JP2012016113A - ギャロッピング抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 あらゆる方向に曲げ変形が可能で、しかも相間距離に応じて上下方向の長さを容易に調整することが可能なギャロッピング抑制装置を提供する。
【解決手段】 上側の送電線３と下側の送電線４との間に設けられ、屈曲自在な複数の節Ｋを有し、全方向に曲げ変形可能な可撓絶縁接続具１１と、上側の送電線３および下側の送電線４にそれぞれ固定され、可撓絶縁接続具１１の上下方向の端部を揺動自在に連結する揺動連結具１７と、を備え、可撓絶縁接続具１１は、揺動連結具１７を介して伝達される各送電線３，４の振動によって曲げ変形が可能である。
【選択図】 図１

Description

この発明は、送電線への氷雪の付着などによって送電線が上下方向に大きく振動するのを抑制するギャロッピング抑制装置に関する。

送電線用の鉄塔の間には、三相からなる架空送電線が互いに上下方向に所定の間隔を隔てて架設されている。このような架空送電線では、強風時あるいは氷雪の付着によって送電線が上下に大きく振動するギャロッピングが生じる場合がある。ギャロッピングが生じた場合は、上下の送電線の相間距離が非常に接近し、あるいは送電線同士が接触して相間短絡事故を引き起こすおそれがある。そのため、各相の送電線の間には、通常、送電線を所定間隔に維持するために、送電線用相間スペーサが介装されている。

従来からギャロッピングによる送電線の振動を抑制する技術として、構成部品の共用化ができる相間スペーサを使用したギャロッピング防止方法（例えば、特許文献１参照）や、把持部において送電線の回転を許容し、回線間に相間スペーサを取付けることで座屈を防止するようにしたギャロッピング抑止多相送電線構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特許第２９１０９２５号公報 特開２０００−４５２７号公報

しかし、特許文献１では、相間スペーサが特定の方向にのみ屈曲可能であるので、相間スペーサに曲がりにくい方向に振動が加わると、相間スペーサには局部的に過大な荷重が作用し、ネジが緩み易くなるという問題や、連結部が損傷するという問題がある。

特許文献２では、線間にスペーサを設置するため、スペーサの設置時に少なくとも２回線停電が必要であり、実際にはほとんど場合で全停電による作業が要請されるため、実質的にスペーサの設置作業を行うことが困難となる。また、スペーサには長幹碍子を使用しているため、スペーサを相間距離に対応した最適な長さに調整することができないという問題がある。

そこでこの発明は、あらゆる方向に曲げ変形が可能で、しかも相間距離に応じて上下方向の長さを容易に調整することが可能なギャロッピング抑制装置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、回線の異なる上側の送電線と下側の送電線とを連結し、前記各送電線の振動を抑制するギャロッピング抑制装置であって、前記上側の送電線と前記下側の送電線との間に設けられ、屈曲自在な複数の節を有し、全方向に曲げ変形可能な可撓絶縁接続具と、前記上側の送電線および前記下側の送電線にそれぞれ固定され、前記可撓絶縁接続具の上下方向の端部を揺動自在に連結する揺動連結具と、を備え、前記可撓絶縁接続具は、前記揺動連結具を介して伝達される前記各送電線の振動に追従して曲げ変形が可能であることを特徴とするギャロッピング抑制装置である。

この発明によれば、送電線の振動エネルギーは、屈曲可能な節を有する可撓絶縁接続具の曲げ変形によって吸収され、送電線の振動が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のギャロッピング抑制装置において、前記可撓絶縁接続具は、絶縁スペーサと、該絶縁スペーサを上下方向から保持する絶縁保持体と、を有しており、前記絶縁スペーサと前記絶縁保持体は連結ピンを介して屈曲自在に連結されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のギャロッピング抑制装置において、前記揺動連結具は、前記可撓絶縁接続具の上下方向の端部を全方向に揺動自在に連結することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のギャロッピング抑制装置において、前記可撓絶縁接続具は、屈曲時における前記上下の絶縁保持体による押圧によって弾性変形する緩衝材を有していることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、送電線の振動エネルギーを可撓絶縁接続具の曲げ変形によって吸収することが可能となるので、強風あるいは氷雪の付着によるギャロッピング現象が生じた際の送電線の振動を抑制することができる。これにより、送電線の相間短絡を未然に防止することができ、相間短絡による停電の発生を防止することができる。

また、可撓絶縁接続具の節の数を増減することにより、ギャロッピング抑制装置の上下方向の長さを送電線の相間距離に応じた最適な長さに容易に調整することができる。さらに、可撓絶縁接続具は、全方向に曲げ変形可能であるので、送電線の振動時に可撓絶縁接続具には局部的に過大な荷重が作用することもなく、過大な荷重による損傷を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、絶縁スペーサと絶縁保持体は、連結ピンを介して屈曲自在に連結されているので、節の構造を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明によれば、可撓絶縁接続具の上下方向の端部は、全方向に揺動可能な揺動連結具を介して連結されているので、可撓絶縁接続具の曲げ変形の自由度が高くなり、振動抑制効果を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、可撓絶縁接続具は、屈曲時における上下の絶縁保持体との押圧によって弾性変形する緩衝材を有しているので、緩衝材の弾性変形によって絶縁保持体同士の当接時の衝撃を緩和することができ、絶縁保持体の磨耗も抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係わるギャロッピング抑制装置の正面図である。 図１のギャロッピング抑制装置の分解正面図である。 図１のギャロッピング抑制装置を用いた送電線路の正面図である。 図１のギャロッピング抑制装置における可撓絶縁接続具の連結部分を示す拡大正面図である。 図１のギャロッピング抑制装置における揺動連結具の拡大断面図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１の送電線が上下方向に振動した際の可撓絶縁接続具と揺動連結具の連結状態を示す断面図である。 図５の揺動連結具の変形例を示す斜視図である。 図１の可撓絶縁接続具の変形例を示す断面図である。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１ないし図９は、この発明の実施の形態を示している。図３は、３相３回線の架空送電線路の一例を示しており、鉄塔１と鉄塔２との間には、送電線３、４、５がそれぞれ敷設されている。送電線３、４、５は、上下方向に所定の相間距離Ｈをおいて敷設されている。この実施の形態においては、送電線３、４、５は、例えば鋼芯アルミより線（ＡＣＳＲ）から構成されている。

図１は、送電線３、４、５の振動を抑制するギャロッピング抑制装置１０を示している。ギャロッピング抑制装置１０は、可撓絶縁接続具１１と揺動連結具１７とから構成されている。可撓絶縁接続具１１は、第１の絶縁保持体１２と、第２の絶縁保持体１３と、絶縁スペーサ１４と、金属製の連結ピン１５と、緩衝材１６とを有している。図１に示すように、第１の絶縁保持体１２は、上側の送電線３および下側の送電線４に固定された揺動連結具１７と連結されている。第２の絶縁保持体１３は、上下の絶縁保持体１２の間に設けられている。

第１の絶縁保持体１２は、電気絶縁特性に優れたエポキシ樹脂などの合成樹脂から構成されている。図２に示すように、第１の絶縁保持体１２は、球体状の絶縁スペーサ１４と摺動可能なお椀状の保持部１２ａを有している。保持部１２ａには、連結ピン１５が挿入される一対の連結穴１２ｂが形成されている。第１の絶縁保持体１２には、外方に突出する連結軸１２ｃが形成されており、連結軸１２ｃの先端部は揺動連結具１７と係合する連結部１２ｄに形成されている。連結部１２ｄの先端部は、半球面状に形成されている。

第２の絶縁保持体１３は、第１の絶縁保持体１２と同様に、電気絶縁特性に優れたエポキシ樹脂などの合成樹脂から構成されている。第２の絶縁保持体１３の軸方向の両端部には、球体状の絶縁スペーサ１４と摺動可能なお椀状の上側保持部１３ａおよび下側保持部１３ｂがそれぞれ形成されている。上側保持部１３ａには、連結ピン１５が挿入される一対の連結穴１３ｄが形成されている。同様に、下側保持部１３ｂには、連結ピン１５が挿入される一対の連結穴１３ｅが形成されている。上側保持部１３ａと下側保持部１３ｂは、連結軸１３ｃによって連結されている。上側保持部１３ａの連結穴１３ｄと下側保持部１３ｂの連結穴１３ｅは、直交する方向に形成されている。これにより、上側保持部１３ａの連結穴１３ｄに挿入される連結ピン１５と、下側保持部１３ｂの連結穴１３ｅに挿入される連結ピン１５は、直交するようになっている。

絶縁スペーサ１４は、外観が球体をしており、電気絶縁特性に優れたエポキシ樹脂などの合成樹脂から構成されている。絶縁スペーサ１４は、上部が第１の絶縁保持体１２の保持部１２ａによって保持され、下部が第２の絶縁保持体１３の保持部１３ａによって保持されている。絶縁スペーサ１４の表面１４ａは、第１の絶縁保持体１２の保持部１２ａおよび第２の絶縁保持体１３の保持部１３ａと面接触している。絶縁スペーサ１４には、連結ピン１５が挿入可能な二つの貫通穴１４ｂ、１４ｃが形成されている。二つの貫通穴１４ｂ、１４ｃは、上下方向に所定の間隔をおいて形成されており、互いに平行となっている。

第１の絶縁保持体１２の連結穴１２ｂと絶縁スペーサ１４の貫通穴１４ｂには、連結ピン１５が挿入されており、第１の絶縁保持体１２と絶縁スペーサ１４は、連結ピン１５を介して屈曲可能に連結されている。すなわち、第１の絶縁保持体１２は、連結ピン１５を中心として絶縁スペーサ１４に対して屈曲可能となっており、これにより節（関節）Ｋが形成されている。第２の絶縁保持体１３の連結穴１３ｄと絶縁スペーサ１４の貫通穴１４ｃには、連結ピン１５が挿入されており、第２の絶縁保持体１３と絶縁スペーサ１４は、連結ピン１５を介して屈曲可能に連結されている。すなわち、第２の絶縁保持体１３は、連結ピン１５を中心として絶縁スペーサ１４に対して屈曲可能となっており、これにより節（関節）Ｋが形成されている。

図４に示すように、連結ピン１５の両端部には、割りピン１５ｂを保持するためのピン孔１５ａが形成されている。割りピン１５ｂは、連結ピン１５を第１の絶縁保持体１２と第２の絶縁保持体１３と絶縁スペーサ１４に挿入した後に、ピン孔１５ａを利用して連結ピン１５に取付けられる。割りピン１５ｂは、連結ピン１５の軸方向の過度の動きを規制する役割を果たしており、挿入された連結ピン１５の脱落を防止している。この実施の形態においては、連結ピン１５および割りピン１５ｂは、耐食性に優れたステンレス鋼から構成されている。

第１の絶縁保持体１２と第２の絶縁保持体１３との間、および第２の絶縁保持体１３同士の間には、緩衝材１６が設けられている。緩衝材１６は、リング状をしており、内側が絶縁スペーサ１４の表面１４ａに嵌合されている。緩衝材１６は、屈曲時における第１の絶縁保持体１２および第２の絶縁保持体１３による押圧、または第２の絶縁保持体１３同士の押圧によって弾性変形する機能を有している。この実施の形態においては、緩衝材１６は、例えば優れた衝撃吸収性能を有するアルファゲル（登録商標）から構成されている。

図１に示すように、可撓絶縁接続具１１には、各絶縁保持体１２、１３と絶縁スペーサ１４をピン連結することにより、複数の節（関節）Ｋが形成されている。図３に示すように、可撓絶縁接続具１１は、各送電線３、４、５の振動発生時には、複数の節Ｋの屈曲によって各送電線３、４、５の振動に追従して曲げ変形するようになっている。

この実施の形態においては、第１の絶縁保持体１２は、上側の送電線３側と下側の送電線４側にのみ配置されており、可撓絶縁接続具１１の両端部のみに用いられている。図１に示すように、可撓絶縁接続具１１の長さＡは、第２の絶縁保持体１３の使用個数を変えることにより、調整することが可能となっている。すなわち、可撓絶縁接続具１１は、節Ｋの数を増減することにより、送電線３、４の相間距離Ｈに応じて上下方向の長さを調整することが可能となっている。この実施の形態においては、送電線３と送電線４との相間距離がＨに設定されていることから、ギャロッピング抑制装置１０の長さＡは、相間距離がＨに対応した値に設定されている。

図５ないし図７は、揺動連結具１７の詳細を示している。揺動連結具１７は、第１の連結部１７ａと第２の連結部１７ｂを有しており、第１の連結部１７ａと第２の連結部１７ｂを合体させることにより、送電線３、４、５に固定可能となっている。揺動連結具１７には、送電線３、４、５に固定するための固定用穴１７ｃが形成されている。揺動連結具１７には、第１の連結部１７ａと第２の連結部１７ｂを合体させるための締結用穴１７ｄが形成されている。第１の連結部１７ａと第２の連結部１７ｂは、締結用穴１７ｄに挿入されたボルト１７ｇによって一体化されている。

揺動連結具１７には、第１の絶縁保持体１２の連結部１２ｄと連結するための凹状連結部１７ｅが形成されている。凹状連結部１７ｅは、図７に示すように、連結部１２ｄが全方向に揺動するように半球面状に形成されている。これにより、第１の絶縁保持体１２の連結部１２ｄは、矢印Ｆ１に示すように揺動連結具１７に対して全方向に揺動自在となっている。すなわち、送電線の振動発生による可撓絶縁接続具１１の曲げ変形時には、第１の絶縁保持体１２の軸線１２Ｐは、垂直に延びる軸線Ｐに対して大きく傾くことになっている。凹状連結部１７ｅの外面側には、第１の絶縁保持体１２が凹状連結部１７ｅから離脱するのを阻止する係合部１７ｆが形成されている。

この実施の形態においては、図３に示すように、鉄塔１と鉄塔２との間の径間が距離Ｌである場合は、ギャロッピング抑制装置１０は、例えば鉄塔１から水平方向に距離Ｌ１だけ進んだ位置に取付けられており、この位置からさらに距離Ｌ２だけ進んだ位置に別のギャロッピング防止装置１０が取付けられている。このように、ギャロッピング防止装置１０は、径間や送電線３、４、５の相間距離などによって、最適な取付け位置が設定されている。

つぎに、ギャロッピング抑制装置１０の動作および作用について、説明する。

送電線３、４、５の周辺が無風か微風の場合は、ギャロッピング防止装置１０の可撓絶縁接続具１１は、ほぼ直線状態となっており、第１の絶縁保持体１２と第２の絶縁保持体１３と絶縁スペーサ１４は、図２に示すように同一の軸線Ｐ上に位置している。

送電線３、４、５の周辺が強風の場合は、送電線３、４、５が上下方向に大きく振動することになるが、この場合は可撓絶縁接続具１１が複数の節Ｋの屈曲によって各送電線３、４、５の振動に追従して変形するので、送電線３、４、５の振動エネルギーは可撓絶縁接続具１１の曲げ変形によって吸収することが可能となる。また、可撓絶縁接続具１１は、全方向に曲げ変形可能であるので、送電線３、４の振動時に可撓絶縁接続具１１には局部的に過大な荷重が作用することもなく、過大な荷重による損傷を防止することができる。

例えば、送電線３、４、５に翼状の氷雪が付着した状態で強風が発生した場合には、航空機の翼に作用する揚力と同様に送電線３、４、５に大きな揚力が作用し、送電線３、４、５が上下方向に激しく振動するギャロッピング現象が生じるおそれがあるが、図３に示すように、ギャロッピング抑制装置１０を送電線３、４、５に取付けることにより、ギャロッピング現象による送電線３、４、５の上下方向の振動を抑制することが可能となる。したがって、送電線３、４同士または送電線４、５同士が接触することがなくなり、相間短絡による停電を防止することができる。

ここで、絶縁スペーサ１４は、第１の絶縁保持体１２と第２の絶縁保持体１３のいずれにも面接触しているので、可撓絶縁接続具１１が曲げ変形する際には、面接触部分の摩擦抵抗に打ち勝つための大きなエネルギーを必要とし、それだけ送電線３、４、５の振動エネルギーを多く吸収することができる。これにより、送電線３、４、５の振動を十分に抑制することができ、送電線同士の接触による短絡事故を防止することができる。また、可撓絶縁接続具１１の上下方向の端部は、全方向に揺動可能な揺動連結具１７を介して連結されているので、可撓絶縁接続具１１の曲げ変形の自由度が高くなり、振動抑制効果を高めることができる。さらに、絶縁スペーサ１４と絶縁保持体１２、１３は、連結ピン１５を介して屈曲自在に連結されているので、節Ｋの構造を簡素化することができる。

可撓絶縁接続具１１は、屈曲時における第１の絶縁保持体１２と第２の絶縁保持体１３との押圧によって弾性変形する緩衝材１６を有しているので、緩衝材１６の弾性変形によって絶縁保持体同士の当接時の衝撃を緩和することができ、各絶縁保持体１２、１３の磨耗も抑制することが可能となる。また、各絶縁保持体１２、１３と絶縁スペーサ１４は、電気絶縁特性に優れたエポキシ樹脂などの合成樹脂から構成されているので、絶縁保持体１２、１３および絶縁スペーサ１４を例えば射出成形により製造することができ、碍子などの絶縁材料を用いる従来技術に比べて製造が容易となる。

図８は、揺動連結具１７の変形例を示しており、とくに揺動連結具としての自在継手（ユニバーサルジョイント）を採用した場合を示している。図８に示すように、自在継手１９は、固定アーム１９ａと自在アーム１９ｂとが十字継手１９ｃを介して連結されている。固定アーム１９ａは、固定具１９ｄを介して送電線４に固定されている。自在アーム１９ｂは、第１の絶縁保持体１２に連結されている。これにより、第１の絶縁保持体１２は、矢印Ｆ２に示すように送電線４に対して全方向に揺動可能となっている。

図９は、可撓絶縁接続具１１の変形例を示しており、とくに連結ピン１５の代わりにボールジョイント構造を採用した場合を示している。図９に示すように、絶縁スペーサ２４は、中央部２４ｃがくびれた略ひょうたん型に形成されている。絶縁スペーサ２４の上部２４ａと下部２４ｂは、球面状に形成されている。第１の絶縁保持体２２は、絶縁スペーサ２４の上部２４ａを覆っており、下端部２２ａは絶縁スペーサ２４の中央部２４ｃと軸方向で係合している。同様に、第２の絶縁保持体２３は、絶縁スペーサ２４の下部２４ｂを覆っており、上端部２３ａは絶縁スペーサ２４の中央部２４ｃと軸方向で係合している。第１の絶縁保持体２２および第２の絶縁保持体２３は、絶縁スペーサ２４に対して全方向に屈曲自在となっており、これによって節Ｋがそれぞれ形成されている。絶縁スペーサ２４の中央部２４ｃには、第１の絶縁保持体２２および第２の絶縁保持体２３との当接時の衝撃を緩和するための緩衝材２６が装着されている。

このように、連結ピン１５の代わりにボールジョイント構造を採用した場合は、第１の絶縁保持体２２および第２の絶縁保持体２３は、絶縁スペーサ２４に対して全方向に屈曲自在となるので、図１の連結ピン１５を採用する構造に比べて曲げ変形の自由度を高めることが可能となる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、実施の形態においては、図２に示す各絶縁保持体１２、１３と絶縁スペーサ１４とを面接触とする構成、および各絶縁保持体２２、２３と絶縁スペーサ２４とを面接触とする構成としたが、面接触を採用しない構成であってもよい。また、送電線３、４、５の振動は、ギャロッピング現象による振動のほか、強風のみで生じる上下方向の振動も低減することができる。さらに、揺動連結具は、図５および図８の構造に限定されることはなく、例えば自動車に採用されている等速ジョイントなどを用いる構成としてもよい。

３ 送電線
４ 送電線
５ 送電線
１０ ギャロッピング抑制装置
１１ 可撓絶縁接続具
１２ 第１の絶縁保持体（絶縁保持体）
１３ 第２の絶縁保持体（絶縁保持体）
１４ 絶縁スペーサ
１５ 連結ピン
１６ 緩衝材
１７ 揺動連結具
１９ 自在継手（揺動連結具）
２２ 第１の絶縁保持体（絶縁保持体）
２３ 第２の絶縁保持体（絶縁保持体）
２４ 絶縁スペーサ
２６ 緩衝材
Ｋ 節

Claims (4)

1. 回線の異なる上側の送電線と下側の送電線とを連結し、前記各送電線の振動を抑制するギャロッピング抑制装置であって、
   前記上側の送電線と前記下側の送電線との間に設けられ、屈曲自在な複数の節を有し、全方向に曲げ変形可能な可撓絶縁接続具と、
   前記上側の送電線および前記下側の送電線にそれぞれ固定され、前記可撓絶縁接続具の上下方向の端部を揺動自在に連結する揺動連結具と、
   を備え、
   前記可撓絶縁接続具は、前記揺動連結具を介して伝達される前記各送電線の振動に追従して曲げ変形が可能であることを特徴とするギャロッピング抑制装置。
2. 前記可撓絶縁接続具は、絶縁スペーサと、該絶縁スペーサを上下方向から保持する絶縁保持体と、を有しており、前記絶縁スペーサと前記絶縁保持体は連結ピンを介して屈曲自在に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のギャロッピング抑制装置。
3. 前記揺動連結具は、前記可撓絶縁接続具の上下方向の端部を全方向に揺動自在に連結することを特徴とする請求項１または２に記載のギャロッピング抑制装置。
4. 前記可撓絶縁接続具は、屈曲時における前記上下の絶縁保持体による押圧によって弾性変形する緩衝材を有していることを特徴とする請求項２または３に記載のギャロッピング抑制装置。

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