JP5415829B2 - 架空線用難着雪保護管 - Google Patents

Description

本発明は、架空線への雪の付着を軽減することができる架空線用難着雪保護管に関するものである。

降雪地域では、例えば鉄塔あるいはコンクリート柱などに電線（裸電線、被覆電線）を布設して電力を空中搬送する架空送電線、架空配電線などの架空線への着雪を防止するために、電線カバーや電線プロテクターなどの難着雪保護管を架空線の外周に装着することが行われている。

この種の従来の難着雪保護管の一例としては、例えば流線型筒状の電線カバーがある（例えば、特許文献１参照）。この電線カバーは、電線を中心として回転する大径部と、先端が尖って開閉可能に形成された鋭角部とからなり、その鋭角部を開いて電線の外周に覆い被せるように構成されている。この従来の電線カバーは、風力により回転することで電線が受ける風圧荷重を低減させるものである。

従来の難着雪保護管の他の一例としては、例えば筒状網体からなる架空線用プロテクターがある（例えば、特許文献２参照）。この架空線用プロテクターは、筒状網体の軸線方向に沿って開閉可能に内側に屈曲形成された一対の屈曲片を有しており、その一対の屈曲片を開いて電線の外周に覆い被せるように構成されている。この従来の架空線用プロテクターは、架空線に対する装着性や装着維持性を向上させるものである。

従来の難着雪保護管の更に他の一例としては、例えば管状胴部の軸線方向の外周に沿って複数の突片状の羽根を突設した送電線用雪落し装置がある（例えば、特許文献３参照）。この送電線用雪落し装置は、管状胴部の軸線方向に沿って形成された切り離れ部を有しており、その切り離れ部を開いて送電線の外周に覆い被せるように構成されている。この従来の送電線用雪落し装置は、突片状の羽根が風力を受けて管状胴部を回転させることで送電線上に雪が着雪することを防止するものである。

従来の難着雪保護管の更に他の一例としては、例えば半円弧断面を有する第１及び第２の割り部材を互いに結合した円筒状の電線保護管がある（例えば、特許文献４参照）。この電線保護管は、第１の割り部材と第２の割り部材とによって電線の外周を覆った後、第１の割り部材の半円弧状端面と第２の割り部材の半円弧状端面とにわたり２つ割り部材からなる円弧状板片をねじ締め固定する構成となっている。この従来の電線保護管は、電線に対する装着作業性を向上させるものである。

特開２００４−２０６９８２号公報 特開２００６−６０８８４号公報 実開平６−４８３３７号公報 実用新案登録第３１１８１５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の流線型筒状の電線カバーは、無風状態の時には、電線カバーの自重により鋭角部が常に地面の方向を向いた姿勢を維持している。このため丸みのある筒状の大径部から雪がずり落ちにくくなり、大径部に付着した雪を効率よく除去して積雪を防止する難着雪効果を十分に発揮することは困難であるという問題点があった。また、流線型形状（鋭角部）を有する構造であることから、強風時に架空線が上下にギャロッピングを引き起こすおそれがあり、十分な低風圧効果が得られないという問題点があった。

一方、上記特許文献２に記載された従来の架空線用プロテクターは、雪の付着を促進させ寒暖の差により雪が溶けて氷塊となり、その氷塊が円筒状網体の網目に喰い込んだ状態で生成される。この構成によれば、氷塊が氷結付着しやすいので、雪の付着を促進させてしまうという問題点があった。

また、上記特許文献３に記載された従来の送電線用雪落し装置は、降雪時に突片状の羽根と管状胴部の周面との間に形成された角隅部に雪が付着して溜まりやすい。この構成によると、羽根が風力を受けて管状胴部を回転させただけでは着雪した雪を振り落とすことは困難となり、羽根とその周辺部への積雪を助長させてしまうという問題点があった。

また更に、上記特許文献４に記載された従来の電線保護管は、上記特許文献１と同様に、丸みのある筒状で、かつその全体が円弧状の形状であることから、その円弧状の上側表面に付着した雪が円弧状に沿って成長しながら次第に下側に回りこんでなかなか落雪せずに残留したままの状態となる。場合によっては、人家や建造物などに被害をもたらすことになる。この構成によれば、大きな雪の塊または氷塊に成長する前に落雪を促進させることは困難であるという問題点があった。

本発明の目的は、簡単な形状及び構造で、架空線（架空送電線、架空配電線）への雪の付着を軽減することを可能とした架空線用難着雪保護管を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、架空線の外周に回転自在に装着される所定の長さの筒状部材と、前記筒状部材の表面に形成された撥水層とを備え、前記筒状部材の内径は、前記架空線の外径よりも大きく形成し、前記筒状部材が雪の自重で回転するように前記架空線の外周と接していることを特徴とする架空線用難着雪保護管を提供する。上記架空線用難着雪保護管において、筒状部材は、正六角形の外周形状を有しており、その正六角形の頂点は、尖った角部を有しているほうが好ましい。また、上記筒状部材は、一対の半割り部材からなることが好ましい。

本発明によれば、表面に撥水層が形成された筒状部材上に雪が降り付着すると、筒状部材が架空線外周と接しているその接点を中心に回転モーメントのアンバランスが筒状部材に生じて、雪の自重で筒状部材が回転する。これにより、筒状部材上に着雪した雪を大きい塊に成長させることなく自然落下させることができ、架空線への着雪量の軽減が可能な架空線用難着雪保護管を提供できる。

（ａ）は本発明に係る好適な実施の形態である架空線用難着雪保護管を模式的に示す分解斜視図、（ｂ）は架空線用難着雪保護管の組み立て状態を模式的に示す斜視図である。 （ａ）は本発明の架空線用難着雪保護管を一部省略して模式的に示す側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線矢視断面図である。 （ａ）は本発明の架空線用難着雪保護管が架空線上に静止した状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は架空線用難着雪保護管の回転状態を模式的に示す断面図である。 本発明の架空線用難着雪保護管を架空線に装着した一例を模式的に示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の架空線用難着雪保護管の動作を説明するための断面図であり、（ａ）は着雪初期の架空線用難着雪保護管の静止状態を模式的に示す断面図、（ｂ）は架空線用難着雪保護管に雪が着雪した状態を模式的に示す断面図、（ｃ）は架空線用難着雪保護管の回転動作を模式的に示す断面図、（ｄ）は架空線用難着雪保護管に付着した雪（着雪）が落下した状態を模式的に示す断面図である。 各種の外周形状を有する架空線用難着雪保護管の着雪風洞実験の結果を示す棒グラフである。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

図１〜図５において、全体を示す符号１は、架空線用の難着雪保護管の一構成例を模式的に示している。図示例による難着雪保護管１は、筒状部材１２とその筒状部材１２の全表面に形成された撥水層５とからなる。筒状部材１２は、第１の半割り部材１０及び第２の半割り部材１０からなる二分割筒状構造とされ、内部が円形状に形成されている。また筒状部材１２の内径は、架空線２の外径よりも大きく形成され、その筒状部材１２が雪１５の自重により回転するように架空線２の外周と接している。

筒状部材１２の材質としては、特に限定されるものではないが、耐候性や軽量化などの観点から、例えばポリカーボネイト樹脂、ＦＲＰ樹脂（繊維強化プラスチック樹脂）などを使用することが望ましい。筒状部材１２の他の材質としては、例えばアルミニウム、鋼などの金属が挙げられる。

図示例による一対の半割り部材１０，１０は同一構造からなる。このため、この実施の形態では一方の半割り部材１０のみを説明する。なお、他方の半割り部材１０に関しては、一方の半割り部材１０と実質的に同一部材には同一の部材名と符号を付している。

筒状部材１２の全表面には、撥水層５を形成する。撥水層５の形成は、例えば撥水性塗料の塗布、撥水性布帛の貼り付け、又は撥水性樹脂であるフッ素樹脂板の貼り付けなどが挙げられる。筒状部材１２の全表面に撥水添加材としてのフッ素樹脂を含有する撥水性塗料の薄膜を形成してもよい。その撥水層５の厚さは、０．０１〜１ｍｍであることが好ましい。撥水性塗料の材料がフッ素系、あるいはシリコン系塗料である場合の厚さは、０．０１〜０．１ｍｍ程度であることが好ましく、撥水性布帛の材料がポリエチレン樹脂の編み物である場合の厚さは、１ｍｍ程度であることが好ましく、また撥水性樹脂の材料がフッ素系樹脂である場合の厚さは、１ｍｍ程度であることが好ましい。全表面に撥水層５をもつ筒状部材１２の撥水性により回転が付与されれば、簡単に滑雪しやすくなり、雪１５の自重により着雪した雪を自然落下させ易くなる。

この実施の形態の主要な特徴部とするところは、架空線２に大量の雪１５を付着させないように、雪１５の自重で難着雪保護管１に周方向の力を付与させることで、難着雪保護管１が架空線２の外周を回転することにある。即ち、筒状部材１２の内面が架空線２の外周と接する接点の左右において、撥水層５で滑り易い構造となっているのでその左右の雪の付着量が偏り、バランスが崩れてアンバランスとなる。そして、雪の付着量の多い方向に回転する回転モーメントが働いて周方向に筒状部材１２が回転する。

半割り部材１０の外面形状は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、正六角形の対向する頂点を結ぶ直線に沿って二分割された正六角形の半分の台形状に形成されるとともに、半割り部材１０の内面は半円弧状に形成されている。この半割り部材１０の軸線方向に沿って形成された一対の開口端部のそれぞれが相手方の半割り部材１０の一対の開口端部と接合する接合面１１，１１とされている。これらの半割り部材１０，１０同士を互い接合することで正六角形の外面形状を有する筒状部材１２が得られる。

半割り部材１０の軸線方向両端部は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部に突出しない凹状に形成された一対の取付座１４，１４を有している。それらの取付座１４の支持面には取付ボルト３の取付孔が穿設されている。一対の半割り部材１０，１０で架空線２の外周を覆った後、一対の半割り部材１０，１０の取付座１４，１４を互いに接合して取付孔を介して取付ボルト３により締付固定することで、図３（ａ）〜図４に示すように架空線２の外周に装着される。なお、取付座１４を形成することなく、ボルト取付孔だけを半割り部材１０の軸線方向両端部に形成することで、一対の半割り部材１０，１０を互いに接合して取付孔を介して取付ボルト３により締付固定してもよい。

筒状部材１２の内径は、図３（ａ）〜図４に示すように、架空線２の外径よりも大きく設定されている。筒状部材１２の内面は架空線２を通した状態で架空線２の外面の一部と常に接触した状態に維持される。架空線２の外周に装着した筒状部材１２の内面と架空線２との間には空隙４が生じており、筒状部材１２を架空線２の外周に自由回転させることが可能である。

以下の表１に、この実施の形態に係る難着雪保護管１及び裸電線からなる架空線２の寸法の一例をまとめて表す。この表１において、空隙とは難着雪保護管１と架空線２との間の円周方向の間隔をいう。その難着雪保護管１を構成する全表面に撥水層５を設けた筒状部材１２の厚肉部とは正六角形の頂点部分の最大寸法であり、薄肉部とは正六角形の対辺部分の最小寸法である。なお、撥水層５の厚さは、全て１ｍｍであり、その材質は超撥水加工を施したポリエステル樹脂の撥水布からなり、その撥水布はアクリル系樹脂の両面テープの片面に接着され、筒状部材がそのテープの他面に接着される。また、正六角形の頂点は尖った角部１３を有している。

難着雪保護管１の長さ、内径、肉厚、配置個数、設置位置や架空線２との間の空隙間隔などは、特に限定されるものではなく、架空線２の外径や長さに応じて適宜に設定すればよい。難着雪保護管１における取付ボルト３の締付位置や配置個数にあっても、架空線２の外径や長さに応じて適宜に設定することができる。

以上のように構成された難着雪保護管１は、図５（ａ）に示すように、着雪の初期においては筒状部材１２の回転範囲の任意の位置で静止している。筒状部材１２の内面が架空線２の外周と接する接点の左右において雪の付着量が偏ると、筒状部材１２のバランスが崩れてアンバランスとなり、雪１５の付着量が多い右方向に回転する回転モーメントが働く。すると、筒状部材１２は、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、架空線２の外周を中心として回転する。そして、筒状部材１２に付着した雪１５は、図５（ｄ）に示すように、筒状部材１２から地面へ向けて自然に滑り落ち、筒状部材１２が静止する。

図示例による取付ボルト３は、筒状部材１２自体の重量に比べると、数グラム程度の極めて小型・軽量な取付ボルト（例えば、Ｍ３ボルト）が使用される。この取付ボルト３は、筒状部材１２上に積雪した雪１５の自重により生じる架空線回りの回転モーメントよりも小さい架空線回りの回転モーメントを発生させる重量を有するので、筒状部材１２の回転や静止を阻害することはない。

図示例にあっては、ボルト取付位置と架空線中心位置との間隔よりも、雪付着位置と架空線中心位置との間隔の方が長くなっている。筒状部材１２の表面に雪が着雪すると、雪１５の自重により生じる架空線回りの回転モーメントが、取付ボルト３の自重により生じる架空線回りの反力の回転モーメントより大きくなる。そのため、雪１５の自重による回転モーメントのアンバランスが筒状部材１２に生じる。これにより、筒状部材１２には雪１５の自重で周方向の力が付与されるので、筒状部材１２を回転させることが可能となり、筒状部材１２の表面には大量の雪が付着しない。

正六角形の頂点は、図１（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、円弧状に面取りを施すことなく尖った角部１３を有している。正六角形の頂点が円弧状を有していると、その頂点は着雪の剥離に有効に機能しない。正六角形の頂点としては着雪の剥離性に優れた鋭利な角部であることが好適である。

以下に、上記実施の形態に係る難着雪保護管１の有効性について更に説明する。

着雪風洞実験において、上記表１におけるＮｏ．１の難着雪保護管１及び架空線２を実施例として用い、難着雪保護管１の外周形状の最適化を検討した。その検討の際に以下の実験パラメータ（イ）〜（ハ）を使用した。
（イ）着雪時の風速 ５ｍ／ｓ （着雪しやすい風速で実施）
（ロ）降雪強度 １０ｍｍ／ｈ （大雪と想定）
（ハ）雪の含水率 ５％前後 （着雪しやすい含水率）

図６に、各種の外周形状を有する難着雪保護管における着雪風洞実験の評価結果をまとめて表す。難着雪保護管への着雪量を難着雪保護管の総表面積に対する雪付着面積比率（％）で評価した。

図６に示す棒グラフから明らかなように、難着雪保護管の総表面積に対する雪付着面積比率が小さいほど、雪が付着し難いということが分かる。難着雪保護管の外周形状としては、難着雪保護管に氷塊を付着させず、回転により滑雪を生じさせるため、着雪の剥離性に優れた六角形が最適であるということが分かった。

（実施の形態の効果）
以上の構成をもつ難着雪保護管１によると、次の効果が得られる。
（１）全表面に撥水層５を形成した筒状部材１２は架空線２の外周と接することで、雪１５の自重による回転モーメントのアンバランスにより架空線２の外周を回転するので、簡単な形状及び構造で、架空線２への着雪量を軽減することが可能である。
（２）筒状部材１２の全表面に設けた撥水層５の撥水効果と相まって、筒状部材１２を架空線２の外周に当接させることにより、雪１５の自重で回転させることで架空線２への雪１５の付着量を軽減することが可能となる。
（３）筒状部材１２が回転することにより雪が大量に付着するのを防止して落雪をスムーズに促進し、落雪を頻繁に繰り返すことで、架空線２（架空線路）への全体的な着雪量の軽減が可能である。
（４）従来の難着雪リングにおいて難着雪効果を発揮できない比較的湿った雪においても、雪１５の自重で筒状部材１２から自然に落雪させることができるので、降雪条件に左右されることなく、架空線２への全体的な着雪量の軽減が可能である。

［他の実施の形態］
上記のように構成された難着雪保護管１は一構成例を例示しており、その形状や構造などは、図示例に限定されるものではない。

（１）難着雪保護管１の他の実施の形態としては、例えば半割り部材１０の取付座１４を一方の半割り部材１０のみに形成し、他方の半割り部材１０に取付ボルト３の取付孔だけを形成した構成であっても、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。
（２）難着雪保護管１の更に他の実施の形態としては、例えば一対の半割り部材１０，１０の軸方向対向面が開閉可能にヒンジ結合され、一方の軸方向対向面が取り外し可能に凹凸嵌合する構成とすることもできる。この構成にあっても、難着雪効果を十分に発揮することができる。
（３）難着雪保護管１の更に他の実施の形態としては、例えば半割り部材１０の接合面１１の軸線方向両端部に、取付孔を有するフランジがそれぞれ形成され、それらフランジが互いに当接するように取付ボルト及びナットで締め付けられることで一対の半割り部材１０，１０を固定する構成としてもよく、難着雪効果を十分に発揮することができる。
（４）難着雪保護管１の更に他の実施の形態としては、筒状部材１２と、筒状部材１２の全表面に形成された撥水層５とから構成したが、難着雪効果および低風圧効果が十分に発揮できれば、筒状部材１２の表面の一部分または部分的に撥水層５を形成しても良い。
（５）難着雪保護管１の更に他の実施の形態としては、例えば筒状部材１２の軸線方向を螺旋状に捻回された形状に形成しても、難着雪効果を十分に発揮することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の難着雪保護管１にあっては、二分割筒状構造からなる全表面に撥水層５を形成した筒状部材１２が雪１５の自重による回転モーメントのアンバランスによって架空線２の外周に自由回転可能に接していることが肝要である。

なお、本発明は、上記実施の形態、及び図示例に限定されるものではなく、それらの実施の形態、及び図示例から当業者が容易に変更可能な技術的範囲をも当然に包含するものである。

１ 難着雪保護管
２ 架空線
３ 取付ボルト
４ 空隙
５ 撥水層
１０ 半割り部材
１１ 接合面
１２ 筒状部材
１３ 角部
１４ 取付座
１５ 雪

Claims (3)

1. 架空線の外周に回転自在に装着される所定の長さの、正六角形の外周形状を有する筒状部材と、前記筒状部材の表面に形成された撥水層とを備え、前記筒状部材の内径は、前記架空線の外径よりも大きく形成し、前記筒状部材が雪の自重で回転するように前記架空線の外周と接していることを特徴とする架空線用難着雪保護管。
2. 前記正六角形の頂点は、尖った角部を有してなることを特徴とする請求項１記載の架空線用難着雪保護管。
3. 前記筒状部材は、一対の半割り部材からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の架空線用難着雪保護管。

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