四国電力，四国総合研究所
研究期報１０９（2018年12月）
２２－２５ページ

架空地線の素線溶損時における残存引張荷重特性に関する研究㈱四国総合研究所 電力技術部㈱四国総合研究所 電力技術部

キーワード：Key Words：

架空地線溶損
残存引張荷重レプリカ
３D データ

村上
新居

知則
浩治

Ground wireMelting
Residual strength
Replica
3D data

Study on residual strength properties of ground wire at strand melted
Shikoku Research Institute, Inc., Electric Power Technology Department
Tomonori Murakami and Kouji Nii

Abstract
When strand of ground wire melts, the melted cross sectional area is converted into the number of strands. If thenumber is less than the threshold value, the ground wire will be repaired by a minor method such as repair of armorrod, and if the number is larger than the threshold value, the melting point of ground wire will be partly exchanged
to the new line.
However, converting from the melted cross sectional area to the number of strands depends on the subjectivity andunlike wire breakage, the ground wire that strand has melted is not so clearly understood the degree of decrease inresidual strength related to the extent of melting loss.
In this study, we found that the degree of reduction of the residual strength was larger than the rate of thedisappeared cross sectional area of the ground wire which strand was melted. By using this result, it is expectedthat the more appropriate repair method according to the state of damage can be selected by obtaining a method forquantitatively estimating the residual strength from the state of each strand.

－ 22 －

1. はじめにヘリや自走器による架空地線点検において、素100

引張荷重 （ＫＮ）
残存引張荷重（kN）

線の溶損を発見した場合、溶損断面積を素線本数に換算し、軽微なものはアーマロッド補修など簡易な補修を行い、重大なものは溶損個所の部分的な新線への張替等を行っている。
しかしながら、溶損断面積の素線本数換算は主観に頼っているところがあり、また、素線が溶損80AC55mm2 （23AC:7/3.2）

実力値に対して約 37%の減

実力値:76.6kN
規格値 64.3kN

6048.5kN

40
溶損面積を合計1本分と見積もると残存引張荷重は、1本/7本＝約15％の減20

同条件で作成したサンプルの断面写真

00102030405060

電荷量 （Ｃ）
電荷量（C）

したより線は素線切れとは異なり、溶損度合いによる残存引張荷重が明確には分からない。このた

図2より線引張試験結果

め、溶損した架空地線の残存引張荷重を定量的に推定する手法について研究を行ったので紹介する。

一方、図 3 に示すように「引張荷重－伸び特性」
については、健全なより線は一般的に全素線が同時に破断するのに対し、溶損より線はのこぎり状の変化を示している。これは、溶損による引張荷

2. 素線溶損より線サンプル
素線溶損度合いの違いによる残存引張荷重特性を把握するため、溶損ケース別のサンプルを作重の低下度合が大きい素線から順次破断したためと考えられる。

成し、引張荷重試験等を実施した。
サンプルは、直撃雷を模擬したインパルス電流発生装置および直流アーク発生装置により通過

溶損より線AC55mm2 (23AC:7/3.2)

実力値 76.6kN

電荷量の条件を変えて作成した。
図 1 に作成した AC55mm2 サンプルの様相例を示

溶損素線破断3本引張荷重（kN）

す。素線切れまでは至っていないものの、アーク健全素線破断4本を受けた個所は、アルミ覆鋼線のアルミ覆が消失し、鋼線の断面積が減少しているのが分かる。

46kN
素線 4 本相当値
76.6×(4/7)≒43.8kN

伸び（mm）
AC55mm2 (23AC:7/3.2)
通過電荷量:50.3C

図1

図3

鋼線

引張荷重-伸び特性

ｱﾙﾐ覆

素線溶損より線サンプルの様相

4. より線残存引張荷重推定
素線が溶損したより線については、図 4 に示すように、各素線の溶損度合(断面積残存率)と残存3. より線引張試験
2作成した AC55mm サンプルの引張試験結果を図 2 に示す。
電荷量が大きくなるにしたがって、残存引張荷重が減少傾向を示し、その度合いは溶損したより素線本数による荷重分担との関係を数式化する
ことにより、「引張荷重－伸び特性」における素線の破断過程を推定し、最終的なより線の残存引張荷重を算出できると考えられる。

線の断面積減少の度合いより大きいことが分かった。

－ 23 －

AC55mm 2(23AC:7/3.2)①⑥

断面積2⑤④③№②⑦①②③④⑤⑥⑦(mm )5.126.04
6.41
8.04
8.04
8.048.04

断面積
残存率%ΔS(%)
63.775.179.7100100100100〇7 本より線において、素線切れ 1 本相当まで許容する場合
各素線の引張荷重残存率を小さいものから％ΔS1, ％ΔS2, ・・・, ％ΔS7 とすると、YES

YES② %ΔS2＝(6/6)＝1.0
NO
適用不可
部分的な電線張替等で対応

適用可

健全なより線の最小引張荷重(実力値)を76.6kNとし、各素線の断面積残存率を引張荷重残存率として考えると、①→②→③→④⑤⑥⑦の順に、①・・・・・・76.6×(7/7)×63.7％＝48.8②・・・・・・76.6×(6/7)×75.1％＝49.3③・・・・・・76.6×(5/7)×79.7％＝43.6④⑤⑥⑦・・・76.6×(4/7)×100 ％＝43.8付近の引張荷重で各素線が破断に至るものと想定される。
このため、溶損したより線の残存引張荷重はおおよそ49.3kNと推定される。

図4① %ΔS1≧(6/7)≒0.86NO〇8 本より線において、素線切れ 2 本相当まで許容する場合
各素線の引張荷重残存率を小さいものから％ΔS1, ％ΔS2, ・・・, ％ΔS8 とすると
YES

① %ΔS1≧(6/8)＝0.75
NOYES② %ΔS2≧(6/7)≒0.86
NO

より線残存引張荷重推定

YES③ %ΔS3＝(6/6)＝1.0NO

いくつかのサンプルに対して上記手法を試し適用可

適用不可
部分的な電線張替等で対応たところ、概ね推定値に近い残存引張荷重となる
図5ことが確認できた。
5. アーマロッド補修の適用可否判定

アーマロッド補修適用可否判定フロー

6. 各素線の引張荷重残存率推定

上記より線残存引張荷重推定手法と同様の考これまで述べたように、溶損したより線の残存え方により、アーマロッド補修の適用については、引張荷重を推定するためには、各素線の断面積残図 5 に示す各素線の引張荷重残存率を基にした存率(引張荷重残存率)を把握する必要がある。

フローから可否判定が可能と考えられる。

現地では、より線の断面を観察し、各素線の断7 本より線において、アーマロッド補修の適用面積残存率を把握することはできない。そのため、範囲を素線切れ 1 本以下(規格値ベース)とする

図 6 に示す溶損素線の引張試験結果から得られ場合、溶損したより線の引張荷重残存率は規格値

た「素線外径比と引張荷重比の関係」を基に、ノの 6/7≒0.86 まで許容できる。このため、判定条

ギス等で測定したより線外径の値から、各素線の件は「①各素線の引張荷重残存率が 86%以上」、外径減少度合いを把握することで、引張荷重残存あるいは「②最も小さい引張荷重残存率が 86％率の推定が可能となる。

未満の場合は残り 6 本が健全」となる。
一方、8 本より線において、アーマロッド補修

1.0の適用範囲を素線切れ 2 本以下(規格値ベース)

素線外径比＝B/A
引張荷重比：対引張荷重最大値とする場合、溶損したより線の引張荷重残存率は0.9規格値の 6/8＝0.75 まで許容できる。このため、引張荷重比

B

判定条件は「①各素線の引張荷重残存率が 75%以上」、「②最も小さい引張荷重残存率が 75％未満

A0.80.7の場合は二番目に小さい引張荷重残存率が 86%以0.6上」、あるいは「③二番目に小さい引張荷重残存素線 23AC：3.2

率が 86％未満の場合は残り 6 本が健全」となる。

0.51.0

図6－ 24 －0.9

0.80.7素線外径比0.60.5

素線外径比と引張荷重比の関係

7. 3D データを応用したより線残存引張荷重推定

この手順により、溶損したより線サンプルの残ノギス等によるより線外径の測定が困難な場存引張荷重を推定した結果、実測値に近い値を得合において、溶損部を 3D データ化し、各素線のることができたことから、更なるスキャニングの断面積残存率を把握することで、より線の残存引精度向上等を図ることにより、残存引張荷重の推張荷重を推定する手法を図 7 に示す。

定に本手法が適用できる見通しを得た。

手順は以下のとおり。
①溶損部をゴム状の高分子材料等で型取り8. まとめ②型に石膏などを流し込みレプリカを作成

本研究において、素線が溶損した架空地線の残③レプリカをレーザースキャニングし 3D存引張荷重を定量的に推定する手法を得た。これデータ化を適用することにより、損傷度合に応じた、より④3D データの断面画像から各素線の断面積適切な補修方法が選択できるものと期待される。

を把握⑤得られた各素線の断面積を基に算出した［謝辞］

断面積残存率(引張荷重残存率)と残存素本研究は、四国電力㈱送変電部殿より委託を受線本数による荷重分担との関係から、よりけ実施したもので、ご協力いただいた関係各位に線の残存引張荷重を推定（4.より線残存引深く感謝いたします。

張荷重推定手法に同じ）
①型取

②⑤

レプリカ

推定
・3D データ化した溶損部の断面状況から得られる各素線の断面積を基に算出した断面積残存率(引張荷重残存率)から5.27/8.04≒0.65①76.6×(7/7)×0.65≒49.8kN②76.6×(6/7)×0.65≒42.7kN③76.6×(5/7)×1.00≒54.7kN④76.6×(4/7)×1.00≒43.8kN付近の引張荷重において、それぞれの素線が断線すると推定③
レーザースキャニングによる３Ｄデータ化

測定状況がリアルタイムにパソコン画面表示
実測値と比較
ウェブカメラ
実力値：76.6kN
それぞれ推定値に近い値で断線

溶損部レプリカ

引張荷重（kN）

マーカー付パネル(ｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝ用)

52kN
③に相当

ラインレーザー(手動で照射)④
3D データ化による断面状況

実物AC55mm2
23AC:7/3.2

42kN
①②に相当

8.04

3Dデータ

5.27

断面位置

5.27

断面積:mm2

図7伸び（mm）

3D データを応用したより線残存引張荷重推定－ 25 －46kN④に相当