第３章 送電線不平均張力荷重に及ぼ す吹上風の影響
3.2 鉄塔 - 電線連成系モデルの概要 .1 解析モデル概要
解 析 し た 鉄 塔-電 線 連 成 系 を 図 3.1 に 示 す ．連 成 系 は 3 基 2 径 間 と し ，2 章 で の 連 成 モ デ ル と 異 な り ，3 基 の 鉄 塔 と も 塔 高 60m の 220kV 耐 張 鉄 塔 の 規 模 を 想 定 し た ．ま た ，送 電 線 の 水 平 角 度 と 高 低 差 は と も に 無 い も の と す る ．風 向 は ，電 線 風 圧 力 が 最 大 と な る ，電 線 直 角 方 向 と し た ．両 端 の 鉄 塔 と 電 線 と は ピ ン 結 合 と し ， 中 央 の 鉄 塔 は ，等 価 剛 性 を 有 す る 柱 モ デ ル を 構 築 し た ．ま た ，電 線 は 本 来 複 数 本 架 線 す る が ， こ こ で は ， 特 に 吹 上 風 の 影 響 を 選 出 し や す い よ う に ， 送 電 線 を 1 条 と し て ，図 3.2 に 示 す 1 基 2 径 間 の 単 純 モ デ ル を 作 成 し た ．耐 張 鉄 塔 は 懸 垂 鉄 塔 に 比 べ て 線 路 方 向 の 剛 性 が 高 く ，2 径 間 以 上 の 場 合 の モ デ ル に し て も ，中 央 鉄 塔 の 変 位 挙 動 に は ほ と ん ど 差 が 見 ら れ な い こ と を 確 認 し て い る ．径 間 長 は 若 番 側 (鉄 塔 No.1～ 鉄 塔 No.2間)を 400m と し ，老 番 側(鉄 塔 No.2～ 鉄 塔 No.3 間)を 300m か ら 600m の 範 囲 で 100m 毎 に 変 化 さ せ た ． な お ， 電 線 は リ ン ク 要 素 に よ っ て 近 似 し 1)，若 番 側 の 送 電 線(400m)を 30分 割 と し て ，老 番 側 の 径 間 300m と 400m の 場 合 の 送 電 線 を 30 分 割 ， 径 間 500m の 場 合 の 送 電 線 を 50 分 割, 径 間 600m の 場 合 の 送 電 線 を 60 分 割 し た ． 分 割 数 に よ る 計 算 結 果 へ の 影 響 が ほ と ん ど 表 れ な い こ と を 確 認 し て い る ．
図 3.1 送 電 線 連 成 系 簡 略 図
平 面 図 (老 番 側 ) (若 番 側 )
鉄 塔 No.1 鉄 塔 No.2 鉄 塔 No.3
縦 断 図
地 線
電 力 線
鉄 塔 No.1 鉄 塔 No.2 鉄 塔 No.3
平 面 図 老 番 側 若 番 側
鉄 塔 No.2
300m
400ｍ 400m 500m
鉄 塔 No.3
600m
鉄 塔 No.1
T2 電 線 張 力 T1
弛 度 d 60m
不 平 均 張 力 T=T2-T1
60m
鉄 塔 No.1 鉄 塔 No.3
60m
鉄 塔 No.2
3.2.2 送電線の初期設定
送 電 線 諸 元 を 表 3.1 に 示 す ．電 線 は 220kV 送 電 線 に 多 用 さ れ て い る 鋼 心 ア ル ミ よ り 線 410mm2と し た ． 送 電 線 の サ グ 比 を 表 3.2に 示 す ． 送 電 鉄 塔 設 計 基 準 に 従 っ て ， 気 温 15℃ に お い て 送 電 線 に 風 速 40m/s の 風 荷 重 が 作 用 し た 際 に ， 前 後 径 間 の 水 平 張 力 差 が ゼ ロ に な る よ う 弛 度 d を 設 定 し た ． 検 討 モ デ ル の 初 期 形 状 は ， 風 速 0m/s の 時 の 形 状 と す る た め ， 径 間 長 が 異 な っ た 場 合 ， 初 期 条 件 す な わ ち 風 速 0m/s の 時 に 既 に 電 線 不 平 均 張 力 が 発 生 し て い る ．
表 3.3に 示 す よ う に ，上 述 の よ う に 設 定 し た 解 析 モ デ ル の 初 期 張 力 値 は ，若 番 側 と 老 番 側 の 初 期 水 平 張 力 が 異 な り ，径 間 差 に よ り 約-1,000N～1,200N の 不 平 均 張 力 が 発 生 し て い る ．本 論 で は ，風 速 と 吹 上 角 の 増 加 に 伴 う ，こ れ ら 不 平 均 張 力 の 変 化 を 追 跡 検 証 す る ．
表 3.1 送 電 線 諸 元
項目 条件
電力線 鋼心アルミより線410mm2(ACSR410)
ヤング係数 8.2×1010（N/m2)
断面積 480.8×10-6（m2)
単位重量 16.40653（N/m)
表 3.2 弛 度 と サ グ 比
径間長(m)
300 400 500 600
弛度d(m) 6.8 12.8 20.5 29.9
サグ比（弛度/径間長） 0.023 0.033 0.040 0.050
表 3.3 初 期 張 力 老番側
径間長
No.2
支持点水平張力(N) 不平均張力(N)T
2-T
1若番側T1 老番側T2