型くずれ防止型電線および架線方法
【課題】架線工事の際に、型くずれが生じない型くずれ防止型電線およびその架線方法を提供する。
【解決手段】鋼芯２の周囲に丸素線３、５を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線４を用いて形成された電線１において、上記最外層の丸素線３が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線３の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線３の撚りピッチを設定したものである。
【解決手段】鋼芯２の周囲に丸素線３、５を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線４を用いて形成された電線１において、上記最外層の丸素線３が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線３の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線３の撚りピッチを設定したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最外層が丸素線とその丸素線よりも太径の丸素線とを撚り合わせて形成された型くずれ防止型電線および架線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空送電線の電線からの風騒音低減を目的として、電線の表面に突起を設けた電線が開発されている。
【０００３】
例えば、図１７に示すように、鋼芯アルミより線７２などの周りに、台形状に成形された細径のアルミ素線７３と台形状に成形された太径のアルミ素線７４とを撚り合わせて最外層を形成した電線７１が提案されている。この電線７１では、アルミ素線が柔らかいため、架線工事時に電線７１が金車を通過する際の押し圧力により、電線７１が変形しようとするが、電線７１の表層の素線７３、７４が台形状に成形されていることで、隣り合う素線７３、７４が押し合う「ブリッジ効果」により、電線７１の型くずれの防止を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、最外層に太径の素線が配置されている電線では、金車の通過時に、太径の素線のみが金車と接触して、他の素線が金車から浮き上がってしまうことがある。その浮き上がった素線には金車からの拘束力が働かないため、上述したように型くずれが生じるおそれがある。そこで、図１７の電線７１では、最外層の素線７３、７４を台形状として互いに拘束し合うようにしている。
【０００５】
また、図１８に示すように、光ファイバー８２の周囲に、細径の素線８３と太径の素線８４とを撚り合わせて外層が形成されたＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線、外層に鋼より線を採用）８１が提案されている。このＯＰＧＷ８１を架線する場合、内部の光ファイバー８２を保護する必要がある。そこで、金車通過時の押し圧力を小さくなるように金車半径が大きいクローラ金車を使用したり、延線張力が小さくなる吊金工法を採用するようにしている。その結果として、ＯＰＧＷ８１では型くずれが生じない。
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−０９３１０８号公報
【特許文献２】特開平０４−０８７２１０号公報
【特許文献３】特開平０３−０１５１１０号公報
【特許文献４】特開昭６３−１１６３１０号公報
【特許文献５】特公平０１−０３３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１７の台形状に形成された素線７３、７４を用いた電線７１は、台形状素線７３、７４の加工やその撚り合わせに手間がかかり、電線のコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
その電線のコストを低減すべく、例えば、図１７の台形状素線７３、７４を丸形状の素線にすることが考えられるが、そのような外層に太径と細径のアルミ丸素線を組み合わせた電線では、通常と同じ架線工法を用いた場合に、隣り合う素線間との接触が少ないためブリッジ効果が弱く、金車通過時の押し圧力により電線の型くずれが発生するという懸念がある。
【０００９】
また、図１８のＯＰＧＷ８１を架線する場合のように、クローラ金車を用いて、または吊金工法を採用して架線工事を行うと、架線工事費が高くなってしまうという問題があった。すなわち、ＯＰＧＷ８１の架線工事では、単位面積当たりの電線の押し圧力を小さくすべく、金車半径が大きいクローラ金車を使用したり、吊金工法により延線張力を小さくする工法を適用している。そのため、特殊工具が多数必要となり、また工事時間が伸長していまい、その結果、架線工事費が高くなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、架線工事の際に、型くずれが生じない型くずれ防止型電線および架線方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したものである。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項２に係る発明は、上記比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）は、上記最外層の丸素線の撚りピッチをｐ、上記金車の半径と上記電線の半径との和をＲ、上記金車中央部での上記最外層の丸素線の角度位置をα0、電線の直径をｄとして、以下の式
【００１３】
【数１】
【００１４】
で求められるものである。
【００１５】
上記目的を達成するための請求項３に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さと余り長さとが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したものである。
【００１６】
上記目的を達成するための請求項４に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して上記電線を架線する方法において、架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線するものである。
【００１７】
上記目的を達成するための請求項５に係る発明は、上記型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを、上記電線を上記金車に上記抱き角で少なくとも２０回通して求めるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、架線工事の際に電線が型くずれすることを防止できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
本実施形態の型くずれ防止型電線は、風騒音を低減すべく、表面に突起が設けられたものである。図１に基づき、その型くずれ防止型電線の概略構造を説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の型くずれ防止型電線１は、鋼芯２の周囲に丸素線３、５を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線４を用いて撚り合わせて形成される。より具体的には、型くずれ防止型電線１は、鋼芯２の周囲にアルミ丸素線またはアルミ合金丸素線を同心円上に３層撚り合わされて形成される。内側の二つの層（第１層および第２層）は、同径の丸素線５から構成され、最外層は、二つ以上の異なる径の丸素線（図例では、細径丸素線３と太径丸素線４）から構成される。なお、最外層の細径丸素線３は、第１層および第２層の丸素線５よりも径が小さくてもよい。本実施形態では、隣接する二本の太径丸素線４を一組として、二組の太径丸素線４が電線の中心に対して対称に配置される。それら合計４本の太径丸素線４が、細径丸素線３よりも径方向外側に突出し、風騒音が防止されるようになっている。なお、太径丸素線および細径丸素線の本数や配置、撚り合わせる丸素線の層の数は、これに限定されず、様々なものが考えられ、例えば、２層の撚り合わせ電線でもよい。
【００２２】
次に、図２および図３に基づき、上記型くずれ防止型電線の架線時に用いられる金車について説明する。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態の金車３１は、電線を案内する溝３２ａ（図２参照）が形成されたホイール部３２と、そのホイール部３２を回転自在に支持すると共に吊り金具などを介して鉄塔などに取り付けられるフレーム部３４とを備える。ホイール部３２の溝３２ａは、径方向内側に凹んだ曲線状の断面を有し、溝３２ａの表面（溝面）には、ポリウレタンなどが張られる。また、ホイール部３２の径方向外側には脱輪防止用のガイドリング３５が取り付けられる。
【００２４】
このような金車を用いて、最外層に径方向外側に突出する太径の丸素線を有する電線を架線する場合に、詳しくは後述するが、最外層の撚りピッチｐが適切に設定されていないと、型くずれが生じてしまうおそれがある。
【００２５】
そこで、型くずれを防止すべく、本実施形態の型くずれ防止型電線は、上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、その金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチが設定される。
【００２６】
この点について、以下に説明する。
【００２７】
一般に、図４に示すように、電線の撚りピッチｐは、電線外径（直径）ｄの２０倍以下の範囲（電気用規格）という規定と、製造上の効率およびコストとを考慮して設計されている。電線は、撚りピッチが大きいほど製造コストが低くなるので、例えば、撚りピッチは電線外径の約１２倍程度に設定される（図１６に示すような最外層が同一径の丸素線からなる標準電線８１０ｍｍ2では、約４００ｍｍの撚りピッチが適用される）。
【００２８】
しかし、このような一般的な撚りピッチで二つ以上の異なる径の丸素線から最外層を形成した電線（以下、標準ピッチ電線という）では、型くずれが生じる懸念がある。
【００２９】
図５から図７に基づき、型くずれが生じるメカニズムについて説明する。
【００３０】
型くずれは、例えば、架線工事の時に、上述した標準ピッチ電線が金車を通過する際に生じる。図５に示すように、金車通過時に、標準ピッチ電線５１は、金車３１に沿って周方向に曲げられた状態となる。このとき、図７に示すように、電線の最外層の各丸素線は、金車の径方向外側の部分（図７中ｓで示す実線部分）では、曲げのない状態に比べて短くなり、ホイールの径方向内側の部分（図７中ｒで示す点線部分）では、曲げのない状態に比べて長くなる。つまり、電線は、金車を通過する際に直線状態から金車径に沿って曲げられた状態となり、その金車上の丸素線は、金車の外側面では、丸素線が不足し、内側面では丸素線が余る。その結果、１本の丸素線の長さの和に過不足が生じる。
【００３１】
その過不足に起因して、素線張力に差が生じる。その素線張力の差が、線路方向に伝搬する場合には電線の型くずれが生じない。しかし、太径と細径の丸素線を組み合わせた標準ピッチ電線では、素線張力差が線路方向に伝搬せずに、型くずれが生じてしまう可能性がある。つまり、図６に示すように、標準ピッチ電線５１が金車３１を通過する際に、太径丸素線５４が金車３１の溝面３２ａに接触して太径丸素線５４の周辺の細径丸素線５３と金車溝面３２ａとの間に隙間が生じると、細径丸素線５３と金車３１との接触面積が小さくなる。その結果、丸素線５３の拘束力が弱くなり、丸素線５３が円周方向に動きやすくなってしまう。
【００３２】
このとき、素線実長に対する過不足の割合が小さければ、線路方向への丸素線の小さい滑動により丸素線の過不足を補うことができるが、抱き角が大きい場合など、過不足の割合が大きければ、線路方向への丸素線の滑動が追随できず電線の型くずれが生じるものと考えられる。
【００３３】
また、太径と細径の丸素線を組み合わせた標準ピッチ電線が金車を通過する際に、太径丸素線が金車の溝面に接触して電線に強い押し圧力が加わる場合がある。その場合、最外層の丸素線の太径と細径との差により、内層側の丸素線の変形は、図１６に示される同一径の丸素線６２を組み合わせて最外層を形成した電線６１の変形に比べるとアンバランスなものとなる。また、標準ピッチ電線では、最外層の隣り合う丸素線同士の接触面積が少ないためブリッジ効果が弱い。そのため、電線の変形は、図１７に示される台形状の形成素線７３、７４を組み合わせた電線７１の変形と比べるとアンバランスなものとなる。
【００３４】
以上のように、型くずれは、金車通過時に最外層の丸素線の長さが、通常時よいも長く或いは短くなることで生じる。つまり、最外層の丸素線の過不足長さが大きくなると、型くずれが生じ易くなる。このことから、本願発明者らは、型くずれを防止するには、最外層の丸素線の過不足長さが所定値以下となるように、撚りピッチを設定すればよいことを見出した。詳しくは後述するが、本実施形態では、金車上の丸素線の素線長さＬと、曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）（＝過不足長さ／曲げ変形なしの状態での素線元長さ）に基づいて、撚りピッチを設定するようにしている。
【００３５】
次に、図８および図９に基づき、金車上の最外層丸素線の素線長さＬおよび過不足長さｄＬの求め方、およびそれら素線長さＬおよび過不足長さｄＬと撚りピッチｐとの関係式について説明する。
【００３６】
図８および図９において、ｘ軸は電線の軸芯に沿って設定された座標軸であり、その原点（ｘ＝０）が、金車における電線と接触箇所の中央部（金車中央部）に定められる。−βおよび＋βは、抱き角２βを二等分割した角度である。ｄは電線の直径であり、本実施形態では、電線の中心から最外層の細径丸素線の中心までの距離の２倍である。ψは、電線の中心線とつるまき素線（最外層の丸素線）との交差角（ψ＝ｔａｎ-1（πｄ／ｐ））である。Ｒは金車の半径と電線の半径ｄ／２との和であり、αは最外層の丸素線の角度位置である。
【００３７】
金車上の素線長さＬは、通常状態（曲げ変形していない状態）の素線元長さと、曲げ変形による過不足長さｄＬとの合計であり、素線長さＬの微分量を、金車と接触する領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分することで求められる。
【００３８】
以下に詳細を説明する。
【００３９】
図８中符号Ｂｄで示される点線部分（以下、Ｂｄ点線部分という）は、次式（１）
ｄｘ＝Ｒ＊（２ｄθ）＝２Ｒ＊ｄθ （１）
となる。
【００４０】
Ｂｄ点線部分＝図８中符号Ｂｓで示される実線部分（以下、Ｂｓ実線部分という）＊ｃｏｓψなので、Ｂｓ実線部分＝Ｂｄ点線部分／ｃｏｓψとなり、Ｂｓ実線部分は、θを用いて表すと次式（２）
ｄｘ／ｃｏｓψ＝２Ｒ＊ｄθ／ｃｏｓψ （２）
となる。この図８中符号Ｂｓで示される実線部分は、素線元長さ（Ｌ−ｄＬ）の微分量に相当する。
【００４１】
次に、図８中符号Ｒｄで示される点線部分（以下Ｒｄ点線部分という）×２箇所は、次式（３）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ （３）
となる。
【００４２】
Ｒｄ点線部分＝図８中符号Ｒｓで示される実線部分（以下、Ｒｓ実線部分という）＊ｃｏｓψなので、Ｒｓ実線部分＝Ｒｄ点線部分／ｃｏｓψとなり、Ｒｓ実線部分は、次式（４）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ／ｃｏｓψ （４）
となる。この図８中符号Ｒｓで示される実線部分は、曲げ変形による過不足長さｄＬの微少長さに相当する。
【００４３】
ここで、ｘ＝０でのαの初期値をα0とすると、α値は１ピッチ（ｐ）進むと（２π＋α0）になる。１ピッチ（ｐ）当たりのα値の変化は２πであるので、ｘにおけるα値は、次式（５）のようになる。
【００４４】
【数２】
【００４５】
Ｂｓ実線部分とＲｓ実線部分との長さの合計Ｌは、Ｂｓ実線部分の長さである式（２）およびＲｓ実線部分の長さである式（４）を積分することで求められる。つまり、金車上の素線長さＬは、素線元長さ（Ｌ−ｄＬ）の微少量を金車と接触する領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分したものと、過不足長さｄＬの微少量を同じ領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分したものとを加算することで求められる。
【００４６】
Ｂｓ実線部分長さの積分は式（２）を積分することで、次式（６）
【００４７】
【数３】
【００４８】
となる。
【００４９】
Ｒｓ実線部分長さの積分は式（４）を積分することで求まり、式（１）のｄθ＝ｄｘ／（２Ｒ）を用いて式（４）のＲｓ実線部分長さは、次式（７）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ／ｃｏｓψ＝２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄｘ／（２Ｒ）／ｃｏｓψ＝（ｄ＊ｓｉｎα＊ｄｘ）／（２Ｒｃｏｓψ） （７）
となる。
【００５０】
式（７）のｓｉｎαのα値は式（５）を用いることで、Ｒｓ実線部分の長さは次式（８）のようになる。
【００５１】
【数４】
【００５２】
Ｂｓ実線部分とＲｓ実線部分との長さの合計Ｌは、式（６）と式（８）の合計であり、ｘ方向に関して−βＲから＋βＲまで積分することで、次式（９）のように求められる。
【００５３】
【数５】
【００５４】
素線過不足分のＲｓ実線部分長さｄＬは、式（８）を積分して次式（１０）のようになる。
【００５５】
【数６】
【００５６】
以上により、金車上の丸素線の素線長さＬおよび曲げにより生じる過不足長さｄＬと、撚りピッチｐとの関係式（９）、（１０）が求まる。
【００５７】
ここで、図１０から図１２に基づいて、電線の金車通過時の、金車接触部分（金車角度±β）における素線位置αをパラメータとして素線長さＬ及び過不足長さｄＬを計算した一例を説明する。図１０から図１２の符号ｗ１からｗ５は、最外層の素線を示し、ｗ１はα0＝０°、ｗ２はα0＝６０°、ｗ３はα0＝９０°、ｗ４はα0＝２７０°、ｗ５はα0＝３１５°の角度位置のものを示す。この図例では、金車径は８１０サイズで６００Φ、金車の抱き角は６０°とした。例えば、ＡＣＳＲ８１０の電線では、金車中央部（ｘ＝０）で素線位置がα0＝９０°の場合に素線が３．５ｍｍ程度不足し、α0＝２７０°の金車接触側で３．５ｍｍ程度余りが出る。
【００５８】
次に、図１３および表１から表３に基づいて、電線の型くずれが生じないような条件（本実施形態では、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の条件）について説明する。
【００５９】
図１３は、抱き角２βと比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）との関係を、複数の撚りピッチｐについて示したものである。ラインｐ４６０は撚りピッチ４６０ｍｍ、ラインｐ４２０は撚りピッチ４２０ｍｍ、ラインｐ３８０は撚りピッチ３８０ｍｍ、ラインｐ３６５は撚りピッチ３６５ｍｍ、ラインｐ３３５は撚りピッチ３３５ｍｍ、ラインｐ３０５は撚りピッチ３０５ｍｍのものを各々示す。
【００６０】
以下に示す表１は、各抱き角での比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）を撚りピッチｐごとに示したものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
以下に示す表２は、金車通過特性試験の結果であり、２０回の金車通過後の電線の型くずれの発生有無を示す。この試験では、最外層の丸素線の浮きが１ｍｍ以上となったものを、型くずれ発生とした。
【００６３】
【表２】
【００６４】
以下に示す表３は、図１３および表１、表２における電線および金車の各パラメータの値を示したものである。表３に示すように、電線のサイズは、標準電線８１０と同等サイズ（断面積、等価外径がほぼ同じ）とし、金車半径は３００ｍｍとした。
【００６５】
【表３】
【００６６】
図１３に戻り、図１３中の丸印および×印は、表２に示した金車通過特性試験の結果をプロットしたものであり、丸印が型くずれ発生無し、×印が型くずれ発生有りを示す。図１３中のラインＡは、複数の金車抱き角（図例では、３０°、４０°５０°、６０°）で型くずれが発生しなかった最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）から求められた近似曲線（具体的には、最小自乗法による一次近似曲線）である。
【００６７】
上述したように、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対する過不足ｄＬの割合（すなわち、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ））が小さければ、線路方向への丸素線の小さい滑動により丸素線の過不足を補うことができるが、抱き角２βが大きい場合など、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対する過不足ｄＬの割合ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が大きければ、線路方向への丸素線の滑動が追随できず電線の型くずれが生じる。
【００６８】
そこで、ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）と金車抱き角２βの関係を整理すると、図１３に示すとおりで、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対して素線過不足（ｄＬ）の割合ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６（図１３においてラインＡ）以下であれば、電線の型くずれは生じない。
【００６９】
以上から、本実施形態では、最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、その金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の絶対値が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、最外層の丸素線の撚りピッチが設定される。
【００７０】
次に、本実施形態の架線方法を説明する。
【００７１】
本実施形態の架線方法は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して電線を架線するものであり、その架線の際に、電線が金車を通過することで型くずれしないように、予め電線の最外層の撚りピッチを最適に選定しておくものである。
【００７２】
具体的には、架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線する。
【００７３】
以下に、図１３および図１４に基づき詳細を説明する。
【００７４】
図１４に示すように、架線工事は、複数の鉄塔６１が建てられた架線区間にドラム場６２とエンジン場６３とを設けると共に各鉄塔６１に金車６５を各々取り付け、それら金車６５に電線６６を通しながら延線して行われる。
【００７５】
本実施形態では、電線を延線する前に、架線区間の各鉄塔に取り付けられる金車の内、抱き角が最も大きくなるものを選び、その金車の抱き角（最大抱き角）を算出しておく。
【００７６】
また、架線工事を行う前に、予め、金車（例えば、架線工事で使用する金車と同様の金車）に、所定の抱き角で、電線を通過させて、型くずれ発生の有無を試験する。本実施形態では、電線を、金車に所定の抱き角で少なくとも２０回（図例では、２０回）通して試験を行う。以上の試験を、抱き角と、電線の最外層の撚りピッチとをパラメータとして行い、表２に示されるような、抱き角および最外層の撚りピッチと型くずれ発生の有無との関係を求める。ここで、通過回数を２０回としたのは、一般的な架線工事では、電線を架線するために設置される金車数が最大でも２０以下であるためであり、安全率を考慮して２０回とした。
【００７７】
次に、この表２の型くずれ発生の有無から、型くずれが生じない丸素線の最大過不足長さを求める。具体的には、上で説明したように、各撚りピッチごとに、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）と抱き角２βとのグラフ（図１３参照）を求め、そのグラフに表２の結果をプロットする。さらに、型くずれが生じない最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）を各抱き角２βごとに求め、それら最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の近似曲線を求める。なお、近似曲線は、上述した最小二乗法による一次近似曲線に限らず、より高次の近似曲線でもよく、また、最小二乗法以外にも、プロットされる最大比率間を補間した補間曲線などでもよい。
【００７８】
次に、算出した架線区間の金車の最大抱き角と、上記最大過不足長さを基に求めた近似曲線とから、架線区間の最大抱き角で近似曲線以下となる撚りピッチを選定する。
【００７９】
さらに、選定された撚りピッチの電線を各鉄塔間に張って延線し、その後、延線された電線を各鉄塔でがいしに取り付けて緊線する。
【００８０】
このように、本実施形態では、架線工事の際に電線の型くずれを防止することができる。
【００８１】
また、型くずれを防止することで、金車通過による電線の性能低下を、標準電線（最外層が同一径の素線からなる電線、図１６参照）と同等まで低減することができる。
【００８２】
また、クローラ金車などの特殊工具が不要となり、標準電線を架線する場合と同様に、通常の延線工法を採用することができる。したがって、架線工事費の低減を図ることができる。
【００８３】
また、風音対策が施された電線として、太径と細径を組み合わせた丸素線型の電線を適用することが可能となり、図１７に示すような従来の台形状の形成丸素線７３、７４を用いる必要がなくなり、電線の製造工程を低減することができる。したがって、低コストの風騒音対策電線を実現することができる。
【００８４】
さらに、幾何学的に求まる過不足長さｄＬを用いることで、直径などが異なる複数の電線で、撚りピッチを容易に設定することができる。すなわち、試験で確認した撚りピッチを直接設定して型くずれを防止する場合には、材質や直径などが異なる電線ごとに試験を行う必要がある。これに対して、本実施形態では、材質や直径などが異なる場合でも、個別に試験を行うことなく、撚りピッチを容易に設定することができる。
【００８５】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００８６】
例えば、金車上の丸素線の長さＬと過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の代わりに、丸素線の過不足長さｄＬで、撚りピッチを設定するようにしてもよい。具体的には、図１５に示すように、式（１０）から抱き角２βと過不足長さｄＬとの関係を求め、その図１５のグラフに、表２の試験結果をプロットすると共に、最大過不足長さｄＬの近似曲線（例えば、最小二乗法による二次近似曲線）Ａを求める。さらに、求められた近似曲線Ａよりも過不足長さｄＬが小さくなるように撚りピッチを設定する。すなわち、金車上の丸素線の曲げにより生じる過不足長さｄＬが、−０．０１１７×（２β）2＋０．８４８×２β−８．６３以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定する。この場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、図１５中のラインＢは、金車通過時に電線にかかる垂直荷重を示す。上述したように、最外層が丸素線からなる電線は、ブリッジ効果が弱いことから、撚りピッチが適切に設定されないと、型くずれが生じやすい状況にあり、素線過不足量が生じても電線の押し圧力が少なければ電線の型くずれは生じず、電線の型くずれを生じさせないためには素線過不足量と電線の押し圧力との関係より、撚りピッチは、上述した図１５のラインＡよりも下の範囲となる。
【００８７】
さらに、過不足長さｄＬが略０になるように、撚りピッチを設定してもよい。つまり、電線が曲げられた部分において最外層の任意の１本の丸素線の長さが、幾何学計算上、丸素線の余りと丸素線不足分との和が略０となるように、撚りピッチを設定しても良い。より具体的には、図７において、各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さ（ｓ）と余り長さ（ｒ＋ｒ）とが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定する。例えば、半径３００ｍｍの金車上で、６０°の抱き角で電線を曲げた時に、丸素線の過不足長さｄＬが略０となるように、撚りピッチを３３５ｍｍ（図１３参照）に設定することが考えられる。この場合も上述の実施形態と同様の効果が得られ、さらに、幾何学計算のみで撚りピッチの選定することができ、金車通過特性試験を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る一実施形態による型くずれ防止型電線の断面図である。
【図２】本実施形態の金車の正面図である。
【図３】本実施形態の金車の側面図である。
【図４】電線の撚りピッチを説明するための図である。
【図５】金車の抱き角を説明するための図である。
【図６】図２のＶＩ部拡大図である。
【図７】金車上の電線の過不足長さを説明するための図である。
【図８】金車上の電線の素線長さと過不足長さとを説明するための図である。
【図９】金車上の電線の素線長さと過不足長さとを説明するための図である。
【図１０】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１１】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１２】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１３】抱き角と比率との関係を説明するための図である。
【図１４】本実施形態の延線方法を説明するための図である。
【図１５】抱き角と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１６】従来の電線の断面図である。
【図１７】従来の電線の断面図である。
【図１８】従来の電線の断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 型くずれ防止型電線
２ 鋼芯
３ 細径丸素線
４ 太径丸素線
５ 丸素線
２１ 金車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最外層が丸素線とその丸素線よりも太径の丸素線とを撚り合わせて形成された型くずれ防止型電線および架線方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空送電線の電線からの風騒音低減を目的として、電線の表面に突起を設けた電線が開発されている。
【０００３】
例えば、図１７に示すように、鋼芯アルミより線７２などの周りに、台形状に成形された細径のアルミ素線７３と台形状に成形された太径のアルミ素線７４とを撚り合わせて最外層を形成した電線７１が提案されている。この電線７１では、アルミ素線が柔らかいため、架線工事時に電線７１が金車を通過する際の押し圧力により、電線７１が変形しようとするが、電線７１の表層の素線７３、７４が台形状に成形されていることで、隣り合う素線７３、７４が押し合う「ブリッジ効果」により、電線７１の型くずれの防止を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、最外層に太径の素線が配置されている電線では、金車の通過時に、太径の素線のみが金車と接触して、他の素線が金車から浮き上がってしまうことがある。その浮き上がった素線には金車からの拘束力が働かないため、上述したように型くずれが生じるおそれがある。そこで、図１７の電線７１では、最外層の素線７３、７４を台形状として互いに拘束し合うようにしている。
【０００５】
また、図１８に示すように、光ファイバー８２の周囲に、細径の素線８３と太径の素線８４とを撚り合わせて外層が形成されたＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線、外層に鋼より線を採用）８１が提案されている。このＯＰＧＷ８１を架線する場合、内部の光ファイバー８２を保護する必要がある。そこで、金車通過時の押し圧力を小さくなるように金車半径が大きいクローラ金車を使用したり、延線張力が小さくなる吊金工法を採用するようにしている。その結果として、ＯＰＧＷ８１では型くずれが生じない。
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−０９３１０８号公報
【特許文献２】特開平０４−０８７２１０号公報
【特許文献３】特開平０３−０１５１１０号公報
【特許文献４】特開昭６３−１１６３１０号公報
【特許文献５】特公平０１−０３３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１７の台形状に形成された素線７３、７４を用いた電線７１は、台形状素線７３、７４の加工やその撚り合わせに手間がかかり、電線のコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
その電線のコストを低減すべく、例えば、図１７の台形状素線７３、７４を丸形状の素線にすることが考えられるが、そのような外層に太径と細径のアルミ丸素線を組み合わせた電線では、通常と同じ架線工法を用いた場合に、隣り合う素線間との接触が少ないためブリッジ効果が弱く、金車通過時の押し圧力により電線の型くずれが発生するという懸念がある。
【０００９】
また、図１８のＯＰＧＷ８１を架線する場合のように、クローラ金車を用いて、または吊金工法を採用して架線工事を行うと、架線工事費が高くなってしまうという問題があった。すなわち、ＯＰＧＷ８１の架線工事では、単位面積当たりの電線の押し圧力を小さくすべく、金車半径が大きいクローラ金車を使用したり、吊金工法により延線張力を小さくする工法を適用している。そのため、特殊工具が多数必要となり、また工事時間が伸長していまい、その結果、架線工事費が高くなってしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、架線工事の際に、型くずれが生じない型くずれ防止型電線および架線方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したものである。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項２に係る発明は、上記比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）は、上記最外層の丸素線の撚りピッチをｐ、上記金車の半径と上記電線の半径との和をＲ、上記金車中央部での上記最外層の丸素線の角度位置をα0、電線の直径をｄとして、以下の式
【００１３】
【数１】
【００１４】
で求められるものである。
【００１５】
上記目的を達成するための請求項３に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さと余り長さとが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したものである。
【００１６】
上記目的を達成するための請求項４に係る発明は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して上記電線を架線する方法において、架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線するものである。
【００１７】
上記目的を達成するための請求項５に係る発明は、上記型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを、上記電線を上記金車に上記抱き角で少なくとも２０回通して求めるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、架線工事の際に電線が型くずれすることを防止できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
本実施形態の型くずれ防止型電線は、風騒音を低減すべく、表面に突起が設けられたものである。図１に基づき、その型くずれ防止型電線の概略構造を説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の型くずれ防止型電線１は、鋼芯２の周囲に丸素線３、５を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線４を用いて撚り合わせて形成される。より具体的には、型くずれ防止型電線１は、鋼芯２の周囲にアルミ丸素線またはアルミ合金丸素線を同心円上に３層撚り合わされて形成される。内側の二つの層（第１層および第２層）は、同径の丸素線５から構成され、最外層は、二つ以上の異なる径の丸素線（図例では、細径丸素線３と太径丸素線４）から構成される。なお、最外層の細径丸素線３は、第１層および第２層の丸素線５よりも径が小さくてもよい。本実施形態では、隣接する二本の太径丸素線４を一組として、二組の太径丸素線４が電線の中心に対して対称に配置される。それら合計４本の太径丸素線４が、細径丸素線３よりも径方向外側に突出し、風騒音が防止されるようになっている。なお、太径丸素線および細径丸素線の本数や配置、撚り合わせる丸素線の層の数は、これに限定されず、様々なものが考えられ、例えば、２層の撚り合わせ電線でもよい。
【００２２】
次に、図２および図３に基づき、上記型くずれ防止型電線の架線時に用いられる金車について説明する。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態の金車３１は、電線を案内する溝３２ａ（図２参照）が形成されたホイール部３２と、そのホイール部３２を回転自在に支持すると共に吊り金具などを介して鉄塔などに取り付けられるフレーム部３４とを備える。ホイール部３２の溝３２ａは、径方向内側に凹んだ曲線状の断面を有し、溝３２ａの表面（溝面）には、ポリウレタンなどが張られる。また、ホイール部３２の径方向外側には脱輪防止用のガイドリング３５が取り付けられる。
【００２４】
このような金車を用いて、最外層に径方向外側に突出する太径の丸素線を有する電線を架線する場合に、詳しくは後述するが、最外層の撚りピッチｐが適切に設定されていないと、型くずれが生じてしまうおそれがある。
【００２５】
そこで、型くずれを防止すべく、本実施形態の型くずれ防止型電線は、上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、その金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチが設定される。
【００２６】
この点について、以下に説明する。
【００２７】
一般に、図４に示すように、電線の撚りピッチｐは、電線外径（直径）ｄの２０倍以下の範囲（電気用規格）という規定と、製造上の効率およびコストとを考慮して設計されている。電線は、撚りピッチが大きいほど製造コストが低くなるので、例えば、撚りピッチは電線外径の約１２倍程度に設定される（図１６に示すような最外層が同一径の丸素線からなる標準電線８１０ｍｍ2では、約４００ｍｍの撚りピッチが適用される）。
【００２８】
しかし、このような一般的な撚りピッチで二つ以上の異なる径の丸素線から最外層を形成した電線（以下、標準ピッチ電線という）では、型くずれが生じる懸念がある。
【００２９】
図５から図７に基づき、型くずれが生じるメカニズムについて説明する。
【００３０】
型くずれは、例えば、架線工事の時に、上述した標準ピッチ電線が金車を通過する際に生じる。図５に示すように、金車通過時に、標準ピッチ電線５１は、金車３１に沿って周方向に曲げられた状態となる。このとき、図７に示すように、電線の最外層の各丸素線は、金車の径方向外側の部分（図７中ｓで示す実線部分）では、曲げのない状態に比べて短くなり、ホイールの径方向内側の部分（図７中ｒで示す点線部分）では、曲げのない状態に比べて長くなる。つまり、電線は、金車を通過する際に直線状態から金車径に沿って曲げられた状態となり、その金車上の丸素線は、金車の外側面では、丸素線が不足し、内側面では丸素線が余る。その結果、１本の丸素線の長さの和に過不足が生じる。
【００３１】
その過不足に起因して、素線張力に差が生じる。その素線張力の差が、線路方向に伝搬する場合には電線の型くずれが生じない。しかし、太径と細径の丸素線を組み合わせた標準ピッチ電線では、素線張力差が線路方向に伝搬せずに、型くずれが生じてしまう可能性がある。つまり、図６に示すように、標準ピッチ電線５１が金車３１を通過する際に、太径丸素線５４が金車３１の溝面３２ａに接触して太径丸素線５４の周辺の細径丸素線５３と金車溝面３２ａとの間に隙間が生じると、細径丸素線５３と金車３１との接触面積が小さくなる。その結果、丸素線５３の拘束力が弱くなり、丸素線５３が円周方向に動きやすくなってしまう。
【００３２】
このとき、素線実長に対する過不足の割合が小さければ、線路方向への丸素線の小さい滑動により丸素線の過不足を補うことができるが、抱き角が大きい場合など、過不足の割合が大きければ、線路方向への丸素線の滑動が追随できず電線の型くずれが生じるものと考えられる。
【００３３】
また、太径と細径の丸素線を組み合わせた標準ピッチ電線が金車を通過する際に、太径丸素線が金車の溝面に接触して電線に強い押し圧力が加わる場合がある。その場合、最外層の丸素線の太径と細径との差により、内層側の丸素線の変形は、図１６に示される同一径の丸素線６２を組み合わせて最外層を形成した電線６１の変形に比べるとアンバランスなものとなる。また、標準ピッチ電線では、最外層の隣り合う丸素線同士の接触面積が少ないためブリッジ効果が弱い。そのため、電線の変形は、図１７に示される台形状の形成素線７３、７４を組み合わせた電線７１の変形と比べるとアンバランスなものとなる。
【００３４】
以上のように、型くずれは、金車通過時に最外層の丸素線の長さが、通常時よいも長く或いは短くなることで生じる。つまり、最外層の丸素線の過不足長さが大きくなると、型くずれが生じ易くなる。このことから、本願発明者らは、型くずれを防止するには、最外層の丸素線の過不足長さが所定値以下となるように、撚りピッチを設定すればよいことを見出した。詳しくは後述するが、本実施形態では、金車上の丸素線の素線長さＬと、曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）（＝過不足長さ／曲げ変形なしの状態での素線元長さ）に基づいて、撚りピッチを設定するようにしている。
【００３５】
次に、図８および図９に基づき、金車上の最外層丸素線の素線長さＬおよび過不足長さｄＬの求め方、およびそれら素線長さＬおよび過不足長さｄＬと撚りピッチｐとの関係式について説明する。
【００３６】
図８および図９において、ｘ軸は電線の軸芯に沿って設定された座標軸であり、その原点（ｘ＝０）が、金車における電線と接触箇所の中央部（金車中央部）に定められる。−βおよび＋βは、抱き角２βを二等分割した角度である。ｄは電線の直径であり、本実施形態では、電線の中心から最外層の細径丸素線の中心までの距離の２倍である。ψは、電線の中心線とつるまき素線（最外層の丸素線）との交差角（ψ＝ｔａｎ-1（πｄ／ｐ））である。Ｒは金車の半径と電線の半径ｄ／２との和であり、αは最外層の丸素線の角度位置である。
【００３７】
金車上の素線長さＬは、通常状態（曲げ変形していない状態）の素線元長さと、曲げ変形による過不足長さｄＬとの合計であり、素線長さＬの微分量を、金車と接触する領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分することで求められる。
【００３８】
以下に詳細を説明する。
【００３９】
図８中符号Ｂｄで示される点線部分（以下、Ｂｄ点線部分という）は、次式（１）
ｄｘ＝Ｒ＊（２ｄθ）＝２Ｒ＊ｄθ （１）
となる。
【００４０】
Ｂｄ点線部分＝図８中符号Ｂｓで示される実線部分（以下、Ｂｓ実線部分という）＊ｃｏｓψなので、Ｂｓ実線部分＝Ｂｄ点線部分／ｃｏｓψとなり、Ｂｓ実線部分は、θを用いて表すと次式（２）
ｄｘ／ｃｏｓψ＝２Ｒ＊ｄθ／ｃｏｓψ （２）
となる。この図８中符号Ｂｓで示される実線部分は、素線元長さ（Ｌ−ｄＬ）の微分量に相当する。
【００４１】
次に、図８中符号Ｒｄで示される点線部分（以下Ｒｄ点線部分という）×２箇所は、次式（３）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ （３）
となる。
【００４２】
Ｒｄ点線部分＝図８中符号Ｒｓで示される実線部分（以下、Ｒｓ実線部分という）＊ｃｏｓψなので、Ｒｓ実線部分＝Ｒｄ点線部分／ｃｏｓψとなり、Ｒｓ実線部分は、次式（４）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ／ｃｏｓψ （４）
となる。この図８中符号Ｒｓで示される実線部分は、曲げ変形による過不足長さｄＬの微少長さに相当する。
【００４３】
ここで、ｘ＝０でのαの初期値をα0とすると、α値は１ピッチ（ｐ）進むと（２π＋α0）になる。１ピッチ（ｐ）当たりのα値の変化は２πであるので、ｘにおけるα値は、次式（５）のようになる。
【００４４】
【数２】
【００４５】
Ｂｓ実線部分とＲｓ実線部分との長さの合計Ｌは、Ｂｓ実線部分の長さである式（２）およびＲｓ実線部分の長さである式（４）を積分することで求められる。つまり、金車上の素線長さＬは、素線元長さ（Ｌ−ｄＬ）の微少量を金車と接触する領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分したものと、過不足長さｄＬの微少量を同じ領域（−βＲ＜ｘ＜＋βＲ）で積分したものとを加算することで求められる。
【００４６】
Ｂｓ実線部分長さの積分は式（２）を積分することで、次式（６）
【００４７】
【数３】
【００４８】
となる。
【００４９】
Ｒｓ実線部分長さの積分は式（４）を積分することで求まり、式（１）のｄθ＝ｄｘ／（２Ｒ）を用いて式（４）のＲｓ実線部分長さは、次式（７）
２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄθ／ｃｏｓψ＝２×ｄ／２＊ｓｉｎα＊ｄｘ／（２Ｒ）／ｃｏｓψ＝（ｄ＊ｓｉｎα＊ｄｘ）／（２Ｒｃｏｓψ） （７）
となる。
【００５０】
式（７）のｓｉｎαのα値は式（５）を用いることで、Ｒｓ実線部分の長さは次式（８）のようになる。
【００５１】
【数４】
【００５２】
Ｂｓ実線部分とＲｓ実線部分との長さの合計Ｌは、式（６）と式（８）の合計であり、ｘ方向に関して−βＲから＋βＲまで積分することで、次式（９）のように求められる。
【００５３】
【数５】
【００５４】
素線過不足分のＲｓ実線部分長さｄＬは、式（８）を積分して次式（１０）のようになる。
【００５５】
【数６】
【００５６】
以上により、金車上の丸素線の素線長さＬおよび曲げにより生じる過不足長さｄＬと、撚りピッチｐとの関係式（９）、（１０）が求まる。
【００５７】
ここで、図１０から図１２に基づいて、電線の金車通過時の、金車接触部分（金車角度±β）における素線位置αをパラメータとして素線長さＬ及び過不足長さｄＬを計算した一例を説明する。図１０から図１２の符号ｗ１からｗ５は、最外層の素線を示し、ｗ１はα0＝０°、ｗ２はα0＝６０°、ｗ３はα0＝９０°、ｗ４はα0＝２７０°、ｗ５はα0＝３１５°の角度位置のものを示す。この図例では、金車径は８１０サイズで６００Φ、金車の抱き角は６０°とした。例えば、ＡＣＳＲ８１０の電線では、金車中央部（ｘ＝０）で素線位置がα0＝９０°の場合に素線が３．５ｍｍ程度不足し、α0＝２７０°の金車接触側で３．５ｍｍ程度余りが出る。
【００５８】
次に、図１３および表１から表３に基づいて、電線の型くずれが生じないような条件（本実施形態では、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の条件）について説明する。
【００５９】
図１３は、抱き角２βと比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）との関係を、複数の撚りピッチｐについて示したものである。ラインｐ４６０は撚りピッチ４６０ｍｍ、ラインｐ４２０は撚りピッチ４２０ｍｍ、ラインｐ３８０は撚りピッチ３８０ｍｍ、ラインｐ３６５は撚りピッチ３６５ｍｍ、ラインｐ３３５は撚りピッチ３３５ｍｍ、ラインｐ３０５は撚りピッチ３０５ｍｍのものを各々示す。
【００６０】
以下に示す表１は、各抱き角での比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）を撚りピッチｐごとに示したものである。
【００６１】
【表１】
【００６２】
以下に示す表２は、金車通過特性試験の結果であり、２０回の金車通過後の電線の型くずれの発生有無を示す。この試験では、最外層の丸素線の浮きが１ｍｍ以上となったものを、型くずれ発生とした。
【００６３】
【表２】
【００６４】
以下に示す表３は、図１３および表１、表２における電線および金車の各パラメータの値を示したものである。表３に示すように、電線のサイズは、標準電線８１０と同等サイズ（断面積、等価外径がほぼ同じ）とし、金車半径は３００ｍｍとした。
【００６５】
【表３】
【００６６】
図１３に戻り、図１３中の丸印および×印は、表２に示した金車通過特性試験の結果をプロットしたものであり、丸印が型くずれ発生無し、×印が型くずれ発生有りを示す。図１３中のラインＡは、複数の金車抱き角（図例では、３０°、４０°５０°、６０°）で型くずれが発生しなかった最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）から求められた近似曲線（具体的には、最小自乗法による一次近似曲線）である。
【００６７】
上述したように、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対する過不足ｄＬの割合（すなわち、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ））が小さければ、線路方向への丸素線の小さい滑動により丸素線の過不足を補うことができるが、抱き角２βが大きい場合など、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対する過不足ｄＬの割合ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が大きければ、線路方向への丸素線の滑動が追随できず電線の型くずれが生じる。
【００６８】
そこで、ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）と金車抱き角２βの関係を整理すると、図１３に示すとおりで、素線実長（Ｌ−ｄＬ）に対して素線過不足（ｄＬ）の割合ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６（図１３においてラインＡ）以下であれば、電線の型くずれは生じない。
【００６９】
以上から、本実施形態では、最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、その金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の絶対値が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、最外層の丸素線の撚りピッチが設定される。
【００７０】
次に、本実施形態の架線方法を説明する。
【００７１】
本実施形態の架線方法は、鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して電線を架線するものであり、その架線の際に、電線が金車を通過することで型くずれしないように、予め電線の最外層の撚りピッチを最適に選定しておくものである。
【００７２】
具体的には、架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線する。
【００７３】
以下に、図１３および図１４に基づき詳細を説明する。
【００７４】
図１４に示すように、架線工事は、複数の鉄塔６１が建てられた架線区間にドラム場６２とエンジン場６３とを設けると共に各鉄塔６１に金車６５を各々取り付け、それら金車６５に電線６６を通しながら延線して行われる。
【００７５】
本実施形態では、電線を延線する前に、架線区間の各鉄塔に取り付けられる金車の内、抱き角が最も大きくなるものを選び、その金車の抱き角（最大抱き角）を算出しておく。
【００７６】
また、架線工事を行う前に、予め、金車（例えば、架線工事で使用する金車と同様の金車）に、所定の抱き角で、電線を通過させて、型くずれ発生の有無を試験する。本実施形態では、電線を、金車に所定の抱き角で少なくとも２０回（図例では、２０回）通して試験を行う。以上の試験を、抱き角と、電線の最外層の撚りピッチとをパラメータとして行い、表２に示されるような、抱き角および最外層の撚りピッチと型くずれ発生の有無との関係を求める。ここで、通過回数を２０回としたのは、一般的な架線工事では、電線を架線するために設置される金車数が最大でも２０以下であるためであり、安全率を考慮して２０回とした。
【００７７】
次に、この表２の型くずれ発生の有無から、型くずれが生じない丸素線の最大過不足長さを求める。具体的には、上で説明したように、各撚りピッチごとに、比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）と抱き角２βとのグラフ（図１３参照）を求め、そのグラフに表２の結果をプロットする。さらに、型くずれが生じない最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）を各抱き角２βごとに求め、それら最大比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の近似曲線を求める。なお、近似曲線は、上述した最小二乗法による一次近似曲線に限らず、より高次の近似曲線でもよく、また、最小二乗法以外にも、プロットされる最大比率間を補間した補間曲線などでもよい。
【００７８】
次に、算出した架線区間の金車の最大抱き角と、上記最大過不足長さを基に求めた近似曲線とから、架線区間の最大抱き角で近似曲線以下となる撚りピッチを選定する。
【００７９】
さらに、選定された撚りピッチの電線を各鉄塔間に張って延線し、その後、延線された電線を各鉄塔でがいしに取り付けて緊線する。
【００８０】
このように、本実施形態では、架線工事の際に電線の型くずれを防止することができる。
【００８１】
また、型くずれを防止することで、金車通過による電線の性能低下を、標準電線（最外層が同一径の素線からなる電線、図１６参照）と同等まで低減することができる。
【００８２】
また、クローラ金車などの特殊工具が不要となり、標準電線を架線する場合と同様に、通常の延線工法を採用することができる。したがって、架線工事費の低減を図ることができる。
【００８３】
また、風音対策が施された電線として、太径と細径を組み合わせた丸素線型の電線を適用することが可能となり、図１７に示すような従来の台形状の形成丸素線７３、７４を用いる必要がなくなり、電線の製造工程を低減することができる。したがって、低コストの風騒音対策電線を実現することができる。
【００８４】
さらに、幾何学的に求まる過不足長さｄＬを用いることで、直径などが異なる複数の電線で、撚りピッチを容易に設定することができる。すなわち、試験で確認した撚りピッチを直接設定して型くずれを防止する場合には、材質や直径などが異なる電線ごとに試験を行う必要がある。これに対して、本実施形態では、材質や直径などが異なる場合でも、個別に試験を行うことなく、撚りピッチを容易に設定することができる。
【００８５】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００８６】
例えば、金車上の丸素線の長さＬと過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）の代わりに、丸素線の過不足長さｄＬで、撚りピッチを設定するようにしてもよい。具体的には、図１５に示すように、式（１０）から抱き角２βと過不足長さｄＬとの関係を求め、その図１５のグラフに、表２の試験結果をプロットすると共に、最大過不足長さｄＬの近似曲線（例えば、最小二乗法による二次近似曲線）Ａを求める。さらに、求められた近似曲線Ａよりも過不足長さｄＬが小さくなるように撚りピッチを設定する。すなわち、金車上の丸素線の曲げにより生じる過不足長さｄＬが、−０．０１１７×（２β）2＋０．８４８×２β−８．６３以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定する。この場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、図１５中のラインＢは、金車通過時に電線にかかる垂直荷重を示す。上述したように、最外層が丸素線からなる電線は、ブリッジ効果が弱いことから、撚りピッチが適切に設定されないと、型くずれが生じやすい状況にあり、素線過不足量が生じても電線の押し圧力が少なければ電線の型くずれは生じず、電線の型くずれを生じさせないためには素線過不足量と電線の押し圧力との関係より、撚りピッチは、上述した図１５のラインＡよりも下の範囲となる。
【００８７】
さらに、過不足長さｄＬが略０になるように、撚りピッチを設定してもよい。つまり、電線が曲げられた部分において最外層の任意の１本の丸素線の長さが、幾何学計算上、丸素線の余りと丸素線不足分との和が略０となるように、撚りピッチを設定しても良い。より具体的には、図７において、各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さ（ｓ）と余り長さ（ｒ＋ｒ）とが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定する。例えば、半径３００ｍｍの金車上で、６０°の抱き角で電線を曲げた時に、丸素線の過不足長さｄＬが略０となるように、撚りピッチを３３５ｍｍ（図１３参照）に設定することが考えられる。この場合も上述の実施形態と同様の効果が得られ、さらに、幾何学計算のみで撚りピッチの選定することができ、金車通過特性試験を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る一実施形態による型くずれ防止型電線の断面図である。
【図２】本実施形態の金車の正面図である。
【図３】本実施形態の金車の側面図である。
【図４】電線の撚りピッチを説明するための図である。
【図５】金車の抱き角を説明するための図である。
【図６】図２のＶＩ部拡大図である。
【図７】金車上の電線の過不足長さを説明するための図である。
【図８】金車上の電線の素線長さと過不足長さとを説明するための図である。
【図９】金車上の電線の素線長さと過不足長さとを説明するための図である。
【図１０】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１１】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１２】電線の角度位置と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１３】抱き角と比率との関係を説明するための図である。
【図１４】本実施形態の延線方法を説明するための図である。
【図１５】抱き角と過不足長さとの関係を説明するための図である。
【図１６】従来の電線の断面図である。
【図１７】従来の電線の断面図である。
【図１８】従来の電線の断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 型くずれ防止型電線
２ 鋼芯
３ 細径丸素線
４ 太径丸素線
５ 丸素線
２１ 金車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、
上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したことを特徴とする型くずれ防止型電線。
【請求項２】
上記比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）は、
上記最外層の丸素線の撚りピッチをｐ、上記金車の半径と上記電線の半径との和をＲ、上記金車中央部での上記最外層の丸素線の角度位置をα0、電線の直径をｄとして、以下の式
【数１】
で求められる請求項１記載の型くずれ防止型電線。
【請求項３】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、
各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さと余り長さとが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したことを特徴とする型くずれ防止型電線。
【請求項４】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して上記電線を架線する方法において、
架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、
他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、
上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線することを特徴とする架線方法。
【請求項５】
上記型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを、上記電線を上記金車に上記抱き角で少なくとも２０回通して求める請求項４記載の架線方法。
【請求項１】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、
上記最外層の丸素線が金車上を抱き角２βで曲げられた際に、上記金車上の丸素線の素線長さＬと曲げにより生じる過不足長さｄＬとの比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）が、−０．００１２×２β＋０．０７４６以下となるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したことを特徴とする型くずれ防止型電線。
【請求項２】
上記比率ｄＬ／（Ｌ−ｄＬ）は、
上記最外層の丸素線の撚りピッチをｐ、上記金車の半径と上記電線の半径との和をＲ、上記金車中央部での上記最外層の丸素線の角度位置をα0、電線の直径をｄとして、以下の式
【数１】
で求められる請求項１記載の型くずれ防止型電線。
【請求項３】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて形成された電線において、
各丸素線が金車上を最大抱き角で曲げられて通過するときの曲げによる丸素線の不足長さと余り長さとが略同じになるように、上記最外層の丸素線の撚りピッチを設定したことを特徴とする型くずれ防止型電線。
【請求項４】
鋼芯の周囲に丸素線を複数層撚り合わせると共に、その最外層の一部の丸素線に、風音対策用の太径丸素線を用いて撚り合わせて電線を形成し、他方、架線対象とする各鉄塔に金車を取付け、それら金車を通して上記電線を架線する方法において、
架線区間の金車の最大抱き角を求めておき、
他方、上記電線の任意の撚りピッチに対して、金車の複数の抱き角ごとにその抱き角で型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを求めておき、
上記架線区間の金車の最大抱き角で上記電線の型くずれが生じないように、上記最大過不足長さを基に、上記電線の撚りピッチを選定して架線することを特徴とする架線方法。
【請求項５】
上記型くずれが生じない上記丸素線の最大過不足長さを、上記電線を上記金車に上記抱き角で少なくとも２０回通して求める請求項４記載の架線方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−１６５２５８（Ｐ２００７−１６５２５８Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６３８３３（Ｐ２００５−３６３８３３）
【出願日】平成１７年１２月１６日（２００５．１２．１６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１６日（２００５．１２．１６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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