JP3599412B2 - 架空送電線 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、風騒音やコロナ騒音を防止すると共に風圧を低減させた架空送電線(架空地線を含む)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に架設された架空送電線に風が吹きつけると、架空送電線の風下側にカルマン渦が生じて、風騒音が発生する。この風騒音を防止するには、架空送電線の外周に突条を設けてカルマン渦を乱すことが有効である。
【0003】
このために従来は架空送電線の最外層にアルミ線等で形成した金属性のスパイラルロッドを巻き付けて突条を設け、この突条によってカルマン渦を乱して風騒音を防止していた。
しかしながら架空送電線の最外層に金属性のスパイラルロッドを巻き付けると、降雨時にコロナ騒音が発生しやすいという問題があった。
その原因は、突条表面は電界が強くなっているため、ここに雨が付着し水滴となって落下するときに激しい放電が生じるためである。
【0004】
上記のようなコロナ騒音を防止するために、スパイラルロッドを半導電性材料と絶縁性材料とで形成したものが知られている(特開平3−277114号)。このようなスパイラルロッドを使用すると、絶縁性材料は電界分布に影響しないため、降雨時にコロナ騒音を抑制する上で有利である。
しかしながら、架空送電線の最外層にスパイラルロッドを巻き付ける作業は非常に面倒であった。
【0005】
そこで、架空送電線の最外層に突出した金属素線を撚合わせてなる架空送電線が提案されている(特公平6−42328号)。
このように予め架空送電線の最外層に突出した金属素線を撚合わせておくと、後でスパイラルロッドを巻き付ける必要がなくなるという利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、架空送電線の最外層に突出した金属素線を撚合わせると、架空送電線の重量が増加し、このために鉄塔や碍子などの電線支持物の強度を増加しなければならないという問題があった。また、架空送電線を把持するスペーサやダンパー等の付属品の把持部を、突出した金属素線に対応させて新規に作成しなければならないという問題があった。
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、撚線の最外層に突出した素線を撚合わせてなる架空送電線の軽量化を図ると共に従来の付属品の把持部をそのまま使用でき、しかも風騒音やコロナ騒音を有効に防止できる架空送電線を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、撚線の最外層に突出した素線を撚合わせてなる架空送電線において、前記突出した素線を有機材料で形成し、前記突出した素線はその突出高Hが、1.5mm≦H≦7.0mmの範囲にあることを特徴とするものである(請求項1)。
また、突出した素線はその内部に補強心材が配置されていることを特徴とするものである(請求項2)。
また、突出した素線はその両側面に突部が設けられ、該突部が突部の両側に位置した最外層素線に設けられた凹部と嵌合して、バラケが防止されていることを特徴とするものである(請求項3)。
また、突出した素線はその下部両側に突部が設けられ、該突部が両側に位置した最外層素線で押さえられることによって、バラケが防止されていることを特徴とするものである(請求項4)。
さらに、突出した素線は補強材に固着されて、バラケが防止されていることを特徴とするものである(請求項5)。
【0009】
【作用】
請求項1の如く、突出した素線を有機材料で形成することにより、架空送電線の重量を軽くすることができる。このために、鉄塔等の電線支持物の強度を増加する必要がなくなり鉄塔等の建設費を安価にすることができる。また、突出した素線の突出高Hを、1.5mm≦Hとすることにより風騒音特性を著しく向上させることができると共にH≦7.0mmとすることにより有機材料が潰れ易く、このために従来使用していたスペーサやダンパー等の付属品の把持部をそのまま使用することができる。
次に請求項2の如く、突出した素線の内部に補強心材を配置することにより、突出した素線の強度を向上させることができるので、突出した素線の断線を有効に防止することができる。また特に、補強心材として金属を使用すると、突出し た素線の線膨張率を撚線を構成する金属素線の線膨張率に近づけることができるので、温度変化が激しい場合でも、電線内に確実に突出した素線を撚り込んだ状態を維持できる。
次に請求項3の如く、突出した素線の両側面に突部を設け、該突部が突部の両側に位置した最外層素線に設けられた凹部と嵌合して、バラケを防止することにより、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
次に請求項4の如く、突出した素線の下部両側に突部を設け、該突部を両側に位置した最外層素線で押さえることによって、バラケを防止しても、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
さらに請求項5の如く、突出した素線を補強材に固着して、バラケを防止しても、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る架空送電線の一実施例を示すもので、鋼心1上に断面丸型のアルミ素線2を2層撚合わせ、その外周に断面扇型のアルミ素線3を撚合わせて構成した架空送電線の最外層のアルミ素線3の一本を突出させ、この突出した素線4を有機材料で形成したものである。有機材料としては、プラスチックやゴム等が使用でき、特にナイロン、ポリエチレン、四フッ化エチレン等が好ましい。有機材料で形成した素線4は、絶縁体とするばかりでなく、半導電体または半導電体と絶縁体の組合せとしてもよい。
上記のように突出した素線4を有機材料で形成すると架空送電線を軽量化することができる。
また、突出した素線4の突出高Hは、1.5mm≦H≦7.0mmとされている。この理由は後述する。
また、突出した素線4の表面には、サンドブラスト等の物理的手段による親水化処理またはオゾン、紫外線照射、酸等の化学的手段による親水化処理を施しておくことがコロナ騒音防止の観点から好ましい。
【0011】
図2は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、有機材料で形成した突出した素線4の内部に断面円形の補強心材5を配置したものである。
補強心材5としては、鉄線、鋼線、銅線、アルミ線、アルミ被覆鋼線、FRP線などが使用できる。
このように有機材料で形成した突出した素線4の内部に断面円形の補強心材5を配置しておくことにより、突出した素線の断線を有効に防止することができると共に補強心材5として金属を使用すると、突出した素線4の線膨張率を撚線を構成する金属素線の線膨張率に近づけることができるので、温度変化が激しい場合でも、電線内に確実に突出した素線を撚り込んだ状態を維持できるという利点がある。
【0012】
図3は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、有機材料で形成した突出した素線4の内部に断面扇形の補強心材6を配置したものである。断面扇形の補強心材6を使用すると、断面円形の補強心材5よりも強度を向上させることができる利点がある。
【0013】
図4は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、有機材料で形成した突出した素線4を、下部に形成した半導電体4aと上部に形成した絶縁体4bとの組合せとし、かつ内部に断面丸形の補強心材5を配置したものである。半導電体4aは突出した素線4の両側にある最外層の素線3にそれぞれ接しており、突出した素線4によって開放された最外層の素線3間を電気的に接続している。このために、開放された最外層の素線3間でギャプ放電が生じるのを確実に防止することができる。
【0014】
図5は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、有機材料で形成した突出した素線4を、2本平行に配置したものである。2本の突出した素線4の隣接部には断面U字状の切り欠き部7が設けられている。このように2本の突出した素線4の隣接部に断面U字状の切り欠き部7を設けると、水滴が切り欠き部7に入り易く、このために水滴が突起状にならず、コロナ騒音を有効に防止することができる。
【0015】
図6は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、最外層の素線3を断面円形の素線で構成すると共に、有機材料で形成した突出した素線4を、180度離れた位置に対向させて配置したものである。
【0016】
なお、図2ないし図6において、有機材料で形成した突出した素線4の突出高Hは、1.5mm≦H≦7.0mmとされている点および突出した素線4の表面には、親水化処理を施しておくことがコロナ騒音防止の観点から好ましい点は前記実施例と同じである。
【0017】
図7ないし図10は前記実施例に示した架空送電線に、突出した素線4のバラケ防止手段を付与した本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すものである。
図7においては、有機材料で形成した突出した素線4の両側面に突部8を設け、一方この突部8の両側に位置した最外層素線3に凹部9を設け、突部8と凹部9を嵌合させた状態で撚合わせたものである。
このように、突出した素線4の突部8と最外層素線3の凹部9とを嵌合させて撚合わせると、万一突出した素線4が断線しても該素線4が垂れ下がることがないために、素線4が垂れ下がって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
【0018】
図8においては、有機材料で形成した突出した素線4の下部両側に最外層素線3の幅と同じ幅の突部10を設け、この突部10を両側に位置した最外層素線3で押さえるように構成したものである。このように、突出した素線4の下部両側に設けた突部8を最外層素線3で押さえることにより、断線による突出した素線4の垂れ下がりを有効に防止することができる。
【0019】
図9においては、半導電体4aと絶縁体4bとを組合せた有機材料で形成した突出した素線4の下部両側に最外層素線3の幅より小さな幅の突部11を設け、この突部11を両側に位置した最外層素線3で押さえるように構成したものである。これによって突出した素線4の断線による垂れ下がりを有効に防止することができる。
【0020】
図10においては、有機材料で形成した2本の突出した素線4の下部両側に最外層素線3の幅より小さな幅の突部11を設け、この突部11を両側に位置した最外層素線3で押さえるように構成したものである。
【0021】
なお、有機材料で形成した突出した素線4の突出高Hは、1.5mm≦H≦7.0mmとされている点および突出した素線4の表面には、親水化処理を施しておくことがコロナ騒音防止の観点から好ましい点等は前記の実施例と同じである。
【0022】
図11ないし図17は、有機材料で形成した突出した素線4のバラケ防止手段を付与した本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すものである。
図11においては、有機材料で形成した突出した素線4の下面と両側面を断面コ字型の補強材15で覆い、突出した素線4を補強材15に固着したものである。
補強材15としては、アルミ板、アルミ管、亜鉛メッキ鉄板、複合金属板等が使用できるが、架空送電線を構成する最外層素線3と同一の材料を用いることが電食防止の観点から好ましい。
このように、有機材料で形成した突出した素線4を補強材15で補強すると、万一突出した素線4が断線しても該素線4が垂れ下がることがないために、素線4が垂れ下がって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
【0023】
図12においては、有機材料で形成した突出した素線4の下面に断面山型の補強材15を固着したものであり、図13においては、半導電体4aと絶縁体4bとを組合せた有機材料で形成した突出した素線4の下面と両側面に断面コ字型の補強材15を固着したものであり、図14は、有機材料で形成した2本の突出した素線4の下面と両側面にそれぞれ補強材15を固着したものであり、図15は180度離れた位置に対向させて配置した有機材料で形成した突出した素線4の下面および両側面を覆って断面山形の補強材15を固着したものであり、図16は二山型の有機材料で形成した突出した素線4の下面と両側面に断面山型の補強材15を固着したものである。
【0024】
図17は、有機材料で形成した突出した素線4と補強材15の他の実施例を示すもので、(イ)は有機材料で形成した突出した素線4と断面コ字型の補強材15を一体化したもの、(ロ)は蒲鉾型の有機材料で形成した突出した素線4とくし型の補強材15を一体化したもの、(ハ)は二山型の有機材料で形成した突出した素線4と断面コ字型の補強材15を一体化したもの、(ニ)は略レール型の有機材料で形成した突出した素線4と断面コ字型の補強材15を一体化したものである。
【0025】
なお、有機材料で形成した突出した素線4と補強材15の形状は上記の各実施例に限定されるものではない。
また図11ないし図17において、有機材料で形成した突出した素線4の突出高Hは、1.5mm≦H≦7.0mmとされている点および突出した素線4の表面には、親水化処理を施しておくことがコロナ騒音防止の観点から好ましい点等は前記の実施例と同じである。
【0026】
図18は本発明に係る架空送電線の他の実施例を示すもので、有機材料で形成した突出した素線4の表面に小さな凹凸17を多数形成したものである。
有機材料で形成した突出した素線4の表面に小さな凹凸17を多数形成する手段としては、素線4の成形時にロール等を当てて凹凸17を形成する方法、成形した素線4に溶かした有機材料を滴下する方法、成形した素線4にロール等を当てて凹凸17を形成する方法等がある。
【0027】
なお、図18において、有機材料で形成した突出した素線4の突出高Hは、1.5mm≦H≦7.0mmとされている点および突出した素線4の表面には、親水化処理を施しておくことがコロナ騒音防止の観点から好ましい点等は前記の実施例と同じである。
【0028】
図19は、有機材料で形成した突出した素線4の表面に形成する小さな凹凸17の形状を示したものである。
(イ)は丸型凸部17a、(ロ)は丸型凹部17b、(ハ)はリング型凸部17cと丸型凹部17dの組合せ、(二)はかまぼこ型凸部17eとかまぼこ型凹部17fとの組合せである。
【0029】
なお、有機材料で形成した突出した素線4の表面に形成する小さな凹凸17の形状は上記実施例のものに限定されないことは勿論である。
【0030】
次に、有機材料で形成した突出した素線4の突出高Hを、1.5mm≦H≦7.0mmの範囲に形成した点について説明する。
図20は突出した素線4の突出高Hの変化による風騒音特性の変化を調べたグラフである。実験は直径が32mmの架空送電線に風速20m/sの風を当てることにより行った。黒丸印は突起無し、バツ印は突出高1mm、黒上向き三角印は突出高1.5mm、黒下向き三角印は突出高3.0mm、黒四角印は突出高7.0mmである。
グラフから明らかなように、突起無しの場合125Hzで風騒音特性が著しく悪化する。これに対して突出高が1mmでは125Hzで9dBの低減効果しか得られないが突出高が1.5mm以上では15dB以上の低減効果が得られる。したがって、突出高は1.5mm以上必要である。
【0031】
一方、突出高は7.0mm以上であっても風騒音特性が得られるが、突出高が7.0mm以上であると従来のスペーサやダンパー等の付属品の把持部がそのまま使用することができなくなるという問題があるために突出高は7.0mm以下であることが必要である。すなわち、突出高が7.0mm以上であると架空送電線と付属品の把持部との密着性が悪く、このために把持部の一部分に振動時の応力が集中してしまうので、従来のスペーサやダンパー等の付属品の把持部がそのまま使用することができなくなってしまうものである。
【0032】
図21は、鋼心アルミ撚線810mm2 Aと、鋼心アルミ撚線810mm2 に相当する図2に示した本発明に係る架空送電線(突出高は4.0mm)Bと、鋼心アルミ撚線810mm2 の外周に6mm2 のスパイラルロッドを巻き付けた従来品Cとを用いて単位長さ当たりの風圧荷重を測定した図である。
風速40m/sとし鋼心アルミ撚線810mm2 Aを100として示してある。
図21から明らかなように、本発明に係る架空送電線Bは単位長さ当たりの風圧荷重が従来のものに比し低減していることがわかる。
【0033】
図22は、鋼心アルミ撚線410mm2 (丸印1)と、鋼心アルミ撚線410mm2 に相当する図2に示した本発明に係る架空送電線(撚りピッチ290mm、突出高は4mm)(丸印2)と、鋼心アルミ撚線410mm2 の外周に6mm2 のスパイラルロッドを巻き付けピッチ250mmで巻き付けた従来品(丸印3)とを用いて、風騒音低減効果を調べたグラフである。なお風速は20m/sである。
図22から明らかなように、本発明に係る架空送電線(丸印2)は、周波数160Hzにおいて鋼心アルミ撚線410mm2 (丸印1)に比して17dBの風騒音低減効果が得られる。
【0034】
さらに、上記と同じ(丸印1)〜(丸印3)の供し品において、電線表面最大電位傾度15kv/cmでのコロナ騒音レベルを測定したところ、(丸印1)は36.0、(丸印2)は36.5、(丸印3)は39.0であった。
このように本発明に係る架空送電線は、(丸印3)に比してコロナ騒音が著しく低いことがわかる。
【0035】
なお、本発明に係る架空送電線は上記各実施例に限定されるものではなく、有機材料で形成した突出した素線の形状、本数、その位置等は任意に選定することができる。例えば有機材料で形成した突出した素線の本数は3本であってもよくまたこの3本を180度対向する位置にそれぞれ配置してもよい。
また、架空電線を構成する素線の形状も断面丸型や断面扇型に限られるものではなく、例えば台形型や隣接する素線が嵌合する形状のもの等でもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る架空送電線は、請求項1の如く、突出した素線を有機材料で形成することにより、架空送電線の重量を軽くすることができる。このために、鉄塔等の電線支持物の強度を増加する必要がなくなり鉄塔等の建設費を安価にすることができる。また、有機材料で形成した突出した素線の突出高Hを、1.5mm≦Hとすることにより風騒音特性を著しく向上させることができると共にH≦7.0mmとすることにより有機材料が潰れ易く、このために従来使用していたスペーサやダンパー等の付属品の把持部をそのまま使用することができる。
また、請求項2の如く、有機材料で形成した突出した素線の内部に補強心材を配置することにより、突出した素線の強度を向上させることができるので、突出した素線の断線を有効に防止することができる。また特に、補強心材として金属を使用すると、突出した素線の線膨張率を撚線を構成する金属素線の線膨張率に近づけることができるので、温度変化が激しい場合でも、電線内に確実に突出した素線を撚り込んだ状態を維持できる。
また、請求項3の如く、有機材料で形成した突出した素線の両側面に突部を設け、該突部が突部の両側に位置した最外層素線に設けられた凹部と嵌合して、バラケを防止することにより、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
また、請求項4の如く、有機材料で形成した突出した素線の下部両側に突部を設け、該突部を両側に位置した最外層素線で押さえることによって、バラケを防止しても、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
さらに請求項5の如く、有機材料で形成した突出した素線を補強材に固着して、バラケを防止しても、素線が断線してバラケることによって生じる相間短絡等の事故を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す正面図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図8】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図9】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図10】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図11】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図12】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図13】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図14】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図15】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図16】本発明の他の実施例を示す正面図である。
【図17】(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は本発明で使用する突出した素線の他の実施例を示す断面図である。
【図18】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。
【図19】(イ)(ロ)(ハ)(ニ)は本発明で使用する突出した素線の表面に設ける凹凸の他の実施例を示す平面図および断面図である。
【図20】本発明の突出した素線4の突出高Hの変化による風騒音特性の変化を調べた線図である。
【図21】本発明と従来の風圧荷重を測定した線図である。
【図22】本発明と従来の風騒音低減効果を調べた線図である。
【符号の説明】
1 鋼心
2、3 アルミ素線
4 突出した素線
5、6 補強心材
7 切り欠き部
8、10、11 突部
9 凹部
15 補強材
17 凹凸
Claims (5)
- 撚線の最外層に突出した素線を撚合わせてなる架空送電線において、前記突出した素線を有機材料で形成し、前記突出した素線はその突出高Hが、1.5mm≦H≦7.0mmの範囲にあることを特徴とする架空送電線。
- 突出した素線はその内部に補強心材が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の架空送電線。
- 突出した素線はその両側面に突部が設けられ、該突部が突部の両側に位置した最外層素線に設けられた凹部と嵌合して、バラケが防止されていることを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれかに記載の架空送電線。
- 突出した素線はその下部両側に突部が設けられ、該突部が両側に位置した最外層素線で押さえられることによって、バラケが防止されていることを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれかに記載の架空送電線。
- 突出した素線は補強材に固着されて、バラケが防止されていることを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれかに記載の架空送電線。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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