WO1999017306A1

WO1999017306A1 - Fil aerien

Info

Publication number: WO1999017306A1
Application number: PCT/JP1998/004153
Authority: WO
Inventors: Takeo Munakata; Naoshi Kikuchi; Takashi Shinohara; Hideo Banse; Takao Kaneko; Hiroji Akasaka; Yukikatsu Aida; Naoyoshi Shimokura; Yuji Ishikubo; Tetsuya Okada; Tamezo Suzuki
Original assignee: The Furukawa Electric Co., Ltd.; The Kansai Electric Power Co., Inc.
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 1999-04-08
Also published as: EP0942437A4; CN1405793A; CN1405792A; KR20000069189A; US6331677B1; CN1183552C; EP0942437A1; CA2273219A1; CN1241281A; CN1126116C; TW388031B; CN1246860C

Description

明細書

技術分野

本発明は、低風圧化を図つた架空電線および低風圧化と低騒音化を図つた架空電線に関するものである。

背景技術

従来の架空電線としては、断面が略台形のセグメント素線を撚り合わせて最外層を形成し、この最外層の周方向に間隔を空けてスパイラル溝を複数条設けて低風圧化を図った架空電線が、米国特許第 5 , 7 1 1 , 1 4 3号明細書に開示されている。しかしながら、この米国特許明細書に開示の架空電線では、スパイラル溝の断面形状を円弧状としているため、何ら対策を講じない平滑な表面をなす架空電線に比べれば低風速時での低風圧効果は優れているものの、 3 O m / s以上の高風速時での抗カ係数（風圧荷重）の減少割合が不十分であり、この領域での低風圧効果が未だ十分でないという問題があつた。

また、断面が略台形の薄肉のセグメント素線の間に厚肉のセグメント素線を撚り合わせて最外層の表面からスパイラル状に突出した部分を設けて低騒音化を図つた架空電線が、特開平 8 — 2 7 3 4 3 9号公報に開示されている。しかしながら、この公報に開示の架空電線では、風騒音等の低減効果は優れているが、抗カ係数が大きくて風圧荷重が大となり、低風圧効果が十分でないという問題があつた。

また、これまでの風洞試験結果によれば、低風圧効果を得るために、電線表面を可能な限り平滑にし、さらに所定の形状の複数条のスパイラル溝を有する構成とする場合、従来のように、最外層として断面略台形のセグメント素線を燃り合わせた電線では、あらかじめプレフオームされて撚り合わせられた素線がその残留弾力によりスプリングバックして良好な電線表面が得られなくなり、また、台形のセグメント素線の側面が直線状のために、最外層を形成するべくセグメント素線を燃り合わせたときに素線が電線の径方向にずれて、いわゆる肩立ち或いは線浮きと称する現象が発生しやすく、このため電線表面が平滑にならず、期待する低風圧効果を得ることができなかった。

また、前記のように最外層として薄肉と厚肉のセグメント素線を燃り合わせた電線では、鉄塔上に架線する際に電線が複数の金車上を通過すると繰り返し曲げを受ける結果、最外層を形成するセグメント素線のずれが生じて飛び出しや線浮きが発生し、低風圧効果が損なわれるという問題があつた。

また、従来の撚り合わせ電線は、予め伸線加工され燃り合わせ直前に圧延成型されたそれぞれ形の異なる異形素線同士を撚り合わせて外部よりダイス等で押さえて形を整えていたが、ダイス等を通過した後は各素線の姿勢を制御するものがないため、素線間で段差ができたり、素線が傾いたりすることがあり、電線特性に悪影響を及ぼし、かつ外径変動の要因となつていた。

さらに、欧州特許公開公報第 0 3 7 9 8 5 3号には、最外層を形成する各々のセグメント素線の断面形状を略 S字状として、各々のセグメント素線を燃り合わせた架空電線が開示されている。しかしながら、この架空電線では、相隣接するセグメント素線のうち、一方のセグメント素線の側面に設けられた突出部が、他方のセグメント素線の対向する側面に設けられた肉抜き部に接合する構成となつているため、直線状の側面に比べればある程度自由度が制約されるものの、架線工事などの際には未だ電線表面が変形し易く、セグメント素線のずれが生じて飛び出しや線浮きが発生し、低風圧効果が損なわれるという問題があった。また、この公報に開示の架空電線では、最外層の表面が平滑なため風騒音が著しく大きくなるという問題があった。

さらに、上述の如き従来の架空電線では、各セグメント素線の隣接接触部における接触長さが長いため、接触摩擦が大で柔軟性に乏しく取扱いに難点があり、撚り合わせゃ延線の過程で素線に過大な応力が加わつて、線状のキズゃバリが生ずる等の問題があった。

発明の開示

本発明の目的とするところは、低風圧化、或いは、風圧及び風騒音の低減を図ることのできる架空電線を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、最外層のセグメント素線が、燃り合わせの際や架線の金車上を通過する際に、電線径方向のずれが生ずることなく、肩立ち、飛び出し、線浮き等が発生しないようにした、風圧の低い、或いは、風圧及び風騒音並びにコロナ騒音の低い架空電線を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、燃り合わせたセグメント素線の隣接接触部における接触長さを所定以下にして電線を柔軟性のあるものにするとともに、燃り合わせ工程や架線時の金車上を通過する際に、撚合素線に電線径方向のずれが生ずることなく、肩立ち、飛び出しや線浮きが発生しないようにした、風圧の低い、或いは、風圧及び風騒音の低い架空電線を提供することにある。

すなわち、本発明の第 1の観点による架空電線は、張力を分担する心材と、この心材の外周に設けられた導電層と、この導電層の外周において複数のセグメント素線を燃り合わせて形成された最外層とからなる架空電線において、前記セグメント素線の表面の一部又はセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、架空電線の周方向に間隔を空けて、底部が矩形断面の凹状をなす複数条のスパイラル溝を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第 1の観点による架空電線によれば、スパイラル溝の断面形状を、その底部が矩形となるようにしたことにより、低風圧効果に優れた架空電線を得ることができる。

上記発明において好ましくは、底部が矩形断面をなすスパイラル溝の幅を w、深さを hとするとき、 1 < WZ hく 1 6を満たす構成を採用することができる。また、上記 W及び hが、 1 く WZ hく 1 6を満たすように形成することにより、低風圧効果がより一層優れた架空電線を得ることができる。上記第 1の観点による架空電線の好ましい形態として、底部が矩形断面をなすスパイラル溝の両端角部に、傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D / 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施した構成を採用することができる

上記形態によれば、スパイラル溝の両端角部に、傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D Z 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施しておくことにより、スパイラル溝内での撹乱が一層増大し、さらなる低風圧化が期待できるものである。すなわち、スパイラル溝の両端角部に傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D / 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りをしておくことにより、電線表面に沿って流れる気流が溝内に積極的に流入され、溝内の乱流化が広い風速範囲にわたって促進され、この結果、乱流境界層の再付着位置をより後方に位置させることができ、低風圧効果を一層高めることができるものこ、、あ

上記第 1の観点による架空電線の他の形態として、前記導電層として、一層だけでなく複数の層からなる構成を採用することができ、又、前記導電層を複数のセグメント素線を撚り合わせて形成し、さらに、このセグメント素線が円形断面或いは扇型断面のものを採用することができる。

上記形態によれば、特に断面が扇型のものを採用することで導電層としての通路面積を有効に確保することができ、電線全体としての小径化を行なうことができる。

本発明の第 2の観点による架空電線は、張力を分担する心材と、この心材の外周に設けられた導電層と、この導電層の外周において複数のセグメント素線を撚り合わせて形成された最外層とからなる架空電線において、前記最外層を形成するセグメント素線として薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線を使用し、薄肉のセグメント素線と厚肉のセグメント素線の段差を H、厚肉のセグメント素線の中心角を 0、薄肉のセグメント素線のなす電線外径を D とするとき、 0 . 0 1 く H/ D < 0 . 1 0、かつ、 1 0。くく 9 0 ° を満たすことを特徴とするものである。

上記第 2の観点による架空電線によれば、低騒音化に優れた架空電線を得ることができる。すなわち、最外層から突出する部分について、 HZDが 0 . 0 1以下であると、段差 Hが低すぎて風により生じるカルマン渦の撹乱効果が無くなつて、結局、風騒音防止効果を発揮できなくなり、一方、 HZDが 0 . 1 0以上であると、段差が高くなりすぎて風騒音は防止できるものの投影断面積が増加し、この投影断面積の増加に比例して風圧荷重が増加するという不都合を生じる。また、このような高い段差を有する電線では、電線軸方向に対して斜め方向から風を受けると、従来の電線よりも、より大きい風圧荷重を生じるという問題がある。したがって、 H/Dの値としては、 0 . 0 1 く HZDく 0 . 1 0の範囲内で選定するのが好ましい。さらに、 HZDが大き過ぎると、この段差部に電界の集中が起こり、コロナ騒音が大きくなるので、 H/ Dの値としては 0 . 0 1 く H/D < 0 . 1 0の範囲が望ましい。

また、中心角 0が 1 0 ° 以下であると、カルマン渦が電線の風下側に形成されて風騒音低減効果が低下するばかりでなく、金車を通過する際の厚肉のセグメント素線が潰れて変形し、一方、 0が 9 0 ° 以上であると、投影断面積が増加して風圧荷重が増加するという問題がある。したがって、中心角 0の値としては、 1 0 ° く 0く 9 0 ° の範囲内で選定するのが好ましい。

上記第 2の観点による架空電線の他の形態として、前記セグメント素線の表面の一部又はセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、架空電線の周方向に間隔を空けて、底部が矩形断面の凹状をなす複数条のスパイラル溝を設けた構成を採用することができ、又、このスパイラル溝の幅を W 、深さを hとするとき、 1 < W/ h < 1 6を満たす構成を採用することができる上記形態によれば、低騒音化だけでなく、低風圧効果にも優れた架空電線を得ることができる。

上記第 2の観点による架空電線の他の形態として、底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝の両端角部に、傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D / 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施した構成を採用することができ、又、他の形態として、前記導電層として、一層だけでなく複数の層からなる構成を採用することができ、又、前記導電層を複数のセグメント素線を撚り合わせて形成し、さらに、このセグメント素線が円形断面或いは扇型断面のものを採用することができる。

本発明の第 3の観点による架空電線は、張力を分担する心材と、この心材の外周に設けられた導電層と、この導電層の外周において複数のセグメント素線を撚り合わせて形成された最外層とからなる架空電線において、前記複数のセグメント素線の各々が、燃り合わされて最外層を形成した状態で隣接するセグメント素線と相互に嵌合するように、架空電線の周方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面に凹部を設けるとともに他方の側面に凸部を設けたことを特徴とするものである。

上記第 3の観点による架空電線によれば、隣接し合う各セグメント素線の一方の素線の凹部と他方の素線の凸部を嵌入し係合させてセグメント素線撚合層（最外層）を形成したことにより、隣接し合うセグメント素線相互の電線径方向のずれ、移動が阻止される。このため、セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する際に、セグメント素線が電線径方向にずれないから肩立ちや線浮きが発生せず、架線の際に電線が金車上を通過する時にもセグメント素線が電線径方向にずれないから素線の飛び出しや線浮きが生じない。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、前記セグメント素線の外周表面又はセグメント素線同士が隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1 条又は架空電線周方向に間隔を空けて複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を形成した構成を採用することができる。

上記形態によれば、セグメント素線撚合層（最外層）の外周表面に、凹状のスパイラル溝を設けたことにより、架空電線に風が吹きつけたときの風圧荷重が低減する。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、前記セグメント素線の両側面に設けた凹部の溝底中心部 Pおよび凸部の先端中心部 Qからセグメント素線撚合層（最外層）の底面（内周面）までの間隔 Gが、該底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( m m ) を満たす構成を採用することもできる。

上記形態によれば、セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する際に、セグメント素線が電線径方向にずれて生ずる肩立ちや線浮き現象の防止効果が大になる。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、前記複数のセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜1 . O m mの間隙 gを設ける構成を採用することができる。

上記形態によれば、最外層における各セグメント素線の隣接部の少なくとも 1 箇所に、 0 . 1〜し O m m の間隙 gが形成されることにより、セグメント素棣の寸法に誤差があってもオーバレイヤーにならず肩立ちや線浮きが生じない。セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する場合に、セグメント素線の寸法に誤差があると、たとえばセグメント素線の幅が所定の寸法よりも大きいと、ォ一バレイヤーになり、外層であるセグメント素線が内層である導電層の撚合素線に密着せずに浮いた状態で撚り合わせられ、電線外周側から側圧が加わると、セグメント素線が凹んで平滑な外周面が形成されず凹凸な表面になってしまい、肩立ちや線浮きが生ずるが、前記のように隣接するセグメント素線の間に間隙が形成されると、撚合セグメント素線の凹部に、隣接するセグメント素線の凸部を嵌入させてセグメント素線を撚り合わせる際に、セグメント素線の寸法に若干の誤差があっても、誤差が間隙 gで吸収、調整されるので両凹、凸部を確実に嵌合させることができ、オーバレイヤ一にならず、撚り合わせ工程が容易になり、セグメント素線の線浮きや肩立ちが防止されて平滑な外表面を形成することができ、確実な低風圧効果を得ることができる。また、この間隙 gにより電線内部に入つた雨水が速やかに排出される。

低風圧効果を得るには、電線外周面を平滑な外周面に形成すること、及び有害な隙間を形成しないことが必要である。このため、上記のように、最外層における撚合セグメント素線相互が凹部と凸部で嵌合し合う構造として、燃り合わせ時のずれを防止するとともに、最外層における撚合セグメント素線の隣接部の少なくとも 1箇所に所定の間隙 gを設けることにより、電線外周面に平滑な外表面が形成される。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、セグメント素線撚合層（最外層）の外周表面に形成するスパイラル溝の溝深さ aと開口部における溝巾 bとの関係が、好ましくは 0. 0 5 a/b≤ 0. 5を満たす構成を採用することができる。

上記形態によれば、セグメント素線撚合層の外周表面に形成するスパイラル溝の溝深さ aと溝巾 bを 0. O S aZb ^ O. 5としたことにより、所望の設計風速に対して最適な抗カ係数 C dを選択でき、低風圧効果を増すことができる。前記溝巾 bは一般に 2〜 1 0mm、好ましくは 5〜 7 mmとすると、溝深さ aは 0. 2 5〜0. 3 5mm以上である。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、前記最外層を形成するセグメント素線として薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線を使用し、薄肉のセグメント素線と厚肉のセグメント素線の段差を H、厚肉のセグメント素線の中心角を 0、薄肉のセグメント素線のなす電線外径を Dとするとき、 0 . 0 1 く HZ D < 0 . 1 0、かつ、 1 0。 < θ < 9 0。を満たす構成を採用することができる。

上記形態によれば、厚肉セグメント素線により、電線外周面上に突出するスパイラル突条が形成され、このスパイラル状突条によって、風により生ずるカルマン渦が撹乱されて風騒音が低減する。薄肉セグメント素線の撚合層外周表面と厚肉セグメント素線の外周表面との間の段差 Ηを、薄肉セグメント素線撚合層の外径 Dとの比が 0 . 0 1 < H/D < 0 . 1 0の範囲になるように選定することにより、風圧抵抗が低減して大なる低風圧効果が得られる。この段差 Hが小さすぎると、風により生ずるカルマン渦を撹乱する作用がなくなって低騒音効果が失われることになり、段差 Hが大きすぎると、効力係数が高くなり風圧抵抗が大になつて低風圧効果が損なわれる。さらに、段差 Hが大き過ぎると、この部分に電界が集中してコロナ騒音が生じ易くなる。このため、段差 Hは、 HZD が 0 . 0 1 〜0 . 1 0の範囲内になるように選定する。

また、最外層の薄肉セグメント素線撚合層中に燃り合わせた厚肉セグメント素線の中心角 0を、 1 0 ° < < 9 0 ° の範囲に選定することにより、大なる低風圧効果、低騒音効果が得られ、かつ架線工事において電線が金車を通過する際の厚肉セグメント素線の転倒や突出部の潰れ、変形が生じない。この中心角 0が 1 0。以下であると電線の風下側にカルマン渦が形成されやすくなり、低騒音効果が損なわれ、さらに架線工事において金車を通過する際に、電線周面上にスパイラル状に突出して最外層に燃り合わせられている厚肉セグメント素線が転倒したり突出部が潰れ変形しやすくなる。中心角 0が 9 0 ° を越えると投影断面積が増加して風圧抵抗が増大し低風圧効果が損なわれる。

上記第 3の観点による架空電線の他の形態として、前記導電層として、一層だけでなく複数の層からなる構成を採用することができ、又、前記導電層を複数のセグメント素線を撚り合わせて形成し、さらに、このセグメント素線が円形断面或いは扇型断面のものを採用することができる。上記形態によれば、特に断面が扇型のものを採用することで導電層としての通路面積を有効に確保することができ、電線全体としての小径化を行なうことができる。

本発明の第 4の観点による架空電線は、張力を分担する心材と、この心材の外周に設けられた導電層と、この導電層の外周において複数のセグメント素線を撚り合わせて形成された最外層とからなる架空電線において、前記複数のセグメント素線の各々が、燃り合わされて最外層を形成した状態で隣接するセグメント素線と相互に嵌合するように、架空電線の周方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面に凹部を設けるとともに他方の側面に凸部を設け、隣接するセグメント素線同士の一方のセグメント素線の側面の凹部と他方のセグメント素線の側面の凸部を嵌合させて複数の凹凸嵌合部を形成し、前記複数の凹凸嵌合部のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部の両凹凸面の架空電線径方向における接触長さ Uを、前記凹凸嵌合部の凹凸嵌合面の前記径方向における全域長さ W 1の 1 0 % 以下としたことを特徴とするものである。

上記第 4の観点による架空電線によれば、セグメント素線撚合層の隣接し合う各セグメント素線の一方の素線の凹部と他方の素線の凸部を嵌合させてセグメント素線撚合層（最外層）を形成したことにより、隣接し合う素線相互の電線径方向のずれ、移動が阻止される。このため、セグメント素線を撚り合わせて最外層を形成する際に、セグメント素線が電線径方向にずれないから肩立ちや線浮きが抑えられて電線外径のばらつきがなくなり、架線の際に電線が金車上を通過する時にも素線が電線径方向にずれないから素線の飛び出しや線浮きが生じない。また、少なくとも 1箇所の前記凹凸嵌合部の両凹凸面の電線径方向接触長さ U を、該凹凸嵌合部の凹凸嵌合面の電線径方向全域長さ W 1の 1 0 %以下とすることにより、セグメント素線撚合層（最外層）において隣接し合うセグメント素線間の摩擦が小さくなり、撚線が柔軟性に富み、セグメント素線に過大な応力がかからず従来のように線状のキズゃバリが入ることがなくなる。上記第 4の観点による架空電線の形態として、前記セグメント素線の外周表面の一部又は前記セグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線周方向に間隔を空けて複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を形成した構成を採用することもできる。

上記形態によれば、セグメント素線撚合層の外周表面に、スパイラル溝を設けたことにより、架空電線に風が吹きつけたときの風圧荷重が低減する。架空電線に側方から風が吹きつけると、その気流は電線表面に沿って薄い境界層を形成して電線表面を風下側に流れ、円弧面の凹溝内で気流の混合が生じて乱流化が促進され、電線表面から一端剝離した気流が再び後方の電線表面に再付着してその風下側で電線表面から剥離する。このように境界層の剝離点が電線表面後方に移行することにより、電線風下側の伴流が小さくなり風圧抵抗が低減する。これに反して、電線表面に前記のような凹部が無い従来の電線では、剥離した気流はそのまま再付着せず流れ去るので電線風下側の伴流が大きくなり風圧抵抗は低減しない。スパイラル溝の断面形状としては、前述の底部が矩形のもの或いは半円形のものを採用することができる。

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、各セグメント素線の両側面に設ける凸部の先端を曲率半径 R 1の円弧面をなす先端円弧面部に形成し、凹部の溝底を曲率半径 R 2の円弧面をなす溝底円弧面部に形成し、この先端円弧面部の曲率半径 R 1 と溝底円弧面部の曲率半径 R 2とが R 1 > R 2を満たすように形成した構成、を採用することができる。

上記形態によれば、凸部の先端面の曲率半径を凹部の溝底面の曲率半径よりも大にすることにより、前記の隣接セグメント素線相互の前記凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1の 1 0 %以下に抑えることができる。

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、各セグメント素線の両側面に設ける凸部の先端を曲率半径 R 3の円弧面をなす先端円弧面部に形成し、凹部の溝底を曲率半径 R 4の円弧面をなす溝底円弧面部に形成し、この先端円弧面部の曲率半径 R 3と溝底円弧面部の曲率半径 R 4 とが R 3 < R 4を満たすように形成した構成、を採用することができる。

上記形態によれば、凸部の先端面の曲率半径を凹部の溝底面の曲率半径よりも小にすることにより、前記の隣接セグメント素線相互の前記凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1の 1 0 %以下に抑えることができる。また、凸部の先端円弧面部が凹部の溝底円弧面部の略中心部に位置付けられて、燃り合わせられたセグメント素線同士が電線の径方向においてずれるのを防止することができる。

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、セグメント素線の両側面設けられた前記凹部の溝底円弧面部の中心部 Pおよび前記凸部の先端円弧面部の中心部 Qからセグメント素線撚合層（最外層）の底面までの間隔 Gが、該底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( m m ) を満たす構成を採用することができる。

上記形態によれば、セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する際に、素線が電線軸方向にずれて生ずる肩立ちや線浮き現象の防止効果が大になる。上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、前記複数のセグメント素線が燃り合わされて隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜 1 . 0 mmの間隙 gを設けた構成を採用することができる。

上記形態によれば、セグメント素線の寸法に誤差があってもオーバレイヤ一にならず肩立ちや線浮きが生じることなく、前述同様の低風圧効果を得ることができる。

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、セグメント素線撚合層の外周表面に断面凹状のスパイラル溝を形成し、このスパイラル溝の溝深さ aと溝巾 bとが 0 . 0 5≤ a Z b≤ 0 . 5を満たす構成を採用することができる。

上記形態によれば、セグメン卜素線撚合層の外周表面に形成するスパイラル状凹溝の溝深さ aと溝巾 bを、 0 . 0 5≤ a Z b≤ 0 . 5 としたことにより、前述同様の風圧低減効果を得ることができる。

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、前記最外層を形成するセグメント素線として薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線を使用し、薄肉のセグメント素線と厚肉のセグメント素線の段差を H、厚肉のセグメント素線の中心角を 0、薄肉のセグメント素線のなす電線外径を Dとするとき、 0 . 0 1 く HZ D < 0 . 1 0、かつ、 1 0 ° く 0く 9 0 ° を満たす構成を採用することができる。

上記形態によれば、前述同様の低風圧効果及び低騒音効果を得ることができる ο

上記第 4の観点による架空電線の他の形態として、前記導電層として、一層だけでなく複数の層からなる構成を採用することができ、又、前記導電層を複数のセグメント素線を撚り合わせて形成し、さらに、このセグメント素線が円形断面或いは扇型断面のものを採用することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の架空電線の一実施の形態を示す断面図である。

図 2は、本発明に係る架空電線の低風圧化を説明するための説明図である。図 3は、図 1の要部拡大図である。

図 4は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す断面図である。

図 5は、図 4の要部拡大図である。

図 6は、風速と抗カ係数の関係を示すグラフである。

図 7は、段差と卓越騒音レベルの関係を示すグラフである。

図 8は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す断面図である。図 9は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 1 0は、本発明の架空電線の一実施の形態を示す断面図である。

図 1 1は、図 1 0に示す実施の形態の最外層撚合素線部の拡大図である。図 1 2は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す断面図である。

図 1 3は、本発明の架空電線の表面領域における風気流の境界層を示す説明図である。

図 1 4は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 1 5は、図 1 4に示す実施の形態の最外曆撚合素線部の拡大図である。図 1 6は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 1 7は、本発明の架空電線と従来の架空電線との風洞実験結果による抗カ係数特性を示す図である。

図 1 8は、本発明の架空電線と従来の架空電線との騒音特性を示す図である。図 1 9は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す断面図である。

図 2 0は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 2 1は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 2 2は、本発明の架空電線の一実施の形態を示す断面図である。

図 2 3は、図 2 2に示す架空電線の最外層撚合素線部の拡大断面図である。図 2 4は、本発明に係るセグメント素線撚合層の隣接セグメント素線の凹凸嵌合部を示す断面図である。

図 2 5は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す断面図である。

図 2 6は、本発明の架空電線の最外層撚合素線部の他の実施の形態の拡大断面図である。

図 2 7は、本発明に係るセグメント素線撚合層の隣接セグメント素線の他の実施の形態の凹凸嵌合部を示す断面図である。

図 2 8は、本発明の架空電線の他の実施の形態を示す図断面図である。図 2 9は、図 2 8に示す実施形態の最外層撚合素線部の拡大断面図である。図 3 0は、本発明の他の実施形態を示す断面図である。

図 3 1は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 3 2は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 3 3は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。図 3 4は、本発明の架空電線のさらに他の実施の形態を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の第 1及び第 2の観点による架空電線の実施の形態を図を参照して説明する。

図 1は本発明の第 1の観点による架空電線の一実施の形態を示す断面図である。この架空電線は、張力を分担する心材としての 7本の鋼心撚線 1 0の外周に、導電層としての 1 0本の断面円形のアルミ素線 2 0を撚合わせ、更にその外周に、最外層としての 1 6本の断面扇型のセグメント素線 3 0を撚り合わせたものである。セグメント素線 3 0の両肩部には段差 hの溝が設けられており、該セグメント素線 3 0の 2本が隣接して、底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝 3 1 が形成されている。このスパイラル溝 3 1は周方向に 1 6本形成されている。また、このスパイラル溝 3 1 は、その幅を W、その深さを hとした際、好ましくは、 i < WZ hく 1 6の範囲で形成されている。

すなわち、図 2に示すように、底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝 3 1 を有する架空電線に対して、風 Fが当たると、該風はセグメント素線の外周面に沿って薄い境界層 Bを形成する。境界層 B 1は、スパイラル溝 3 1を通過する際に溝内で大きく撹乱されて乱流化して境界層 B 2となり、風下側の角部を通過するときに境界層 B 3は一端剥離、しかる後境界層 B 4が再度セグメント素線の外周面に付着し、その後境界層 B 5がセグメント素線の外周面から剝離する。これによって、境界層 B 5がセグメント素線 3 0の外周面から剝離する剝離点 Pを、セグメント素線の後方に移動させることができるので、低風圧化に優れた架空電線を得ることができるものである。特に、底部が矩形断面をなすスパイラル溝 3 1を設けた本発明においては、溝内部での渦の振動によって撹乱が加速され、境界層が一端剥離した後再度セグメント素線の外周面に付着し、その後セグメント素線の外周面から剝離するので、剝離点 Pを、セグメント素線の後方に移動させることができるものである。

また本発明において、好ましい実施形態として、 1 < W < Z h < 1 6を採用するのは、 WZ hを 1以下にすると、境界層が溝内で乱されることなく溝部を通過する場合があり、低風圧化が弱まるからであり、また W/ hを 1 6以上にすると、溝の両コーナに生じる渦による乱流化が低下し、平滑な曲面を有する電線に近い特性となってしまうからである。すなわち、 1 く Wく/ h < 1 6を満たすような略矩形断面の溝を設けることにより、流れの乱流化が促進されて低風圧化が十分に得られるからである。

表 1には、代表的な架空電線に対して、底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を形成する際の寸法が記載してある。この溝寸法によれば、低風圧効果を期待できることが実験によって確かめられている。

表 1

図 3に示すように、スパイラル溝 3 1の両端角部 32には、面取りを施しておくことが好ましい。面取りの大きさは、 1 0 %以下の傾斜勾配の面取り（q = y /L= 1 0%以下）又は D/2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りとしておくことが好ましい。このような面取りを施しておくことにより、スパイラル溝 3 1内での撹乱が一層増大し、さらなる低風圧化が期待できるものでめる。

上記の如く、スパイラル溝 3 1の両端角部 32の傾斜勾配を、 1 0%以下の面取り、或いは、 D Z 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りとしておくことにより、電線表面に沿って流れる気流が溝内に積極的に流入し、溝内の乱流化が広い風速範囲にわたって促進され、この結果、乱流境界層の再付着位置をより後方に位置させることができ、低風圧効果を一層高めることができるものである。したがって、面取りの大きさは、 1 0 以下の傾斜勾配の面取り（q = y / L = 1 0 %以下）又は D Z 2以下の曲半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りとしておくことが好ましいものである。

図 4および図 5は、本発明の第 1及び第 2の観点による架空電線の一実施の形態を示すもので、最外層を形成するセグメント素線 3 0として、薄肉のセグメント素線 3 3と厚肉のセグメント素線 3 5を使用したものである。すなわち、この架空電線は、張力を分担する心材としての 7本の鋼心撚線 1 0の外周に、第 1の導電層としての 1 0本の断面円形のアルミ素線 2 0を燃り合わせ、更にその外周に、第 2の導電層としての 1 6本の断面円形のアルミ素線 2 5を燃り合わせ、更にその外周に、最外層としての 1 6本の薄肉のセグメント素線 3 3と 4本の厚肉のセグメント素線 3 5を撚り合わせたものである。 4本の厚肉のセグメント素線 3 5は、 2本が対となって 1 8 0 ° 対向する位置に配置されている。

各セグメント素線 3 3、 3 5の片方の肩部には段差（深さ） hの溝が設けられており、該段差 hの溝が設けられたセグメント素線 3 0の 2本が隣接して一つの底部が矩形断面をなすスパイラル溝 3 1が形成されている。このスパイラル溝 3 1は周方向に 1 0本形成されている。このスパイラル溝 3 1は、その幅を W、その深さを hとした際、 1 く WZ hく 1 6の範囲で形成されている。

また、スパイラル溝 3 1の両端角部 3 2には、 1 0 %以下の傾斜勾配の面取り ( q = y / L = 1 0 %以下）又は D Z 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施しておくことが好ましい。

本発明において、薄肉のセグメント素線 3 3と厚肉のセグメント素線 3 5の段差を H、厚肉のセグメント素線 3 5の中心角を 0、薄肉のセグメント素線 3 3のなす外径を Dとした際、 0. 0 2く H/D < 0. 1 4かつ 1 0 ° < 0 < 9 0 ° としてある。

すなわち、薄肉のセグメント素線 3 3と厚肉のセグメント素線 3 5の段差 Hは、小さすぎると低騒音効果が損なわれ、大きすぎると抗カ係数が高くなつて低風圧効果が損なわれることになる。すなわち、 HZD (D ：薄肉のセグメント素線のなす外径）が 0. 0 1以下であると、風により生じるカルマン渦の撹乱効果が低下して騒音防止効果が弱まり一方、 HZDが 0. 1 0以上であると、風騒音は防止できるものの、段差が高くなりすぎて投影断面積が増加し、これに比例して風圧荷重が増加するという不都合を生じる。また、このような高い段差を有する電線では、電線軸方向に対して斜め方向から風を受けると、従来の電線よりも、より大きい風圧荷重を生じるという問題がある。したがって、 HZDの値としては、好ましくは、 0. 0 1 く HZDく 0. 1 0の範囲内で選定するのがよい。また、 0の範囲は、 1 0 ° 以下であると、カルマン渦が電線の風下側に形成されやすくなり低騒音効果が損なわれるばかりでなく、金車などを通過する際に肉厚のセグメント素線が潰れたり変形し易くなるという問題が生じ、一方、 9 0° 以上であると、投影断面積が増加して抗カ係数が高くなり低風圧効果が損なわれるという問題が生じる。したがって、中心角 Θの値としては、 1 0° < 0 < 9 0 。の範囲内で選定するのがよい。以上のように構成すると、コロナ騒音も十分低いレベルに保つことができる。

なお、図 5に示すように、各セグメント素線 3 3、 3 5の隣接部の内側には、隙間 5 0が設けられており、この隙間 5 0は電線内部に入った雨水を速やかに排出させるためと、電線の断面積の調整のためのものである。

図 6は、各種構造の架空電線について抗カ低減特性を調べた風洞実験結果を示すものであり、横軸が風速（mZs ) を縦軸が抗カ係数 C dを表している。なお、風速（m/s ) は、台風時の暴風を考慮して、 8 OmZsまで測定した。また、架空電線としては、以下の架空電線を使用した。

①従来の電線：外径 3 8. 4 mm、表面平滑で溝なし。

②本発明電線：外径 3 8. 4mm、溝寸法 2Wx 1 h (mm) 、段差 2mm、中心角 04 5 ° 対角 2力所、溝本数 1 8本。

③本発明電線：外径 3 8. 4mm、溝寸法 2WX 0. 3 h (mm) 、段差 1. 4 mm、中心角 0 5 4 ° 対角 2 力所、溝本数 1 8本。

④本発明電線：外径 3 6. 6 mm. 溝寸法 2Wx 1 h (mm) 、段差無し、中心角無し、溝本数 1 2本。

⑤本発明電線：外径 3 6. 6 mm、溝寸法 4. 4Wx 0. 3 h (mm) 、段差無し、中心角無し、溝本数 2 8本。

⑥本発明電線：外径 3 6. 6 mm、溝寸法 3. 4 Wx 0. 3 h (mm) 、段差無し、中心角無し、溝本数 1 2本。

図 6における抗カ係数 C dについて検討すると、従来の電線①では、グラフ C V Iで表されるように、風速 2 OmZs前後で最小値を取り、その後風速が高くなると若干抗カ係数 C dが増加し、風速 8 OmZsでは抗カ係数 C dがほぼ 1になる。

これに対して、本発明の電線②では、グラフ CV 2で表されるように、風速 3 Om/s前後で抗カ係数 C dが最小値を取り、その後次第に増加し風速 8 Om/ sでは抗カ係数 C dが 0. 8 8程度になる。我が国の送電線の支持物の風圧荷重の設計風速は夏期の台風時の 4 Om/sであるので、この風速における抗カ係数を従来の電線と比較すると、本発明の電線②の方が従来の電線の 8 0 %程に低下しているのが分かる。すなわち、本発明の電線②を用いれば、鉄塔などの支持物の設計強度を軽減でき、経済的効果が著しい。本発明の電線③も、グラフ CV 3 で表されるように、本発明の電線②と同様な傾向を示すが、抗カ係数 C dが最小値を取るのは風速 5 OmZs近傍であり、若干高風速側に移動するようになる。本発明の電線④は、溝の縦横比（W/h) を 2対 1 としたものであり、グラフ C V 4で表されるように、低風速から高風速まで最も良い特性を示しており、風速 4 Om/sでは 3 0 %以上の低減効果が得られている。本発明の電線⑤は、溝の縦横比（W/h) を 1 5対 1 としたものであり、グラフ CV 5で表されるように、風速 2 5mZs近傍で抗カ係数 C dが最小値を取り、その後次第に増加し風速 8 OmZsでは抗カ係数 C dが 0. 8 7程度になる。溝の縦横比が大きく、また溝の本数が多くなると、電線の表面粗度が大きくなり、高風速時での低減効果が減ることを示すものであるが、風速 8 OmZsでは 2 0 %以上の低減効果を有している。本発明の電線⑥は、本発明の電線④に比べて、溝の縦横比を 1 1対 1 と大きくしたものであり、この場合、グラフ CV 6に表されるように、低風速側での抗カ係数 C dの低減率が悪化している。しかしながら、抗カ係数 C dの最小値は風速 4 Om/s近傍にあり、抗カ係数 C dは 0. 6 9である。

上記のように、外周に段差のあるもの無いもの、溝の本数を変えたもの、或いは溝の縦横比を変えた各種の架空電線についての風速と抗カ係数 C dの関係の実験結果によれば、 3 Om/sから 4 0 mZsの高風速領域において、本発明の架空電線と従来の電線との抗カ係数 C dを比較すると、本発明の架空電線はいずれも 2 0 %以上の低減効果を有することが判明した。また、溝の本数や縦横比を適当に選択することにより、所望の設計風速に対して最適な抗カ係数 C dを選択できることも明らかになった。

図 7は、中心角 0を 3 6 ° とした段差を、対向する位置に 2箇所（対角 2条）、および 4箇所（対角 4条）設け、その段差を変化させた際の卓越騒音レベルの変化を調べた結果を示すものであり、横軸が段差 H (mm) 、縦軸が卓越騒音レベル（d B (A) ) を表している。

図 7から明らかなように、電線の周囲 4箇所に段差を設けた対角 4条の架空電線は、対角 2条のもの（グラフ A) に比べ、段差を低くしても卓越騒音レベルが低下し、より大きな効果が得られることが分かる（グラフ B) 。段差を低くすると抗カ係数の増加も抑制することができるので、対角 2条よりも対角 4条として、低風騒音化を図ると共に低風圧化を図ることが好ましい。

図 8及び図 9は、さらに他の実施形態を示したものであり、図 8に示す架空電線では、張力を分担する心材としての 7本の鋼心撚線 1 0の外周に、導電層を形成するセグメント素線として断面が略扇型をなすアルミ素線 2 0 aを 5本燃り合わせ、さらにその外周に、最外層としての 1 6本の断面扇型のセグメント素線 3 0を燃り合わせたものである。また、図 9に示す架空電線では、張力を分担する心材としての 7本の鐧心撚線 1 0の外周に、第 1の導電層を形成するセグメント素線として断面が略扇形をなすアルミ素線 2 0 aを 5本燃り合わせ、その外周に、第 2の導電層を形成するセグメント素線として断面が略扇形をなすアルミ素棣 2 5 aを 8本撚り合わせ、さらにその外周に、最外層としての断面扇型をなす 1 6本の薄肉のセグメント素線 3 3 と 4本の厚肉のセグメント素線 3 5を撚り合わせたものである。

このように、断面が略扇型をなすアルミ素線 2 0 a , 2 5 aを採用することにより、導電通路断面積を一定とした場合に、円形断面のアルミ素線を用いるものに比べて、電線の外径を小径化することができる。

なお本発明に係る架空電線は、上述の実施の形態のものに限定されるものではなく、例えば、スパイラル溝の本数等は適宜選択することができるものである。種々の実験によれば、スパイラル溝の本数は 6本以上で 3 6本以下であることか好ましい。また、 1本の架空電線に設けるスパイラル溝の大きさを異ならせて、 1本の架空電線に 2種類以上のスパイラル溝を設けるようにしてもよい。更に、スパイラル溝をセグメント素線の燃り合わせ境界部に設けずに、セグメント素線の外周表面の一部に設けてもよい。

以上のように本発明の第 1の観点による架空電線によれば、最外層としてセグメント素線を撚合わせてなる架空電線において、前記セグメント素線の外周表面の一部又はセグメント素線が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて複数条の底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を設けたことにより、スパイラル溝で境界層を撹乱することができ、境界層の剥離点をセグメント素線の後方に移動させることができる。これにより、低風圧化に優れた架空電線を得ることができる。

また、上記断面をなすスパイラル溝の幅を W、その深さを hとした際に、 1 < W/ h < 1 6とすることにより、低風圧化がより優れた架空電線を得ることがで。

上記第 1の観点による発明の他の実施形態として、上記スパイラル溝の両端角部に、傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D Z 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施したことにより、スパイラル溝内での撹乱を一層増大させることができ、さらなる低風圧化を得ることができる。

上記第 1の観点による発明の他の実施形態として、導電層として、断面が略扇型の複数のセグメント素線を撚り合わせて形成することで導電層としての導電通路面積を有効に確保することができ、電線全体としての小径化を行なうことができる。

本発明の第 2の観点による架空電線によれば、最外層を形成するセグメント素棣として薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線を使用し、薄肉のセグメント素線と厚肉のセグメント素線の段差を H、厚肉のセグメント素線の中心角を 0、薄肉のセグメント素線のなす電線外径を Dとするとき、 0 . 0 1 < H/ D < 0 . 1 0、かつ、 1 0。 < 0 < 9 0 ° を満たすようにすることから、低騒音化（風騒音及びコロナ騒音）に優れた架空電線を得ることができる上記第 2の観点による発明の他の実施形態として、前記セグメント素線の表面の一部又はセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔を空けて複数条の、底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を設け、又、このスパイラル溝の幅を W、深さを hとするとき、 1 < W/ h < 1 6を満たすようにすることにより、低騒音化だけでなく、低風圧効果にも優れた架空電線を得ることができる。

上記第 2の観点による発明の他の実施形態として、上記スパイラル溝の両端角部に、傾斜勾配を 1 0 %以下の面取り又は D Z 2以下の曲率半径（但し Dは架空電線の直径）の面取りを施したことにより、スパイラル溝内での撹乱を一層増大させることができ、さらなる低風圧化を得ることができる。

上記第 2の観点による発明の他の実施形態として、導電層として、断面が略扇型の複数のセグメント素線を燃り合わせて形成することで導電層としての導電通路面積を有効に確保することができ、電線全体としての小径化を行なうことができる。

次に、本発明の第 3の観点による架空電線の実施の形態について図面に基づき説明する。図 1 0は、本発明の第 3の観点による架空電線の一実施形態を示した断面図であり、図 1 1は、その最外層の撚り合わせ素線部分を拡大して示した断面図である。図 1 0に示すように、この架空電線は、張力を分担する心材としての鋼撚心線 1 0 8の外周に、第 1の導電層として円形断面の 9本のアルミ素線 1 0 9を撚り合わせて設け、さらに、第 2の導電層として円形断面の 1 5本のアルミ素線 1 0 9を燃り合わせて設け、さらにその外周に、最外層として断面台形の 2 4本のセグメント素線 1 0 0を燃り合わせて、外径 Dとしたものである。

このセグメント素線 1 0 0は、アルミ合金製、銅製等の導電体製または表面が導電体である素線（たとえばアルミ被覆鋼線）であり、この本発明の架空電線は、送電線だけでなく架空地線も含むものである。なお、前記のアルミ素線 1 0 9 は、円形断面のアルミ素線の代わりに、図 1 2に示すように、断面扇型のセグメント素線すなわちアルミ素線 1 0 9 a , 1 0 9 bを用いることにより、断面密度を高めコンパクト化を図り、同一外径を維持して電流容量の増加を図ることもできる。

各セグメント素線 1 0 0は、図 1 1に示したように、電線径方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面 1 0 2に、略 V字形（ただし V形の溝底が鋭角溝でなく円弧面溝の V字形）に開口する凹部 1 0 3を素線の長手方向に設け、他方の側面 1 0 4に、略 V字形（ただし V形の突起先端が鋭角突起でなく円弧面突起の V字形）に突出する凸部 1 0 5を素線の長手方向に設ける。この略 V字形の凹部 1 0 3と凸部 1 0 5 とは、セグメント素線 1 0 0を撚り合わせて最外層を形成したときに、隣接する一方の素線 1 0 0の一側面 1 0 2に設けられた凹部 1 0 3に、隣接する他方の素線 1 0 0の側面 1 0 4に設けられた凸部 1 0 5の先端が嵌入するように形成する。

このように、電線径方向の両側面に凹部 1 0 3と凸部 1 0 5を設けたセグメント素線 1 0 0を最外層として撚り合わせることにより、隣接するセグメント素線同士の凹部 1 0 3と凸部 1 0 5とが相互に嵌合するので、各セグメント素線の電線径方向のずれが防止され肩立ちや線浮きの防止効果が大になる。

上記凹部 1 0 3と凸部 1 0 5は、図 1 1に示したように、凹部 1 0 3の溝底中心部 Pおよび凸部 1 0 5の先端中心部 Qとセグメント素線撚合層（最外層）の底面 1 0 6との間の間隔 Gが、セグメント素線 1 0 0の厚さ T (該底面 1 0 6から電線外周表面 1 0 7までの距離）に対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( mm ) の範囲になるように形成する。凹部 1 0 3の溝底中心部 Pと凸部 1 0 5の先端中心部 Qの位置は、セグメント素線 1 0 0の外周表面 1 0 7側よりも内側の底面 1 0 6 側方向に位置させた方が、肩立ちや線浮きの防止効果が大きいので、 P点、 Q点間の間隔 Gは、素線 1 0 0の厚さ Tに対し、 0 . 2 T〜0 . 8 T ( m m ) の範囲とするのが好ましい。この中心部 P、 Qの位置がセグメント素線の電線外表面部にあると、電線が曲げを受けたときに燃り合わせられたセグメント素線の笑いや変形が生じやすく、これが永久に残る場合があり、平滑な電線表面を形成することが困難になり、風圧抵抗を低減できなくなる不都合を生じやすい。

上記セグメント素線撚合層（最外層）の表面には、各セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、断面が凹状の窪みを設けて、電線の周方向に所定の間隔をおいてスパイラル溝 1 1 0を形成する。このスパイラる溝 1 1 0は、図 1 iに示すように、隣接し合う各セグメント素線 1 0 0の側面の電線外周側の肩部の表面を凹円弧状にした 2つの凹円弧面 1 1 0 m、 1 1 O n により形成するものであり、その凹状窪みの断面形状は、半円弧形または浅い円弧形に形成する。この電線表面に設けるスパイラル溝 1 1 0の数は、電線周方向に間隔を空けて複数条を設けるが、少なくとも 1条は設ける。本実施形態では、最外層を形成するセグメント素線 1 0 0の各隣接境界部のうち 1つおきの隣接境界部の外周側に、スパイラル溝 1 1 0を設けた例を示すが、 1条のセグメント素線の外周表面に設けてもよい。また、スパイラル溝 1 1 0の断面は、前述の如き底部が矩形断面をなす窪みとなる凹溝でもよし、。

上記のように、セグメント素線 1 0 0を撚り合わせた最外層の表面にスパイラル溝 1 1 0を形成することにより、架空電線に風が吹きつけたときの風圧荷重が低減する。すなわち、図 1 3に示すように、断面で示した架空電線 Aに側方から風 Fが吹きつけると、その気流は電線表面 Sに沿って薄い境界層 Bを形成して電線表面を風下側に B 1→B 2→B 3→B 4のように流れ、円弧面の凹溝内で気流の混合が生じて乱流化が促進され、 7 0 ° 付近で電線表面から一端剝離した気流が再び後方の電線表面に 1 1 0 ° 近辺で再付着し、その風下側で電線表面から剝離する。このように、境界層の剝離点が電線表面後方に移行することにより、電線風下側の伴流が小さくなり風圧抵抗が低減する。つまり、電線表面に前記のような凹部が無い従来の電線では、 7 0 ° 付近で剝離した気流はそのまま再付着せず流れ去るので電線風下側の伴流が大きくなり風圧抵抗は低減しないが、本発明の架空電線では、スパイラル溝 1 1 0内で気流の混合が生じて乱流化が促進され、電線表面から一端剝離した気流が再び後方の電線表面に再付着し、剝離点が風下側に移行して電線風下側の伴流が小さくなり風圧抵抗が低減する。

上記スパイラル溝 1 1 0の大きさは、その深さを a、開口部における巾をとすると、該深さ aと巾 bの比が、 0 . 0 5≤ a Z b≤ 0 . 5の範囲になるように形成するのが低風圧効果上好ましい。溝巾 bは一般に 2〜 1 0 m m、好ましくは 5〜7 mmとすると、溝深さ aは 0 . 2 5〜0 . 3 5 m m以上である。

前記 a Z bの値を 0 . 0 5以下にすると、スパイラル溝の深さが浅すぎて乱流化促進効果が大幅に失われてしまう。乱流生成の可視化観察によれば a Z bが 0 . 0 5以上であると、スパイラル溝内で気流の境界層が通過する際に激しく振動する様子が見られ、これが効果的に層流の乱流化を促進させ風圧抵抗を低減させる因子であることが確認された。一方、前記 a Z bの値を 0 . 5以上（溝深さ a は 2 . 5〜3 . 5 mm ) にすると、スパイラル溝の深さが深すぎて該溝内での乱流化が充分に促進されず、スパイラル溝の上部を層流が通過してしまうため、気流の剝離が電線の風上側で生ずる結果、風圧抵抗を充分に低減させることができ

7よな o

図 1 1に示すように、最外層を形成するセグメント素線 1 0 0同士の隣接部には間隙 gが形成されており、この間隙 gは、 0 . 1〜 1 . 0 m mであって、複数の隣接部のうち少なくとも 1箇所に形成されている。この間隙 gにより、セグメント素線 1 0 0の寸法に多少の誤差があっても、オーバレイヤーにならず肩立ちや線浮きが生じない。

図 1 4は、他の実施の形態を示した断面図であり、図 1 5はその最外層の一部分を拡大して示した断面図であり、図 1 0及び図 1 1 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、図 1 0及び図 1 1に示した実施形態と同様に、セグメント素線 1 0 0を撚り合わせて外径 Dの最外層を形成する際に、このセグメント素線 1 0 0の電線径方向の厚さ Tよりも大なる径方向厚さ dの厚肉セグメント素線 1 1 1を、厚さ Tの薄肉セグメント素線 1 0 0の間に挟んで一緒に燃り合わせたものであり、この厚肉セグメント素線 1 1 1の外表面側の半部が電線周面上にスパイラル状に突出する。最外層を形成する際に、少なくとも 1条の厚肉セグメント素線 1 1 1を撚り合わせる。図 1 4に示す実施形態では、直径線上に相対して 1対の厚肉セグメント素線 1 1 1を撚り合わせた例を示す。

図 1 4と図 1 5に示した実施形態の架空電線においては、厚肉セグメント素線 1 1 1は、薄肉セグメント素線 1 0 0と同巾の 2条のセグメント素線を厚肉にした左右 1対の厚肉セグメント素線 1 1 l m、 1 1 1 nを合わせて形成したものであり、図 1 5に示したように、右側の厚肉セグメント素線 1 1 l mの左側面 1 0 2に設けられた凹部 1 0 3に、左側の厚肉セグメント素線 1 1 I nの右側面 1 0 4に設けられた凸部 1 0 5の先端を嵌入させ、またこの左側の厚肉セグメント素線 1 1 1 nの左側面 1 0 2に設けられた凹部 1 0 3に、さらに左側に隣接する薄肉セグメント素線 1 0 0の凸部 1 0 5の先端を嵌入させ、また右側の厚肉セグメント素線 1 1 1 mの右側面 1 0 4に設けられた凸部 1 0 5の先端を、さらに右側に隣接する薄肉セグメント素線 1 0 0の凹部 1 0 3に嵌入させて燃り合わせている。最外層の他の領域において、隣接する薄肉セグメント素線 1 0 0同士については、お互いに隣接する凹部 1 0 3と凸部 5 とを嵌合させて撚り合わせている。また、上記の凹部 1 0 3の溝底中心部 P及び凸部 1 0 5の先端中心部 Qとセグメント素線撚合層の底面との間の間隔 Gを、外径 Dの最外層を形成する薄肉セグメント素線 1 0 0の厚さ Tに対し、 0 . 2 T〜0 . 8 T (m m ) の範囲とし、厚肉セグメント素線 1 1 1の両側面に設ける凹部 1 0 3 と凸部 1 0 5の溝底中心部 P及び先端中心部 Qとセグメント素線 1 0 0の底面との間隔 Gの選定についても前述と同様にしている。

このように、薄肉セグメント素線 1 0 0の間に厚肉セグメント素線 1 1 1を挟んで撚り合わせることにより、図 1 5に示すように、燃り合わされた薄肉セグメント素線 1 0 0の外周表面 1 0 7 と厚肉セグメント素線 1 1 1 の外周表面 1 1 2 との間に段差 Hが形成され、この段差 Hだけ電線周面上に突出した厚肉セグメント素線 1 1 1の突出部 1 1 1 dにより、電線周面上にスパイラル状に突出するスパイラル突条が形成される。

上記実施形態のように、風騒音レベルを低減するためのスパイラル突条（突起 ) は、電線外周面に深い溝を有するような粗い表面に設けるよりも、より平滑な表面に設けた方が、カルマン渦を撹乱する効果が大きくなる。換言すれば、粗い表面を有する電線では、平滑な表面を有する電線に設けた突起高さよりも、より高い突起を設けないと騒音レベルを効果的に低減できない。したがって、本発明のように、突起高さをより低レ、突起として風圧抵抗を増加させずに風騒音レベルを低減させるためには、円弧状の平滑な表面に近い溝と突起の組み合わせが最適上記段差 Hは、薄肉セグメント素線 1 0 0により形成された最外層の外径 Dに対し、 HZ Dの値が 0 . 0 1 く H Z Dく 0 . 1 0の範囲になるように設定する。この段差 Hが、小さすぎると低騒音効果が失われ、大きすぎると風圧抵抗が大になって低風圧効果が損なわれる。実験によれば、段差 Hが H < 0 . 0 1 Dであると低騒音効果が失われ、一方、外径が等価な従来の電線の風圧抵抗よりも 1 0〜 2 0 %小さい低風圧効果を得るには、 H < 0 . 1 Dにする必要があることがわかつた。なお、前記の段差 Hを電線周面の対向する 4箇所に設けて、より低い段差で低風圧化と低騒音化を図ることも可能である。

上記厚肉セグメント素線 1 1 1の両側面間の巾（図 1 5において、右側の厚肉セグメント素線 1 1 1 mの右側面 1 0 4と左側の厚肉セグメント素線 1 1 1 nの左側面 1 0 2との間の巾）は、電線の中心 0における該素線の両側面間の中心角 0を、 1 0。く 0く 9 0 ° の範囲にする。この中心角 0が 1 0。以下であると、電線の風下側にカルマン渦が形成されやすくなり、低騒音効果が損なわれるばかりでなく、架線工事において金車を通過する際に、電線周面上にスパイラル状に突出して最外層に燃り合わせられている厚肉セグメント素線 1 1 1が転倒したり突出部 1 1 1 dが潰れ変形しやすくなるので、この中心角 0は 1 0 ° 以上が好ましい。また、中心角 0が 9 0 ° を越えると投影断面積が増加して風圧抵抗が増大し低風圧効果が損なわれるので、中心角 Θは 9 0 ° 以下とするのが好ましい。この実施形態の架空電線も、前述の実施形態の架空電線と同様に、最外層を形成するセグメント素線同士が隣接する境界部の外周表面領域に、円弧状に窪む凹溝を設けて、電線外周面にスパイラル溝 1 1 0を形成する。このスパイラル溝 1 1 0を電線周方向に間隔を空けて複数条または少なくとも 1条形成するが、薄肉セグメント素線 1 0 0に隣接する厚肉セグメント素線 1 1 1 には、厚肉セグメント素線 1 1 1の突出部 1 1 1 dの下縁のセグメント肩部に凹円弧面を形成して、これに隣接する薄肉セグメント素線 1 0 0の凹円弧面とともに円弧面の凹溝を形成する。

このように、電線外周面にスパイラル溝 1 1 0を形成することにより、前述実施形態と同様に、風が吹きつけると電線表面を流れる層流がスパイラル溝 1 1 0 を通過して風下側に移り、剝離点が風下側に移行して抗カ係数が小になり、風圧抵抗が低減する。また、最適な段差 Hを設けることにより、コロナ騒音も十分低いレベルに低減させることができる。

また、このスパイラル溝 1 1 0の深さ aと開口部における巾 bの比を、 0 . 0 5≤ a / b≤ 0 . 5の範囲にすること、最外層を形成するセグメント素線 1 0 0 同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜1 . 0 m mの間隙 gを形成することも前述の実施形態と同様である。

図 1 6は、他の実施形態を示した断面図であり、図 1 0、図 1 1および図 1 4 、図 1 5と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、前述図 1 0 及び図 1 4に示した実施形態における各セグメント素線 1 0 0の 2条分の巾のセグメント素線 1 2 1、 1 2 2を用い、 1 0条の薄肉セグメント素線 1 2 1 と 2条の厚肉セグメント素線 1 2 2を撚り合わせて、薄肉セグメント素線 1 2 1 により画定される最外層の外径が Dで、直径線上に 2条の厚肉セグメント素線 1 2 2が相対する電線を構成したものである。この実施形態の架空電線においては、各セグメント素線 1 2 1， 1 2 2が隣接する境界部の外周表面領域ごとに、凹円弧状の凹溝を設けて、電線の外周面に、周方向において間隔をおいて複数条のスパイラル溝 1 1 0を形成する。

この実施形態の架空電線おいても、前述実施形態の架空電線と同様に、薄肉セグメント素線 1 2 1 と厚肉セグメン卜素線 1 2 2とのそれぞれの両側面に設けられた凹部 1 0 3と凸部 1 0 5とを嵌合させて燃り合わせるものであり、凹部 1 0 3の溝底中心部 Pと凸部 1 0 5の先端中心部 Qの位置を、セグメント素線 1 0 0 の厚さ Tに対し、 0. 2 T≤G≤ 0. 8 T (mm) の範囲にする。

また、この実施形態において、厚肉セグメント素線 1 2 2の中心角 0を、 1 0 ° く 0く 9 0 ° の範囲とし、薄肉セグメント素線 1 2 1の外周表面と厚肉セグメント素線 1 2 2の外周表面との段差 Hを、薄肉セグメント素線 1 2 1により画定される最外層の外径 Dに対し、 0. 0 1 く H/D< 0. 1 0 の範囲にすること、スパイラル溝 1 1 0の深さ aと巾 bの比を、 0. 0 5≤aZb≤ 0. 5の範囲にすること、さらに、セグメント素線間に間隙 gを形成することは前述の実施形態と同様である。

図 1 7は、本発明の架空電線と、従来の電線の AC SR 8 1 0mm² の風洞実験結果における抗カ係数特性を、横軸に風速（mZs) 、縦軸に抗カ係数 C dをとって示したものであり、風速は台風時の暴風を考慮して 8 Om/sまで測定した。実験に際しては、 ①本発明の電線 Z低風圧電線として L P 8 1 0mm² 、 ② 本発明の電線/低風圧で低騒音化を図った電線として LN 8 1 0 mm² 、 ③従来の電線/ AC SR 8 1 0 mm² 、を用いた。その結果、従来の電線③は、図 1 Ί 中のグラフ CV 3で表されるように、風速 2 O m/s前後で抗カ係数 C dが最大値となりその後風速が高くなると抗カ係数 C dが若干増加し、風速 8 0 mZ sでは抗カ係数 C dはほぼ 1 になる。これに対し、本発明の電線①、 ②では、風速 2 OmZs程度ではスパイラル溝 1 1 0内での乱流化作用が余り発揮できないが、風速 2 5 m/ s以上になるとスパイラル溝 1 1 0内での乱流化作用により風圧抵抗が劇的に減少し風速 8 OmZs程度になっても持続する。すなわち、本発明の低風圧電線①では、図 1 7中のグラフ CV 1で表されるように、風速 3 Om/s 近傍で抗カ C dが最小値となり、その後緩やかに抗カ係数 C dが増加し、風速 8 Om/sでは抗カ係数 C dが 0. 7 8程度になる。わが国の送電線の支持物の風圧荷重の設計風速は夏期の台風時の 4 OmZsであるので、この風速で従来の電線と比較すると 6 9 % ( 0. 6 7 / 0. 9 7 = 0. 6 7 ) となる。また、低風圧と低騒音化を図った本発明の電線②では、図 1 7中のグラフ CV 2で表されるように、風圧 4 Om/sでは 8 0 % ( 0. 7 8 / 0. 9 7 = 0. 8 0 ) となり、本発明の電線①及び②のいずれにおいても、風圧抵抗が大幅に低減され、鉄塔や基礎等の建設費を節減できるのでその経済的効果は著しい。

上記実施形態のように、電線外周表面にスパイラル突条の段差 Hがある電線でも、電線の外径 Dに対する段差 Hの割合 H/Dを前記 0. O l HZD O. 1 0の範囲の適切な値を選定することにより、 3 0〜4 Om/sの高風速領域における抗カ係数 C dを従来の電線に比べて、少なくとも 2 0 %以上の低減できることが明らかになった。また電線外周表面に形成するスパイラル溝 1 1 0の形状を、その溝の深さ aと巾 bの比が 0. 0 5≤ 3 13≤ 0. 5の範囲となるように選定することにより、所望の設計風速に対して最適な抗カ係数 C dを選択でき、スパイラル溝 1 1 0の本数も所定範囲に選定することにより最適抗カ係数 C dを選択できることが明らかとなった。

図 1 8は、本発明の電線と従来の電線の風騒音特性の測定結果を、横軸に騒音周波数（Hz) 、縦軸に騒音レベル d b (A) をとつて示したものである。実験に際しては、 ①本発明の低風圧電線/外径 3 7. 2mmの L P 8 1 Omm² 、 ② 本発明の低風圧 ·低騒音電線 /3 6. 6mm、段差 Hが 2mm、中心角 Θが約 2 6 ° の 1対の突条が電線周面に突出する LN 8 1 0mm² 、 ③従来の電線/ AC SR 8 1 0mm² 、をそれぞれ架空電線として用いた。図 1 8により明らかなように、風圧抵抗のみを低減させた本発明の電線①では、グラフ C V Iで表されるように、電線の外周表面が従来電線に比べてより平滑なため、風騒音レベルが若干高くなる傾向にあるが、低騒音化を図った本発明の電線②では、グラフ CV 2 で表されるように、卓越周波数が消えて風騒音レベルが大幅に低下している。図 1 9は、他の実施形態を示す断面図であり、図 1 0、図 1 1 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、図 1 0に示す各セグメント素線 1 0 0の 2条分の巾のセグメント素線 1 2 1を撚り合わせて最外層を形成し、セグメント素線 1 2 1の側面に設ける凹部 1 0 3と凸部 1 0 5を、前述の実施形態におけるセグメント素線 1 0 0の凹部 1 0 3と凸部 1 0 5の形状よりも鈍角に形成したものであり、 1 2条のセグメント素線 1 2 1を撚り合わせて外径が Dの最外層を形成し、最外層を形成した伏態で、各セグメント素線 1 2 1同士が隣接する境界部の外周表面領域ごとに、断面円弧状の凹溝を設けて、電線外周面に周方向に間隔をおいて複数条のスパイラル溝 1 1 0を形成する。

この実施形態においても、前述の実施形態と同様に、前記凹部 1 0 3の溝底中心部 Pおよび凸部 1 0 5の先端中心部 Qからセグメント素線 1 2 1の底面までの間隔 Gを、該底面と外周表面との間の厚さ Tに対し 0. 2 T≤G≤ 0. 8 T (m m) を満たすようにし、セグメント素線 1 2 1同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に 0. 1〜 1. 0 mmの間隙 gを形成し、スパイラル溝 1 1 0の溝深さ aと溝巾 bが 0. 0 5≤ aZb≤ 0. 5を満たすように設定する。

図 2 0は、さらに他の実施形態を示した断面図であり、図 1 0、図 1 1 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、前述の実施形態と同様に、最外層として巾広のセグメント素線 1 2 1を用いて撚り合わせるが、セグメント素線 1 2 1の側面に設ける凹部 1 0 3と凸部 1 0 5を、略 V字形の断面に形成する代わりに、円弧状の凹部 1 0 3と凸部 1 0 5に形成したものである。この実施形態においても、前述の実施形態と同様に、凹部 1 0 3と凸部 1 0 5の中心部からセグメント素線 1 2 1の底面までの間隔 Gを、該底面と外周表面との厚さ丁に対し 0. 2 T≤G≤ 0. 8 T (mm) とし、セグメント素線 1 2 1同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に 0. 1〜 1. 0mmの間隙 gを形成し、スパイラル溝 1 1 0の溝深さ aと溝巾 bが 0. 0 5≤ a/b≤ 0. 5を満たすように設定する。

図 2 1は、さらに他の実施形態を示したものであり、この実施形態の架空電線では、張力を分担する心材としての 7本の鋼心撚線 1 0 8の外周に、第 1の導電層を形成するセグメント素線として断面が略扇型をなすアルミ素線 1 0 9 bを 5 本燃り合わせ、その外周に、第 2の導電層を形成するセグメント素線として断面が略扇型をなすアルミ素線 1 0 9 bを 9本撚り合わせ、さらにその外周に、最外層としての断面略台形の 2 0本の薄肉セグメント素線 1 0 0と 4本の厚肉セグメント素線 1 1 1を燃り合わせたものである。

このように、断面が略扇型をなすアルミ素線 1 0 9 c , 1 0 9 dを採用することにより、導電通路断面積を一定とした場合に、円形断面のアルミ素線を用いるものに比べて、電線の外径を小径化することができる。

なお、図 1 0ないし図 2 1に示した各実施形態の電線は撚り層数が 4層構造のものを示したが、この撚り層数は電線のサイズに応じて変更されるものである。以上述べた本発明の第 3の観点による架空電線によれば、セグメント素線に凹部と凸部を設け隣接セグメント素線の凹、凸部を嵌合させて撚り合わせたので、従来のような、燃り合わせの際の素線相互のずれが起こらず、架線の際に金車を通過させる時の素線の飛び出しゃ線浮きを防ぐことができる。

また、セグメント素線により形成された最外層の外周表面に、少なくとも 1条または電線周方向に間隔をおいて複数条の凹条断面をなすスパイラル溝を設けたので、架空電線に風が吹きつけたときに電線表面を流れる境界層の剝離点が電線風下側に移行して風圧荷重が低減する。

また、セグメント素線の両側面の凹部と凸部の中心部からセグメント素線底面までの間隔 Gが、セグメント素線の底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( m m ) を満たすようにしたので、セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する際に、セグメント素線が電線径方向にずれて生ずる肩立ちゃ線浮き現象の防止効果が大になる。

また、セグメント素線同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜 1 . 0 mmの間隙を形成することにより、セグメント素線の凹部に隣接するセグメント素線の凸部を嵌入させてセグメント素線を燃り合わせる際に、セグメント素線の寸法に若干の誤差があっても、この誤差を前記間隙で吸収、調整して両凹、凸部を支障なく嵌合させることができる。またこの間隙により電線内部に入つた雨水を速やかに排出することができる。

また、セグメント素線により形成された最外層の外周表面に形成するスパイラル溝の溝深さ aと溝巾 bを、 0 . 0 5≤ a / b≤ 0 . 5としたことにより、所望の設計風速に対して最適な抗カ係数 C dを選択でき、低風圧効果を増すことができる。

また、薄肉セグメント素線と少なくとも 1条の厚肉セグメント素線とを撚り合わせて最外層を形成し、薄肉セグメント素線の外周表面と厚肉セグメント素線の外周表面との間に段差 Hを形成し、この段差 Hを薄肉セグメント素線により画定される最外層の外径 Dに対し、 0 . 0 1 く H Z Dく 0 . 1 0としたことにより、大なる低風圧効果を有する低風騒音電線を得ることができる。

さらに、厚肉セグメント素線の中心角 0を、 1 0 ° くく 9 0 ° としたことにより、大なる低風圧効果、低騒音効果が得られるばかりでなく、架線工事において金車を通過する際の肉厚セグメント素線の転倒や突出部の潰れ、変形を防止することができる。これらの効果により、コロナ騒音レベルも低い値に抑制することができる。

次に、本発明の第 4の観点による架空電線の実施の形態を図面に基づいて説明する。図 2 2は本発明の一実施形態を示した断面図であり、図 2 3はその最外層の燃の合わせられたセグメント素線部分を拡大して示した断面図であり、図 2 4 は隣接するセグメント素線同士の側面に設けた凹部と凸部が嵌合し合う凹凸嵌合部を示した断面図である。図 2 2に示すように、この実施形態の架空電線は、張力を分担する心材としての燃り合わせた鋼心線 2 0 8の外周りに、第 1の導電層として 9本の円形断面のアルミ素線 2 0 9を燃り合わせて設け、その外周に、第 2の導電層として 1 5本のアルミ素線 2 0 9を燃り合わせて設け、さらにその外周に、 2 4本の断面略台形のセグメント素線 2 0 1を撚り合わせて外形 Dの最外層を形成したものである。

このセグメント素線 2 0 1は、アルミ合金製、銅製等の導電体製または表面が導電体である素線（たとえばアルミ被覆鋼線）であり、この本発明の架空電線は、送電線だけでなく架空地線も含むものである。なお、前記のアルミ素線 2 0 9 は、円形断面のアルミ素線の代わりに、図 2 5に示すように、断面扇型のセグメント素線 2 0 9 a , 2 0 9 bを用いることにより、断面密度を高めコンパクト化を図り、同一外径を維持して電流容量の増加を図ることもできる。

各セグメント素線 2 0 1は、図 2 3に示したように、電線径方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面 2 0 2に、略 V形で溝底が円弧面の凹部 2 0 3をセグメント素線 2 0 1の長手方向に連続して設け、他方の側面 2 0 4に、略 V形の先端が円弧面の凸部 2 0 5をセグメント素線 2 0 1の長手方向に連続して設ける。この凹部 2 0 3と凸部 2 0 5は、セグメント素線 2 0 1を燃り合わせて最外層を形成したときに、隣接し合う一方のセグメント素線 2 0 1の一側面 2 0 2に設けた凹部 2 0 3と他方のセグメント素線 2 0 1の一側面 2 0 4に設けた凸部 2 0 5の先端部が嵌合し合うように形成する。このように、両側面に凹部 2 0 3と凸部 2 0 5を設けたセグメント素線 2 0 1を撚り合わせることにより、隣接するセグメント素線 2 0 1同士は、相互に凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が嵌合するので、各セグメント素線 2 0 1の電線径方向へのずれが防止され肩立ちや線浮きの防止効果が大になる。

図 2 4に示すように、凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が嵌合し合う凹凸嵌合部 2 3 5 において、凹部 2 0 3と凸部 2 0 5の両凹凸面の電線径方向における接触長さ U を凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1に対し 1 0 %以下に形成する。このため、例えば、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 a (図 2 3参照）の円弧面の曲率半径 R 1を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 a (図 2 3参照）の円弧面の曲率半径 R 2よりも若干大にして R 1 > R 2に形成する。このように、先端円弧面部 2 0 5 aの曲率半径 R 1を溝底円弧面部 2 0 3 aの曲率半径 R 2よりも大にすることにより、凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1に対する両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを 1 0 %以下に抑えることができる。

上記の架空電線において、凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さ U、および凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W l とは、以下の長さを言うものである。すなわち、図 2 4に示すように、電線の最外層であるところのセグメント素線撚合層における隣接セグメント素線 2 0 1同士の隣接側面の一方の凹部 2 0 3と他方の凸部 2 0 5が嵌合し合う凹凸嵌合部 2 3 5において、隣接するセグメント素線 2 0 1同士の隣接し合う側面の電線径方向接線を X - X線（上下方向鎖線）とし、該接線 X - X線から立ち上がる凹部 2 0 3と凸部 2 0 5の立ち上がり点（横方向鎖線の位置）の電線外方側（図の上方）の立ち上がり点を Y点、電線内方側（図の下方）の立ち上がり点を Z点とし、この Y点と Z 点の間の凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が嵌合し合う部分を凹凸嵌合部 2 3 5と言う。この凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合面は、略円弧曲面であって直線面ではないが、電線長手方向ではなく電線中心に向け径方向に伸びる曲面なので、この凹凸嵌合面の径方向に伸びる長さを電線径方向の長さと言う。前記の凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合面の電線径方向の長さを W 1 とし、該凹凸嵌合部 2 3 5における凹部 2 0 3と凸部 2 0 5の両凹凸面の接触面のうち、電線外方側（図の上方）の接触部 V 1の電線径方向接触長さを 5 1 とし、電線内方側（図の下方）の接触面部 V 2の電線径方向接触長さを 5 2とし、凹凸嵌合部 2 3 5における両凹凸面の電線径方向接触長さ Uを 5 1 + 5 2とする。ただし、この接触長さ Uは (5 1、（ 2のいずれか一方がゼロの場合、すなわち前記凹凸嵌合部における上下の両接触面部 V 1、 V 2のうち上方または下方のいずれか一方の接触面部のみにおいて凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が接触している場合も含む、本発明は前記のように凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合面の電線径方向全域長さ W 1 と両凹凸面の電棣径方向接触長さ Uを定義し、この凹凸嵌合部 2 3 5における両凹凸面の電線径方向接触長さ Uを凹凸嵌合面の電線径方向全域長さ W 1に対して 1 0 %以下に設疋^る。

上記のように形成する凹凸嵌合部 2 3 5での接触長さ Uは、隣接するセグメント素線 2 0 1間に形成される全部の凹凸嵌合部 2 3 5のうちの少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5に形成する。このように、凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合面の電線径方向における全域長さ W 1に対し、両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを 1 0 %以下とすることにより、隣接するセグメント素線間の摩擦が小さくなる。このため柔軟性に富む撚線を得ることができ、セグメント素線に過大な応力がかからず、線状のキズゃバリが入るようなことはない。なお、接触長さ Uが、全域長さ W 1の 1 0 %を越えると、撚線の柔軟性が充分に得られない。また、図 2 6に示すように、凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が嵌合し合う凹凸嵌合部 2 3 5において、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 3を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 4よりも若干小にして R 3 < R 4に形成する。このように、先端円弧面部 2 0 5 aの曲率半径 R 3を溝底円弧面部 2 0 3 aの曲率半径 R 4よりも小にすることにより、凹凸嵌合部 2 3 5における凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1に対する両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを 1 0 %以下に抑えることができると共に、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aを凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの略中心部に位置付けることができ、燃り合わされたセグメント素線 2 0 1同士が電線の径方向においてずれるのを防止することができる。

この場合の架空電線において、凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1 とは、前述同様に Y点と Z点の間の凹部 2 0 3と凸部 2 0 5が嵌合し合う部分すなわち凹凸嵌合分 2 3 5の電線径方向に伸びる長さを言うものであり、凹凸嵌合部 2 3 5における両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uとは、以下の長さを言うものである。すなわち、図 2 7に示すように、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Q領域と凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 P領域との接触部 V 3の電線径方向接触長さを 5 3とする場合、この (5 3が両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uに相当するものである。

上記凹部 2 0 3と凸部 2 0 5は、図 2 3及び図 2 6に示したように、凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 Pおよび凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 a の中心部 Qとセグメント素線 2 0 1の底面 2 0 6との間の間隔 Gが、セグメント素線 2 0 1の厚さ T (該底面 2 0 6から電線の外周表面 2 0 7までの距離）に対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( m m ) の範囲になるように形成する。溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 Pと先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qの位置は、セグメント素線 2 0 1の外周表面 2 0 7側よりも内側の底面 2 0 6側方向に位置させたほうが肩立ちや線浮きの防止効果が大きいので、 P点、 Q点間の間隔 Gは、上記の範囲とするのが好ましい。この中心部 P、 Qの位置がセグメント素線 2 0 1の電線外表面側にあると、電線が曲げを受けたときに燃り合わされたセグメント素線の笑いや変形が生じやすく、これが永久に残る場合があり、平滑な電線表面を形成することが困難になり、風圧抵抗を低減できなくなる不都合を生じやすい。

上記セグメント素線 2 0 1により形成された最外層の表面には、各セグメント素線 2 0 1が隣接する境界部の外周表面領域に、図示のように凹円弧状に窪む凹溝を設けて、電線外周面にスパイラル溝 2 1 0を形成する。このスパイラル溝 2 1 0は、隣接し合う各セグメント素線 2 0 1の側面の電線外周側の肩部の表面を凹円弧状に切除した 2つの凹円弧面 2 1 0 m、 2 1 0 η (図 2 3及び図 2 6 ) により形成し、その窪み形状の凹円弧の形状は半円弧形または浅い円弧形に形成する。この電線表面に設けるスパイラル溝 2 1 0の数は、少なくとも 1条、好ましくは、電線周方向に間隔を空けて複数条設ける。図 2 2はセグメント素線 2 0 1 の各境界部のうち、 1つおきの境界部の外周表面にスパイラル溝 2 1 0を設けた例を示す。このスパイラル溝 2 1 0は、隣接するセグメント素線 2 0 1の境界部に形成する代わりに、 1条のセグメント素線 2 0 1の外周表面に設けてもよい。また、スパイラル溝 2 1 0の断面形状は、底部が矩形断面の窪みとなる凹溝でもよい。

このように、最外層にスパイラル溝 2 1 0を形成することにより、風が吹きつけると、その気流の電線表面を流れる気流はスパイラル溝 2 1 0内で気流の混合が生じて乱流化が促進され、電線表面から一端剝離した気流が再び後方の電線表面に再付着し、剝離点が風下側に移行して電線風下側の伴流が小さくなり風圧抵抗が低減する。

上記スパイラル溝 2 1 0の大きさは、該凹溝 2 1 0の深さを a、開口部における巾を bとすると、該深さ aと巾 bの比が、 0 . 0 5≤ a / b≤ 0 . 5の範囲になるように形成するのが、低風圧効果上好ましい。溝巾 bは、一般に 2〜 1 O m m、好ましくは 5〜 7 m mとすると、溝深さ aは 0 . 2 5〜0 . 3 5 m m以上である。

図 2 3及び図 2 6に示すように、最外層を形成するセグメント素線 2 0 1同士が隣接する境界部には間隙 gが形成されており、この間隙 gは、 0 . 1〜 1 . 0 mmであって、複数の境界部のうちの少なくとも 1箇所に形成され、この間隙 g により、セグメント素線 2 0 1の寸法に多少の誤差があっても、オーバレイヤ一にならず肩立ちや線浮きが生じない。

図 2 8は、他の実施形態を示した断面図であり、図 2 9はその最外層を形成するセグメント素線部分を拡大して示した断面図であり、図 2 2、図 2 3、図 2 6 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、図 2 2、図 2 3及び図 2 6に示した実施形態と同様に、セグメント素線 2 0 1を燃り合わせて外径 D の最外層を形成する際に、このセグメント素線 2 0 1の径方向の厚さ丁よりも大なる径方向厚さ dの厚肉セグメント素線 2 1 1を、薄肉セグメント素線 2 0 1の間に挟んで一緒に撚り合わせたものであり、この厚肉セグメント素線 2 1 1の外表面側の半部が電線周面上にスパイラル状に突出する。この厚肉セグメント素線 2 1 1は、少なくとも 1条を撚り合わせる。図 2 8は直径線上に相対して 1対の厚肉セグメント素線 2 1 1を燃り合わせた例を示す。

この実施形態の架空電線は、厚肉セグメント素線 2 1 1 として、薄肉セグメント素線 2 0 1 と同巾の 2条のセグメント素線を厚肉にした左右 1対の厚肉セグメント素線 2 1 1 m、 2 1 1 nを合わせて形成したものであり、図 2 9に示したように、右側の厚肉セグメント素線 2 1 1 nの左側面 2 0 2の凹部 2 0 3と左側の厚肉セグメント素線 2 1 1 mの右側面 2 0 4の凸部 2 0 5の先端を嵌合させ、この左側の厚肉セグメント素線 2 1 1 mの左側面 2 0 2の凹部 2 0 3と、さらに左側に隣接する薄肉セグメント素線 2 0 1の凸部 2 0 5の先端を嵌合させ、また前記右側の厚肉セグメント素線 2 1 1 nの右側面 2 0 4の凸部 2 0 5の先端と、さらに右側に隣接する薄肉セグメント素線 2 0 1の凹部 2 0 3を嵌合させて燃り合わせる。最外層の他の領域において、隣接する薄肉セグメント素線 2 0 1を、凹部 2 0 3と隣接凸部 2 0 5を嵌合させて燃り合わせることは、前述の実施形態と同様である。

この実施形態の架空電線においても、前述の実施形態と同様に、各凹凸嵌合部

2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 1を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 a の円弧面の曲率半径 R 2よりも若干大にして R 1 > R 2に形成し、凹凸嵌合部 2

3 5における両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1に対し 1 0 %以下に抑えている。

尚、この実施形態の架空電線においても、前述の実施形態と同様に、各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 3を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 4よりも若干小にして R 3 < R 4に形成し、凹凸嵌合部 2 3 5における両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1に対し 1 0 %以下に抑えることも可能である。また、薄肉セグメント素線 2 0 1における溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 P及び先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qと薄肉セグメント素線 2 0 1の底面との間の間隔 Gを、薄肉セグメント素線 2 0 1の厚さ Tに対し、 0. 2 T≤G≤ 0. 8 T (mm) の範囲にし、厚肉セグメント素線 2 1 1における溝底円弧面部 2 0 3 a の中心部 Pおよび先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qと厚肉セグメント素線 2 1 1 の底面との間の間隔 Gを、薄肉セグメント素線 2 0 1 の厚さ Tに対し、 0. 2 T ≤G≤ 0. 8 T (mm) の範囲に設定している。

このように、薄肉セグメント素線 2 0 1の間に厚肉セグメント素線 2 1 1を撚り合わせることにより、図 2 9に示すように、薄肉セグメント素線 2 0 1の外周表面 2 0 7と厚肉セグメント素線 2 1 1の外周表面 2 1 2との間に段差 Hが形成され、この段差 Hだけ電線周面上に突出した厚肉セグメント素線 2 1 1の突出部 2 1 1 dにより、電線周面上にスパイラル状に突出するスパイラル突条が形成され ο

上記段差 Hは、薄肉セグメント素線 2 0 1 により画定される最外層の外径 Dに対し、 HZDが、 0. 0 1 く HZDく 0. 1 0の範囲になるように設定する。この段差 Hは、小さすぎると低騒音効果が失われ、大きすぎると風圧抵抗が大になつて低風圧効果が損なわれる。実験によれば、段差 HがH< 0. 0 1 Dであると低騒音効果が失われ、一方、外径が等価な従来の電線の風圧抵抗よりも 1 0〜2 0 %小さい低風圧効果を得るには、 H< 0. 1 Dにする必要があることがわかつた。なお、前記の段差 Hを電線周面の対向する 4箇所に設けて、より低い段差で低風圧化と低騒音化を図ることも可能である。

上記厚肉セグメント素線 2 1 1の両側面間の巾（図 2 9において右側の厚肉セグメント素線 2 1 1 nの右側面 2 0 4 と左側の厚肉セグメント素線 2 1 1 mの左側面 2 0 2との間の間隔巾）は、電線の中心点 0における該両素線 2 1 l m、 2 1 1 nの両側面間の中心角 0力、 1 0 ° く 0く 9 0。の範囲となるようにする。この中心角 0が 1 0° 以下であると、電線の風下側にカルマン渦が形成されやすくなり、低騒音効果が損なわれるばかりでなく、架線工事において金車を通過する際に、電線の外周面上にスパイラル状に突出して最外層に燃り合わせられている厚肉セグメント素線 2 1 1が転倒したり突出部 2 1 I dが潰れ変形しやすくなるので、この中心角 Θは 1 0 ° 以上が好ましい。また中心角 0が 9 0 ° を越えると、投影断面積が増加して風圧抵抗が増大し低風圧効果が損なわれるので、中心角 0は 9 0 ° 以下とするのが好ましい。以上のように構成すると、コロナ騒音レベルも十分低い値に抑制することができる。

この実施形態の架空電線も、前述の実施形態と同様に、電線外周面すなわち最外層に、円弧状に窪む凹溝としてスパイラル溝 2 1 0を設ける。このスパイラル溝 2 1 0は電線周方向に間隔を空けて複数条または少なくとも 1条形成するが、薄肉セグメント素線 2 0 1 に隣接する厚肉セグメント素線 2 1 1 には、図 2 8のように、厚肉セグメント素線 2 1 1の突出部 2 1 1 dの下縁のセグメント肩部に凹円弧面を形成して、これに隣接する薄肉セグメント素線 2 0 1の凹円弧面とともに円弧面の凹溝を形成する。この実施形態の架空電線においても、電線外周面にスパイラル状凹溝を形成することにより、風が吹きつけると電線表面を流れる層流がスパイラル溝 2 1 0を通過して風下側に移り、剝離点が風下側に移行して抗カ係数が小になり、風圧電荷が低減する。

また、この実施形態の架空電線においても、スパイラル溝 2 1 0の深さ aと巾 bの比を、 0 . 0 5 ≤ a / b≤ 0 . 5の範囲し、薄肉セグメント素線 2 0 1同士の境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜1 . 0 m mの間隙 gを形成する。図 3 0はさらに他の実施の形態を示した断面図であり、図 2 2、図 2 3、図 2 6および図 2 8、図 2 9 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、前述の実施形態におけるセグメント素線の 2条分の巾のセグメント素線 2 2 1、 2 2 2を用レ、、 1 0条の薄肉セグメント素線 2 2 1 と 2条の厚肉セグメント素線 2 2 2を撚り合わせて、薄肉セグメント素線 2 2 1 により画定される最外層の外径が Dで、直径線上に 2条の厚肉セグメント素線 2 2 2が相対するようにしたものである。また、各セグメント素線が隣接する境界部の外周表面領域ごとに、凹円弧状の凹溝を設けて、電線外周面に周方向に間隔を空けてスパイラル溝 2 1 0を形成する。

また、セグメント素線同士の各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 1を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 2よりも若干大にして R 1 >R 2に形成し、その両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ Wの 1 09 以下に形成している。尚、セグメント素線同士の各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 3を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 4よりも若干小にして R 3 <R 4に形成し、その両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ Wの 1 0 %以下に形成することも可能でめる。

さらに、薄肉セグメント素線 2 0 1の側面の凹部 2 0 3と隣接する薄肉セグメント素線側面の凸部 2 0 5を嵌合させて燃り合わせるものであり、凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 Pと凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qの位置を、薄肉セグメント素線 2 0 1の厚さ Tに対し、 0. 8 T (mm) の範囲にしている。

また、図 3 0に示すように、厚肉セグメント素線 2 2 2の中心角 0を、 1 0° < 0 < 9 0 ° の範囲とし、薄肉セグメント素線 2 2 1 の外周表面と厚肉セグメント素線 2 2 2の外周表面との間の段差 Hを、薄肉セグメント素線 2 2 1により画定される最外層の外径 Dに対し、 0. 0 1 <H/D < 0. 1 0の範囲にすし、スパイラル溝 2 1 0の深さ aと巾 bの比を、 0. 0 5≤ a/b≤ 0. 5の範囲にし、セグメント素線 2 0 1が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0. 1〜 1. 0 mmの間隙 gを形成してレ、る。

従来の電線は風速 2 OmZs前後で抗カ係数が最大値となり、その後風速が高くなると抗カ係数が若干増加し、 8 OmZsでは抗カ係数はほぼ 1になる。これに対し、本発明の電線は、電線表面に設けたスパイラル溝 2 1 0により、気流が乱流化されて風下側の伴流が小さくなり風圧抵抗が著しく低減するものであり、風速 2 OmZs程度ではスパイラル溝 2 1 0内での乱流化作用が余り発揮できないが、風速 2 5 mZs以上になるとスパイラル溝 2 1 0内での乱流化作用により風圧抵抗が劇的に減少し風速 8 Om/s程度になっても持続する。本発明の電線は風圧抵抗が大幅に低減され、鉄塔や基礎等の建設費を節減できるのでその経済的効果は著しい。

上述の実施形態のように、外周にスパイラル突条の段差 Hがある電線でも、電線外径 Dに対する段差 Hの割合 HZDとして、 0. 0 1 <H/Dく 0. 1 0の範囲の適切な値を選定することにより、 3 0〜4 OmZsの高風速領域において抗力係数を従来の電線と比較すると、少なくとも 2 0 %以上の低減効果を有することが明らかとなった。また、電線表面に形成するスパイラル溝 2 1 0の形状として、凹溝の深さ aと巾 bの比を、 0. 0 5≤ aZb≤ 0. 5の所定の範囲に選定することにより所望の設計風速に対して最適な抗カ係数を選択でき、スパイラル溝 2 1 0の本数も所定範囲に選定することにより、最適な抗カ係数を選択できることが明らかとなった。

図 3 1は他の実施の形態を示す断面図であり、図 2 2、図 2 3、図 2 6 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、前述の実施形態におけるセグメント素線 2 0 1の 2条分の巾のセグメント素線 2 2 1を撚り合わせて最外層を形成し、セグメント素線 2 2 1の側面に設ける凹部 2 0 3と凸部 2 0 5の円弧面を、前述の実施形態のセグメント素線 2 0 1の凹部 2 0 3と凸部 2 0 5よりも大なる曲率に形成したものであり、 1 2条のセグメント素線 2 2 1を撚り合わせて外径が Dの電線を形成し、各セグメント素線 22 1が隣接する境界部の外周表面領域ごとに、凹円弧状の凹溝を設けて、電線外周面に周方向に間隔を空けてスパイラル溝 2 1 0を形成する。この実施形態においても、各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、その両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1の 1 0 %以下に形成するために、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 1を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 2よりも若干大にして R 1 > R 2に形成し、また、凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 Pおよび凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qからセグメント素線 2 2 1の底面までの間隔 Gを、該底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T ( mm ) とし、セグメント素線 2 2 1同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に 0 . 1〜し 0 m mの間隙 gを形成し、さらに、スパイラル溝 2 1 0の溝深さ aと溝巾 bを 0 . 0 5≤ a / b≤ 0 . 5となるように、形成している。

尚、この実施形態において、各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5において、その両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1の 1 0 %以下に形成するために、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 3を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 4よりも若干小にして R 3 < R 4に形成することも可能である。

図 3 2は、さらに他の実施形態を示す断面図であり、図 2 2、図 2 3、図 2 6 と同一符号は同一部分を示す。この実施形態の架空電線は、前述の実施形態と同様に、巾広のセグメント素線 2 2 1を撚り合わせて最外層を形成し、この最外層を形成するセグメント素線 2 2 1の側面に設ける凹部 2 0 3と凸部 2 0 5を、半円弧状の凹部 2 0 3と凸部 2 0 5に形成したものである。また、セグメント素線 2 2 1における各凹凸嵌合部 2 3 5のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部 2 3 5 において、その両凹凸面の電線径方向における接触長さ Uを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さ W 1の 1 0 %以下に形成するために、凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの円弧面の曲率半径 R 1を凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの円弧面の曲率半径 R 2よりも若干大にして R 1 > R 2に形成し、また、前記凹部 2 0 3の溝底円弧面部 2 0 3 aの中心部 Pおよび凸部 2 0 5の先端円弧面部 2 0 5 aの中心部 Qからセグメント素線 2 2 1の底面までの間隔 Gを、該底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T (m m ) とし、セグメント素線 2 2 1同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に 0 . 1〜 1 . O m mの間隙 gを形成し、スパイラル溝 2 1 0の溝深さ aと溝巾 bを 0 . 0 5≤ a / b≤ 0 . 5となるように、形成している。

図 3 3及び図 3 4は、図 3 0及び 3 1に示す実施形態に対して、導電層を変更した他の実施形態を示す断面図であり、図 3 0及び図 3 1 と同一符号は同一部分を示す。すなわち、この両実施形態の架空電線では、張力を分担する心材としての撚り合わせた鋼心線 2 0 8の外周りに、第 1の導電層として 6本の略扇型断面のアルミ製セグメント素線 2 0 9 cを撚り合わせて設け、その外周に、第 2の導電層として 8本のアルミ製セグメント素線 2 0 9 dを燃り合わせて設け、さらにその外周に、 1 2本のセグメント素線 2 2 1 , 2 2 2を撚り合わせて外径 Dの最外層を形成したものである。このように、断面扇型のセグメント素線 2 0 9 c , 2 0 9 dを用いることにより、断面密度を高めコンパクト化を図り、同一外径を維持して電流容量の増加を図ることもできる。

なお、図 2 2ないし図 3 4に示した各実施形態の電線は撚り層数が 4層構造のものを示したが、この燃り層数は電線のサイズに応じて変更されるものである。以上述べた本発明の第 4の観点による架空電線によれば、セグメント素線の両側面に凹部と凸部を設け隣接するセグメント素線同士の凹部と凸部を嵌合させて撚り合わせて最外層を形成し、この際に得られる複数の凹凸嵌合部のうち少なくとも 1箇所の凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さをその凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さの 1 0 %以下としたので、隣接するセグメント素線間の摩擦が小さくなって柔軟性に富む撚線を得ることができ、取扱い容易となり、セグメント素線に過大な応力がかからず従来のようにひびが入ることがなく、しかも従来のような、燃り合わせの際の素線相互のずれが起こらず、架線の際の金車通過時の素線の飛び出しや線浮きを防ぐことができる。

また、セグメント素線を燃り合わせて形成した最外層の外周表面に少なくとも

1条または電線周方向に間隔を空けて複数条のスパイラル溝を設けたので、架空電線に風が吹きつけたときに電線表面を流れる境界層の剝離点が電線風下側に移行して風圧荷重が低減する。

また、セグメント素線側面に設けた凸部の先端円弧面部の曲率半径を凹部の溝底円弧面部の曲率半径よりも大にすることにより、隣接するセグメント素線同士の凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さの 1 0 %以下に抑えることが容易にできる。

また、セグメント素線側面に設けた凸部の先端円弧面部の曲率半径を凹部の溝底円弧面部の曲率半径よりも小にすることにより、隣接するセグメント素線同士の凹凸嵌合部における両凹凸面の電線径方向における接触長さを凹凸嵌合部の電線径方向における全域長さの 1 0 %以下に抑えることが容易にできると共に、凸部の先端円弧面部を凹部の溝底円弧面部の略中心部に位置付けることができ、撚り合わせられたセグメント素線同士が電線の径方向においてずれるのを防止することができる。

また、セグメント素線の両側面の凹部の溝底円弧面部の中心部および凸部の先端円弧面部の中心部からセグメント素線の底面までの間隔 Gを、セグメント素線の底面と外周表面との間の厚さ Tに対し、 0 . 2 T≤G≤ 0 . 8 T (mm ) としたので、セグメント素線を燃り合わせて最外層を形成する際に、セグメント素線が電線径方向にずれて生ずる肩立ちや線浮き現象の防止効果が大になる。

また、撚り合わされたセグメント素線同士が隣接する境界部の少なくとも 1箇所に、 0 . 1〜 1 . O mmの間隙を形成することにより、セグメント素線の寸法に若干の誤差があっても、この誤差は前記間隙で吸収、調整されて両凹、凸部を支障なく嵌合させることができる。また、この間隙により電線内部に入った雨水を速やかに排出することができる。

また、セグメント素線を撚り合わせて形成した最外層の外周表面に形成するスパイラル溝の溝深さ aと溝巾 bを 0 . 0 5 a Z b≤ 0 . 5 としたことにより、所望の設計風速に対して最適な抗カ係数を選択でき、低風圧効果を増すことができる。

また、薄肉セグメント素線の間に少なくとも 1条の厚肉セグメント素線を撚り合わせて最外層を形成し、薄肉セグメント素線の外周表面と厚肉セグメント素線の外周表面との間に段差 Hを形成し、この段差 Hを薄肉セグメント素線により画定される最外層の外径 Dに対し、 0 . 0 1 く H Z Dく 0 . 1 0 としたことにより、低風圧効果の大きい低風騒音及び低コロナ騒音電線を得ることができる。さらに、厚肉セグメント素線の中心角 0を 1 0。く Θく 9 0 ° としたことにより、大なる低風圧効果、低騒音効果が得られるばかりでなく、架線工事において金車を通過する際の厚肉セグメント素線の転倒や突出部の潰れ、変形を防止することができる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明の架空電線は、その風圧抵抗、風騒音、コロナ騒音の低減を行ないつつ、最外層を形成する素線の飛び出し、線浮き等を防止することができるため、風速の速い環境下で架空電線として架線されるのに有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 張力を分担する心材と、

前記心材の外周に設けられた導電層と、

前記導電層の外周において複数のセグメント素線を燃り合わせて形成された最外層とを有し、

前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を有する、架空電線。

2 . 前記スパイラル溝は、その断面の幅を W、深さを hとするとき、

1 < W/ h < 1 6

を満たすように形成されている、請求の範囲第 1項記載の架空電線。

3 . 前記スパイラル溝は、その両端角部において、傾斜勾配が 1 0 %以下の面取り又は架空電線の直径 Dの 1 Z 2以下の曲率半径の面取りを有する、請求の範囲第 1項記載の架空電線。

4 . 前記導電層は、 1層又は複数の層からなる、請求の範囲第 1項記載の架空

5 . 前記導電層は、複数のセグメント素線を撚り合わせたものからなり、前記セグメント素線は円形断面又は略台形断面である、請求の範囲第 1項記載の架空

6 . 張力を分担する心材と、

前記心材の外周に設けられた導電層と、

前記導電層の外周において複数のセグメント素線を燃り合わせて形成された最外層とを有し、前記最外層を形成するセグメント素線は、薄肉のセグメント素線と少なくとも

1条の厚肉のセグメント素線とを含み、

最外層を形成するように燃り合わされた状態での、前記薄肉セグメント素線の外周表面と前記厚肉セグメント素線の外周表面との段差を H、前記厚肉セグメント素線の中心角を 0、前記薄肉セグメント素線により画定される架空電線の外径を Dとするとき、

0 . 0 1 < H / D < 0 . 1 0、かつ

1 0 ° ぐ Θ < 9 0 °

を満たす、架空電線。

7 . 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を有する、請求の範囲第 6項記載の架空電線。

8 . 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の底部が矩形断面の凹状をなす複数条のスパイラル溝を有し、前記スパイラル溝は、その断面の幅を W、深さを hとするとき、 1 く W/ h < 1 6を満たすように形成されている、請求の範囲第 6項記載の架空電線

9 . 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の底部が矩形断面の凹状をなすスパイラル溝を有し、

前記スパイラル溝は、その両端角部において、傾斜勾配が 1 0 %以下の面取り又は架空電線の直径 Dの 1 Z 2以下の曲率半径の面取りを有する、請求の範囲第 6項記載の架空電線。

1 0 . 前記導電層は、 1層又は複数の層からなる、請求の範囲第 6項記載の架

1 .1 . 前記導電層は、複数のセグメント素線を燃り合わせたものからなり、前記セグメント素線は円形断面又は略台形断面である、請求の範囲第 6項記載の架

1 2 . 張力を分担する心材と、

前記心材の外周に設けられた導電層と、

前記導電層の外周において複数のセグメント素線を ί然り合わせて形成された最外層とを有し、

前記最外層を形成する複数のセグメント素線の各々は、燃り合わされた状態で隣接するセグメント素線と相互に嵌合するように、架空電線の周方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面に形成された凹部と、他方の側面に形成された凸部とを有する、架空電線。

1 3 . 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を有する、請求の範囲第 1 2項記載の架空電線。

1 4 . 前記凹部の溝底中心部及び前記凸部の先端中心部から前記セグメント素線の底面までの間隔を G、前記セグメント素線の底面から外周表面までの厚さを Tとするとき、

0 . 2 T ≤ G ≤ 0 . 8 T ( m m )

を満たす、請求の範囲第 1 2項記載の架空電線。

1 5 . 前記複数のセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の少なくとも 1 力所に、 0. 1〜 1. 0 mmの間隙を設けた、請求の範囲第 1 2項記載の架空電線。

1 6. 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が撚り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を有し、

前記スパイラル溝は、その溝深さを a、開口部における溝幅を bとするとき、 0. 0 5 ≤ a/b ≤ 0. 5 を満たす、請求の範囲第 1 2項記載の架空

1 7. 前記最外層を形成するセグメント素線は、薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線とを含み、

0. 0 1 < H/D < 0. 1 0、かつ

1 0 ° ぐ Θ < 9 0°

を満たす、請求の範囲第 1 2項記載の架空電線。

1 8. 前記導電層は、 1層又は複数の層からなる、請求の範囲第 1 2項記載の

1 9. 前記導電層は、複数のセグメント素線を撚り合わせたものからなり、前記セグメント素線は円形断面又は略台形断面である、請求の範囲第 1 2項記載の

2 0. 張力を分担する心材と、

前記心材の外周に設けられた導電層と、

前記導電層の外周において複数のセグメント素線を撚り合わせて形成された最外層とを有し、

前記最外層を形成する複数のセグメント素線の各々は、燃り合わされた状態で隣接するセグメント素線と相互に嵌合するように、架空電線の周方向において対向する一対の側面のうちの一方の側面に形成された凹部と、他方の側面に形成された凸部とを有し、

前記凹部に前記凸部を嵌合させた状態での複数の凹凸嵌合部のうち少なくとも

1箇所の凹凸嵌合部の両凹凸面の架空電線径方向における接触長さを、前記凹凸嵌合部の前記径方向における全域長さの 1 0 %以下とした、架空電線。

2 1 . 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を有する、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 2 . 前記凸部は先端が曲率半径 R 1の円弧面をなす先端円弧面部を有し、前記凹部は溝底が曲率半径 R 2の円弧面をなす溝底円弧面部を有し、前記先端円弧面部の曲率半径 R 1及び前記溝底円弧面部の曲率半径 R 2が、 R 1 > R 2 を満たす、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 3 . 前記凸部は先端が曲率半径 R 3の円弧面をなす先端円弧面部を有し、前記凹部は溝底が曲率半径 R 4の円弧面をなす溝底円弧面部を有し、前記先端円弧面部の曲率半径 R 3及び前記溝底円弧面部の曲率半径 R 4が、 R 3 < R 4 を満たす、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 4 . 前記凸部は、その先端に円弧面をなす先端円弧面部を有し、前記凹部は、その溝底に円弧面をなす溝底円弧面部を有し、

前記溝底円弧面部の中心部及び前記先端円弧面部の中心部から前記セグメント素線の底面までの間隔を G、前記セグメント素線の底面から外周表面までの厚さを Tとするとき、

0. 2 T ≤ G ≤ 0. 8 T (mm)

を満たす、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 5. 前記複数のセグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の少なくとも 1 力所に、 0. 1〜 1. 0 mmの間隙を設けた、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 6. 前記複数のセグメント素線により形成された最外層は、前記セグメント素線の外周表面の一部に又は前記セグメント素線同士が燃り合わされて隣接する境界部の外周表面領域に、少なくとも 1条又は架空電線の周方向に間隔をおいて形成された複数条の凹状断面をなすスパイラル溝を有し、

前記スパイラル溝は、その溝深さを a、開口部における溝幅を bとするとき、 0. 0 5 ≤ a/b ≤ 0. 5 を満たす、請求の範囲第 2 0項記載の架空

2 7. 前記複数のセグメント素線は、薄肉のセグメント素線と少なくとも 1条の厚肉のセグメント素線を含み、

最外層を形成するように燃り合わされた状態での、前記薄肉セグメント素線の外周表面と前記厚肉セグメント素線の外周表面との段差を H、前記厚肉セグメント素線の中心角を 6、前記薄肉セグメント素線により画定される架空電線の外径を Dとするとき、

0. 0 1 < H/D < 0. 1 0、かつ

1 0° < Θ < 9 0°

を満たす、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。

2 8. 前記導電層は、 1層又は複数の層からなる、請求の範囲第 2 0項記載の

2 9. 前記導電層は、複数のセグメント素線を撚り合わせたものからなり、前記セグメント素線は円形断面又は略台形断面である、請求の範囲第 2 0項記載の架空電線。