JPH0439817A - 架空送電線及びその架線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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イプルノイズ（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発生す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１５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■
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１１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、８１０ｍ’ＡＣ８Ｒの外周にスパイ
ラルロッドを２条密着巻した第１５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Ａ
Ｎ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１６図
あるいは第１７図に示すように電線２０の最外層素線２
１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１５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、策１２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１−３
３８８４）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、これに風か吹き付ける際に
生ずる風騒音との関連を考察する。

円柱に風か吹き付けた場合、円柱表面のごく近傍には粘
性の影響が強く、速度の遅い境界層か存在し、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。が発生する。

電線から発生する風音はＦＬに関係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ΔＦＬを
小さくする必要があり、このためには、電線周りの境界
層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か、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１２図に示した低風音電線は、上記のようなメカニズ
ムに関する理論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１０あれば足
り、それによって従来の線径数■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。

し発明が解決しようとする課題］ 上記第１２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１２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か必要であ
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１４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１４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１２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１２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１３図は、そのようなおそれを解消した第１２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１３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か切断さ
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た形状となり、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１３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１２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
を可能に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、 １−≦ｔ≦　４ｍｎ ２０°≦θ≦６０゜ となるように構成すると共に、前記凹溝内に別なスパイ
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≦３ｍ となるように構成したものであり、あるいはその際の凹
溝の底部に溝間隔を支え得る小サイズの素線を介在した
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。

［作用コ 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、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７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５１１Ｉ１１となるように形
成した外径３８．４１すなわち、８１０ｍ＋＋＋’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。

図かられかるように、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１２図の構成に次第に接近す
るということであり、この角度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８図は第７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８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４１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４−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、この範囲においては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９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５　ｍｍとなるように構成し、各
高さｈとＡＮレレベ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９図より明らかなように、高さｈが３ｍ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３閤に上限のあることかわかる。下限については１ｍ
ｍ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２■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３謳とすることが適当であるということができ
る。

第１０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１５０Ｈ！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４ラルロブ１２条
密着巻の低風音電線との風騒音防止効果においては、は
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２ｍ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２閣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２Ｏ２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ｔｌ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、 １＋ａｍ≦ｔ≦　４ｍｍ ２０°≦θ≦６０′ ２Ｗ≦ｈ≦　３■ なる条件を満足する必要のあることがわかる。

第１１図は８１０■２相当の本発明に係る第２図の実施
例に示すθ＝４３°　ｈ＝２．５ｍの電線と同しく第６
図の実施例に示すθ＝５０゜ｈ＝２．３ｍｍの電線なら
びに８１０−’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、
表面電位の傾きと略画における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３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、あるいは第５図に
示すように断面扇形のスパイラルロッドを凹溝内に挿入
したものなど、適宜設計変更か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、あるいは断面円
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、この凹溝の形成には上記した介在素線２あるいは
２′を使用せず、第５図に示す上うに表面が電線の外周
面と同じ面５ａを有しそれよりも段差を有して低く形成
された段差面５ｂを有する表面段差素線５，５の低い段
差面の側面５Ｃ相互を突き合せ、それによって凹溝を形
成してもよい。

また、凹溝内のスパイラルロッドを第６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く
、この場合においてス、（イラルロットの断面形状は断
ｉ円形に限られず、第１３図との考察対比からして断面
非円形であってもよいのである。

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
ことがなく、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７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、９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てあり
、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６図は本発明に係
る５様の実施例を示す説明断面図、第７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８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９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１０
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１１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１２及び１３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１４図は第１２
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１５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１
６及び１７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　スパイラルロット、 ５、表面段差素線、 ６　表面テーパー素線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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. （２）凹溝の底部に断面円形又は断面非円形よりなる小
   サイズの素線を介在配置し、当該小サイズ素線により凹
   溝深さを定めると共に凹溝の間隔を支え得るように構成
   してなる請求項１記載の架空送電線。
3. （３）凹溝を形成する位置の２本の素線の外周側となる
   面に高低段差面を形成し低い段差面の側面相互を突き合
   せるように撚合せることにより凹溝を形成してなる請求
   項１記載の架空送電線。
4. （４）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別な素線を収
   容させる架空送電線の架線方法。