JP2014054075A - 地線懸垂装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地線を支持する鋼管単柱鉄塔の頂部においてかかる地線を懸垂する地線懸垂装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかる地線懸垂装置１００の構成は、地線４０を支持する鋼管単柱鉄塔（鉄塔１０）の頂部１０ａにおいて地線を懸垂する地線懸垂装置であって、鋼管単柱鉄塔の頂部に取り付けられ、内部に地線が挿通される枠体１１０と、枠体に取り付けられ、枠体内において地線を懸垂するフリーセンター型の懸垂クランプ１２０と、を備え、フリーセンター型の懸垂クランプは、枠体の上部に固定される固定部１２２と、地線を保持する保持部１２４と、固定部と保持部とを、保持部が地線の線路方向および線路方向と直交する水平方向に揺動可能に接続するリンク部１２６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地線を支持する鋼管単柱鉄塔の頂部においてかかる地線を懸垂する地線懸垂装置に関するものである。

電気事業者の発電所で発電された電気は、地上に建設された鉄塔に張架（支持）されている送電線を通じて長距離にわたって送電され、変電所で変電された後に需要家に供給される。送電線を支持する鉄塔（送電鉄塔）は雷撃を受ける場合がある。このとき、鉄塔に落雷すればその電荷は地絡させることができるが、送電線が雷の直撃を受けると、送電線の断線や異常電流の発生により大規模な停電を発生させてしまうおそれがある。

そこで、送電鉄塔には雷から送電線を守るための架空地線（グランドワイヤとも称される。以下、単に地線と称する。）が設けられている。地線とは、送電鉄塔間の最上部（送電線の上方）に架設された導電性を有する線であり、送電線の代わりに雷を受けることで送電線への雷の直撃を防止し、落雷による雷サージ（雷による異常高電圧）を地面に導いて放電している。

地線の設置数は電線が雷撃を受けないよう、電線との相対的な位置関係（地線が電線への雷撃を遮蔽する角度を考慮して決定される）によって１条または２条が選択される。地線の設置数を１条とした場合には、左右に位置する電線の概ね中心となる鉄塔の頂部に地線を配置する。また、地線を２条とした場合には電線と同様に左右に腕金を形成し、雷撃を遮蔽しうる位置に地線を配置する。

この際、地線を鉄塔に引き留める方法は耐張装置による場合と懸垂装置による場合がある。従来、地線の設置数を１条とした場合には例えば特許文献１の図４に示すような固定型の懸垂装置、または図５，図６に示すような耐張装置が用いられている。また、地線を２条とした場合には、特許文献２の図８に示すようなフリーセンター型の懸垂装置や特許文献１の図５，図６と類似の耐張装置が用いられている。

ところで、鉄塔には４本の主柱材から構成された四角鉄塔と、鋼管をフランジや溶接により連結し、１本の主柱材から構成された鋼管単柱鉄塔がある。従来技術においては、鋼管単柱鉄塔において地線の設置数が１条である場合には、特許文献１の図４に示すような固定型の懸垂装置または耐張装置が用いられている。

特開２００７−２６７４７５号公報 特開２００９−２７８６９３号公報

ここで、鋼管単柱鉄塔は、景観面や経済性の観点においては四角鉄塔より優れるものの、四角鉄塔に比べて地震動が作用した場合に揺れが生じやすく、この揺れによって特に鉄塔頂部において大きな変位が発生しやすい傾向がある。このため鋼管単柱鉄塔では、地震発生時における鉄塔の大きな振動（変位）に伴って、鉄塔頂部に固定型の懸垂クランプまたは耐張装置によって拘束された地線が鉄塔の振動により変位して張力の増減が生じる。このため、前後の鉄塔との径間における地線の振動振幅が時間とともに大きくなり、かかる地線が送電線と接触し電気事故に至る可能性が四角鉄塔よりも大きい。

上記事情により、鋼管単柱鉄塔において地線を引き留める際にも、地線の設置数が２条の場合の懸垂装置のように、鉄塔からの振動が伝達しにくいフリーセンター型の支持装置を用いることが望まれている。しかしながら、鋼管単柱鉄塔の頂部は図４に示すような構成であり、フリーセンター型の懸垂装置を設置可能な取付面がない。故に、鋼管単柱鉄塔に対してフリーセンター型の懸垂クランプを適用することが困難であった。

本発明は、このような課題に鑑み、鋼管単柱鉄塔に対してフリーセンター型の懸垂クランプを取付可能とすることにより、地線の振動振幅を低減することができ、免震効果の向上を図ることが可能な地線懸垂装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる地線懸垂装置の代表的な構成は、地線を支持する鋼管単柱鉄塔の頂部において地線を懸垂する地線懸垂装置であって、鋼管単柱鉄塔の頂部に取り付けられ、内部に地線が挿通される枠体と、枠体に取り付けられ、枠体内において地線を懸垂するフリーセンター型の懸垂クランプと、を備え、フリーセンター型の懸垂クランプは、枠体の上部に固定される固定部と、地線を保持する保持部と、固定部と保持部とを、保持部が地線の線路方向および線路方向と直交する水平方向に揺動可能に接続するリンク部と、を有することを特徴とする。

上記構成によれば、枠体を介してフリーセンター型の懸垂クランプを鋼管単柱鉄塔（以下、単に鉄塔と称する。）の頂部に取り付けることができ、地線を懸垂化することが可能となる。そして、鉄塔の頂部に取り付けられたフリーセンター型の懸垂クランプの保持部がリンク部によって地線の線路方向および線路方向と直交する水平方向に揺動可能であるため、鉄塔の振動を吸収することができる。これにより、かかる振動の地線への伝達が抑制され、地線の振動振幅が低減される。このように鉄塔における地線の懸垂化により、それが免震機構として機能するため、鉄塔の振動に伴う地線の振動振幅を大幅に低減することができ、免震効果の向上を図ることが可能となる。

上記固定部から保持部までの高さが５０ｃｍ以上であるとよい。かかる構成により、振動振幅を最も好適に低減させることができ、より高い免震効果を得ることが可能となる。また上記枠体はトラス構造を有するとよい。これにより、枠体において高い剛性を得ることができる。

本発明によれば、鋼管単柱鉄塔に対してフリーセンター型の懸垂クランプを取付可能とすることにより、地線の振動振幅を低減することができ、免震効果の向上を図ることが可能な地線懸垂装置を提供することが可能となる。

本実施形態にかかる地線懸垂装置の全体斜視図である。 フリーセンター型の懸垂クランプの揺動について説明する図である。 本実施形態のフリーセンター型の懸垂装置による地線の振動抑制効果を説明する図である。 鋼管単柱鉄塔における耐張プレートを用いた地線の引き留めについて説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる地線懸垂装置の全体斜視図である。図１に示すように、本実施形態にかかる地線懸垂装置（以下、懸垂装置１００と称する。）は、主に枠体１１０とフリーセンター型の懸垂クランプ１２０とから構成され、鋼管単柱鉄塔である鉄塔１０の頂部１０ａにおいてかかる鉄塔１０が支持する地線４０を懸垂する。

枠体１１０は、鉄塔１０の頂部に取り付けられ、内部に地線４０が挿通される。かかる枠体１１０は、複数のアングル材１１２ａ・１１２ｂ・１１２ｃ・１１２ｄ・１１２ｅ・１１２ｆ・１１２ｇを接合して形成される。本実施形態では、複数のアングル材１１２ａ〜１１２ｇをボルトおよびナットによって接合しているが、これは例示に過ぎず、溶接等の他の方法によって複数のアングル材１１２ａ〜１１２ｇを接合することも可能である。

本実施形態では、枠体１１０は、地線４０の線路方向での側方視においてトラス構造（三角形状）を有する。これにより、枠体１１０において高い剛性を得ることができ、枠体１１０の変形を抑制することが可能となる。なお、枠体１１０の形状においてもこれに限定されず、四角形等の他の形状とすることも可能である。

上記の枠体１１０は、下部のアングル材１１２ｂ・１１２ｃが鉄塔１０の頂部１０ａに取り付けられ、上部のアングル材１１２ａに、地線４０を懸垂するフリーセンター型の懸垂クランプ１２０が取り付けられる。これにより、フリーセンター型の懸垂クランプを、枠体１１０を介して鉄塔１０の頂部１０ａに取り付けることが可能となる。なお、鉄塔１０の頂部１０ａへの下部のアングル材１１２ｂ・１１２ｃの取付、および上部のアングル材１１２ａへのフリーセンター型の懸垂クランプ１２０への取付においても、本実施形態ではボルトおよびナットによる取付を例示しているが、これにおいても例示にすぎず、他の方法によって取り付けてもよい。

フリーセンター型の懸垂クランプ１２０は、枠体１１０に取り付けられ、かかる枠体１１０内において地線４０を懸垂する。詳細には、フリーセンター型の懸垂クランプ１２０は、枠体１１０の上部に固定される固定部１２２、および地線４０を保持する保持部１２４、ならびにそれらを接続するリンク部１２６によって構成される。

図２は、フリーセンター型の懸垂クランプ１２０の揺動について説明する図であり、図２（ａ）は懸垂装置１００を地線４０の線路方向から観察した図であり、図２（ｂ）は懸垂装置１００を図１と同じ角度から観察した図である。上述したリンク部１２６は、固定部１２２と保持部１２４とを、地線４０の線路方向および線路方向と直交する水平方向（以下、直交水平方向と称する。）に揺動可能に接続する。

本実施形態において、リンク部１２６は、第１可動部１２６ａ、第２可動部１２６ｂ、および接続部１２６ｃによって構成される。第１可動部１２６ａは、地線４０の直交水平方向に揺動可能に固定部１２２に接続される。これにより、図２（ａ）に示すように、保持部１２４が地線４０（図１参照）の直交水平方向に揺動可能となる。

第２可動部１２６ｂは、地線４０の線路方向に揺動可能に第１可動部１２６ａに接続される。また第２可動部１２６ｂには、接続部１２６ｃを介して保持部１２４が接続される。これにより、図２（ｂ）に示すように、保持部１２４が地線４０（図１参照）の線路方向に揺動可能となる。なお、本実施形態では、接続部１２６ｃを介して第２可動部１２６ｂと保持部１２４とを接続したが、これに限定するものではなく、第２可動部１２６ｂと保持部１２４とを直接接続してもよい。

上述した固定部１２２から保持部１２４までの高さは、５０ｃｍ以上（０．５ｍ以上）とするとよい。図３は、本実施形態の懸垂装置１００による地線の振動抑制効果を説明する図である。図３は非線形動的構造解析プログラムを用いて地震の実測の加速度波形を与えたときの地線の最大振幅のシミュレーション解析結果を示している。解析モデルは３基４径間の鉄塔と地線を構成した。縦軸は地線の径間中央（鉄塔同士の中間地点）の最大振幅を示している。横軸は固定部１２２から保持部１２４までの高さ（以下、懸垂クランプ長さと称する）を変化させている。

図３に示すように、懸垂クランプ長さを長くするにしたがって地線４０の最大振幅が低下し、懸垂クランプ長さが０．５ｍを超えると、地線４０の最大振幅は、直交水平方向において約７６％、線路方向と直交する鉛直方向（直交鉛直方向）において約８５％抑制される。また、懸垂クランプ長さが５０ｃｍを超えると抑制の効果の向上はほとんど見られなくなる。このことから、懸垂クランプ長さを５０ｃｍ以上とすることで、鉄塔１０の振動時における地線４０の振動振幅を最も好適に低減させられることが理解できる。

なお、地線４０の振動抑制効果は、かかる地線４０が支持されている鉄塔１０間の距離等の要因によって変化するため、その状況に応じて懸垂クランプ長さを適宜調節することが好ましい。本実施形態の懸垂装置１００では、リンク部１２６が第１可動部１２６ａ、第２可動部１２６ｂおよび接続部１２６ｃによって構成されるため、接続部１２６ｃを交換すれば、懸垂クランプ長さを容易に調節することが可能である。

上記説明したように、本実施形態の懸垂装置１００によれば、枠体１１０およびフリーセンター型の懸垂クランプ１２０により、鋼管単柱鉄塔（鉄塔１０）の頂部１０ａにおける地線４０の懸垂化が可能となる。そして、リンク部１２６により、保持部１２４（フリーセンター型の懸垂クランプ１２０）が地線４０の線路方向および直行水平方向に揺動可能であるため、鉄塔１０の振動を吸収することができ、地線４０への振動の伝達が抑制される。これにより、鉄塔１０の振動に伴う地線４０の振動振幅を大幅に低減し、免震効果の向上を図ることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、地線を支持する鋼管単柱鉄塔の頂部においてかかる地線を懸垂する地線懸垂装置に利用することができる。

１０…鉄塔、１０ａ…頂部、２０ａ…耐張プレート、２０ｂ…耐張プレート、３０ａ…耐張クランプ、３０ｂ…耐張クランプ、４０…地線、５０…ジャンパクランプ、１００…懸垂装置、１１０…枠体、１１２ａ…アングル材、１１２ｇ…アングル材、１２０…フリーセンター型の懸垂クランプ、１２２…固定部、１２４…保持部、１２６…リンク部、１２６ａ…第１可動部、１２６ｂ…第２可動部、１２６ｃ…接続部

Claims (3)

1. 地線を支持する鋼管単柱鉄塔の頂部において該地線を懸垂する地線懸垂装置であって、
   前記鋼管単柱鉄塔の頂部に取り付けられ、内部に前記地線が挿通される枠体と、
   前記枠体に取り付けられ、該枠体内において前記地線を懸垂するフリーセンター型の懸垂クランプと、
   を備え、
   前記フリーセンター型の懸垂クランプは、
   前記枠体の上部に固定される固定部と、
   前記地線を保持する保持部と、
   前記固定部と前記保持部とを、該保持部が前記地線の線路方向および該線路方向と直交する水平方向に揺動可能に接続するリンク部と、
   を有することを特徴とする地線懸垂装置。
2. 前記固定部から前記保持部までの高さが５０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の地線懸垂装置。
3. 前記枠体はトラス構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の地線懸垂装置。

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