(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、本発明者の鋭意検討によれば、特許文献1で提案された工法では、U字状に鋭く屈曲された部位の近傍にて不均一な電界が生じ、コロナ放電が発生し得ることが見出された。このコロナ放電により、電力損失及びノイズが増加するという問題があった。また、ジャンパ線を部分的に屈曲させる弊害として、電線の機械的強度が低下するという問題もあった。
【0007】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、簡便な手法でありながら電力損失及びノイズの発生を防止可能であると共に、電線の機械的強度を十分に確保可能である、楔型クランプを用いた送電線工事方法、送電線設備、及び送電線工事支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る楔型クランプを用いた送電線工事方法は、電線を鉄塔の両側にて楔型クランプを用いて把持し、前記楔型クランプの間で撓ませた状態下にて送電線を前記鉄塔に引き留める引留工程と、前記楔型クランプの間にある前記送電線を切り詰めることで余剰線が除去されたジャンパ線を形成する切詰工程を備える。
【0009】
このように、楔型クランプの間にある送電線を切り詰めるようにしたので、ジャンパ線には鋭く屈曲された部位が含まれなくなり、このジャンパ線がコロナ放電の発生源となる可能性が低くなると共に、電線の機械的強度の低下が抑制される。これにより、簡便な手法でありながら電力損失及びノイズの発生を防止できると共に、電線の機械的強度を十分に確保できる。
【0010】
また、前記ジャンパ線の撓み形状を特定する形状情報を入力することで、前記ジャンパ線又は前記余剰線の長さ情報をコンピュータに算出させる計算工程を更に備え、前記切詰工程では、前記コンピュータにより算出された前記長さ情報に基づいて前記ジャンパ線を形成することが好ましい。ジャンパ線の撓み形状に応じた長さ情報をコンピュータに算出させることで、適切な長さの余剰線を切り出すことができる。
【0011】
また、前記形状情報は、ジャンパ深さ、碍子連の長さ及びカテナリ角のうち少なくとも1つであることが好ましい。撓み形状を特定する主要な情報を用いることで、長さ情報の算出精度が高くなる。
【0012】
また、前記長さ情報は、前記ジャンパ線の長さの目標値、上限値及び下限値、並びに、前記余剰線の長さの目標値、上限値及び下限値のうち少なくとも1つであることが好ましい。目標値、上限値又は下限値を提示することで、ジャンパ線又は余剰線の長さ範囲が明確になる。
【0013】
また、前記計算工程では、前記撓み形状が、カテナリ曲線及び楕円曲線のいずれか一方に従うとして、前記長さ情報を算出させることが好ましい。
【0014】
また、前記切詰工程では、圧縮クランプ、ボルト締めクランプ及び融着クランプのいずれかを用いて、前記送電線の切断端同士を接続することが好ましい。
【0015】
本発明に係る送電線設備は、上記したいずれかの送電線工事方法を用いて構築される。
【0016】
本発明に係る送電線工事支援装置は、上記した送電線工事方法の実行を支援する装置であって、前記ジャンパ線の撓み形状を特定する形状情報に基づいて、前記ジャンパ線又は前記余剰線の長さ情報を算出する長さ情報算出部と、前記長さ情報算出部により算出された前記長さ情報を表示する表示部を備える。これにより、作業者は、表示された長さ情報を視認しながら、残すべきジャンパ線の長さ又は切り出すべき余剰線の長さを容易に把握できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る楔型クランプを用いた送電線工事方法、及び送電線設備によれば、簡便な手法でありながら電力損失及びノイズの発生を防止できると共に、電線の機械的強度を十分に確保できる。また、本発明に係る送電線工事支援装置によれば、作業者は、表示された長さ情報を視認しながら、残すべきジャンパ線の長さ又は切り出すべき余剰線の長さを容易に把握できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る楔型クランプを用いた送電線工事方法について、送電線設備及び送電線工事支援装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【0020】
[送電線設備90の構築に供される鉄塔12及び治工具]
先ず、この実施形態に係る送電線設備90(
図9)の構築に供される鉄塔12及び治工具について説明する。地面10上には、複数の鉄塔12が略等間隔で立設されている。各鉄塔12は、絶縁材料からなる碍子連14を用いて、送電線16を引き留める耐張型鉄塔である。送電線16の架設工事に供される治工具には、碍子連14、ドラム巻き電線18、延線用金車20、カムアロング22及び楔型クランプ24が含まれる。
【0021】
ドラム巻き電線18は、ドラムと、該ドラムに巻かれた電線とから構成される。延線用金車20は、送電線16の延線の際に用いる工具である。カムアロング22は、張力が掛かった送電線16を把持して一時的に引き留める工具である。楔型クランプ24は、送電線16を切断せずに把持するための引留金具である。
【0022】
また、この実施形態に係る送電線工事方法の実行を支援する装置として、各種情報の表示機能を備えるスマートフォン30が用いられる。
【0023】
図1は、この実施形態に係る送電線工事支援装置としてのスマートフォン30の電気的なブロック図である。スマートフォン30は、通信部32と、制御部34と、メモリ36と、表示パネル38(表示部)と、表示制御部40と、タッチセンサ42と、音声通話部44とを備えるコンピュータである。
【0024】
通信部32は、例えば、高周波数帯域の電波を入出力可能なRF(Radio Frequency)モジュールで構成されており、外部装置からの電気信号を送受信する機能を有する。制御部34は、例えば、マイクロプロセッサ(MPU)で構成され、メモリ36に格納されたプログラムを読み出し実行することで、各構成要素の制御動作を実行する。制御部34は、形状情報取得部46及び長さ情報算出部48を含む各機能を実現する。
【0025】
メモリ36は、例えば、RAM(Random Access Memory)等の非一過性であって且つコンピュータ読み取り可能な記憶媒体で構成され、制御部34が各構成要素を制御するのに必要なプログラム及びデータ等を記憶している。
【0026】
表示パネル38は、表示制御部40から供給された表示制御信号に基づいて、変数入力画面及び結果表示画面(いずれも不図示)を含む各種画像を表示する。タッチセンサ42は、作業者の指を含む接触体50が、表示パネル38の上に接触又は近接する平面座標の位置を検出する。音声通話部44は、スピーカ、マイクロフォン、コーデック、変調復調回路及び呼制御用回路(いずれも不図示)等を有する。
【0027】
[送電線工事方法の説明]
送電線設備90(
図9)の構築に供される治工具は、以上のように構成される。続いて、これらの治工具を用いた送電線工事方法に関して、
図2のフローチャート及び
図3〜
図9を参照しながら説明する。ここでは、3水準の架線高さに送電線16を架設する場合を想定する。
【0028】
図2のステップS1において、作業者は、隣接する鉄塔12の間に送電線16を延線する延線工程を実行する。先ず、作業者は、3水準の架線高さに対応する位置にて、複数の鉄塔12に対して延線用金車20を1つずつ固定する。次いで、作業者は、架線高さが同じ水準であって隣接する延線用金車20の間にドラム巻き電線18を架線する。
【0029】
図3(a)に示すように、4基の鉄塔12には、架線高さがそれぞれ異なる3本の送電線16が一線状に延線される。説明の便宜上、鉄塔の参照数字(12)に添字を付与し、左側から順に、12a、12b、12c、12dと区別して表記する場合がある。また、鉄塔12aが最も若番であり、鉄塔12dが最も老番であるとする。
【0030】
図2のステップS2において、作業者は、ステップS1で延線された各送電線16を複数の鉄塔12に引き留める引留工程を実行する。この引留工程について
図3〜
図6を参照しながら詳細に説明する。
図3〜
図5は上相(上段)の送電線16を引き留める過程を示す図であり、
図6はすべての送電線16を引き留めた状態を示す図である。
【0031】
図3(a)に示す状態から、作業者は、鉄塔12aの老番側に碍子連14及び楔型クランプ24を順次取り付けて、鉄塔12aに固定されていた延線用金車20を取り外すと共に、楔型クランプ24により送電線16の1箇所を把持させる。その後、作業者は、送電線16の一端(鉄塔12aの若番側)を切断する。
【0032】
図3(b)に示す状態から、作業者は、鉄塔12bの若番側に碍子連14及びカムアロング22を取り付けると共に、鉄塔12bの若番側に碍子連14及びカムアロング22を取り付ける。カムアロング22の取り付けの際、鉄塔12bの若番側である緊線対象60の弛度を適切に調節・決定する。ここでの緊線対象60は、鉄塔12a、12bの径間に存在する送電線16の部位に相当する。なお、作業者は、この一連の作業中に、鉄塔12bに固定されていた延線用金車20を取り外す。
【0033】
図4(a)に示す状態から、作業者は、鉄塔12bの若番側にある碍子連14の先端部に楔型クランプ24を取り付け、送電線16の1箇所を把持させた後に、鉄塔12bの若番側にあるカムアロング22を取り外す。楔型クランプ24による送電線16の把持によって、鉄塔12a、12bの径間での緊線状態はそのまま維持される。次いで、作業者は、鉄塔12bの老番側から送電線16を取り込むことで、長めのジャンパ線(後述する仮ジャンパ線74;
図7)を確保する。
【0034】
図4(b)に示す状態から、作業者は、鉄塔12bの老番側にある碍子連14の先端部に楔型クランプ24を取り付け、送電線16の1箇所を把持させた後に、鉄塔12bの老番側にあるカムアロング22を取り外す。楔型クランプ24による送電線16の把持によって、鉄塔12b、12cの径間での緊線状態はそのまま維持される。
【0035】
図5(a)に示す状態から、作業者は、若番側から老番側に向かって、上記した一連の作業を順次繰り返す。これにより、
図5(b)に示すように、複数の鉄塔12に上相の送電線16を引き留める作業が完了する。また、中相(中段)及び下相(下段)の送電線16に関して、上相の場合と同じ作業を繰り返すことで、
図6に示すように、すべての送電線16を引き留める作業が完了する。
【0036】
このように、2つの楔型クランプ24、24を用いて一線状の送電線16を1箇所ずつ把持することで、送電線16は、楔型クランプ24、24の間に撓ませた状態下にて鉄塔12bに引き留められる。以下、2つの楔型クランプ24、24及びこれらの近傍にある構成要素の集合を「仮ジャンパ部70」と総称する場合がある。
【0037】
図7は、仮ジャンパ部70の正面部分拡大図である。仮ジャンパ部70は、鉄塔12のアーム72、アーム72に一端側が固定された2本の碍子連14、14、これらの碍子連14、14の他端側にそれぞれ固定された2つの楔型クランプ24、24、及び、2つの楔型クランプ24、24の間に引き留められた送電線16である仮ジャンパ線74を有する。
【0038】
アーム72の位置を原点Oとし、若番側の楔型クランプ24の位置を点P1とし、老番側の楔型クランプ24の位置を点P2とし、仮ジャンパ線74の最下位置を点P3としてそれぞれ定義する。線分OP1又は線分OP2の長さX(単位:m)は、碍子連14の長さに相当する。点P1から点P2までの区間長さLm(単位:m)は、仮ジャンパ線74の長さに相当する。線分OP3の長さHm(単位:m)は、実際のジャンパ深さに相当する。線分OP1と水平線のなす角θ1(単位:度)は、若番側のカテナリ角に相当する。線分OP2と水平線のなす角θ2(単位:度)は、老番側のカテナリ角に相当する。
【0039】
なお、破線で図示する曲線は、ジャンパ深さが目標値Htに等しく、且つ、ジャンパ長が目標値Ltに等しいジャンパ線76の撓み形状を表す。以下、Lm>Ltの関係を満たす場合、不要な長さ(余剰長)の送電線16のことを余剰線78(
図8)という。
【0040】
図2のステップS3において、作業者は、ジャンパ線76又は余剰線78の長さ情報をスマートフォン30に算出させる計算工程を実行する。作業者は、この算出に先立ち、スマートフォン30にインストールされたアプリケーション・ソフトウェアを起動させる。すると、表示制御部40(
図1)は、表示パネル38の表示領域内に変数入力画面を表示させる。
【0041】
作業者は、この変数入力画面を介して、碍子連14の長さ(X)、ジャンパ深さの目標値(Ht)、若番側のカテナリ角(θ1)、老番側のカテナリ角(θ2)、仮ジャンパ線74の長さ(Lm)、ジャンパ長のマージン、ジャンパ長の許容誤差、又はジャンパ線76の撓み形状モデルを入力する。この撓み形状モデルとして、例えば、楕円曲線近似、カテナリ曲線(懸垂曲線)近似を選択できる。
【0042】
作業者は、所定の入力操作が完了した後、計算開始の指示ボタンをタッチする。そうすると、形状情報取得部46は、入力された現在値を、ジャンパ線76の形状情報として取得する。その後、長さ情報算出部48は、形状情報取得部46からの形状情報を用いて、ジャンパ線76又は余剰線78の長さ情報を算出する。具体的には、長さ情報算出部48は、ジャンパ線76の撓み形状がカテナリ曲線又は楕円曲線に従うとして、積分の数値計算、近似式又は参照テーブル(LUT)を用いて算出する。
【0043】
例えば、X=4.917[m]、Ht=2.9[m]とした近似式により楕円の半周長を算出した後、カテナリ角θ1=4.0[度]、θ2=5.3[度]を一次の微小量と仮定してこの長さを補正する。その結果、ジャンパ長の目標値であるLt=13.641[m]が得られる。
【0044】
ジャンパ長の上限値Luは、目標値Ltに対してマージン及び許容誤差(正側の最大誤差)を加算することで、Lu=14.141[m]と求められる。これと同様に、ジャンパ長の下限値Llは、目標値Ltに対してマージン及び許容誤差(負側の最大誤差)を加算することで、Ll=13.141[m]と求められる。また、仮ジャンパ線74の長さ(Lm)が入力された場合、既に算出したLt、Lu、Llの各値を用いて、余剰長の目標値、上限値及び下限値をそれぞれ算出できる。
【0045】
図2のステップS4において、作業者は、ステップS3で算出された長さ情報をスマートフォン30に表示させる表示工程を実行する。表示制御部40(
図1)は、表示パネル38の表示領域内に結果表示画面を表示させる。
【0046】
図2のステップS5において、作業者は、ステップS4での表示内容を参考にして、仮ジャンパ線74を切り詰める切詰工程を実行する。作業者は、仮ジャンパ線74を2箇所切断することで1本の余剰線78を切り出す。残余の仮ジャンパ線74のうち、若番側を第1切断線80、老番側を第2切断線82と称する。
【0047】
図8(a)に示すように、第1切断線80、第2切断線82及び余剰線78の長さをそれぞれLa、Lb、Lcとすると、Lm=La+Lb+Lcの関係が成り立つ。ここで、Ll<La+Lb<Lu、より好ましくはLa+Lb=Ltを満たすように切断される点に留意する。
【0048】
図8(b)に示すように、作業者は、圧縮クランプ86を用いて第1切断線80、第2の切断端84、85同士を電気的に接続し、所望の長さであるジャンパ線76を形成する。なお、送電線16の接続には、圧縮クランプ86に代替して、ボルト締めクランプ、或いは融着クランプを用いてもよい。
【0049】
このように、仮ジャンパ部70を構成する仮ジャンパ線74を切り詰めることで、所望の撓み形状のジャンパ線76からなるジャンパ部88を形成する。
図9(a)は、鉄塔12bにて3つのジャンパ部88を形成した結果を示す。また、他の鉄塔12c、12dについても同様に切り詰めることで、
図9(b)に示す送電線設備90が完成する。
【0050】
[この実施形態による効果]
上記した送電線工事方法は、複数の楔型クランプ24を用いて送電線16を鉄塔12に引き留める工程を含む。この工法を用いることで、圧縮クランプを用いた場合と比べて、送電線16の切断箇所が少なくなるため、接続部の経年劣化及び圧縮の不具合等による過熱が発生し難くなる。これにより、送電線16における導電性の低下、或いは、楔型クランプ24の膨張・破損を防止できる利点がある。
【0051】
また、この送電線工事方法は、ドラムに巻かれた電線を鉄塔12の両側にて楔型クランプ24、24を用いて把持し、楔型クランプ24、24の間に撓ませた状態下にて送電線16を鉄塔12に引き留める引留工程(
図2のステップS2)と、楔型クランプ24、24の間にある送電線16を切り詰めることで余剰線78が除去されたジャンパ線76を形成する切詰工程(
図2のステップS5)を備える。また、送電線設備90は、この送電線工事方法を用いて構築される。
【0052】
このように、楔型クランプ24、24の間にある仮ジャンパ線74を切り詰めるようにしたので、ジャンパ線76には鋭く屈曲された部位が含まれなくなり、このジャンパ線76がコロナ放電の発生源となる可能性が低くなると共に、電線の機械的強度の低下が抑制される。これにより、簡便な手法でありながら電力損失及びノイズの発生を防止できると共に、電線の機械的強度を十分に確保できる。
【0053】
ところで、
図4(b)に示す状態において、送電線16を適切な長さだけ取り込むことで、余剰線78を除去せずにジャンパ線を形成する工法も考えられる。しかし、この工法を採用する場合、両隣を含めた3基の鉄塔12に作業班を同時に配置し、隣接する2つの径間の弛度を調節・決定する必要がある。
【0054】
これに対し、上記した送電線工事方法によれば、圧縮クランプを用いた場合と同様に、2基の鉄塔12に作業班を同時に配置し、1つの径間(緊線対象60)の弛度を調節・決定すれば足りる。その結果、作業性が向上する。
【0055】
また、スマートフォン30は、ジャンパ線76の撓み形状を特定する形状情報に基づいて、ジャンパ線76又は余剰線78の長さ情報を算出する長さ情報算出部48と、算出された長さ情報を表示する表示パネル38を備える。これにより、作業者は、表示工程(
図2のステップS4)にて表示された長さ情報を視認しながら、残すべきジャンパ線76の長さ又は切り出すべき余剰線78の長さを容易に把握できる。
【0056】
この形状情報には、ジャンパ深さ(Hm)、碍子連14の長さ(X)及びカテナリ角(θ1、θ2)のうち少なくとも1つが含まれてもよい。撓み形状を特定する主要な情報を用いることで、長さ情報の算出精度が高くなる。
【0057】
この長さ情報には、ジャンパ線76の長さの目標値、上限値及び下限値、並びに、余剰線78の長さの目標値、上限値及び下限値のうち少なくとも1つが含まれてもよい。目標値、上限値又は下限値を提示することで、ジャンパ線76又は余剰線78の長さ範囲が明確になる。
【0058】
[備考]
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。