JP2023117221A - Electric wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電線に関する。 The present invention relates to electric wires.
従来、風圧による影響を低減可能な電線が知られている。 Conventionally, electric wires capable of reducing the influence of wind pressure are known.
このような電線として、例えば、特許文献１には、導体と、該導体を被覆する被覆材とを備え、前記電線の長さ方向に直交する断面において、前記被覆材が径方向外方に突出するように形成された複数の山部を有する電線が記載されている。かかる電線によれば、被覆材に複数の山部が形成されていることによって、風が当たった場合に、該電線を介した風上側と風下側との圧力差が小さくなり、電線に加わる風圧荷重が低減する。 As such an electric wire, for example, Patent Document 1 discloses a conductor and a covering material that covers the conductor, and in a cross section perpendicular to the length direction of the electric wire, the covering material protrudes radially outward. An electrical wire is described having a plurality of ridges formed to align. According to such an electric wire, since a plurality of ridges are formed in the covering material, when the wind hits, the pressure difference between the windward side and the leeward side via the electric wire becomes small, and the wind pressure applied to the electric wire is reduced. load is reduced.
しかしながら、従来の電線では、近年の台風の勢力の増大に伴う強い風圧（例えば６０ｍ／ｓ以上の風速による風圧）による影響が十分に低減されず、それによって、電線自体の損傷、延いては、電柱の倒壊のおそれもある。 However, with conventional electric wires, the effects of strong wind pressure (for example, wind pressure due to wind speeds of 60 m/s or more) accompanying the recent increase in the force of typhoons cannot be sufficiently reduced, which causes damage to the electric wires themselves and, in turn, There is also the danger of the power poles collapsing.
上記事情に鑑み、本発明は、従来技術の電線と比較して、風圧による影響が低減された電線を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an electric wire that is less affected by wind pressure than electric wires of the prior art.
本発明者らは、鋭意検討したところ、従来技術の電線に対して山部の数を多く設定しつつ、山部の高さを所定の値に設定することによって、上記課題が解決され得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of extensive studies, the inventors of the present invention have found that the above problem can be solved by setting the height of the peaks to a predetermined value while setting the number of peaks to be large compared to the electric wires of the prior art. and completed the present invention.
すなわち、本発明に係る電線は、
導体と、該導体を被覆する被覆材とを備える電線であって、
前記被覆材は、前記電線の長さ方向に直交する断面において、径方向外方に突出するように形成された複数の山部を有し、
前記断面において、各山部は、周方向に並んでおり、
前記山部の数が３０～４８であり、且つ、前記山部の高さが０．１０ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。
That is, the electric wire according to the present invention is
An electric wire comprising a conductor and a covering material covering the conductor,
The covering material has a plurality of ridges formed to protrude radially outward in a cross section perpendicular to the length direction of the electric wire,
In the cross section, each peak is arranged in the circumferential direction,
The number of ridges is 30 to 48, and the height of the ridges is 0.10 mm or more and 0.2 mm or less.
斯かる構成によれば、山部の数が３０～４８であり且つ山部の高さが０．１０ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることによって、従来技術の電線と比較して、風圧による影響が低減されたものとなる。例えば、６０ｍ／ｓ以上の風速に対して、風圧による影響を低減することができる。 According to such a configuration, the number of ridges is 30 to 48 and the height of the ridges is 0.10 mm or more and 0.2 mm or less. reduced. For example, the influence of wind pressure can be reduced for wind speeds of 60 m/s or higher.
また、本発明に係る電線は、好ましくは、
前記断面において、前記山部に外接する外接円の直径が１０．８～２６．１ｍｍである。
Further, the electric wire according to the present invention preferably has
In the cross section, a circumscribed circle that circumscribes the peak has a diameter of 10.8 to 26.1 mm.
斯かる構成によれば、前記外接円の直径が１０．８～２６．１ｍｍであることによって、風圧による影響がより一層低減されたものとなる。 According to such a configuration, the diameter of the circumscribed circle is 10.8 to 26.1 mm, thereby further reducing the influence of wind pressure.
以上の通り、本発明によれば、従来技術と比較して、風圧による影響が低減された電線を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electric wire that is less affected by wind pressure than the conventional technology.
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る電線について説明する。なお、以下では、電線の長さ方向に直交する断面を単に断面と称することがある。 An electric wire according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, below, the cross section orthogonal to the length direction of an electric wire may only be called a cross section.
本実施形態の電線１は、架空送電線として用いられるものである。図１の断面図に示されるように、電線１は、導体１０と、導体１０を被覆する被覆材２０とを備えている。 The electric wire 1 of this embodiment is used as an overhead transmission line. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1 , the electric wire 1 includes a conductor 10 and a covering material 20 covering the conductor 10 .
導体１０は、亜鉛メッキ鋼線に複数のアルミ線が撚り合わせられることによって構成された鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ）、又は、アルミ覆鋼線に複数のアルミ線が撚り合わされることによって構成された鋼心アルミ撚線（ＡＣＳＲ／ＡＣ）であることが好ましい。また、導体１０は、ＡＣＳＲやＡＣＳＲ／ＡＣに限定されるものではなく、例えば、前記アルミ線のみが複数撚り合わせられることによって構成されたアルミ撚線であってもよく、複数の銅線が撚り合わせられることによって構成された銅撚線であってもよい。 The conductor 10 is a steel core aluminum stranded wire (ACSR) constructed by twisting a plurality of aluminum wires onto a galvanized steel wire, or by twisting a plurality of aluminum wires onto an aluminum-clad steel wire. It is preferably a steel core aluminum stranded wire (ACSR/AC). Further, the conductor 10 is not limited to ACSR or ACSR/AC. It may be a copper strand that is constructed by mating.
導体１０の外径は、通常、７．２～１８．７ｍｍである。導体１０の外径は、電線１から被覆材２０を剥離した状態としたものについて、ＪＩＳ Ｃ ３００５：２０１４（ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法）に規定される測定方法によってノギスを用いて測定することができる。 The outer diameter of the conductor 10 is typically 7.2-18.7 mm. The outer diameter of the conductor 10 shall be measured using a vernier caliper according to the measurement method specified in JIS C 3005:2014 (Rubber/plastic insulated wire test method) for the wire 1 with the coating material 20 peeled off. can be done.
被覆材２０は、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ゴム等の樹脂によって構成されている。 The covering material 20 is made of resin such as polyethylene, crosslinked polyethylene, polyvinyl chloride, and rubber.
被覆材２０は、前記断面において、径方向外方に突出するように形成された複数の山部２１を有する。また、各山部２１は、電線１の周方向に沿って並んでいる。これによって、本実施形態の電線１は、各山部２１の間に被覆材２０の存在していない複数の谷部２２を有する。本実施形態の谷部２２は、前記断面において、径方向内方に凹入するように形成されている。 The covering material 20 has a plurality of crests 21 formed to protrude radially outward in the cross section. Moreover, each peak part 21 is located in a line along the circumferential direction of the electric wire 1. As shown in FIG. Thus, the electric wire 1 of the present embodiment has a plurality of troughs 22 in which the coating material 20 is not present between the ridges 21 . The valley portion 22 of the present embodiment is formed so as to be recessed radially inward in the cross section.
本実施形態の各山部２１は、前記断面において、それぞれの周方向における両端２１１が一対の突出基端２１１をなしている。本実施形態では、隣り合う山部２１どうしは、突出基端２１１を共有しつつ連続するように形成されている。言い換えれば、本実施形態の電線１では、山部２１の数及び突出基端２１１の数は、同数である（図１では、山部２１の数が３７であり、突出基端２１１の数が３７である）。 Each peak portion 21 of the present embodiment forms a pair of projecting base ends 211 at both ends 211 in the circumferential direction in the cross section. In this embodiment, the adjacent peak portions 21 are formed so as to be continuous while sharing the projecting base end 211 . In other words, in the electric wire 1 of the present embodiment, the number of peaks 21 and the number of protruding proximal ends 211 are the same (in FIG. 1, the number of peaks 21 is 37 and the number of protruding proximal ends 211 is 37).
本実施形態の各山部２１は、前記断面における表面が曲線状に形成されている。より具体的には、該表面は、径方向外方に突出した円弧状と、径方向内方に凹入した円弧状とが交互に繰り返すように形成されている。また、各山部２１は、電線１の中心から径方向外方に最も離れた点である頂点を有するように形成されている。これによって、前記断面には、各山部２１の頂点に外接する外接円Ｃを描くことができる。外接円Ｃの直径Ｒは、電線１の外径を表す。なお、外接円Ｃの直径Ｒ（すなわち電線１の外径）は、ＪＩＳ Ｃ ３００５：２０１４に規定される測定方法によってノギスを用いて測定することができる。 Each peak 21 of the present embodiment has a curved surface in the cross section. More specifically, the surface is formed so that circular arcs protruding radially outward and circular arcs concave radially inward are alternately repeated. Each peak 21 is formed to have an apex that is the farthest point radially outward from the center of the electric wire 1 . As a result, a circumscribed circle C that circumscribes the apex of each peak 21 can be drawn on the cross section. A diameter R of the circumscribed circle C represents the outer diameter of the electric wire 1 . The diameter R of the circumscribed circle C (that is, the outer diameter of the electric wire 1) can be measured using a vernier caliper according to the measuring method specified in JIS C 3005:2014.
山部２１は、その数が３０～４８であり、且つ、高さｈが０．１０ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが重要である。また、高さｈは、０．１０ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であることが好ましく、０．１０ｍｍ以上０．２ｍｍ未満であってもよい。山部の数は４０～４８であることが好ましく、この場合、高さｈは０．１０ｍｍ以上０．１６ｍｍ以下であることが好ましく、０．１０ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることがより好ましい。また、山部の数が３７であり、且つ、高さｈが０．１５ｍｍ以上０．１８ｍｍ以下であってもよい。これによって、強い風速条件（例えば６０ｍ／ｓ以上の条件）において、電線１の風圧による影響が低減される。なお、複数の山部２１のうち、８０％以上の山部の高さが上記範囲内であることが好ましく、９０％以上の山部の高さが上記範囲内であることがより好ましい。 It is important that the number of peaks 21 is 30 to 48 and the height h is 0.10 mm or more and 0.2 mm or less. Moreover, the height h is preferably 0.10 mm or more and 0.20 mm or less, and may be 0.10 mm or more and less than 0.2 mm. The number of peaks is preferably 40 to 48. In this case, the height h is preferably 0.10 mm or more and 0.16 mm or less, more preferably 0.10 mm or more and 0.15 mm or less. Moreover, the number of peaks may be 37, and the height h may be 0.15 mm or more and 0.18 mm or less. This reduces the influence of the wind pressure on the electric wire 1 under strong wind speed conditions (for example, conditions of 60 m/s or more). In addition, it is preferable that the height of 80% or more of the plurality of peaks 21 is within the above range, and it is more preferable that the height of 90% or more of the peaks is within the above range.
山部２１の高さｈは、全ての山部の高さを個々に測定し、これらを算術平均することによって求めることができる。高さの測定は、拡大顕微鏡を用いた電線１の断面観察によって行なうことができる。断面観察における一つの山部の高さの測定では、該山部の突出基端を結ぶ直線を基準とした高さを測定するものとする。言い換えれば、一つの山部の高さの測定では、該山部の頂点と前記直線との最短距離を測定するものとする。 The height h of the ridges 21 can be obtained by measuring the heights of all the ridges individually and averaging them arithmetically. The height can be measured by observing the cross section of the electric wire 1 using a magnifying microscope. When measuring the height of one ridge in cross-sectional observation, the height is measured with reference to a straight line connecting the protruding base ends of the ridge. In other words, in measuring the height of one peak, the shortest distance between the peak of the peak and the straight line is measured.
なお、上記では、例示として一実施形態を示したが、本発明に係る電線は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係る電線は、上記作用効果により限定されるものでもない。本発明に係る電線は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, although one embodiment was shown as an example above, the electric wire which concerns on this invention is not limited to the structure of the said embodiment. Moreover, the electric wire according to the present invention is not limited by the above effects. Various modifications can be made to the electric wire according to the present invention without departing from the gist of the present invention.
例えば、電線１は、図２に示されるような断面形状であってもよい。すなわち、図２に示される第２実施形態に係る電線１は、被覆材２０が、前記断面において、径方向外方に突出するように形成された複数の山部２１と、各山部２１の間に設けられ表面が平坦状に形成された平坦部２３とを有する。前記断面において、平坦部２３の表面は、外接円Ｃに沿って形成されている。また、第２実施形態では、各山部２１の間に平坦部２３が形成されているため、各山部２１のそれぞれが一対の突出基端２１１を有する。言い換えれば、第２実施形態の電線１では、突出基端２１１の数が山部２１の数の２倍となっている。 For example, the wire 1 may have a cross-sectional shape as shown in FIG. That is, the electric wire 1 according to the second embodiment shown in FIG. and a flat portion 23 provided therebetween and having a flat surface. In the cross section, the surface of the flat portion 23 is formed along the circumscribed circle C. As shown in FIG. Further, in the second embodiment, since the flat portions 23 are formed between the peak portions 21 , each peak portion 21 has a pair of protruding base ends 211 . In other words, in the electric wire 1 of the second embodiment, the number of projecting proximal ends 211 is twice the number of peaks 21 .
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be further described with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
［山部の数及び山部の高さの評価］
表１に示すように山部の数及び山部の高さを種々変更して電線を作製し、風速６０ｍ／ｓの環境において下記の風洞試験を実施し、低風圧性能について評価した。具体的には、表１の各電線に対応した、断面が円形の（山部のない）電線（外径はＣ－ｈ）を別途作製し、風洞試験を実施した。そして、山部を形成した電線が、円形の電線に対してどの程度の割合で風圧荷重を低減するかを示す風圧荷重低減率Ｒｅ（％）を、下記式によって求め、Ｒｅを指標に低風圧性能を評価した。結果は、表１及び図３に示した通りである。
（Ｒｅの計算式）
Ｒｅ＝（Ｆ０－Ｆ）／Ｆ０×１００
Ｒｅ：風圧荷重低減率（％）
Ｆ０：断面が円形の電線の風圧荷重（Ｎ／ｍ）
Ｆ：山部が形成された電線の風圧荷重（Ｎ／ｍ）
[Evaluation of Number of Peaks and Height of Peaks]
As shown in Table 1, electric wires were produced by changing the number of crests and the height of the crests, and the following wind tunnel test was carried out in an environment with a wind speed of 60 m/s to evaluate low wind pressure performance. Specifically, an electric wire with a circular cross section (without ridges) (outer diameter: Ch) corresponding to each electric wire in Table 1 was separately produced and subjected to a wind tunnel test. Then, the wind pressure load reduction rate Re (%), which indicates how much the wind pressure load is reduced by the electric wire having the peaks, compared to the circular electric wire, is obtained by the following formula. performance was evaluated. The results are as shown in Table 1 and FIG.
(Re calculation formula)
Re=(F 0 −F)/F 0 ×100
Re: Wind pressure load reduction rate (%)
F 0 : Wind pressure load (N/m) of wire with circular cross section
F: Wind pressure load (N/m) of the electric wire with the ridges formed
［風洞試験］
電線（風洞内に配される有効試料長：５０ｃｍ）の両端に３分力計を取り付け、電線の長さ方向が風の流れ方向に直交するように風洞内に固定した。風速を６０ｍ／ｓに設定し、５０ｃｍあたりの荷重を測定した。なお、試験は、大気圧下（約１００ｋＰａ）、２２～２５℃の条件で実施した。また、風速６０ｍ／ｓにおける風圧荷重及び抵抗係数Ｃｄの測定値を下記計算式により算出した。
（抵抗係数の計算式）
Ｆ＝ＰＣｄＳ・・・（１）
Ｆｖ＝ρＶ２ＣｄＳ／２・・・（２）
Ｆ：５０ｃｍあたりの荷重（Ｎ／５０ｃｍ）、
Ｐ：測定した動圧（ｋＰａ）、
Ｃｄ：抵抗係数、
Ｓ：投影面積（ｍ２）＝電線外径（ｍ）×風洞内部の有効試料長（ｍ）、
Ｆｖ：風速Ｖでの風圧荷重（Ｎ／ｍ）、
ρ：空気密度（１．１２７７ｋｇ／ｍ３とした）
[Wind tunnel test]
A 3-component force meter was attached to both ends of an electric wire (effective sample length: 50 cm placed in the wind tunnel), and fixed in the wind tunnel so that the length direction of the electric wire was perpendicular to the wind flow direction. The wind speed was set to 60 m/s and the load per 50 cm was measured. The test was conducted under atmospheric pressure (approximately 100 kPa) at 22 to 25°C. In addition, the measured values of the wind pressure load and the resistance coefficient Cd at a wind speed of 60 m/s were calculated by the following formulas.
(Formula for calculating drag coefficient)
F=PCdS (1)
Fv=ρV 2 CdS/2 (2)
F: load per 50 cm (N/50 cm),
P: measured dynamic pressure (kPa),
Cd: coefficient of resistance,
S: projected area (m 2 ) = wire outer diameter (m) × effective sample length inside the wind tunnel (m),
Fv: wind pressure load at wind speed V (N/m),
ρ: air density (1.1277 kg/ m3 )
表１及び図３に示すように、山部の数が３０～４８の電線は、山部の高さが０．１０～０．２０ｍｍの範囲で乱流遷移が完了している。よって、これらの電線は、低風圧性能に優れるものと評価できる。さらに、山部の数が４０～４８であり且つ山部の高さが０．１０～０．１６ｍｍの電線は、強風圧において、低風圧性能により優れることがわかった。また、これらと同等の低風圧性能を有する電線として、山部の数が３７であり、且つ、高さｈが０．１５ｍｍ～０．１８ｍｍの電線が挙げられる。 As shown in Table 1 and FIG. 3, in the electric wire having 30 to 48 crests, the turbulent flow transition is completed within the range of 0.10 to 0.20 mm in height of the crests. Therefore, these wires can be evaluated as excellent in low wind pressure performance. Further, it was found that the electric wire having 40 to 48 crests and a height of 0.10 to 0.16 mm is superior in low wind pressure performance under high wind pressure. As an electric wire having the same low wind pressure performance as these, an electric wire having 37 crests and a height h of 0.15 mm to 0.18 mm can be mentioned.
１：電線、１０：導体、２０：被覆材、２１：山部、２１１：突出基端、２２：谷部、２３：平坦部、Ｃ：外接円 1: Electric wire, 10: Conductor, 20: Covering material, 21: Mountain portion, 211: Protruding proximal end, 22: Valley portion, 23: Flat portion, C: Circumscribed circle
Claims (2)
前記被覆材は、前記電線の長さ方向に直交する断面において、径方向外方に突出するように形成された複数の山部を有し、
前記断面において、各山部は、周方向に並んでおり、
前記山部の数が３０～４８であり、且つ、前記山部の高さが０．１０ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、電線。 An electric wire comprising a conductor and a covering material covering the conductor,
The covering material has a plurality of ridges formed to protrude radially outward in a cross section perpendicular to the length direction of the electric wire,
In the cross section, each peak is arranged in the circumferential direction,
The electric wire, wherein the number of peaks is 30 to 48, and the height of the peaks is 0.10 mm or more and 0.2 mm or less.
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