囲はその付近に限られている。または融雪用磁性合金線等を導体の表面に捲きその発熱により着氷雪を除去する方法もあるが必要がない時も発熱し続ける事もあり経済性に欠ける。相間スペーサーを装着する方法もあるが５００ｋｖ以上の超高圧送電線にはあまりにも巨大過ぎる装置となる。
冬期、架空送電線に付着する着氷雪の翼効果によりギャロピングが発生し、相間短絡か地絡、または機械的な損傷を受け大停電を発生させている。この原因となる着氷雪を安全かつ経済的に除去する必要がある。
二回線の送電線の場合、着氷雪を受ける区間の両端の送電線各相に、特定高周波のＬＣ直列共振回路（４＋５）を絶縁盤（３）を介して鉄塔のアーム上またはその下に取り付け、従来の垂直、Ｖ字型碍子連に替えて送電線やジャンパーを確保しながら結線する。近端の第一回線の各相共振回路の低圧側それぞれを相切り替え器（２）を通して、低圧側を接地しているトランジスターインバーター等の特定単一高周波電源（１）に接続する。第二回線の近端の共振回路の低圧側だけは絶縁盤（３）を取り付けずに接地する。（図１） 遠端の第一、二回線で絶縁盤（３）を付けた各共振回路の低圧側端子同相同士を小碍子筒（１０）で鉄塔をかわし高周波相間ブリッジ線（１１）で連絡させる。（図２）
このようにして単一高周波電源から着氷雪を融かすに足る充分なエネルギーを有し、表皮効果が大きい高周波電流を第一回線の各近端共振回路から送電線各相に順次流入させ、遠端で高周波電流だけをそれぞれの共振回路を通り第二回線の各相に渡りＵターンさせて近端の各共振回路からアースに流出させ、架空地線や大地帰路をへて元の単一高周波電源に戻す。この循環回路によりその大きい表皮効果による送電線表層の高い発熱により着氷雪を除去する。
この共振回路には電源周波数が高いほど小さく、商用周波数の高電圧に対して高インピーダンスとなる小さな静電容量で耐高電圧のコンデンサーが必要となる。活線接続を採用すると最も経済的な方法となる。区間の両端の鉄塔で、それぞれに絶縁盤と共振回路を載せた細鉄塔を鉄塔と並んで建て、そこから例えばテフロン等の絶縁ロープと滑車、捲きバネ等で引き出される裸線（１５）を結び一相だけ裸線で、他の二相はテフロンロープ（１６）にして、それぞれをジャンパーに結んで置く。これらを一回線と二回線の両端の鉄塔に設け、遠端で高周波相間ブリッジ線（１１）で共振回路の低圧側を結ぶ。この方法で順次各相に高周波電流を重畳させると二回線に亘つて非常に少ない四ケの共振回路台数で着氷雪を除去することが出来る。（図４〜５）
この送電線に最外層に電気抵抗が大きく、表皮効果で高く発熱する例えば強度があり、電気抵抗が硬アルミ素線（１４）よりも約三倍も大きいアルモウエルド素線（１３）等を最外層に捲いた特殊素導体電線（図３）を使用するとその効果が高まる。また数台の台車に両端の設備をそれぞれを搭載し、同様に両端の鉄塔付近で上述の様にそれぞれをジャンパー等に活線接続すれば機動性の高い方法ともなる。変電所区間が短い場合には所内の結合コンデンサーや連絡用電力ケーブルを兼用出来る。
冬期に日本海沿いの大容量発電所等からの引き出し用超高圧送電線にしばしばギャロピングが発生し、大都市に大停電を起こしている。本発明でこれを阻止出来ればその社会的、経済的効果は大きい。
 発明を実施する為の最良の形態
送電線が二回線の場合、近端の鉄塔の第一回線の送電線各相に単一高周波電源から相を切り替えて共振回路を通して順次高界波電流を商用周波数電流に重畳して送電線に流し込み、遠端鉄塔で第一回線の送電線から第二回線の送電線に回線間を二つの共振回路を高周波電流だけを通して近端までＵターンさせて、そこの第二回線の共振回路を通し元の電源に戻す。送電線には特殊素導体電線（図３）を使用する。（図１〜３図参照）
変電所間の距離が短い場合には、変電所内の既設結合コンデンサーや連絡用電力ケーブルを活用してその時だけ兼用させると更に経済的になる。
産業上の利用の可能性
大幹線の超高圧送電線の停電事故は一回でも発生すると社会的にも経済的にも莫大な損失となる。この為コストがかかろうと上述の様な方法等で解決せねばならない。
着氷雪の除去区間の二回線近端鉄塔の正面図 除去区間の二回線遠端鉄塔の側面図 最外層にアルモウェルド素線等を撚つた特殊素導体の断面図 活線接続する場合の二回線近端鉄塔の正面図 活線接続する場合の二回線遠端鉄塔の裏面図
符号の説明
１ 単一特定高周波電源
２ 相切り替え器
３ 絶縁盤
４ 直列共振回路の高電圧コンデンサー
５ 直列共振回路のリアクトル
６ 送電線
７ 架空地線
８ 相切り替え線
９ 近端鉄塔
１０ 遠端鉄塔の小碍子筒
１１ 高周波相間ブリッジ線
１２ 鉄塔アーム
１３ アルモウェルド素線
１４ アルミ素線
１５ テフロン線と結ばれ滑車、捲きバネ等で引き出された裸線
１６ テフロンロープ線
１７ 接地連絡線
１８ 滑車と捲きバネ

Claims (1)

  1. 冬期，架空送電線に付着する着氷雪の翼効果によりギャロピングが発生し、しばしば大停電を起こしている。
    この着氷雪が発生する区間の近端の送電線（６）各相に特定高周波のＬＣ直列共振回路（４＋５）を鉄塔のアーム上またはその下に固定し、送電線を確保しながら丁字形に接続し、それらの低圧側を絶縁（３）して、それらをそれぞれ相切り替え器（２）に繋ぎ、次いでインバーター等の特定単一高周波電源（１）に結び、その低圧側を架空地線（７）や大地帰路に繋ぐ。
    遠端の送電線にもそれぞれ同様にこれらの共振回路だけを繋ぎ、その低圧側を架空地線や大地帰路に接続する。すなはち近端高周波電源ー相切り替え器ー近端各相共振回路ー各相送電線ー遠端各相共振回路ー架空地線や大地帰路ー近端高周波電源の循環回路を作る。この様にして送電線の商用周波数電流に高周波電流を重畳させ、その大きな表皮効果による送電線表層の高い発熱により着氷雪を除去する。
    これを基礎回路として二回線送電線（図１〜２）に適用したり、活線接続を併用したり（図４〜５）、変電所内の結合コンデンサーや連絡用電力ケーブル等を活用したり、移動用台車にこれらの設備を搭載して機動性を持たす。送電線の最外層に高い抵抗を有する例えばアルモウェルド素線（１３）等を捲いた特殊導体（図３）を採用すると更に着氷雪の除去性能が高まる。（図３）
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