JPH099473A - 架空裸電線のギャロッピング防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低負荷の架空送電線や架空地線等を問わず、
総ての架空裸電線のギャロッピングを有効に防止する。 【構成】 支持塔間の径間長Ａ−Ｂにおける架空裸電線
Ｗの長さ方向の一部の区間Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ
５の実質的外周面を撥水性表面とさせて架空裸電線Ｗ上
の着氷雪の状態を架空裸電線Ｗの長さ方向について不連
続化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄塔等の支持塔間に
架設されている架空送電線や架空地線等の架空裸電線の
ギャロッピング防止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】支持塔間にわたって空中に架設されてい
る架空送電線や架空地線等の架空裸電線には種々の振動
が発生する。とりわけ、低周波かつ大振幅のギャロッピ
ングは架空裸電線にとって最も苛酷な振動であり、架空
裸電線への氷雪の付着堆積が要因となってもたらされる
ことが多い。

【０００３】従来、このようなギャロッピングの防止対
策として、架空送電線の導体に低キュリー材を装着し
て、ギャロッピングの発生要因である氷雪を架空送電線
上から融解除去せんとする技術が提案されている。上記
低キュリー材は、そのキュリー点以下の温度において磁
化特性を有するＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ合金等の金属材
料からなり、前記キュリー点以下の温度において、架空
送電線に流れる交流電流によって生じる交番磁界により
自己発熱し、この発熱によって架空送電線の表面に付着
堆積している氷雪を融解除去して、ギャロッピングの発
生を防止せんとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記低
キュリー材の自己発熱作用は、周知のように架空送電線
に十分な電流が流れていることを要するものであり、そ
のため夜間などの負荷が小さい場合の架空送電線や線路
に誘導電流しか流れない架空地線においては、低キュリ
ー材の発熱が小さく、十分な発熱量が得られないという
憂慮すべき事態が生じる。したがって冬期における夜間
などの最も着氷雪の発達が懸念されるときの低負荷の架
空送電線や架空地線においては融氷雪効果が期待でき
ず、それ故、このような架空裸電線においてはギャロッ
ピングを防止し得ない恐れが生じる。また、架空裸電線
が送電線である場合に、上記低キュリー材の自己発熱作
用が十分なものであって、効果的に氷雪の融解除去がな
されるときには、上述とは別個の問題として、送電線の
加熱を助長させることになるため、送電中の電力ロス
（損失）を増大させる事態を招くことになる。

【０００５】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、負荷が小さい架空送電線や積極的に電流を流すこと
のない架空地線等を問わず、それらを含めた総ての架空
裸電線についてのギャロッピングの発生を効果的に防止
することのできる新規な架空裸電線のギャロッピング防
止方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、この発明の架空裸電線のギャロッピング防止方法
は、支持塔間に架設されている架空裸電線の長さ方向の
一部区間の実質的外周面を撥水性表面とさせて、架空裸
電線上に付着堆積する着氷雪の状態を該架空裸電線の長
さ方向について不連続化させることを特徴としている。
ここで、上記架空裸電線の実質的外周面の撥水性表面
は、架空裸電線の最外層撚線の外面や、架空裸電線の外
周面を覆った巻付物の表面に施した撥水性被膜として形
成することができ、また該撥水性被膜は、コーティング
被膜やメッキ被膜とすることができる。またさらに、上
記架空裸電線の外周面を覆う巻付物としては、テープや
螺旋状もしくはコイル状線材を採用することができる。
そして、架空裸電線としては、支持塔間に架設されてい
る架空送電線および架空地線の双方を対象とする。

【０００７】

【作用】支持塔間に架設されている架空裸電線上の着氷
雪の状態が架空裸電線の長さ方向について不連続とな
り、したがって架空裸電線の振動特性が不連続となり、
振動モードの発生領域が高風速側にシフトされる。架空
裸電線の実質的外周面の撥水性表面は、水を弾いてこれ
を跳ね除ける。それ故、架空裸電線に降り注ぐ雪は、単
にそれらの表面に衝突または接触するだけで、それらの
表面に付着することがない。したがって、撥水性表面区
間長とされている部分には、負荷が小さい架空送電線や
積極的な電流が流れることのない架空地線等であって
も、氷雪の付着堆積が確実に防止される。また、架空送
電線の加熱を助長させる要素がないので、送電中の電力
損失を増大させることがない。

【０００８】

【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。 Ａ：実施例の構成 この発明においては、支持塔間における架空裸電線の長
さ方向の一部の区間の実質的外周面を撥水性表面とさせ
る。図１は実質的外周面が撥水性表面とされている区間
の実施態様を示すものである。図１において、区間Ａ−
Ｂは支持塔間の架空裸電線Ｗの径間長を示しており、ケ
ースＣ１は、径間長Ａ−Ｂの左側半分（すなわち、０〜
１／２に相当する区間Ｅ１）の架空裸電線Ｗの実質的外
周面を撥水性表面とさせた場合を示している。また、ケ
ースＣ２，Ｃ３は、径間長Ａ−Ｂの中央部の架空裸電線
Ｗの実質的外周面を撥水性表面とさせた場合を示してい
る。すなわち、ケースＣ２では１／４〜３／４に相当す
る中央部の区間Ｅ２の実質的外周面が撥水性表面とさ
れ、ケースＣ３では１／３〜２／３に相当する中央部の
区間Ｅ３の実質的外周面が撥水性表面とされている。さ
らに、ケースＣ４は、実質的外周面が撥水性表面とされ
ている区間を径間長Ａ−Ｂの１／４〜１／２に相当する
中央部の区間Ｅ４と２／４〜４／４に相当する区間Ｅ５
の２区間に分散した場合を示している。

【０００９】ここで、上記撥水性表面の具体例を示せば
次の通りである。先ず、図２（イ）においては、架空裸
電線（架空送電線または架空地線）Ｗの最外層撚線の外
面に撥水性被膜Ｒを施して該架空裸電線Ｗの外周面を撥
水性表面とさせている。また、図２（ロ）においては、
表面に撥水性被膜Ｒが施されているテープＴからなる巻
付物によって架空裸電線Ｗの外周面を覆い、該架空裸電
線Ｗの実質的外周面を撥水性表面とさせており、同様に
図２（ハ）においては、表面に撥水性被膜Ｒが施されて
いる螺旋状線材（プレフォームロッド）Ｈからなる巻付
物によって架空裸電線Ｗの外周面を覆い、該架空裸電線
Ｗの実質的外周面を撥水性表面とさせている。また、図
２（ハ）の螺旋状線材に代えてコイル状線材を用いても
よい。なお、上記撥水性被膜Ｒは、例えばオルガノポリ
シロキサン樹脂系や弗素樹脂系などの撥水性組成物のコ
ーティング被膜や、ニッケル中に弗素樹脂系の高分子微
粒子を分散共析させてなる複合物のメッキ被膜等として
形成することができる。

【００１０】Ｂ：実施例のシミュレーション計算 以下では、上記実質的外周面が撥水性表面とされている
区間の各ケースＣ１〜Ｃ４について、支持塔間における
架空裸電線Ｗの振動特性のシミュレーション計算を行
い、その結果を比較する。ただし、着氷雪の有無、硝子
連の有無等で架空裸電線Ｗの径間長（区間Ａ−Ｂ）が一
様でないことから、径間分割による計算方法に基づいて
振動計算を行う。

【００１１】Ｂ−１：計算アルゴリズム まず、図３に示すフローチャートを参照し、振動計算の
アルゴリズムを説明する。同図において、まずステップ
Ｓ１で架空裸電線Ｗの径間長（区間Ａ−Ｂ）をｎ等分し
た後、ステップＳ２で上下方向、水平方向および回転方
向について各区分の運動方程式を立てる。そして、ステ
ップＳ３において、上記運動方程式を線形化し、ステッ
プＳ４でこれを行列の形に表す。さらに、ステップＳ５
では、運動方程式を解き、固有振動数を算出する。

【００１２】次に、ステップＳ５では、上下方向につい
て１番目の区分に対する各区分の振幅比を算出し、ステ
ップＳ６では、上下方向に対する水平方向および回転方
向の振幅比（ただし、回転方向では回転角の振幅比）お
よび位相差を算出する。そして、ステップＳ７では、架
空裸電線Ｗの径間長（区間Ａ−Ｂ）にわたる１サイクル
の運動エネルギーがゼロになることから、まず１番目の
区分の振幅Ａ₁ を算出する。さらに、ステップＳ８で
は、上記振幅Ａ₁ とステップＳ５で算出した各区分の振
幅比とに基づき、他の区分の振幅Ａ₂ 〜Ａ_n を算出し、
また、ステップＳ６で算出した上下方向に対する水平方
向および回転方向の振幅比および位相差に基づき、各区
分の水平振幅および回転角を算出する。こうして径間長
（区間Ａ−Ｂ）における架空裸電線Ｗの振動特性が得ら
れる。

【００１３】Ｂ−２：計算条件 上記振動特性のシミュレーション計算において、その計
算条件は例えば以下のように設定される。 （１）架空裸電線Ｗ：４１０ｍｍ² （素導体の断面積）
×４（導体数） （２）架空裸電線Ｗの径間長（区間Ａ−Ｂ）：４００ｍ （３）着氷雪の断面形状：図４に示す三日月型着氷雪
（同図（ａ））と翼状の成長型着氷雪（同図（ｂ））の
２例について計算を行う（図中の寸法は１ｍｍを単位と
する）。ただし、撥水性表面とされていない区間にのみ
着氷雪があるものとする。

【００１４】Ｂ−３：計算結果 図５〜図９は、上記計算条件に基づき振動特性のシミュ
レーション計算を行った結果を示すグラフである。図５
は、撥水性表面を全く施していない、いわゆる無対策の
場合を示しており、図６〜図９は、それぞれケースＣ１
〜Ｃ４を示している。なお、ここでは簡単のために上下
方向の振幅の計算結果のみを示している。以下、各々の
計算結果を比較する。

【００１５】まず無対策の場合には、図５に示すよう
に、多数の振動モードが低風速域に発生していることが
分かる。すなわち、三日月型着氷雪の場合（同図（ａ）
参照）、風速１０ｍの近傍で１次の振動モードが現れて
おり、以下、風速約２０ｍで２次モード、風速約３０ｍ
で３次モードが現れている。一方、成長型着氷雪の場合
（同図（ｂ）参照）、さらに低風速域で振動モードが現
れており、風速約８ｍで１次モード、風速約１６ｍで２
次モード、風速約２４ｍで３次モードとなっている。

【００１６】これに対し、ケースＣ１では、図６に示す
ように、振動モードが現れる風速域が高風速側にシフト
している。すなわち、三日月型着氷雪の場合（同図
（ａ）参照）、風速２０ｍの近傍で１次モードが現れて
いる。一方、成長型着氷雪の場合においても（同図
（ｂ）参照）、風速約１５ｍの近傍で１次モードが現れ
ており、無対策の場合よりも明らかに高風速側にシフト
している。

【００１７】また、ケースＣ２では、図７に示すよう
に、三日月型着氷雪の場合（同図（ａ）参照）、風速４
０ｍの近傍で１次モードが現れ、成長型着氷雪の場合
（同図（ｂ）参照）、風速２０ｍを越えたところで１次
モードが現れており、ケースＣ１よりもさらに高風速側
にシフトしている。

【００１８】さらに、ケースＣ３およびケースＣ４にお
いても、それぞれ図８および図９に示すように、ケース
Ｃ２ほどではないが振動モードが発生する風速域は無対
策の場合よりも明らかに高風速側にシフトしている。

【００１９】Ｃ：まとめ このように、径間（区間Ａ−Ｂ）内の架空裸電線Ｗの長
さ方向の一部区間の実質的外周面を撥水性表面とさせて
着氷雪の状態を架空裸電線Ｗの長さ方向について不連続
化させることにより、振動モードの発生領域を十分に高
風速側にシフトさせることができ、低風速域で生じ易い
ギャロッピングを有効に防止することができる。特に、
ケースＣ２の場合のように、径間中央部の区間Ｅ２の実
質的外周面のみを撥水性表面とさせた場合には、振動モ
ードの発生領域を極めて高風速域までシフトさせること
ができ、該撥水性表面の区間が短くてもギャロッピング
を有効に防止することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法に
よれば、支持塔間の架空裸電線上の着氷雪の状態を該架
空裸電線の長さ方向について不連続化させることにより
架空裸電線の振動特性が不連続となり、振動モードの発
生領域が高風速側にシフトされるので、低風速域で生じ
易いギャロッピングを有効に防止することができる。そ
して特に、架空裸電線に自己発熱作用を生じる低キュリ
ー材を装着するものではなく、架空裸電線の長さ方向の
一部区間の実質的外周面を撥水性表面とさせるだけであ
るので、負荷が小さい架空送電線や電流を流すことのな
い架空地線等を問わず、総ての架空裸電線についてのギ
ャロッピングの発生を効果的に防止することができる。
また低キュリー材のような架空送電線の加熱を助長させ
るような要素がないので、送電中の電力損失を増大させ
る事態を招くこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法のために、長さ方向の一部区間
の実質的外周面を撥水性表面とさせた架空裸電線の実施
例を示す模式図である。

【図２】架空裸電線の実質的外周面を撥水性表面とさせ
る具体例を示す部分側面図である。

【図３】振動計算のアルゴリズムを示すフローチャート
である。

【図４】振動計算の計算条件として用いる着氷雪形状の
例を示す断面図であり、（ａ）は三日月型着氷雪を、
（ｂ）は翼状の成長型着氷雪をそれぞれ示している。

【図５】無対策時（この発明を実施しない場合）の計算
結果を示すグラフであり、（ａ）は三日月型着氷雪の場
合を、（ｂ）は翼状の成長型着氷雪の場合をそれぞれ示
している。

【図６】図１におけるケースＣ１の計算結果を示すグラ
フであり、（ａ）は三日月型着氷雪の場合を、（ｂ）は
翼状の成長型着氷雪の場合をそれぞれ示している。

【図７】図１におけるケースＣ２の計算結果を示すグラ
フであり、（ａ）は三日月型着氷雪の場合を、（ｂ）は
翼状の成長型着氷雪の場合をそれぞれ示している。

【図８】図１におけるケースＣ３の計算結果を示すグラ
フであり、（ａ）は三日月型着氷雪の場合を、（ｂ）は
翼状の成長型着氷雪の場合をそれぞれ示している。

【図９】図１におけるケースＣ４の計算結果を示すグラ
フであり、（ａ）は三日月型着氷雪の場合を、（ｂ）は
翼状の成長型着氷雪の場合をそれぞれ示している。

【符号の説明】

Ａ−Ｂ 支持塔間の架空裸電線の径間長 Ｅ１〜Ｅ５ 架空裸電線の実質的外周面が撥水性表面と
された区間 Ｗ 架空裸電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 明夫 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持塔間に架設されている架空裸電線の
   長さ方向の一部区間の実質的外周面を撥水性表面とさせ
   て、架空裸電線上に付着堆積する着氷雪の状態を該架空
   裸電線の長さ方向について不連続化させることを特徴と
   する架空裸電線のギャロッピング防止方法。
2. 【請求項２】 前記撥水性表面が、架空裸電線の最外層
   撚線の外面に施された撥水性被膜である請求項１記載の
   架空裸電線のギャロッピング防止方法。
3. 【請求項３】 前記撥水性表面が、架空裸電線の外周面
   を覆った巻付物の表面に施された撥水性被膜である請求
   項１記載の架空裸電線のギャロッピング防止方法。
4. 【請求項４】 前記撥水性被膜がコーティング被膜であ
   る請求項２または３記載の架空裸電線のギャロッピング
   防止方法。
5. 【請求項５】 前記撥水性被膜がメッキ被膜である請求
   項２または３記載の架空裸電線のギャロッピング防止方
   法。
6. 【請求項６】 前記架空裸電線の外周面を覆った巻付物
   がテープである請求項３記載の架空裸電線のギャロッピ
   ング防止方法。
7. 【請求項７】 前記架空裸電線の外周面を覆った巻付物
   が螺旋状もしくはコイル状線材である請求項３記載の架
   空裸電線のギャロッピング防止方法。
8. 【請求項８】 前記架空裸電線が架空送電線である請求
   項１，２，３，４，５，６または７記載の架空裸電線の
   ギャロッピング防止方法。
9. 【請求項９】 前記架空裸電線が架空地線である請求項
   １，２，３，４，５，６または７記載の架空裸電線のギ
   ャロッピング防止方法。