JP4434981B2 - 捻れ防止装置、着雪及びギャロッピング防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、架空線への着雪を防止する装置、および前記装置の取り付けにより効果的なギャロッピング防止ができる方法に関するものである。

豪雪地域においては、送電線に着雪した雪の重みで電線の弛度が増加して相間短絡事故を起したり、着雪または着氷した架空線に強風が吹き当たると、ギャロッピングと呼ばれる低周波数で大振幅な振動現象を生じたりすることがある。この振動は、相間短絡事故や鉄塔腕金の変形および破損事故をもたらし、極めてやっかいで、対策が困難な振動現象である。

先ず電線における着雪発達のメカニズムを説明する。雪は+３〜−１℃くらいの気温の時に付着しやすい。電線上に付着した雪は電線上で少し融けて、電線と雪片との間に薄い水膜が形成される。この状態では、摩擦抵抗が小さくなって電線上に積もった重力の作用で、雪は表面の撚り溝に沿って移動を始める。連続した降雪により上記の現象が繰り返され、雪片が電線の真横に達したとき、前記雪片が自重で落雪する場合と雪片同士の接着力で落雪しない場合とがあり、後者の場合ではさらに回転が続いて、真横から真下へ、そして今度は電線の反対側の真下へと進み、これらの運動を繰り返して筒状に発達するのである。このような着雪現象は、雪質が湿っている場合により発生しやすい。

上記の着雪現象は、径間長が比較的短い場合、換言すれば、電線の捻れ剛性が大きいため、雪片だけが電線上を滑って筒雪に発達する場合であるが、径間が長くなると電線の捻れ剛性はそれに反比例して小さくなるので、雪片の偏芯モーメントにより電線が捻られて、着雪の発達速度は加速度的に増大する。従来、左記のような着雪事故を防止するために、径間内に首長のクランプに重錘を取付けた捩れ防止ダンパと呼ばれる装置を分散して取付ける方法が採用されているが、前記のようなダンパを架空線に取付けると、ダンパの有する抗力モーメントが大きいため、架空線の見掛けの捻れ剛性が大きくなって、強風時に架空線の風上側に偏って三日月状の着雪や着氷が生じやすくなり、この結果、電線断面が非対称となって空気力学的に不安定となり、電線は飛行機の翼のような揚力を受けて浮き上がり、ギャロッピング振動と呼ばれる振動を誘発しやすいという欠点があった。

上記の不具合を避けるため、特許文献１では、架空線に取付けられる複数の防振ユニットにおいて、前記防振ユニットは、架空線に固定されたスリーブ部材と、前記スリーブ部材の周りに回転自在に取付けられ回転時に相互に摩擦するように接触する回転胴と、前記回転胴に懸垂して取付けられた重錘とを備え、相隣れる防振装置ユニットの一方は、その回転胴が相応するスリーブ部材上を、隣接防振ユニットの回転方向と逆方向で、且つ180度の範囲に回転を規制するストッパを有することを特徴とする、図８に示すような架空線用着雪、振動防止装置が提案されている。

また、特許文献２では、図９〜図１０のように、半円頭部８の内周側を電線押さえ溝４となし、外周側の中間に間隔を置いて二つの鍔部９,９を突設した一対の電線押さえ金具３,３を連結して、鍔部９,９間に出来た円筒部分１４の母線方向に、底部幅が最小のテーパー溝１３の一つまたは複数個凹設した電線挟着具２と、半円状の孔２２,２８とを有する二つの取り付け金具１７,１８を連結して出来る長円孔３２で前記円筒部分１４に遊嵌せしめ、且つ一方の取り付け金具１７に重錘２４を突設し、他方の取り付け金具１８の半円状の孔２８には、前記テーパー溝１３に嵌脱出来るテーパー突起２９を重錘突出方向へ向け突設したダンパ１６、からなる架空電線着雪軽減装置が提案されている。

実開昭５１−０６２０９０号公報 実開平０３−０８３４２９号公報

前記［特許文献１］の架空線用着雪、振動防止装置では、次のような問題点があった。
１） 電線上での着雪の発達は、電線表面の撚り線の撚り溝に沿って滑りながら回り込んで筒雪状に発達する場合（短径間）と、着雪した雪の偏芯モーメントによって、電線自体が捩れながら発達する場合とがあり、一般に径間長が２００〜３００ｍ以上の場合には、上述の両現象が相乗して発達することが確認されている。従って、着雪防止装置の観点から評価すると、ピン８１と係止片８３とからなるストッパー８が設けられているため、着雪モーメントにより電線２が１８０度まで捻回する範囲内では、重錘７は着雪防止のための抗力モーメント体としては作用しないので、この間に過大な筒雪に発達してしまうおそれがあった。
２） 防振装置ユニットは、重錘が右回転のみ出来るものと左回転のみ出来るものとを対向して取付けるようになっているので、ギャロッピングなどの大振幅の振動が発生した場合、重錘のモーメントによって電線の撚りが絞められたり緩められたりするので電線にとって好ましくなく、また、防振装置ユニットの取り付け間隔が短小な場合には、重錘の加速度衝撃がストッパーに作用するので、スリーブ部材５が滑ったり緩んだりして電線に損傷を与える懸念があった。

［特許文献２］における図９〜図１０の架空電線用着雪軽減装置にあっては、次のような問題点があった。
１）本装置は、図９に示すように、外周にテーパー溝１３を凹設した電線挟着具２と半円状の孔２２,２８とを有する二つの取り付け金具１７,１８を連結して出来る長円孔３２との間に間隙があり、図１１の（ａ）および（ｂ）に示すように、重錘２９が電線周囲を回転してテーパー突起２９とテーパー溝１３の嵌合が外れる際、火花放電を生じ、テレビやラジオに有害な電波障害を引き起こすおそれがあった。
２）落雪作用は、上記のように、テーパー突起２９とテーパー溝１３の嵌合が外れる際の重錘２４の衝撃によるものであるから、特に、微風振動やギャロッピング振動などが生じた場合には非常に大きな騒音を連続的に発するから、騒音公害となるおそれがあった。

本発明は、上述の従来の課題を解決し、電線の捩れ防止効果が大きく、電線の着雪を効果的に落雪させて過大な発達を防ぎ、ギャロッピング振動を減衰させる効果が大きく、電線に損傷を与える懸念がなく、電波障害や騒音公害を引き起こすことがない、難着雪捻れ防止装置および同装置によるギャロッピング防止方法を提供することを、その目的とするものである。

本発明では上記目的を達成するために、以下のような手段を講じたものである。
（１）本発明は、電線把持部を有するクランプ部と一体に形成された円筒状の固定胴部を電線に取付け、前記固定胴部に前記電線の撚り方向または逆方向に前記固定胴部の外周上を周方向に３６０度回転できるラチエット式回転把持部を装着し、前記ラチエット式回転把持部のラチエット装置１５の片刃１６と凹凸歯７とを嵌合させ、所定の捻回モーメントで一方向に回転するように前記ラチエット装置１５の片刃１６を前記回転把持部の内周側にばねによって付勢して凹凸歯７に押付けて、そのばね１８の押付け力を調整できると共に、前記ラチエット式回転把持部の下方に重錘を固着してその重錘を電線中心に３６０度一方向に回転可能とすることを特徴とする捻れ防止装置である。

（２）(１)の捻れ防止装置において、固定胴部の外周上の周方向に交互に鋸歯状の凹凸歯が突設され、前記凹凸歯と回転把持部の内周側にばねによって付勢されたラチエット爪であるラチエット装置１５の片刃１６との噛み合いにより、回転方向を一方向に規制するように構成したことを特徴とする。

（３）(１)または(２)の捻れ防止装置において、一対の互いに逆方向に回転するラチエット式回転把持部を固定胴部に並置して装着し、前記回転把持部の下方に重錘を固着してなる事を特徴とする。

（４）電線把持部の下方に重錘を固着してなる難着雪捻れ防止装置を、送電線路の径間内に複数個数取り付けて、着雪及びギャロッピング振動を防止する方法であって、
前記難着雪捻れ防止装置の内、少なくとも１個以上は電線の撚り方向と逆方向に回転できるラチエット式回転把持部を有する(１)または(２)の捻れ防止装置を用い、２個以上取り付ける場合はこれらを分散して取付ける、ことを特徴とする着雪並びにギャロッピング振動を防止する方法である。

（５）電線把持部の下方に重錘を固着してなる難着雪捻れ防止装置を、送電線路の径間内に複数個数取り付けて、着雪及びギャロッピング振動を防止する方法であって、前記難着雪捻れ防止装置として、少なくとも２個以上は、(１)または(２)の捻れ防止装置を用い、 相隣れる前記捻れ防止装置の回転把持部は、互いに逆方向に回転する前記ラチエット装置を有して、相互に逆方向に回転可能なように構成して取付けることを特徴とする着雪及びギャロッピング振動防止方法である。

本発明の捻れ防止装置および同装置によるギャロッピング防止方法によれば、次のような顕著な効果を有する。
１．本発明の(１)または(２)の捻れ防止装置では、ラチエット機構のばねの押圧力を調整することにより、捻れ防止装置の回転抗力モーメントを調整できるから、従来のストッパーを有する架空線用着雪・振動防止装置に比べて着雪による電線の捩れ防止効果が格段に大きく、着雪防止効果が格段に優れている。
また、本発明の捻れ防止装置は、重錘の回転方向が電線の撚り方向と逆方向にのみ回転するように構成できるので、撚り溝に沿って雪片が滑り回転して生じる捻れモーメントを効果的に相殺することが出来、過大な筒雪の発達を阻止することが出来る。

２．本発明の捻れ防止装置の固定胴部と前記固定胴部に嵌着したラチエット式回転把持部とは、ギャロッピングなどの振動を受けて固定胴部の周りを回転した場合でも、両者は電気的に導通状態を保持し得るから、ギャップ放電を起さず、有害な電波障害や騒音を発生することがない。

３．本発明の(３)の捻れ防止装置では、ギャロッピングなどの振動を受けて、固定胴部の周りを回転把持部が回転した場合でも、一対の回転把持部は回転方向が逆方向となるように構成してあるので、電線が天空に跳ね上がったときは、一方の重錘は常に下向きに振幅を低減する作用を発揮し、ギャロッピング振動を減衰させる効果がある。

４．本発明の(４)、(５)の難着雪捻れ防止装置では、前記装置を径間内に分散して取り付けた前記装置の回転把持部は、相互逆方向に回転可能なように構成して取付けるようにしたから、径間内に生ずる着雪を効果的に落雪させ得ると共に、種々のギャロッピング振動モードに対しても、その取付け位置が振動の節に位置する機会を最小化して効果的に振動振幅を減衰させるように作用させることが出来る。

本発明の難着雪捻れ防止装置および同装置によるギャロッピング防止方法の実施形態について、以下図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の難着雪捻れ防止装置１の一実施形態を示したものである。この図１において、２は固定クランプで、３はそのキャップ、４はクランプ本体であり、その一端がピン５によって開閉自在なヒンジ結合となっている。前記クランプキャップ３と本体４の中間部には、半円筒カラー状の固定胴部６が、前記クランプキャップ３と本体４と一体に形成されている。

図２は固定クランプ２の単体の正面図で、固定胴部６の外周表面には上長手方向に鋸歯状の凹凸歯７が突設され、前記凹凸歯７は後述するように、ラチエット装置１５の片刃１６と嵌合し、且つ難着雪捻れ防止装置１は、クランプ本体固定クランプ２とは特定方向にのみ回転でき、相互に逆回転は出来ないように構成されている。

締付けボルト装置９は座金８を介してクランプ本体２とキャップ４に取付けられて、電線Ｃを締付ける構成である。また、本体側には締付けボルト装置９に螺合するねじが設けられ、キャップ側はルーズなボルト穴が設けられている。
難着雪捻れ防止装置１は、クランプ本体１０とキャップ１１とを一端でピン１２により開閉自在にヒンジ結合され、その内面は固定クランプ２の固定胴部６を緩く把持するように円形の空洞部が形成されており、締付けボルト装置１４により固定胴部６を把持する構造である。クランプ本体１０の下端には、重錘２４の支持棒２３を圧縮固着するための圧着端子部２２が設けられている。

図３はＡ-Ａ矢視の断面図であり、キャップ１１側の中央内面にはラチエット装置１５を収納するための空洞部１９が設けられており、前記空洞部１９には、ストッパー１７の内側にばね１８を装着し、空洞部１９の有底側に設けた調整孔２０にラチエット装置１５のねじ部を押付け、調整ナット２１で締付け、前記ラチエット装置１５の片刃１６と凹凸歯７とを嵌合させ、適当な捻回モーメントで一方向に回転するように調整する。本発明の難着雪捻れ防止装置１がラチエット装置の回転方向に対しても所定の抗力モーメントを有するように、ラチエット装置１５のばねの押付け力を調整する理由は、電線の着雪がラチエット装置の回転方向に発達する場合があり得るからで、こうした状況になった場合でも電線のねじれを防止して難着雪効果を発揮させるためである。１３は座金であり、締付けボルト装置１４で、固定クランプ２の固定胴部６に難着雪捻れ防止装置１を取付け、前記締付けボルト装置１４で締付け後には、調整ナット２１は取り外す。また、図４は、図３のラチエット装置１５の拡大断面図である。

図５は本発明の第２実施形態の難着雪捻れ防止装置を示すもので、一対の互いに逆方向にのみ回転可能なラチエット式回転把持部５０と６０とを、固定胴部６_Ａと６_Ｂに並置して嵌着し、前記回転把持部５０と６０の下方に重錘２４_Ａと２４_Ｂとを、支持棒２３Ａおよび２３Ｂを介して、圧着端子部２２_Ａおよび２２_Ｂに固着してなる事を特徴とする難着雪捻れ防止装置である。なお、固定胴部６_Ａと６_Ｂの外周表面上には、図２に示したと同様な長手方向に鋸歯状の凹凸歯７_Ａと７_Ｂとが突設されているが、前記７_Ａと７_Ｂの凹凸歯と嵌合するラチエット装置１５の片刃１６とは互いに逆向きに嵌合して、相互が逆方向にのみ回転できる構成とされている。

また、本装置の場合には、重錘２４_Ａと２４_Ｂとは同時に同方向に回転することはなく、いずれか一方の重錘は初期状態を維持するように作動するので、第１実施形態のように、ラチエット装置の回転方向に対して所定の抗力モーメントを有するようなばねの押付け力を調整する必要はない。即ち、従来のルーズ把持部を有する難着雪装置では、把持部が回転可能な方向に初期着雪が発生すると抗力モーメントを有しないため、着雪モーメントにより電線が回転して過大な筒雪に成長する懸念があるが、本発明の第２実施形態の例では、いずれか一方のラチエット式回転把持部は抗力モーメントとして作用するから、過大な筒雪に成長する事はなくなるのである。

次に、前記第２実施形態の難着雪捻れ防止装置を、単導体送電線に１箇所または複数箇所取付けた場合における、ギャロッピング振動に対するする低減作用について、図６にて説明する。図６は、電線Ｃの風上側に着氷雪が発達して同図のようなギャロッピングによる楕円振動を発生している様子と、電線Ｃに取付けた難着雪捻れ防止装置の重錘の振動状況とを示している。上記のギャロッピング振動は、送電線の風上側に一様な形状に付いた雪片が揚力を受けて次第に振幅が増大する所謂自励振動現象であるが、このギャロッピング振動の特徴は電線自体の捻れ振動を伴うことである。

そこで、本発明の難着雪捻れ防止装置を送電線に取付けたとき、図６に示すようにギャロッピング振動により電線Ｃが最上部に位置した場合には、電線Ｃの捻回方向に例えば回転把持部５０の重錘２４_Ａが電線の振動振幅を増大させる方向に回転するが、他方の回転把持部６０の重錘２４_Ｂは回転せずに振幅を低減する方向に作用する。逆に電線Ｃが最下点に位置した場合には、以上説明したのと逆の動きとなり、結局、左記の振動サイクルを通してギャロッピング振動は次第に減衰するようになる。

また、本発明の難着雪捻れ防止装置を送電線路の径間内に複数個分散して取付けて、着雪並びにギャロッピング振動を防止する方法において、相隣れる難着雪捻れ防止装置の回転把持部は、相互逆方向に回転可能なように構成して取付ける事により、実施形態１の場合でもギャロッピング振動を減衰させることが出来る。即ち、図示しないが、例えば径間内に本発明の難着雪捻れ防止装置を３個取付ける場合を考えると１番目は右方向に、２番目は左方向に、３番目は右方向に回転するように取付ければ、ギャロッピング振動により２番目の難着雪捻れ防止装置の重錘が上方向に回転した時には、１番目と３番目の難着雪捻れ防止装置の重錘下方向に回転して振幅を減衰させる方向に作用する。
この簡単な取付け方法としては、上記の２番目の難着雪捻れ防止装置の電線に対する取付け方向を、左右の装置と逆向きにして取付ける事である。

以上の説明では、架空送電線の単導体の裸電線に取付けた場合を説明したが、本発明はこれに限らず、例えば絶縁被覆の送配電線に取付けてもよく、また、多導体送電線のギャロッピング防止装置として任意の素導体に複数個取付けることが出来る。
また、図７の第３の実施形態に示すように、固定胴部６,６,の外周上に凹凸歯７ｃを間欠的に、例えば図示のように９０度間隔で設けるようにすると、着雪時の捻回モーメントに対して９０度毎に抗力モーメントを変化させることが出来て、過大な着雪に発達するのを防止する効果がある。

また、ギャロッピング振動に対しても、９０度毎に揚力による電線のねじれを抑制する抗力モーメントとして作用させることが出来るので、ギャロッピングの振動振幅の低減に効果的に作用させることが出来る。なお、ラチエット装置１５の刃１６を１６_Ｂのように両刃として、その基部をばね１８のストッパーとして利用すると良い。
また、当然の事ながら、本第３の実施形態の捩れ防止装置を、図５の第２実施形態のようにして使用できるものである。

本発明の第１実施形態の難着雪捩れ防止装置の正面図。 本発明の第１実施形態の難着雪捩れ防止装置に使用される固定クランプの正面図。 本発明の図１のＡ-Ａ矢視の断面図。 本発明の図３のラチエット装置の拡大断面図。 本発明の第２実施形態の難着雪捩れ防止装置の正面図。 本発明の第２実施形態の捩れ防止装置のギャロッピング振動抑止状況を説明する略図。 本発明の第３実施形態の捩れ防止装置の要部の側面断面略図である。 従来の特許文献１に示された架空線用着雪・振動防止装置の斜視図。 従来の特許文献２に示された架空電線着雪軽減装置の正面図。 従来の特許文献２に示された架空電線着雪軽減装置の側面図。 図１１(ａ),(ｂ)は、従来の特許文献２に示された架空電線着雪軽減装置の着雪による捻回状況を説明する略図。

符号の説明

１ 難着雪捩れ防止装置
２ 固定クランプ
３，１１ キャップ
４，１０ クランプ本体
５，５_Ａ，５_Ｂ，１２ ピン
６，６_Ａ，６_Ｂ 固定胴部
７，７_Ａ，７_Ｂ，７_Ｃ 凹凸歯
８，１３ 座金
９，１４ 締付けボルト装置
１５ ラチエット装置
１６ 片刃
１６_Ｂ 両片刃
１７ ストッパー
１８ ばね
１９ 空洞部
２０ 調整孔
２１ 調整ナット
２２，２２_Ａ，２２_Ｂ 圧着端子部
２３ 支持棒
２４，２４_Ａ，２４_Ｂ 重錘
５０，６０ ラチエット式回転把持部
Ｃ 電線
Ｓ 着氷雪片

Claims (5)

1. 電線把持部を有するクランプ部と一体に形成された、電線に取付けるための円筒状の固定胴部を備え、
   前記固定胴部に、前記電線の撚り方向または逆方向に前記固定胴部の外周上を周方向に３６０度回転するラチエット装置を有する回転把持部を装着し、
   前記回転把持部のラチエット装置の片刃と、前記固定胴部の外側の凹凸歯とを嵌合させ、所定の捻回モーメントで一方向に回転するように前記ラチエット装置の片刃を前記回転把持部の内周側にばねによって付勢して前記凹凸歯に押付けると共に、前記回転把持部の下方に重錘を固着してその重錘を電線中心に３６０度一方向に回転可能とする捻れ防止装置であって、
   前記固定胴部の外周上の周方向に交互に鋸歯状の凹凸歯が突設され、前記凹凸歯と前記ラチエット装置の片刃との噛み合いにより、周方向の回転方向を一方向に規制するように構成したことを特徴とする捻れ防止装置。
2. 請求項１記載の捻れ防止装置において、
   前記固定胴部に、前記電線の撚り方向と逆方向に回転する前記ラチエット装置を有する前記回転把持部を装着し、
   前記重錘の回転方向が電線の撚り方向と逆方向にのみ回転するように構成したことを特徴とする捻れ防止装置。
3. 請求項１に記載の捻れ防止装置において、
   一対の互いに逆方向に回転する前記ラチエット装置の回転把持部を、前記固定胴部に並置して装着してなることを特徴とする捻れ防止装置。
4. 電線把持部の下方に重錘を固着してなる難着雪捻れ防止装置を、送電線路の径間内に複数個数取り付けて、着雪及びギャロッピング振動を防止する方法であって、
   前記難着雪捻れ防止装置の内、少なくとも１個以上は、請求項１〜３いずれかに記載の捻れ防止装置を用いることを特徴とする着雪及びギャロッピング振動防止方法。
5. 電線把持部の下方に重錘を固着してなる難着雪捻れ防止装置を、送電線路の径間内に複数個数取り付けて、着雪及びギャロッピング振動を防止する方法であって、
   前記難着雪捻れ防止装置として、少なくとも２個以上は、請求項１または２に記載の捻れ防止装置を用い、
   相隣れる前記捻れ防止装置の回転把持部は、互いに逆方向に回転する前記ラチエット装置を有して、相互に逆方向に回転可能なように構成して取付けることを特徴とする着雪及びギャロッピング振動防止方法。

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