JPH0697572B2 - 低ａｎ型低騒音電線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スパイラルロッド等の別部材を巻回すること
なく、電線外周の構成を特定な形状に選定することによ
り風騒音や風圧を低減し得るばかりでなく、降雨の際に
雨滴により発生するコロナに起因するAN（Audible Nois
e、以下同じ）を大巾に低減し得る風騒音AN対策協調型
の電線に関するものである。

［従来の技術］ 第14図に示すように、電線の最外層撚線層を、断面ほぼ
扇形よりなりかつ電線半径方向の肉厚が異なる２種類の
素線1,1および2,2により構成し、電線の最外周に平滑な
スパイラル状の段差表面10aおよび10bを形成してなる低
風音電線10については、出願人においてすでに提案があ
る。（特開昭59−96603） これは、第15図に示すように、大径段差部10aの中心角
をθ、大径段差表面10aの外径をD₁、小径段差部10bの外
径をD₂、その高低差をｈ、大径段差部10aのピッチをＰ
とした場合のそれぞれの最適条件を規定し、従来広く採
用されているスパイラルロッドなどのような別部材を巻
回することなく、電線の外周形状を特定なものに選ぶこ
とにより電線より発生する風騒音を低減せしめるもので
ある。

既提案の上記低風音電線の風騒音防止効果は、単導体と
して架線された場合に顕著であるが、多導体として架線
された場合には必ずしも期待するような効果を得られな
いことがその後次第に明らかになってきた。

単導体の場合には非常に有効でありながら、多導体の場
合にその効果が低減されてしまうのは、多導体に特有の
導体配列が関与するためである。すなわち、多導体送電
線の場合には、第13図に示すように導体が横方向に平行
配列となり、風が図中白抜矢印のように吹き付けた場合
に上流側導体10₁と下流側導体10₂という配列関係が生ず
る。

第13図のように導体10₁および10₂が間隔Ｌをもって平行
配列されている多導体送電線に風が吹き付けると、上流
側導体10₁の風下側の空気の流れに乱流域が生じ、この
乱流域での空気は乱流化によって後方への移動が遅れる
のに対し、当該乱流域の外側の空気は風本来の一定速度
をもって円滑に流れることになるために、その界面に空
気の剥離剪断層Ｓが生ずる。

この剥離剪断層Ｓが多導体における風騒音の元凶をつく
るものであり、間隔Ｌだけ離れた下流側導体10₂にこの
剥離剪断層Ｓが突き当ることにより特有の空気振動が生
じ、高い風騒音を発生させる原因となる。

そこで、そのような多導体送電線に構成した場合にも有
効に風騒音を低減し得る低騒音電線についても、出願人
において先に提案をした。（特願平１−79417） これは、第12図に説明図示したように、大径段差部の実
表面Ａ〜Ａ′表面がつくる中心角をθｅ、大径段差表面
10aと小径段差表面10bの高低差をｈ、前記大径段差部の
実表面の端縁A,A′と電線の中心を結ぶ仮想線上に円弧
中心O,O′を有し当該実表面の端縁より大径段差部の両
側縁に形成される端部円弧面の曲率半径をＲとしたと
き、 20゜≦θｅ≦60゜ ２≦ｈ≦３（mm） 1.5≦Ｒ≦３（mm） となるように構成したものである。

上記規定範囲となるようにθｅ、ｈおよびＲを設定する
と、多導体において特有な空気流の剥離剪断層に起因す
る風騒音の発生を顕著に低減させることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したそれぞれの提案により、単導体の送電線のみな
らず多導体の送電線をも含め電線が風圧によって発生す
る騒音を十分に抑止することが可能となり、電線の風騒
音に由来する環境問題は解決をみることができた。

しかし、送電線が益々超高圧化されるに及び、ここに別
な問題点の潜んでいることが指摘されるようになった。

それは、降雨の際に送電線のとくに下面に付着した水滴
が原因となり、突出状態で付着している水滴の電位傾度
が上昇し、コロナ騒音すなわちANが発生するという問題
が生ずるようになったのである。

電線の外表面にスパイラル状の高低段差が存在すると、
その段差部が雨水を集めて下面に向って案内流下させる
作用が生じ、下側となった大径段差表面に雨滴の粒が成
長し易くなり、大粒化することにより前記したANが発生
し易くなる。

このようなAN発生については、架空送電線の送電電圧の
超高圧化に伴い、宿命的に付随してくる問題であり、通
常の電線においてもそのような問題がないわけではな
い。

しかし、低騒音電線は、基本的には、電線外周に突部や
段差を形成することにより騒音を低減するものであり、
前記ANを発生させ易くなることは否めない。このこと
は、電線外周にスパイラルロッドを巻回する方式におい
ても同じであるが、このスパイラルロッドによるAN発生
対策については出願人においてすでに提案され一応の解
決をみるに到っている。（特許第1235450号） しかし、第10図（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ断面形状を示
したように、スパイラルロッド巻回以外の方法によって
低風音化ないし難着雪化しようとする提案は多い。すな
わち、第10図（Ａ）は先に説明した出願人による既定案
例、（Ｂ）は丸線を素線3,3とし、外層に異形の素線４
を突出状態に撚合せた例、（Ｃ）は扇形素線5,5を撚合
せその一部に突起６を形成している例である。

第11図は、上記第10図（Ａ）〜（Ｃ）に示す形状の電線
10,10′,10″を用い、コロナケージ内でAN発生実験を行
ない、従来電線とのAN値の比較を行なった結果をプロッ
トしたプロット図である。供試電線のサイズはいずれも
ACSR810mm²相当であり、（Ａ）の電線10の大径段差部の
中心角θ＝90゜、高低差ｈ＝2.5mm、（Ｂ）の電線10′
の異形電線４の突出高さ2.5mm、巾5mm、その曲率半径5m
m、また（Ｃ）の電線10″の突出部６の高さ1.5mm、巾1.
5mmである。

出願人による既提案の電線10は、他の電線10′,10″に
比べればAN値の上昇は幾分小さいが、それでも従来電線
に対して5dB程度のAN値のアップがみられることがわか
る。

上記スパイラルロッド巻回の場合には、このAN値の問題
は解決をみてはいるが、面倒な巻付工事が必要である上
風圧荷重や重量の増大のため鉄塔補強や弛度の特別な調
整など付随工事も多い。

本発明の目的は、上記したような実情にかんがみ、単に
電線の形状を特定なものに選ぶだけで風騒音や風圧を低
減し得るばかりでなく、降雨の際に水滴により発生する
コロナに起因するANをも大巾に低減し得る新規な低AN型
低騒音電線を提供しようとするものである。

［課題が解決するための手段］ 本発明は、撚線の最外層撚線層を断面ほぼ扇形よりなる
厚肉素線と薄肉素線をもって構成し、その肉厚の差によ
って撚線外周面に段差表面をスパイラル状に形成してな
る電線において、大径段差表面を形成する厚肉素線の間
に該厚肉素線より高さの低い介在素線を配置して大径段
差部のほぼ中央位置に底部に幅のある凹部を形成し、該
凹部側面が電線中心に対して形成する中心角をθｏ、大
径段差表面の実表面が作る中心角をθｅ、前記凹部の底
部が内接する電線との仮想同心円が両側の厚肉素線の側
面と交わる交点間の距離をδ、該底部仮想円と大径段差
円との半径方向の差により表わされる凹部の深さをhoと
したとき、 0.2≦θo/θｅ≦0.7 ho≧１（mm） δ≧２（mm） となるように構成したものであり、これを多導体送電線
へも適用するために、上記条件に加重して、大径段差表
面と小径段差表面の高低差をｈ、前記大径段差部の実表
面の端縁と電線の中心を結ぶ仮想線上に円弧中心を有し
当該実表面の端縁より大径段差部の両側縁に形成される
端部円弧面の曲率半径をＲとしたとき、 20゜≦θｅ≦60゜ ２≦ｈ≦３（mm） 1.5≦Ｒ≦３（mm） となるように構成したものである。

［作用］ 低AN化を達成するためには電線の長手方向に対して電線
下面に付着する水滴個数を減らすこと、及び下面に形成
される水滴の曲率を大きくかつ水滴の高さを小さくする
こと、並びに水きれをよくすることがキーポイントとな
る。

上記本発明に係る条件よりなる凹部を大径段差表面のほ
ぼ中央位置に形成すると、その凹部が水滴を捕捉し、水
滴の個数が減少する一方、その捕捉力によって水滴の表
面張力に影響を及ぼして水滴は偏平化するようになり、
水滴での電位傾度が低下し、ANの発生は大巾に低減す
る。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。

従来例においては、電線上の雨滴が段差部側面に沿って
集められ、大径段差面上を移動して、第５図に示すよう
に電線の下面側となった大径段差面のほぼ中央位置で高
さHoの大きな水滴20に成長する。

しかし、第６図に示すように、厚肉素線1,1の間に厚肉
素線1,1の間にこれより高さの低い薄肉の介在素線３を
配置し、前記ほぼ中央位置に底部に幅のある凹部11を形
成すれば、水滴20はこの凹部11内に吸い取られないし捕
捉される。これによって水滴の数が少くなる一方、この
吸取り力ないし捕捉力により表面張力に影響が生じ、水
滴20は大きく垂れ下がることなく曲率が大きく偏平状と
なり、その電線表面よりの突出高さH₁は前記Hoに比較し
て大巾に小さくなるのである。

第１図は、かかる知見に基き、対の大径段差表面10aを
形成する厚肉素線1,1の間にこれより高さ（直径）の低
い断面円形の丸形素線を介在素線3,3として介在させ、
凹所11を形成した本発明に係る実施例の断面図である。

凹所11の底部については、介在素線3,3が内接する電線
との仮想同心円Ｑを定め、該仮想円が両側の厚肉素線1,
1の側面と交わる交点をD,D′とし、このＤ−Ｄ′の長さ
δをもって底部巾と規定する。

また、上記仮想同心円Ｑと大径段差円Ｐとの半径方向に
おける差をもって凹部の深さhoと規定する。

さらに、凹部側面が電線中心に対して形成する中心角を
θｏ、大径段差部の実表面すなわち両側のＲ部を除いた
第１図A,A′の間の面のつくる中心角をθｅと定める。

ここで容易に理解されるであろうが、凹部11の底部巾δ
が狭すぎても、また凹部11の深さhoが浅すぎても効果は
小さくなる。従って、これらについては、なんらの臨界
条件の存在し得ることがわかる。

さらにまた、θｅとθｏの差が余りなければ厚肉素線1,
1が凹部11の両サイドに細く突出することになり、電気
特性ないし風騒音防止特性にとって逆効果となることが
考えられる。従って、θｅとθｏとの間にもなんらかの
臨界条件が存在し得ることがわかる。

第８図は、単導体を供試材とし、人工降雨実験を行なっ
た際のθo/θｅとAN値の関係をプロットした線図であ
り、第９図は２導体を供試材とし風速20m/sの風を並列
２導体の横方向から吹き付けた状態での風音レベル測定
実験を行なった際のθo/θｅと風音レベルとの関係をプ
ロットした線図である。

供試材のサイズやその形状等については各図中に記載し
てある通りである。

第８図から、ANについてはθo/θｅが0.8であっても十
分効果があるが、第９図から風音レベルは0.8では非常
に悪くなり、風音レベルの上からみた場合θo/θｅは0.
7以下に止める必要があることがわかる。

また下限については、θo/θｅが0.2以下では０の場合
すなわち凹所11を形成しない場合といずれの特性も変ら
ず、意味のないことがわかる。

従って本発明においては、 0.2≦θo/θｅ≦0.7 なる条件を充足するように凹部11を形成する必要のある
ことがわかる。

また、第７図は同じく810mm²ACSR担当の電線を用い、θ
ｅを40゜とし、段差ｈ＝2.5mm、端部Ｒ＝1.5mmなる構成
において凹部深さhoを0.5mm、1.0mm、2.0mmの３通りに
それぞれ選び、横軸に底部巾δをとり、縦軸に従来例に
おける第５図の水滴20の高さHoと本発明に係る第６図の
場合の水滴20の高さH₁のそれぞれの水滴高さの比H₁/Ho
をとり、人工降雨実験による水滴高さの形成状況を測定
した結果を示す線図である。

第７図からわかるように、hoは1.0mm以上でなければ水
滴高さの低減効果はほとんど認められない。

また、δについては、ho≧1mmなる条件を前提としてδ
≧2mmにおいて水滴高さ低減効果の生ずることがわか
る。

上記を総合すれば、本発明に係る凹所11については、 0.2≦θo/θｅ≦0.7 ho≧１（mm） δ≧２（mm） なる条件が充足される必要のあることがわかる。

なお、上記は単導体の場合であり、多導体においては先
に第12および13図を用いて説明した用件、すなわち第３
図における。

20゜≦θｅ≦60゜ ２≦ｈ ≦３（mm） 1.5≦Ｒ ≦３（mm） なる加重用件を付加することが望まれる。

第１図の実施例は、凹部11を形成するために丸線を介在
素線３として用いた。しかし、第３図のように厚肉素線
1,1より高さの低い薄肉素線を介在素線としても勿論差
支えなく、大径段差部についても必ず対に構成するので
はなく、第２図に示すように１つの大径段差部を形成す
るものであっても差支えはないのであり、この方が水滴
の付着数も当然少くなるメリットがある。

［比較例］ 本発明においては、撚線の最外層撚線層を断面ほぼ扇形
よりなる厚肉素線と薄肉素線をもって構成し、その肉厚
の差によって撚線外周面に段差表面を形成している。

これに対し、第４図に示すように、厚肉素線自体をＬ字
型に加工することにより、大径段差部のほぼ中央位置に
凹部を形成することが考えられる。

本願発明者らは、当初このような構造の凹部付電線であ
っても撚線の外形状が同様であるから、本発明と同様の
効果を奏するものと予想していた。

確かに風音特性については、このような構造でもほとん
ど効果において差は見られないのであるが、AN特性にお
いて全く異なることが実験により確認された。

すなわち、AN特性について比較した実験結果は第16図に
示す通りである。

第16図において、Ａは本発明の実施例のうち第３図のタ
イプであり、Ｂは比較例である第４図のタイプ（厚肉素
線自体をＬ字型に加工したもの）であって、いずれも撚
線のサイズ810mm²相当品で、θｅ＝45゜、ｈ＝2.5mm、h
o＝1.0mm、δ＝4.0mmとして実験したものである。

またＣは第10図（Ａ）のタイプであり、撚線のサイズ81
0mm²相当品で、θｅ＝45゜、ｈ＝2.5mmとして実験した
ものである。

この第16図から明らかなように、厚肉素線自体をＬ字型
に加工した第４図の構造では、同じように撚線の大径段
差部に凹部を設けてもAN特性に著しい差が認められ、従
来の第10図（Ａ）のタイプと比較しても、かえって悪く
なっていることが判る。

この違いについては、今後原因が究明されて行くものと
信ずるが、おそらくは、大径段差部を形成する厚肉素線
の脇に素線相互の接合部が存在することにより、その接
合部の毛細管現象による水滴吸引力が関係しているもの
と推定される。

したがって、本発明の厚肉素線は、それ自体をＬ字型に
加工したものではなく、断面ほぼ扇形よりなるものが望
まれる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、スパイラルロッドの巻回
等を要せずに風音特性およびAN特性共に優れた電線を斯
界に広く供給できるものであり、今後の架空送電線の超
々高圧化に適切に対応し得る意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電線の構成を示す説明断面図、第
２図は別な実施例を示す断面図、第３図は多導体用の素
導体の場合についての説明断面図、第４図は凹部付電線
の比較例を示す説明断面図、第５図は従来例のそして第
６図は本発明電線における水滴の付着状況を示す説明
図、第７図は凹部深さに対する凹部底部の巾が水滴の形
成高さに及ぼす影響について実験した結果を示す線図、
第８図はθo/θｅがANに及ぼす影響をそして第９図はそ
れが風音レベルに及ぼす影響をそれぞれ測定した結果を
示す線図、第10図（Ａ）〜（Ｃ）は３様の特殊構成より
なる電線の供試例を示す断面図、第11図は第10図に示し
た各供試電線のAN測定実験結果を示すプロット図、第12
図は既提案の多導体用素導体についての説明断面図、第
13図は並列２導体に風が吹き付けた場合の空気の挙動を
示す説明図、第14図は既提案の低騒音電線の構成例を示
す断面図、第15図はその各構成部を説明するための説明
図、第16図は本発明の一実施例と比較例とのAN特性を示
す線図である。 1:厚肉素線、 2:薄肉素線、 3:介在素線、 10a:大径段差表面、 10b:小径段差表面、 11:凹部。

フロントページの続き (72)発明者 山本 健次 茨城県日立市川尻町1500番地 日立電線株 式会社豊浦工場内 (56)参考文献 特開 昭59−96603（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−265409（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撚線の最外層撚線層を断面ほぼ扇形よりな
   る厚肉素線と薄肉素線をもって構成し、その肉厚の差に
   よって撚線外周面に段差表面をスパイラル状に形成して
   なる電線において、大径段差表面を形成する厚肉素線の
   間に該厚肉素線より高さの低い介在素線を配置して大径
   段差部のほぼ中央位置に底部に幅のある凹部を形成し、
   該凹部側面が電線中心に対して形成する中心角をθｏ、
   大径段差表面の実表面が作る中心角をθｅ、前記凹部の
   底部が内接する電線との仮想同心円が両側の厚肉素線と
   交わる交点間の距離をδ、該底部仮想円と大径段差円と
   の半径方向の差により表わされる凹部の深さをhoとした
   とき、 0.2≦θo/θｅ≦0.7 ho≧１（mm） δ≧２（mm） となるように構成してなる低AN型低騒音電線。
2. 【請求項２】請求項１の電線において、ディメンション
   θｅのほかに、大径段差表面と小径段差表面の高低差を
   ｈ、前記大径段差部の実表面の端縁と電線の中心を結ぶ
   仮想線上に円弧中心を有し当該実表面の端縁より大径段
   差部の両側縁に形成される端部円弧面の曲率半径をＲと
   したとき、 20゜≦θｅ≦60゜ ２≦ｈ ≦３（mm） 1.5≦Ｒ ≦３（mm） となるように構成してなる低AN型低騒音電線。