JP2847907B2 - 架空送電線及びその架線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電線が風圧を受けた際に生ずる騒音を低減
することが可能であり、同時に降雨時に電線より発生す
るコロナによって生ずるオーディブルノイズ（以下ANと
いう）を低減し得る新規な架空送電線及びその効率的な
架線方法に関するものである。

［従来の技術］ 電線が風圧を受けた際に生ずる風騒音を低減するため
に、出願人は早くより電線の外周にスパイラルロッドを
巻回する技術について提案し、その基本的技術は特許第
937903号（特公昭53−14146）として登録され、全国各
地において広く実用化され、その優れた効果が実証され
てきた。

第13図は、そのような従来提案の低騒音電線の具体例
を示す断面図であり、電線20の外周に２条密着してスパ
イラルロッド４′が巻回されている。

しかし、近年になり架空送電線の送電電圧は、50万Ｖ
から100万Ｖの所謂UHV送電といった極超高圧化が計画さ
れるようになり、上記スパイラルロッド巻回方式により
対応することに対して問題が提起されるようになった。

すなわち、電線の外周に別個にスパイラルロッドを巻
回すると、そのスパイラルロッドが電線表面に突出する
ため、風圧荷重が大巾に増大する一方、超々高圧あるい
は極超高圧送電において、当該スパイラルロッドの表面
に電位傾度の集中が起り、特に降雨時に前記ANが生じ易
くなることが考えられるからである。

第９図の実験における従来例は、同図中にその断面構
成を示したように、810mm²ACSRの外周にスパイラルロッ
ドを２条密着巻した第13図のものを供試電線とした例で
あるが、表面電位傾度の上昇に伴い急速にANレベルが増
大し、AN特性が悪化している様子がよくわかる。

このような問題を解決しようとする試みから、第14図
あるいは第15図に示すように電線20の最外層素線21の一
部を除いて凹所を形成し、そこにスパイラルロッド４′
あるいは２本を撚合せ状態としたスパイラルロッド４″
を嵌入させるようにした低風騒音電線も提案されてい
る。しかし、このような電線を試作し、コロナ騒音実験
を行なった結果、第13図の構成と比較して実質上AN低減
効果がほとんどみられないことが確認された。

このために、出願人は、送電線の超高圧化が一層進め
られても上記AN特性を悪化させることなく風騒音を適切
に低減し得る超々高圧対応タイプのAN協調型低風音電線
の開発について鋭意検討を行なった。

その結果、電線の外表面を平滑化することにより、電
線外周における突出部を小さくしても十分な風騒音低減
効果を発揮し得ることを見出し、第10図に示すような断
面構成よりなる低風音電線を提案した。（特公平１−33
884） これは、電線の半径方向に肉厚の大きい断面扇形の素
線（以下扇形素線という）11と肉厚の小さい扇形素線12
を電線の最外層に撚合せ、表面平滑な大径段差表面10a
と表面平滑な小径段差表面10bを形成し、この段差にお
いて風騒音を低減させるものである。

電線の外表面を平滑化することは電線を円柱に近い形
状に構成することである。

いま、円柱のモデルを考え、これに風が吹き付ける際
に生ずる風騒音との関連を考察する。

円柱に風が吹き付けた場合、円柱表面のごく近傍には
粘性の影響が強く、速度の遅い境界層が存在し、この境
界層内の圧力上昇域で流れは円柱表面から剥離し、後方
にカルマン渦を形成する。この剥離により円柱には揚力
F_Lと流れの方向に抗力F_Dが発生する。

電線から発生する風音はF_Lに関連した圧力騒音であ
り、カルマン渦が音源となっているわけではない。風音
を低減させるためには、揚力のうち特に変動成分ΔF_Lを
小さくする必要があり、このためには、電線周りの境界
線の制御が必要である。表面が平滑であるか、撚線のよ
うに粗であるかによって境界層は層流と乱流に大別さ
れ、その定性的な性質は対称的である。

剥離の規模は平滑面、すなわち層流境界層のほうが強
くて大きいため、大きな風音を発生することになるが、
境界層の厚さは小さいため、突起付加による低風音促進
効果は乱流の場合より大きいと言える。

第10図に示した低風音電線は、上記のようなメカニズ
ムに関する論理を背景として提案されたものであり、上
記したメカニズムにより段差部の高低差は1mmあれば足
り、それによって従来の線径数mmのスパイラルロッドを
巻回した電線と差のない風騒音防止効果を発揮するので
ある。従って、電線表面の突出部を格段に小さく構成す
ることができ、電線表面の突出部に起因するANを大巾に
低減することが可能となるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記第10図のように構成することにより、電線の風騒
音を低減すると同時にANの低減も可能となるが、問題が
全くないわけではない。

上記構成の低風音電線においては、表面の平滑化が重
要であるが、これを撚線する際に第10図に示すように各
素線を整然と撚合せるにはかなりの撚線技術が必要であ
る。かかる撚線技術がない場合には素線が撚合せ中に乱
れを生じ第12図に示すようなギャップＧが形成された
り、所謂線立ちＱが生じ、平滑な外表面を得ることがで
きない。

また、電線の外周に高低差があるため、これを延線す
る際に突起部となった部分が潰されたり、突出素線にこ
れが倒されるような力が作用し、このための変形により
同じく12図に示したようなギャップＧあるいは潰れによ
る段差Ｑなどが生ずるおそれがある。また、スペーサな
どをクランプする際には突起部となる側を保護したりあ
るいは把持力を出すために低い段差面に介在線を挿入し
たりする必要もある。

さらには、送電線路は連続しているため、耐張径間全
てにおいて第10図に示したような特殊断面構成の電線を
架設する必要があり、例えば風騒音を発生する径間のみ
に限定適用することはできない。

さらに、第10図に示すような構成の電線の場合、電線
が使用され所謂エイジング状態になった場合に高い段差
表面側に雨滴が巾広く付着し、それが大きく成長しても
表面張力により落下しなくなり、逆にその大きく形成さ
れた雨滴からコロナが発生し易くなるというおそれも考
えられる。

第11図は、そのようなおそれを解消した第10図に示す
電線の改良例であり、大径段差表面10aの中間部に凹部1
3を形成したものである。この凹部13を形成することに
より、雨滴がこの凹部において捕獲され、それによって
捕獲された雨滴が絞られる状態となり、大きな雨滴に成
長する前に雨滴が切断され落下すると共に残った凹部13
内の残存雨滴は表面張力により内側に凹んだ形状とな
り、コロナ発生の原因となる突出部を形成することはな
い。

しかし、第11図をみれば一見わかるように、これを延
線する際には極めて慎重な延線が必要であり、延線中に
半径方向厚肉素線11が潰される可能性は第10図の場合よ
りもさらに大きい。

本発明の目的は、上記したような従来技術の有する問
題点を解消し、風騒音を十分に低減しつつANの発生を大
巾に抑制し得る架空送電線及びそのような送電線を風騒
音の低減が特に必要である径間に選択的に架設すること
を可能とする新規な架線方法を提供しようとするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、第１に少くとも最外層撚線層を断面非円形
素線をもって撚合せることにより電線の外周面が平滑面
となるように構成し、当該平滑外周面にその深さがｔと
なるようなスパイラル状の凹溝を形成し、該凹溝が電線
の中心に対し形成する中心角をθとしたとき、 1mm≦ｔ≦4mm 20゜≦θ≦60゜ となるように構成すると共に、前記凹溝内に断面円形の
別なスパイラル状成形素線を収容させ、当該スパイラル
状成形素線の最も高い面の平滑外周面との高低差をｈと
したとき、 2mm≦ｈ≦3mm となるように構成したものであり、また、そのような電
線を架線する場合においてまず成形スパイラル素線を収
容させずに凹溝だけを形成してなる電線を鉄塔径間に架
線し、その後必要径間の凹溝内に選択的に断面円形の成
形スパイラル素線を収容させ、外方に突出させることに
よって上に示したような架空線に構成するものである。

［作用］ 電線の外周面を平滑面に形成し、当該平滑面より高い
段差表面を形成するのではなく凹溝を形成するようにす
れば、撚合せが容易であり、先に示した素線間のギャッ
プＧや線立ちＱの形成を大巾に抑制することが可能とな
る。そして、そのように形成した凹溝内に断面円形の別
なスパイラル状成形素線を収容させ、そのスパイラル状
成形素線の高さを電線の平滑外周面より高くなるように
すれば、風騒音防止効果を発揮する。しかも、その場合
のスパイラル状成形素線の突出高さは小さなもので十分
であり、また、雨滴が大きく成長しないためAN特性を悪
化させるおそれはない。

また、凹溝のみを形成した表面平滑電線を延線するこ
とは非常に容易であり、高い段差表面を形成するための
突出した素線を有しないことにより延線中の素線の潰れ
あるいは素線の倒れの発生も解消される。しかもそのよ
うにして架線した凹溝付き電線にスパイラル状上成形素
線を収容させて低風音化する場合には、風音の発生し易
い部分のみを低風音化処理することが可能となり、従来
例におけるような不必要な径間まで低風音構成とする必
要がなくなる。

また、凹溝付き電線を架線しておいて現実に風騒音が
生じた時点で低風音化させることも可能となり、その低
風音化効果を確実に体感できる意味において付近住民の
心理的安定が得られるという別な人間工学的な特徴点を
発揮させることもできる。

［実施例］ 以下に本発明について実施例図面を参照し順次具体的
に説明する。

第１図は本発明に係る送電線の低風音化処理前の状態
を示す断面図である。

最外周に図に見るような扇形素線1,1を撚合せ、その
外周に対の凹溝３を形成しその場合の凹溝３の間隔を保
持するための介在素線2,2を設けたものである。いま、
第１図に示した凹溝３の深さをｔ、その窪みの中心角を
θとする。

第５図は、横軸に凹溝３の窪みの角度θをとり、それ
ぞれ凹溝３の深さｔが１から5mmとなるように形成した
外径38.4mmすなわち、810mm²相当の電線を使用し、風速
20mにおける風騒音の相対レベルを風洞実験により測定
した結果を示す線図である。

図からわかるように、凹溝３を形成するようにしても
その深さｔが大きくなるにつれ、あるいは角度θが大き
くなるにつれ、ある程度の風騒音防止効果が生ずること
がわかる。ここにおいて、窪みの角度θが大きくなると
いうことは、先に説明した第10図の構成に次第に接近す
るということであり、その角度θを大きくすることは従
来例の問題点に近づくこととなり、甚だ好ましくない。

第６図は第５図と同じ構成の凹溝付き電線の窪み角度
θおよび溝の深さｔとANの相対レベルとの関係を測定し
た結果をプロットした線図である。

第６図よりいえることは、窪み角度θが60゜を越える
とANの相対レベルが急に高くなり、また、溝の深さｔが
4mmを越えてもANの相対レベルが高くなるということで
ある。。

すなわち、これらの結果よりいえることは、凹溝３の
深さｔは4mm以下である必要があること及び角度θは60
゜以下であることが特にANの相対レベルを抑制する上に
おいて必要であること、その範囲においてはANの相対レ
ベルは凹溝３を形成しない状態の電線とほとんど変らな
いということである。

第７図は第１図のように凹溝３を形成した電線の凹溝
３内に第２図に示すようにスパイラルロッド４を挿入
し、そのスパイラルロッド４の最も高い面と電線の平滑
外周面との高さｈを１から5mmとなるように構成し、各
高さｈとANレベルとの関係をプロットした線図であり、
黒丸は図に示すように上記の窪みの角度θが20゜、白抜
き丸が角度θが60゜の場合をそれぞれ示すものである。

第７図より明らかなように、高さｈが3mmまではANレ
ベルの上昇はほとんど見られないが、これを越えると、
ANレベルが上昇することがわかる。すなわち、高さｈは
3mmに上限のあることがわかる。下限については1mmまで
は風騒音低減効果の意味からすると余り効果が見られ
ず、その下限は2mm程度とする必要のあることが別な実
験により確認された。従って、風騒音防止効果を有しし
かもANの抑制効果をも有する高さｈの範囲としては、２
から3mmとすることが適当であるということができる。

第８図は本発明に係る電線（Ａ）と従来の２条密着巻
をした低風音電線（Ｂ）と何ら風騒音防止処理をしてい
ない通常の電線（Ｃ）について、風速20mにおける周波
数と騒音レベルの関係を風洞実験結果からプロットした
線図である。

通常電線（Ｃ）には150Hz程度のところに騒音のピー
クが形成されるのに対し、本発明及び従来例いずれにお
いてもかかるピークは解消していることがわかる。しか
も、本発明に係る電線と従来のスパイラルロッド２条密
着巻の低風音電線との風騒音防止効果においては、ほと
んど有意差のないことをこの図は示している。

このような風騒音防止効果を与えるためには、先に示
した高さｈが2mm以上あることが必要であるが、そのよ
うに電線の外表面から2mmの高さとなるような成形素線
を凹溝３内に収容するには、凹溝の深さｔが1mm以上で
あってかつ凹溝の角度θが20゜以上となるように凹溝３
を形成する必要のあることが実験により確認された。従
って、既に説明した結果とも併せ総合すると、本発明に
係る電線の凹溝の深さｔ、その中心角θ、また電線の外
周面よりスパイラルロッドの突出する高さｈについて
は、 1mm≦ｔ≦4mm 20゜≦θ≦60゜ 2mm≦ｈ≦3mm なる条件を満足する必要のあることがわかる。

第９図は810mm²相当の本発明に係る第２図の実施例に
示すθ＝43゜、ｈ＝2.5mmの電線と同じく第４図の実施
例に示すθ＝50゜、ｈ＝2.3mmの電線ならびに810mm²の
通常電線の外周に外径7mmのスパイラルロッド２条を密
着巻した従来の低風音電線を用い、表面電位の傾きと軽
雨におけるANレベルの関係を測定しプロットした線図で
ある。

従来例においては、ANレベルの大きな上昇がみられる
のに対し、本発明に係る電線はいずれも従来例よりかな
り低いANレベルを保持し得る様子をこの図より適切に知
ることができる。

なお、本発明に係る電線は、第２図に示した断面構成
に限る必要はなく、第２図に示すように１本のスパイラ
ルロッド４を凹溝３内に形成したものなどに設計変更が
可能なことはいうまでもない。

また、扇形素線のみを撚合せ凹溝３を保持することは
困難であり、凹溝３の間隔を保持するためには第２から
４図に示すように断面扇形の介在素線２、を介在させ、
これによって溝の深さを定めると同時に凹溝の間隔を支
えるように構成することが必要である。

なお、凹溝内のスパイラルロッドを第４図に示すよう
に大径ロッド4aと小径ロッド4bにより構成してもよい。

なお、以上説明した本発明に係る低AN型低風音電線は
予め凹溝３内にスパイラルロッド４を挿入しておいて、
これを架線することは可能であるが、より効率的に架線
するには、第１図に示すような凹溝３を有する状態にお
いてこれをそのまま延線するのがよく、このような角度
θが比較的小さい凹溝を有する電線を延線するに当って
は、延線の際に素線が潰れたりあるいは倒されたりする
ことなく、非常に円滑に延線することが可能となる。そ
して、そのままの状態であっても第５図に示したように
ある程度の風騒音防止効果は発揮されるものである。

しかし、十分な風騒音防止効果を発揮させるには、既
に説明したように凹溝３内に所定の突出高さを形成し得
るスパイラルロッドを収容する必要がある。この場合、
風騒音の発生はその電線の架線されている径間の地形に
よって定まるものであり、全ての径間において同じよう
に風騒音が発生するものではない。従って、風騒音の発
生した径間にのみスパイラルロッドを挿入してやれば、
それによって風騒音を解消させることが可能となるもの
である。

上記のように風騒音の発生をみてこれに風騒音防止対
策を施すようにすれば、付近住民は風騒音の低減効果を
身をもって感知することができ、その騒音が解消された
ことによって得られる安心感に基く心理的な安定性は、
人間工学の上からいって非常に好ましく、付近住民に精
神的な安心感を与え得ることができるという大きな特色
を発揮することができるのである。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、次のような優れた効果
を発揮することができる。

（１） 電線の外表面に突起を形成することなく電線の
撚合せができるため、製造が格段に容易となる。

（２） 架線に際してスパイラルロッドを凹溝内に収容
することなく延線架線し、その後にスパイラルロッドの
収容をするようにすれば、引留クランプやスペーサクラ
ンプなどについて特別な設計や施工が不必要となり、従
来品をそのまま使用することができる。

（３） 風騒音の発生があった後に対策を施すことが可
能となり、風騒音低減効果を確認し得るため、その心理
面に及ぼす効果も大きい。

（４） 風騒音の低減効果は従来例と全く同等であり、
しかも従来のスパイラルロッド巻回方式におけるような
風圧荷重の増大あるいはAN特性の劣化といった問題を生
ずるおそれはなく、むしろその改善効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面平滑な外周面を形成した電線に凹溝を形成
した状態を示す説明断面図、第２から４図は本発明に係
る３様の実施例を示す説明断面図、第５図は第１図の状
態における凹溝深さｔと角度θとの風音に及ぼす効果を
示す線図、第６図は同じく凹溝深さｔと角度θのANレベ
ルに及ぼす効果を示す線図、第７図はスパイラルロッド
の突出高さｈとANレベルの関係を示す線図、第８図は本
発明に係る電線、従来例の低風音電線及び風音防止処理
をしていない通常電線における風騒音測定結果を示す線
図、第９図は本発明にかかる電線と従来の低風音電線に
おける表面電位の傾きとANレベルの関係を示す線図、第
10及び11図は既に提案した低AN型低風音電線の２様の実
施例を示す断面図、第12図は第10図の電線の撚合せある
いは延線において生じ得る欠陥を説明した説明図、第13
図は通常の電線の表面にスパイラルロッドを巻回した従
来の低風音電線の断面図、第14図及び第15図はそのよう
な低風音電線を改良した２様の改良例を示す断面図であ
る。 1:扇形素線、 2,2′：介在素線、 3;凹溝、 4:スパイラルロッド、 5:表面段差素線、 6:表面テーパー素線。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01B 5/08 - 5/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少くとも最外層撚線層を断面非円形素線を
   もって撚合せることにより電線の外周面が平滑面となる
   ように構成し、当該平滑外周面にその深さがｔとなるよ
   うなスパイラル状の凹溝を形成し、該凹溝が電線の中心
   に対し形成する中心角をθとしたとき、 1mm≦ｔ≦4mm 20゜≦θ≦60゜ となるように構成すると共に、前記凹溝内に断面円形の
   別なスパイラル状成形素線を収容させ、当該スパイラル
   状成形素線の最も高い面と電線の平滑外周面との高低差
   をｈとしたとき、 2mm≦ｈ≦3mm となるように構成してなる架空送電線。
2. 【請求項２】少くとも最外層撚線層を断面非円形素線を
   もって撚合せることにより電線の外周面が平滑面となる
   ように構成し、当該平滑外周面に所定のスパイラル状の
   凹溝を形成してなる電線を鉄塔径間に架線し、その後必
   要径間の前記凹溝内に予めスパイラル状に成形されかつ
   電線の平滑外周面より外方に突出させ得るような断面円
   形の別な素線を収容させる架空送電線の架線方法。