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【問題】
【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)
次の文章は,架空送電線の着氷雪害に関する記述である。文中の\( \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ \)に当てはまる語句を解答群の中から選び,その記号をマークシートに記入しなさい。
送電線路において,電線の異常動揺の一種である\( \ \fbox { (1) } \ \)が相間の短絡事故にまで発展することがあるが,これはどの線路にも起こりうるという一般的な現象ではなく,着氷雪,風,電線の導体数などと気象,地形,架線条件などの要因が重なり合って発生する特異な現象である。
その発生原理については,現在も解明されていない点が多いが,着氷雪などによって非対称となった電線の断面に水平風があたることによって\( \ \fbox { (2) } \ \)が発生し,着氷雪の位置によっては自励振動を生じて電線が上下に振動することによるものであると考えられている。
観測事例などによれば,このような動揺は,電線断面が\( \ \fbox { (3) } \ \)ほど,また,単導体よりも多導体において発生しやすく,振幅が大きく,持続時間も長いことから,径間において相間短絡を起こしやすく,再開路が成功しても再度相間短絡が発生する頻度が高い。
特別高圧送電線の\( \ \fbox { (1) } \ \)対策の実施事例としては,次のようなものがある。
① 電線の上下振動周期と捻(ねん)回周期の\( \ \fbox { (4) } \ \)を目的とした抑制装置の取り付け
② 電線間の接触防止を目的とした\( \ \fbox { (5) } \ \)の取り付け
③ 線間クリアランスの増加
④ がいし装置断連防止のためのがいし装置の強度の強化
〔問7の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& アークホーン &(ロ)& 揚 力 &(ハ)& 大きい \\[ 5pt ]
&(ニ)& 張 力 &(ホ)& 小さい &(ヘ)& 風 音 \\[ 5pt ]
&(ト)& 同調防止 &(チ)& ギャロッピング &(リ)& スリートジャンプ \\[ 5pt ]
&(ヌ)& 減 速 &(ル)& 増 幅 &(ヲ)& 素線切れ \\[ 5pt ]
&(ワ)& 相間スペーサ &(カ)& 円形である &(ヨ)& アーマロッド \\[ 5pt ]
\end{eqnarray}
\]
【ワンポイント解説】
架空送電線の着氷雪による振動に関する問題です。
電線の振動は電験では重要分野の一つですが,主に電力科目で出題されている内容なので,知識を習得されたい場合は電力科目のテキストを学習するようにして下さい。
1.電線の振動
電線が振動すると隣の電線と接触し,短絡事故が発生したり,振動による応力で,電線の損傷や破断等が発生する可能性があります。
①微風振動
電線に対して直角に微風(数\( \ \mathrm {m / s} \ \))が当たると気流の流れにより電線の背後にカルマン渦が生じて上下の振動が発生します。電線が軽く,径間が長い場合に発生しやすくなります。

②サブスパン振動
多導体の送電線のスペーサ間のことをサブスパンと言い,そこに風速\( \ 10 \ \mathrm {m / s} \ \)以上の風が吹くと電線背後にカルマン渦が発生し振動する現象です。

③ギャロッピング
電線の表面に非対称な氷雪が付着し,風下側にカルマン渦が生じて振動します。振動数はサブスパン振動と同程度と言われています。

④スリートジャンプ
電線に雪が積雪し,それが落ちる反動で振動する現象で,振幅が大きく短絡のリスクが高い現象です。

⑤コロナ振動
雨が降っている時や霧が出ている時に発生しやすく,電線から水滴が離れる際にコロナ放電により,電線に反発力が生じて振動する現象です。

2.電線の振動対策
①ダンパの設置
ダンパの設置により,振動エネルギーを吸収します。
②アーマロッドによる補強
電線に巻き付ける物で,振動の吸収と電線の補強を行います。下図のダンパの上の電線に巻き付けられている導体がアーマロッドです。
③スペーサの設置
多導体にスペーサを設置し,電線同士の接触を防止します。
④難着雪リングの取付
電線からすべり落ちてきた雪をリング部で落下させることにより,氷雪の付着と成長を防止します。
出典:TDKテクノマガジンHP
https://www.tdk.com/ja/tech-mag/ninja/099
【解答】
(1)解答:チ
題意より,解答候補は(チ)ギャロッピング,(リ)スリートジャンプ,(ヲ)素線切れ,になると思います。
ワンポイント解説「1.電線の振動」の通り,着氷雪などによって非対称となった電線の断面に水平風があたることによって電線が上下に振動するのはギャロッピングとなります。
(2)解答:ロ
題意より,解答候補は(ロ)揚力,(ニ)張力,(ヘ)風音,等になると思います。
ワンポイント解説「1.電線の振動」の通り,ギャロッピングは着氷雪などによって非対称となった電線の断面に水平風があたることによって揚力が発生し,電線が上下に振動する現象です。
(3)解答:ハ
題意より,解答候補は(ハ)大きい,(ホ)小さい,(カ)円形である,になると思います。
一般にギャロッピングは電線断面が大きいほど電線の風下側にカルマン渦が発生しやすくなり起こりやすいです。
(4)解答:ト
題意より,解答候補は(ト)同調防止,(ヌ)減速,(ル)増幅,になると思います。
電線の振動が増幅するのは,上下振動周期と捻(ねん)回周期が同調したときなので,抑制装置を取り付け同調防止を図ることは振動対策として有効です。
(5)解答:ワ
題意より,解答候補は(イ)アークホーン,(ワ)相間スペーサ,(ヨ)アーマロッド,になると思います。
ワンポイント解説「2.電線の振動対策」の通り,電線間の接触防止を目的とし取り付けるのは相間スペーサとなります。