(57)【要約】【課題】降水を伴う強風状態においても抗力係数の増加を低く抑えて抗力係数の見積り誤りをなくすと共に、耐トラッキング性能が良好である架空被覆長尺物を提供する。【解決手段】導体２と前記導体の周りに押出成形によって形成された被覆体３からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体３の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であるもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形によって形成された被覆体を有する又は押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であることを特徴とする架空被覆長尺物。
【請求項２】
押出成形によって形成された被覆体を有する又は押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと前記直径ｄ（単位ｍｍ）との関係が、７．９４９＋０．８３８ｄ−０．００９６９４ｄ２≦Ｎ≦６．１８１８＋１．１１０６ｄ−０．０１２９ｄ２の式を満たすことを特徴とする架空被覆長尺物。
【請求項３】
押出成形によって形成された被覆体を有する又は押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、次の（１）、（２）の条件を満たすことを特徴とする架空被覆長尺物。
（１）ｄを横軸、Ｎを縦軸とする直角座標で、ｄが１０ｍｍでＮが１６の点、ｄが１８ｍｍでＮが２４の点、ｄが約４０ｍｍでＮが３０の点を結んだ線以下である。
（２）７．９４９＋０．８３８ｄ−０．００９６９４ｄ２≦Ｎである。
【請求項４】
導体の外周に、絶縁材料を押出成形することにより絶縁被覆が形成された架空絶縁電線であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の架空被覆長尺物。
【請求項５】
電柱に架設されるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の架空被覆長尺物。
【請求項６】
架空絶縁電線又はケーブルに被せて使用される筒状のプロテクタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の架空被覆長尺物。
【請求項７】
導体と前記導体の周りに押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、等しい長さのＮ個の辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であることを特徴とする架空被覆長尺物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空に布設される絶縁電線、ケーブル、これら電線、ケーブルを保護する筒状のプロテクタ等の架空被覆長尺物に関し、特に強風および降水状態における抗力係数（空気抵抗係数）の増加を抑えると共に、耐トラッキング性能に優れる架空被覆長尺物に関する。
【背景技術】
【０００２】
架空被覆長尺物、例えば架空絶縁電線は、銅又はアルミニウムなどからなる導体すなわちアルミニウム撚線、鋼心アルミニウム撚線、あるいは銅撚線等の外周に、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン等の絶縁材料を押出成形して形成される被覆体（シースを含む。以下同様）を設けたものである。また、架空被覆長尺物には、上述した絶縁材料、または、その他ゴム、プラスチック材料を筒状に押出成形して形成され、電線、ケーブルに被せて使用される筒状のプロテクタ等もある。
【０００３】
このような架空被覆長尺物において、風圧荷重の低減と難着雪効果を図るものとして、例えば、架空絶縁電線における被覆体の外表面に周方向に所定の間隔で多数の弧状の凸部と凹部を交互に設けた架空絶縁電線が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、降雨下での風圧荷重低減を図ったものとして、断面形状を正多角形とし、当該正多角形が内接する円の直径ｄ（単位ｍｍ）と辺の数Ｎとの関係が、６．７８５＋０．５７５ｄ−０．００６７３２ｄ２≦Ｎ≦６．９４９＋０．８３８０ｄ−０．００９６９４ｄ２である架空絶縁電線が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１８４３４号公報
【特許文献２】特開２００５−０５６６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の絶縁電線は、低風圧効果を有するものの降雨時に低風圧特性が悪化する問題があった。
【０００７】
特許文献２の絶縁電線は上述の問題の解決を図るために開発されたものである。この絶縁電線によれば、降雨を伴う強風下でも風圧荷重の低減効果が得られ、降雨時の抗力係数の増加を抑制できることが判明した。
【０００８】
ところで、このような特許文献２の絶縁電線は、風の強い海岸地帯でも使用したいという要請がある。そこで検討したところ、このような塩害の厳しい地域に低風圧電線として配置されるような架空絶縁電線等に対しては、強風が収まった後の平時において、通常より優れた耐トラッキング性能が求められことがあることが判った。
【０００９】
従って、この発明の目的は、降水を伴う強風状態においても抗力係数の増加を低く抑えて抗力係数の見積り誤りをなくすと共に、耐トラッキング性能が良好である架空被覆長尺物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した従来の問題点を解決するために実験を重ねた。その結果、架空被覆長尺物の横断面を等しい長さの辺を有する多角形の辺の数をＮとするとき、この多角形が内接する円の直径ｄと辺の数Ｎとの関係を適切に規定することによって、強風および降水が同時に生じる条件下における低風圧効果を満足しつつ、優れた耐トラッキング性が得られることが判明した。この発明は、上述した研究結果に基づきなされたものである。
【００１１】
この発明に係る架空被覆長尺物は、押出成形によって形成された被覆体を有するもの（絶縁電線、ケーブル等）又は押出成形によって形成された被覆体からなるもの（筒状のプロテクタ等）であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、押出成形によって形成された被覆体を有するもの又は押出成形によって形成された被覆体からなるものであって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと前記直径ｄ（単位ｍｍ）との関係が、７．９４９＋０．８３８ｄ＋０．００９６９４ｄ２≦Ｎ≦６．１８１８＋１．１１０６ｄ−０．０１２９ｄ２の式を満たすものと規定することもできる。
【００１３】
なお、辺数Ｎは自然数である。上記のｄを含む式で得られる小数点一位以下の端数は四捨五入される（以下同じ）。
【００１４】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、押出成形によって形成された被覆体を有する又は押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、Ｎ個の等しい長さの辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、次の（１）、（２）の条件を満たすことを特徴とする架空被覆長尺物、と規定することもできる。
（１）ｄを横軸、Ｎを縦軸とする直角座標で、ｄが１０ｍｍでＮが１６の点、ｄが１８ｍｍでＮが２４の点、ｄが約４０ｍｍでＮが３０の点を結んだ線以下である。
（２）７．９４９＋０．８３８ｄ−０．００９６９４ｄ２≦Ｎである。
【００１５】
なお、辺数Ｎは自然数であり、上記のｄを含む式で得られる小数点一位以下の端数は四捨五入される点は、前述のとおりである（以下同じ）。
【００１６】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、通常の場合、導体の外周に、絶縁材料を押出成形することにより絶縁被覆が形成された架空絶縁電線である。
【００１７】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、通常の場合、電柱に架設されるものである。
【００１８】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、架空絶縁電線又はケーブルに被せて使用される筒状のプロテクタである場合もある。
【００１９】
また、この発明に係る架空被覆長尺物は、導体と前記導体の周りに押出成形によって形成された被覆体からなる架空被覆長尺物であって、前記被覆体の横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接する、等しい長さのＮ個の辺を有する多角形からなっており、辺数Ｎと直径ｄとの関係が、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であることを特徴とする架空被覆長尺物、と規定することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の架空被覆長尺物は、強風および降水が同時に生じる状態においても抗力係数が低く押えられて、風圧荷重を低減させることができる。更に、耐トラッキング性能をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明に係る架空被覆長尺物の一実施形態である架空絶縁電線を示す横断面図である。この架空絶縁電線１は、例えば、銅撚線からなる導体２と、その外周に絶縁材料であるポリエチレン樹脂を押出成形して被覆形成された絶縁層である被覆体３とから構成される。
【００２２】
そして、被覆体３はその押出成形の際、横断面における外表面の形状が、直径ｄの円に内接するように、辺数Ｎが１３以上の等辺を周方向に連接させている。これによって、外表面の形状は、横断面において周方向に等間隔であり、且つ軸線方向において電線１の長手方向に沿って軸線に略平行（電線製造、架設時に自然に緩くねじれる場合を含む）に延びる辺数Ｎと同数の三角状山部３ａを有する角型形状になっている。即ち、図１に示すように、この発明の架空絶縁電線１の横断面は、辺数Ｎの概ね正多角形からなっている。
この正多角形の外接円の直径がｄである。
【００２３】
実験のために試作された架空絶縁電線１の直径ｄ及び辺数Ｎ、並びに各電線１に対する強風および降水が同時に生じる状態における抗力係数の測定値は表１に示す通りである。被覆体は、外接円の直径ｄが、１０ｍｍ、１８ｍｍ、４０ｍｍの３種類になるようにした。辺数Ｎは、直径１０ｍｍの場合、１３、１５、１６について測定した。直径１８ｍｍの場合、１７、２０、２４について測定した。直径４０ｍｍの場合、２２、２６、３０について測定した。
【００２４】
風洞実験により、架空線路設備設計時に用いられる最高風速４０ｍ／ｓ、且つ、降水条件５ｍｍ／１０分間、１０ｍｍ／１０分間、１５ｍｍ／１０分間のそれぞれの降水量の範囲内で、強風および降水が同時に生じる状態における抗力係数の測定を行った。表１には、１０分間降水量が１５ｍｍの場合を示している。なお、風速・降水条件は、過去に観察された台風における強風および降水量の記録から採用した値である。
【００２５】
なお、風洞実験設備の概要を図２に示す。この実験設備は、風洞１１内に電線サンプル１２を水平に配置し、風洞１１の入口（吹出し口）の直後に気流を乱さないように設置された降水グリッド１３から、風速40ｍ／ｓの条件下で水を噴射するものである。噴射された水は気流に拡散し、気流と共に電線サンプル１２に達し、風洞内を通り抜ける。電線サンプル１２にかかる風圧は風洞１１の両側に設置された３分力検出器１４（荷重計）で検出する。
【００２６】
抗力係数Ｃｄの定義は次式のとおりである。
Ｃｄ＝測定荷重／（0.5ρＶ２Ａ）
ここで、測定荷重は風洞の両側に設置した荷重計の総和、ρは空気密度、Ｖ２は気流速度の２乗、Ａは電線サンプルの風上投影断面積である。0.5ρＶ２は風圧値で、単位面積あたりの風圧荷重である。標準大気圧状態で風速40ｍ／ｓでは、ρ＝1.293kg/ｍ３となり、風圧値は980.7Ｎ／ｍ２となる。
【００２７】
表１中の評価で、「効果大」のものは抗力係数が０．８０未満、「効果中」のものは抗力係数が０．８０〜１．０５未満、「効果小」のものは抗力係数が１．０５以上であったことを示す。なお、断面が円形の絶縁電線の場合は、抗力係数は１．２程度である。
【００２８】
また、耐トラッキング性能の評価は、ＪＩＳ  Ｃ３００５の１５に規定される方法に従って行った。概要を説明すると、この評価方法は、図３に示すような耐トラッキング試験装置５を用いて、長さ３００ｍｍの電線サンプル１をセットし、塩化ナトリウムを含む試験水を規定のサイクルで噴霧し、電線サンプル１の一端に露出させた導体２と、電線サンプル１の他端側に巻き付けた電極６の間に交流電圧６０Ｈｚ、４ｋＶの交流電圧を印加するものである。その結果を表１に併せて示す。
【００２９】
表１の無風時の耐トラッキング試験結果で、噴霧回数１０１回において焼損しなかった場合を「○」とした。「△」は試料の焼損５０ｍｍ以下、「×」試料の焼損５０ｍｍ以上であったことを示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の結果より次のようなことが分かる。即ち、いずれの試料においても風圧低減の効果は中以上であり所望の効果が得られる。被覆体３の直径ｄが１０ｍｍのサイズでは辺数Ｎが１５又は１６、１８ｍｍのサイズでは辺数Ｎが２０以上２４以下、４０ｍｍのサイズでは辺数Ｎが２６以上３０以下において、無風時の耐トラッキング性能が○で示され良好であると判断できる。なお、△でもＪＩＳ規格の基準を満たしているが、○で示された試料は、より優れた性能を備えており、例えば、海岸に近い重塩害地域のような場所に配置される等、より優れた耐トラッキング性能が求められる場合でもこれを満足することができる。
【００３２】
以上の実験結果を総合すると、架空絶縁電線の断面の辺数Ｎとこの断面が内接する円の直径ｄとの関係は、降水を伴う強風時の低風圧効果だけでなく、平時の耐トラッキング性にも影響を与えることが判る。そしてこれらを両立するには、Ｎとｄとを所定の範囲で選択すればよいことが判る。すなわち、ｄが約１０ｍｍのときＮが１５又は１６、ｄが約１８ｍｍのときＮが２０以上２４以下、ｄが約４０ｍｍのときＮが２６以上３０以下であるとき、強風および降水が同時に生じる状態における抗力係数が０．８０〜１．０５未満に抑制され、かつ無風時の耐トラッキング性能が良好であるといえる。
【００３３】
また、上記の実験結果をグラフにプロットすると、図４のようになり、これを近似式で表すと、７．９４９＋０．８３８ｄ−０．００９６９４ｄ２≦辺数Ｎ≦６．１８１８＋１．１１０６ｄ−０．０１２９ｄ２と表すことができる。この式をグラフに示すと図４の２本の曲線のようになる。したがって、直径ｄと辺数Ｎは、上記の式の範囲内にあるように選定してもよい。
【００３４】
あるいは、図５に示すように、直径ｄと辺数Ｎは、ｄが１０ｍｍでＮが１６の点、ｄが１８ｍｍでＮが２４の点、ｄが約４０ｍｍでＮが３０の点を結んだ線以下であり、且つ７．９４９＋０．８３８ｄ−０．００９６９４ｄ２≦Ｎとなる範囲内にあるように選定してもよい。
【００３５】
以上のように、架空絶縁電線１において、被覆体３の外表面の断面形状が、これが内接する円の直径ｄに対して上記式を満足するような範囲内に選定された辺数Ｎを有する角型形状になると、強風および降水が同時に生じる状態においても抗力係数が低く押えられて、風圧荷重を低減させることができる。
更に、耐トラッキング性能がより良好な電線とすることができる。
【００３６】
なお、被覆体３の外表面の各三角状山部を結ぶ辺は直線状であるが、若干外凹状に緩くわん曲していてもよい。更に、本発明に係る架空被覆長尺物は前記電線１以外にゴム、プラスチック材料を筒状に押出成形して形成され、電線、ケーブルに被せてこれらを保護する被覆体からなる筒状のプロテクタ等にも適用でき、前記電線１の場合と同様な風圧荷重の低減と耐トラッキング効果が得られるものである。
【００３７】
また、最良の実施形態に例示した絶縁電線は、導体がアルミニウム撚線、鋼心アルミニウム撚線、硬銅単線等であっても良い。また被覆体はポリ塩化ビニル、架橋ポリエチレ等の絶縁材料で形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る架空被覆長尺物の一実施形態である架空絶縁電線を示す断面図である。
【図２】図１に示す架空絶縁電線の風洞実験設備の概略構成を示す説明図である。
【図３】図１に示す架空絶縁電線の耐トラッキング効果を評価する耐トラッキング試験装置の説明図である。
【図４】図１の架空絶縁電線が強風および降水が同時に生じる状態において、所望の抗力係数を得るために必要な被覆体の直径ｄに対する辺数Ｎの範囲の一例を示すグラフである。
【図５】図１の架空絶縁電線が強風および降水が同時に生じる状態において、所望の抗力係数を得るために必要な被覆体の直径ｄに対する辺数Ｎの範囲の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１：架空絶縁電線
２：導体
３：被覆体
３ａ：三角状山部
５：耐トラッキング試験装置
６：導体
１１：風洞
１２：電線サンプル
１３：降水グリッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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