JPH06178427A - せせらぎ風音防止型電線及び電線のせせらぎ風音防止方法 - Google Patents

せせらぎ風音防止型電線及び電線のせせらぎ風音防止方法

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JPH06178427A
JPH06178427A JP4323266A JP32326692A JPH06178427A JP H06178427 A JPH06178427 A JP H06178427A JP 4323266 A JP4323266 A JP 4323266A JP 32326692 A JP32326692 A JP 32326692A JP H06178427 A JPH06178427 A JP H06178427A
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JP
Japan
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electric wire
wind
outer diameter
wind noise
noise
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JP4323266A
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Kiyoshi Shimojima
清志 下嶋
Katsuyoshi Kumofuji
勝義 雲藤
Hiroshi Kubokawa
弘 窪川
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 架空地線や架空送電線等の電線にせせらぎ風
音が発生するのを防止する。 【構成】 多数の素線を撚合わせてなるACSR等の電
線の外径をDとし、その最外層素線の外径をdとする
と、d=3.8〜5.0mmのときにd/D≦1/10
を満足する構成の電線の外周に、外径4mm以上のスパ
イラルロッドの3本をそれぞれ電線の円周方向に等間隔
で且つ電線の長手方向に350〜1000mmのピッチ
で巻き付けることによって、特定風速域において150
0Hzの周波数付近でピークを有するせせらぎ風音が電
線表面から発生するのを防止することを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の素線を撚合わせ
てなると共に特定の構成をもった電線表面から発生する
せせらぎ風音を防止できるようにした構造のせせらぎ風
音防止型電線及び電線のせせらぎ風音防止方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】送電設備周辺地域の市街地化、これに伴
う電力設備への社会要請の多様化、複雑化など送電線路
を取り巻く環境はますますきびしくなっている。
【0003】従来、送電線路の通過地などの権利確保が
主であった地域対応も、最近では周囲環境との調和が要
請されている。これらのうち電線にかかわるものとし
て、景観との調和などの問題の他に、風音やAN(オー
ディブルノイズ)の問題がある。
【0004】ここで、図6は電線(例えばACSR11
60mm2 )に、風速10、15、20m/sの風が吹
き付けたときに発生する風音の1/3オクターブ中心周
波数(Hz)と音圧レベル(dB)との関係を示す図で
あり、横軸が1/3オクターブ中心周波数を示し、縦軸
が音圧レベルを示している。同図より電線風音は50〜
100Hzにピーク(卓越周波数)を有し、風速Vの変
化に対して連続的に発生する圧力騒音であることが示さ
れている。
【0005】そこでこの風音を防止するために電線の外
周に巻き付けて使用される最適な素線径、ピッチを有す
るスパイラルロッドが開発されている。
【0006】図7はスパイラルロッドを巻き付けること
によって風音防止対策を施した電線の断面図である。複
数の亜鉛メッキ鋼線8aの最外周にアルミ線8bを撚合
わせた電線8に、2本のスパイラルロッド9、10が対
向してらせん状に巻き付けられている。
【0007】図8は図7に示すようにスパイラルロッド
が巻き付けられた電線に、風速Vが10m/sの風が吹
き付けたときに発生する風音の音圧レベルと1/3オク
ターブ中心周波数との関係を示す図であり、横軸が1/
3オクターブ中心周波数(Hz)を示し、縦軸が音圧レ
ベル(dB)を示す(実線がスパイラルロッド無し、破
線がスパイラルロッド有りをそれぞれ示す)。同図より
50〜100Hz近傍の風音が低減しているのがわか
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、送電
電力の大容量化が進む中で、ACSR(鋼心アルミ撚
線)1160、1520mm2 等の大サイズの電線が用
いられるようになってきている。このような大サイズ電
線を用いた場合の風速による影響を注意深く観測したと
ころ、その中には上述した風音の他に、特定の限定風速
域(7〜13m/s)において図6にみられるように1
KHz以上の高周波騒音(せせらぎ風音)の発生する現
象が見い出された。このような現象はこれまでに捉えら
れたことがなかったものである。しかも、このせせらぎ
風音については、従来と同じように電線の外周にスパイ
ラルロッドを巻き付けても、その発生を防止することが
できないということがその後の研究により明らかとなっ
た。
【0009】図9はせせらぎ風音の発生状況を詳細にみ
たものであり、1〜1.8KHzの周波数の風音が電線
から発生するときの風速Vと音圧レベルとの関係を示し
ている。横軸は風速V(m/s)を示し、縦軸は音圧レ
ベル(dB)を示している。電線には大サイズのものと
して実用されているACSR1520(断面積サイズ1
520mm2 )及びACSR1160(断面積サイズ1
160mm2 )の2種類を用いた。
【0010】同図より、せせらぎ風音は風速Vが7〜1
3m/sのきわめて限定された領域においてのみ発生す
ることが分かる。
【0011】図10はこのせせらぎ風音発生のメカニズ
ムを説明するものであり、(a)は複数の素線を撚り合
せた電線(説明を簡単にするため最外層の素線1のみ示
す)に風が当ったときの状況を示し、(b)はその素線
部分の拡大図を示し、(c)はエッジトーンの模式図を
示している。
【0012】すなわち、同図(a)に示すように複数の
素線1を撚り合せた電線2に、電線2の中心軸と垂直な
方向に速度vの風が吹き付けると、電線2の下流側(図
の右側)に渦3が発生するが(a)、この電線2の素線
1の表面付近にも素線1の凹凸により小さな渦4が発生
する(b)。このとき素線1間のくぼみが一種の空孔と
して機能し、素線1で剥離形成された小さな渦4がこの
空孔で共鳴を起こす一種のエッジトーンであることが研
究の結果明らかとなった(c)。また、このエッジトー
ンはパイプオルガン等の菅楽器と同様な発音機構であ
り、エッジ5で発生する渦6の振動数と溝部7の固有振
動数とが一致して共鳴することにより発音する機構であ
ることも研究の結果明らかとなった。
【0013】このせせらぎ風音の発生を防止するためス
パイラルロッドの外径や本数を変えることを試みた。
【0014】図11は従来実用化されているところの電
線の外周に1本又は2本のスパイラルロッドを巻き付け
た場合におけるスパイラルロッドの外径と風音の低減効
果との関係を示す図であり、横軸がスパイラルロッド径
(mm)を示し、縦軸が風音の低減効果(dB)を示し
ている。尚、風音の低減効果はスパイラルロッド径d0
が4mmのときの風音の音圧の値と、スパイラルロッド
径d0 を変化させたときに得られた風音の音圧の値との
比較をもって示すようにしている。
【0015】同図から明らかなようにこのせせらぎ風音
はスパイラルロッド(10)の数を1本又は2本にして
も、スパイラルロッドの径を増加させてもほとんど低減
しない。
【0016】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、架空地線や架空送電線等の電線において特定風速域
にせせらぎ風音が発生するのを防止することを可能にし
たせせらぎ風音防止型電線及び電線のせせらぎ風音の防
止方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、多数の素線を撚合わせてなる電線の外径を
Dとし、その最外層素線の外径をdとすると、d=3.
8〜5.0mmのときにd/D≦1/10を満足する構
成の電線の外周に、外径4mm以上のスパイラルロッド
の3本をそれぞれ電線の円周方向に等間隔で且つ電線の
長手方向に350〜1000mmのピッチで巻き付ける
ことによって、1500Hzの周波数付近でピークを有
するせせらぎ風音が電線表面から発生するのを防止する
ようにしたものである。
【0018】
【作用】せせらぎ風音は電線のサイズ、表面粗度に関係
するということから、これを表わす指標としては電線の
外径Dとその最外層素線の外径dとの比d/Dを横軸に
とり、風音V=10m/sの下で電線表面から発生する
風音の音圧レベル(dB)を縦軸にとって実験を行う
と、図2に示すとおりである。同図により、d/D≦1
/10のときに35dB以上の音圧レベル(せせらぎと
して感じられる状態)のせせらぎ風音が電線表面から発
生することが分かる。また、同図において810m
2 、1160mm2 ,1520mm2 とあるのは既存
のサイズの電線をそのまま用い、他はそれらのサイズに
準じて実験用に作成したサイズの電線を用いたものであ
る。ここで、ACSRなどの電線においては、撚線を構
成する素線の外径は、撚線機をもって強制的に撚合わせ
を行う関係から機械的強度等を考慮して通常3.8〜
5.0mmの一様な範囲に定められることから、d/D
≦1/10の電線といえば略1000mm2 以上のサイ
ズの電線となる。現在用いられている810mm2 サイ
ズの電線においては、せせらぎ風音は発生しない。した
がってこれらの意味から本発明においては、電線のサイ
ズとしては断面積が略1000mm2 以上のサイズの電
線が工業的に採用される可能性の高い現実的な範囲とし
て対象とされる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0020】図1は本発明せせらぎ風音防止型電線及び
電線のせせらぎ風音防止方法の一実施例の断面図であ
る。
【0021】同図に示すように、7本の亜鉛メッキ鋼線
20の周囲に12本の最外層素線としてのアルミ線21
が撚り合わされて形成された電線としてのACSR22
の周囲に、3本のスパイラルロッド23が略等間隔(周
方向の角度約120°間隔)に(紙面に垂直な方向に)
同ピッチで螺旋状に巻き付けられている。
【0022】本願はこの3本のスパイラルロッド23を
略等間隔にACSR22の周囲に巻き付けることにより
「せせらぎ風音」の発生を防止するものである。すなわ
ち、このようにすることにより、風速7〜35m/s程
度の風が電線に当ってその表面から剥離する場合、素線
のところで剥離形成された渦の振動数と素線間のくぼみ
で形成された空孔の固有振動数との間において共鳴が生
じるのが防止され、その結果せせらぎ風音の発生が防止
されるものと思われる。尚、図では亜鉛メッキ鋼線20
の数が7本でアルミ線21の数が12本であるが、これ
に限定されるものではない。
【0023】ACSR22の外径Dと、ACSR22の
最外層のアルミ線21の外径dとの関係は数1を満足す
るように設定されている。
【0024】
【数1】d/D≦1/10 この数1は、以下の実験例1により求められたものであ
る。
【0025】実験例1 サイズ1160mm2 、1520mm2 のACSR22
の外周にそれぞれ3本のスパイラルロッド23をらせん
状に巻付けて風洞(図示せず)の吹き出し口に配置し、
その下流にマイクロフォン(図示せず)を配置し、風速
Vが10m/sの風を吹き付け、ACSR22の外径D
とACSR22のアルミ線21の外径dとの比d/Dを
1/14から1/4まで変えていき、マイクロフォンに
かかる音圧の大きさを測定した。
【0026】その結果は、すでに述べた図2に示される
とおりである。
【0027】また、本発明においては最適なスパイラル
ロッド23の径を求めるため以下に示すような実験を行
った。
【0028】実験例2 実験例1と同様、サイズ1160mm2 、1520mm
2 のACSR22の外周にそれぞれ外径d0 の3本のス
パイラルロッド23をらせん状に巻付けて風洞の吹き出
し口に配置し、その下流にマイクロフォンを配置し、風
速10m/sの風を吹き付け、スパイラルロッド23に
外径d0 が2mmから8mmまで1mmずつ変えたもの
を用い、マイクロフォンにかかる音圧の大きさを測定し
その低減効果を求めた。
【0029】図3は図1に示したスパイラルロッドの径
と風音の低減効果との関係を示す図であり、横軸がスパ
イラルロッドの径d0 (mm)を示し、縦軸が風音の低
減効果(dB)を示している。尚、風音の低減効果はス
パイラルロッド径d0 が2mmのときの風音の音圧の値
を基準として、スパイラルロッド径d0 を変化させたと
きに得られた風音の音圧の値を示している。
【0030】同図によれば、スパイラルロッド23の径
が4mm以上のときに有効であることがわかる。尚、こ
のときの有効スパイラルロッド23の径d0 は、電線の
外径例えばACSR22の径Dとの比でみると、d0
Dは1/13.2となっている。
【0031】また、スパイラルロッド23の巻き付けピ
ッチを求めるため以下に示す実験を行った。
【0032】実験例3 実験例1、2と同様、サイズ1160mm2 、1520
mm2 のACSR22の外周にそれぞれ外径d0 の3本
のスパイラルロッド23をらせん状に巻付けて風洞の吹
き出し口に配置し、その下流にマイクロフォンを配置
し、風速Vが10m/sの風を吹き付け、スパイラルロ
ッド23のピッチを200mmから1200mmまで1
00mmずつ変えていき、マイクロフォンにかかる音圧
の大きさを測定した。
【0033】図4は図1に示したスパイラルロッドのピ
ッチと風音の低減効果との関係を示す図であり、横軸が
ピッチ(mm)を示し、縦軸が風音の低減効果(dB)
を示している。尚、風音の低減効果はピッチが200m
mのときの風音の音圧の値を基準として、ピッチを変化
させたときに得られた風音の音圧の値を示している。
【0034】同図よりスパイラルロッド23のピッチが
350〜1000mmのときに有効であることが分か
る。
【0035】ここで、従来の風音防止用スパイラルロッ
ドのサイズは電気的機械的強度、風荷重増加、経済性等
から総合的に検討して定められ、その結果我国において
統一されている仕様が表1に示されるとおりである。
【0036】
【表1】
【0037】同表には風荷重の増加と略等価な投影面積
の増加(計算値)が併記してあるが、現行の鉄塔強度は
この値を基準にして計算される。従って3本巻付けスパ
イラルロッドを用いることでこの程度の投影面積の増加
ですめば経済的であるといえる。
【0038】ACSR22のサイズが1160、152
0mm2 の場合について、スパイラルロッド23を3本
巻付けたときに同一投影面積となる素線径を求めたもの
を図5に示す。
【0039】図5はスパイラルロッド径d0 と投影面積
増加率との関係を示す図であり、横軸がスパイラルロッ
ド径d0 を示し、縦軸が投影面積増加率を示す。
【0040】同図より、サイズが1160mm2 のAC
SRに対するスパイラルロッド径d0 は5.7mmとな
り、サイズが1520mm2 のACSRに対するスパイ
ラルロッド径d0 は6.1mmとなる。
【0041】しかもせせらぎ風音対策としては図3より
スパイラルロッド径d0 が4mm以上が有効であるの
で、サイズが1160mm2 及び1520mm2 のAC
SRに対してスパイラルロッド径d0 はそれぞれ5.5
〜6.0mm、6.0〜6.5mmが最も経済的であ
る。
【0042】尚、投影面積上はスパイラルロッド径d0
は5.7、6.1mmであるので、6.0、6.5mm
はそれより大きくなるが、これは突起を設けることによ
る乱流促進効果により投影面積が若干大きくなっても抗
力は小さくなることの効果を期待したものである。
【0043】以上において、本実施例によれば、断面積
が略1000mm2 以上の大サイズのACSR22の外
径をDとし、ACSR22のアルミ線21の外径をdと
したときd/D≦1/10を満足させると共に有効径4
mm以上の3本のスパイラルロッド23をそれぞれAC
SR22の外周に350〜1000mmピッチで巻き付
けたものであり、これによりかかるサイズのACSR2
2から周波数が1500Hzの周波数近傍にピークを有
するせせらぎ風音が発生するのを防止できることが確認
された。
【0044】尚、本実施例ではACSRを対象としてい
るが、ACSR以外大サイズの架空送電線や架空地線に
適用してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0046】(1) せせらぎ風音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した電線の一実施例を示す断面図
である。
【図2】図1に示した電線の外径Dとその最外層素線の
外径dとの比d/Dと、音圧レベルとの関係を示す図で
ある。
【図3】図1に示した電線におけるスパイラルロッドの
径と風音の低減効果との関係を示す図である。
【図4】図1に示した電線におけるスパイラルロッドの
ピッチと風音の低減効果との関係を示す図である。
【図5】スパイラルロッド径と投影面積増加率との関係
を示す図である。
【図6】電線に10、15、20m/sの風が吹き付け
たときの1/3オクターブ中心周波数と音圧レベルとの
関係を示す図である。
【図7】従来の風音対策を施した電線の断面図である。
【図8】図7に示した電線に、風速Vが10m/sの風
が吹き付けたときに発生する音圧レベルと1/3オクタ
ーブ中心周波数との関係を示す図である。
【図9】電線から発生する風音の周波数が1〜1.8K
Hzのときの風速Vと音圧レベルとの関係を示す図であ
る。
【図10】せせらぎ風音発生のメカニズムを説明するた
めの説明図であり、(a)は複数の素線を撚り合せた電
線に風が当ったときの状況を示し、(b)はその素線部
分の拡大図を示し、(c)はエッジトーンの模式図を示
している。
【図11】スパイラルロッドを2本巻き付けた場合にお
けるスパイラルロッドの外径と風音の低減効果との関係
を示す図である。
【符号の説明】
20 亜鉛メッキ鋼線 21 アルミ線 22 ACSR 23 スパイラルロッド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の素線を撚合わせてなる電線の外径
    をDとし、その最外層素線の外径をdとすると、d=
    3.8〜5.0mmのときにd/D≦1/10を満足す
    る構成の電線の外周に、外径4mm以上のスパイラルロ
    ッドの3本をそれぞれ電線の円周方向に等間隔で且つ電
    線の長手方向に350〜1000mmのピッチで巻き付
    けてなることを特徴とするせせらぎ風音防止型電線。
  2. 【請求項2】 電線の断面積が略1000mm2 以上の
    大サイズであることを特徴とする請求項1に記載のせせ
    らぎ風音防止型電線。
  3. 【請求項3】 多数の素線を撚合わせてなる電線の外径
    をDとし、その最外層素線の外径をdとすると、d=
    3.8〜5.0mmのときにd/D≦1/10を満足す
    る構成の電線の外周に、外径4mm以上のスパイラルロ
    ッドの3本をそれぞれ電線の円周方向に等間隔で且つ電
    線の長手方向に350〜1000mmのピッチで巻き付
    けることによって、1500Hzの周波数付近でピーク
    を有するせせらぎ風音が電線表面から発生するのを防止
    することを特徴とする電線のせせらぎ風音防止方法。
  4. 【請求項4】 電線の断面積が略1000mm2 以上の
    大サイズであることを特徴とする請求項3に記載のせせ
    らぎ風音防止方法。
JP4323266A 1992-12-02 1992-12-02 せせらぎ風音防止型電線及び電線のせせらぎ風音防止方法 Pending JPH06178427A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011059064A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Cti Science System Co Ltd 超低周波音測定による構造体の状況評価方法

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