JPH069416B2 - 既設送電線の送電容量増大方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、最少限の設備投資により、既設送電線路の送
電容量を最大限に増大せしめることを可能ならしめる送
電容量増大方法に関するものである。

［従来の技術と問題点］ 産業の発達に伴い、電力の需要が増大し、工業地帯の拡
充等に基く要請のみならず、一般民生地区における電気
機器の普及はめざましく、これらの需要地に送電する送
電線路の送電容量増大への要請は年々増している。一
方、上記需要に応えるために、送電線路を新設しようと
しても、線路構築に必要な土地の価格が高騰し、莫大な
設備投資が必要となる上、郊外の住宅地化の進展などが
災いして、線路設置の場所に難渋するといった問題もあ
る。

このため、送電線路の新設に代えて、既設線路の送電容
量を増大せしめ、上記電力需要をなんとかて充たそうと
いう苦しい改善が種々試みられている。例示すれば、既
設線路の鉄塔を大型鉄塔に建て替え、電線の大サイズ化
を図る方法、電線を耐熱性の高い耐熱アルミ線により構
成し、送電々流を大きくして電線の温度が上昇してもこ
れに耐え得るようにする方法、さらには弛度抑制型電線
を用い前記温度上昇の際の熱膨脹による弛度低下を抑止
させる方法などなどがそれである。

しかしながら、上記大型鉄塔に建替えるにはすべての鉄
塔を大型化しなければ効果がなく、これには多大の設備
投資を要する上、建替え中は送電が完全に停止する。耐
熱アルミ線を使用する方法は、耐熱性を上昇させる技術
に限度があるし、電線の温度が高くなれば電線の弛度が
増大して、対地絶縁間隔が不十分となるおそれもある。
この弛度増加を救済しようとするものが弛度抑制型電線
の使用であるが、これにも当然限度があり、電流容量を
増加させるにしても、精々既設線の１．５倍位が限度で
ある。

上記のように、既設線路を活用して送電容量を増大させ
ようとする従来の試みには、いずれにも問題があり、か
つ増大可能な容量にも限度がある。このため、設備投資
においてそれほど多大ではなく、しかも増大容量を一気
に数倍にできるような抜本的手段を待ち望む声が日増し
に高まりつつあった。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような従来技術の欠点を解消し、既設
線路にほどほどの設備投資を行なうことにより、別途新
設の送電線路を追加建設したと同等あるいはそれを大き
く上まわる送電容量の増大を実現可能とする画期的方法
を提供しようとするものである。

［発明の概要］ すなわち、本発明は、既設線路における鉄塔間に新たな
鉄塔を建設し、鉄塔間の径間長を小さくし、鉄塔を大型
化することなく、そこに架設される電線の大サイズ化大
容量化を可能ならしめ、既設鉄塔の規模をそのまま踏襲
しつつ実に数倍にも及ぶ送電容量の増大を可能ならしめ
たものである。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例に基いて説明する。

第２図は、本発明により送電容量を増大せしめようとし
ている既設送電線路の構成を示す説明図である。Ｔ_１お
よびＴ_２は既設の鉄塔であり、該鉄塔Ｔ_１およびＴ_２の
径間長はＳである。１０′は前記既設鉄塔Ｔ_１およびＴ
_２間に架線されている既設電線であり、Ｄは既設電線１
０′の弛度、ＣＬは当該既設電線１０′の地上高、Ｈは
鉄塔の電線支持点の高さであり、ＣＬが対地絶縁間隔を
保持し得るよう、高さＨが設定されている。

第２図において、電線の水平張力をＴ、電線の単位長さ
当りの重量をＷ、径間長をＳとしたとき、弛度Ｄは(1)
式により定められる。

いま、電流容量を増大せしめるために、電線外径を２倍
にしたとする。このとき、電線の断面積は約４倍とな
る。従って、電線の単位長さ当りの重量も約４倍とな
る。

ここで、第１図に示すように既設鉄塔Ｔ_１およびＴ_２の
径間長Ｓの中央位置に新しく鉄塔ＴＮを建設する。この
ときの径間長は第１図に示すように約Ｓ／２ということ
になる。

上記３つの鉄塔Ｔ_１，ＴＮ，Ｔ_２間に前記外径２倍の電
線１０を架線するものとする。このときの弛度Ｄを計算
式(1)により求めれば、 である。

従って、新設鉄塔ＴＮの電線支持点高さを前記既設鉄塔
の支持点高さＨに等しいものとすれば、電線の地上高Ｃ
Ｌを既設電線１０′のそれと同一に維持することができ
る。実際には、新設鉄塔ＴＮの建設を既設径間長Ｓの丁
度２等分位置につねに設定できるとき限らないが、中央
位置から多少のずれがあっても、新設鉄塔ＴＮの電線支
持点の高さＨＮを若干高くしてやれば、十分に必要地上
高ＣＬを確保することが可能である。

以上の通り、既設鉄塔の径間長を分割する位置に、当該
既設鉄塔とほぼ同等規模の鉄塔を新設してやれば、実質
的になんら問題なく一挙に４倍もの送電容量を有する電
線に張り替え得ることがわかる。

第１図の鉄塔Ｔ_１，ＴＮ，Ｔ_２間に前記４倍の送電容量
を有する電線１０を架設した場合における、当該電線１
０の作用力について検討する。

(1) 電線張力による作用力については、(2)式からわか
るように水平張力Ｔを同じくすれば既設電線１０′と変
るところはない。

(2) 電線重量による作用力については、電線の単位長
さ当りの重量Ｗは４倍になるが、径間長は半分すなわち
Ｓ／２となるので、電線重量も１／２となる。従って、
単純に重量分担は増えることになるが、新設鉄塔ＴＮの
高さを幾分高くして、新設鉄塔ＴＮの重量分担比を高
め、同時に新設鉄塔ＴＮの強度をやや大きくすること
で、この問題は簡単に解決できるから、この面での問題
点は容量に解消できるのである。のみならず、一般に、
トランス構造の鉄塔では、電線重量に起因する荷重耐力
は、鉄塔を小規模に改造することで解決できるのであ
り、既設鉄塔においても電線重量の増加は必ずしも大き
な問題とはならないのである。

(3) 一方、電線外径が大きくなると風圧荷重も大きく
なる。前記電線外径が２倍になれば、電線の単位長さ当
りの風圧荷重も２倍になるが、径間長が１／２になれ
ば、その荷重は既設鉄塔Ｔ_１，Ｔ_２において不変であ
り、新設鉄塔ＴＮにおいても既設鉄塔と同等値であっ
て、なんら問題はない。

以上によって明白なように、既設鉄塔Ｔ_１，Ｔ_２は、た
とえ本発明を適用しても従前の強度で十分対応可能であ
り、新設鉄塔ＴＮについても既設鉄塔とほぼ同等の強度
であればよいことがわかるのである。

こうしてみると、本発明に係る方法によれば、つぎのよ
うなことがいえる。すなわち、本発明を適用するに必要
な費用は、新設鉄塔ＴＮのための資材、そのための基
礎、碍子および張替え用の大サイズ電線であり、これを
概算してみても、既設送電線路と同規模の送電線路を新
設することを仮定した資材費の１．２倍以内に収まる。
線路新設の場合には、このほかに立地条件の選定や土地
の買収など別途新たな投資を必要とするが、仮にも既設
線路に並行して同規模の新設線路を建設できたとして
も、それによる容量増加は２倍増にしかならない。これ
が別系統での新設となれば、土地の高騰や線路選定とい
う困難をも伴うのである。本発明に係る方法をもってし
た場合、前記わずかな出費増はあるにしても、一気に送
電容量を４倍増とすることができるのであり、いわば同
規模新設線を３つ建築したことに匹敵するのである。上
は張替える電線サイズを線径で既設電線の２倍とした場
合をいうのであり、必要によりこれより線径を大きくす
ることは可能であるから、さらに送電容量の増大効率を
大きくできる可能性を含んでいるということができる。
まことに本発明の有する意義は画期的といい得るのであ
って、まさに瞠目に値するものがあるというべきであ
る。

以下に実施例を用いて本発明の効用について実証する。

いま、３３０mm²ＡＣＳＲによる既設送電線を、本発明
に係る方法に基いて容量アップする場合を例にとる。

３３０mm²ＡＣＳＲの外径は２５．３mm，単位長さ当り
の重量は１．３２kg／ｍである。この外径を２倍にする
ものとすれば、外径５０．６mmの電線に張替えることと
なる。

本発明に係る方法によれば、径間長が大巾に縮小するテ
ンションメンバーとしての鋼心の必要がなくなる。そこ
で、第３図に示すような鋼心部分を中空心部１に形成
し、耐熱アルミ合金をもってなる扇形断面素線２，２を
撚合せて、断面占積率が９０％となるようにした外径５
０mmの電線１０を張替えるものとする。この電線１０の ２０℃における直流抵抗は０．０１５６Ω／kmであり、
既設電線３３０mm²ＡＣＳＲのそれである０．０８８８
Ω／kmの１８％に相当する数値となる。既設３３０mm²
ＡＣＳＲの許容電流は約 ７００Ａ、これに対し上記５０mm径の扇形導体撚合せ電
線１０の許容電流は３，４００Ａ以上となり、実に約
４．９倍の送電々流容量アップが達成可能となる。加え
るに鋼心を使用しない分だけ重量の軽減を図ることもで
き、すでにみた重量増大に由来する作用力を低減せしめ
る効果をも有するのである。

一方、送電線に大電流を流した場合、発熱に基く送電損
失をまねくが、上記５０mm径の扇形導体撚合せ電線１０
の抵抗値は、すでにみた通り小さく、このため、電線１
０の発熱による損失率は、既設３３０mm²ＡＣＳＲと同
程度のものにすぎない。

つぎに、架線張力Ｔおよび弛度Ｄについて検討する。

既設３３０mm²ＡＣＳＲの架線張力Ｔは ２，０００kg程度であるから、これと同じ張力をもって
新設５０mm径電線１０を架線するものとすれば、その応
力分担は、 となり、使用素線である耐熱アルミ合金の強度は１６〜
１７kg／mm²であるから、十分な安全性が確保できるこ
とは明らかであり、鋼心による補強がなくともなんら問
題はないのである。

ついで、弛度Ｄであるが、既設３３０mm²ＡＣＳＲによ
る既設径間長は３００ｍであったとし、その中央位置に
本発明に係る鉄塔ＴＮを建設したとすればその径間長は
１５０ｍである。

すでに説明した(1)式により弛度Ｄを求めれば、 （イ）既設３３０mm²ＡＣＳＲの場合： （ロ）新設５０mm径電線の場合： となる。

新設５０mm径電線の場合、素線に扇形断面素線を用い、
電線の密度増加があった分だけ僅かに弛度の増加はみら
れるが、これはすでに説明した通り、新設鉄塔ＴＮの高
さを適切に設計することでなんら問題は生じないのであ
る。

上記実施例は、電線の実効断面積を大きくとる意味で、
新設電線１０として扇形断面素線を用いているが、これ
を従来の円形断面素線を用いた場合についてつぎに検討
する。

新設電線の外径４．５mm、その場合の撚線構成が円形断
面耐熱アルミ素線９１本撚りであるとする。この電線の
２０℃における直流抵抗は ０．０２０４Ω／km、従って許容電流は ３，０００Ａとなる。さらに、電線の単位当り重量は
４．０１７kg／ｍ、架線張力Ｔ＝２，０００kgとすれ
ば、架線時の耐熱アルミ線に負荷される応力は１．３８
kg／mm²となり、なんら問題はなく、弛度Ｄにしても
５．６５ｍであって、既設線の場合より地上高の確保が
容易となるという結果にすらなる。

そして、この場合の電流容量増加は４．０倍以上を可能
とし、本発明の効用は十分に実証されるのである。

［発明の効果］ 以上詳記の通り、本発明に係る方法をもってすれば、既
設の鉄塔の間とくにその中央位置に既設鉄塔とほぼ同規
模の鉄塔を建設するだけで、電線の送電容量を４倍以上
に増大することができるものであり、加えるに設備投資
の効率の面からみても、既設線路と同ルートに別途新設
線路を併設する場合と比較しても設備投資の実効におい
てほぼ半分以下、もしも新たに用地買収から始める場合
を比較すればはるかにコストパフォーマンスを低減でき
るものであり、今日の送電線業界の置かれている立場を
照し合わせるとき、本発明の有する意義は計り知れない
ほど大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を実施した場合の構成を示す
説明図、第２図は既設線路の構成を示す説明図、第３図
は本発明において使用される電線の一例を示す端面図で
ある。 １０：新設電線、 １０′：既設電線、 Ｔ_１，Ｔ_２：既設鉄塔、 ＴＮ：新設鉄塔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設鉄塔間に別な鉄塔を新設し、それによ
   り各鉄塔間の径間長を縮小して、縮小された径間に既設
   送電線よりも大サイズの送電線を架設する既設送電線の
   送電容量増大方法。
2. 【請求項２】新設鉄塔の高さを既設鉄塔より高くする特
   許請求の範囲第１項記載の送電容量増大方法。
3. 【請求項３】張替える大サイズ送電線として、鋼心を省
   略しかつ扇形断面素線により構成される電線を用いる特
   許請求の範囲第１または２項記載の送電容量増大方法。