電線のたるみと支線の強度について

電力は電線によって送電しますが、安全に電線の敷設するには支持物の強度電線のたるみをつけることが重要です。
本項では、電線のたるみと支線の強度という安全に送配電するための対策について説明します。

電線には雨風や地震などによる振動で大きな力が加わります。
もしたるみをつけないと電線に大きな張力がかかり、最悪の場合、断線や支持物の倒壊する場合があります。
そのような障害を避けるために必要なのがたるみです。

たるみを小さくすると、電線を短くできるので施工のコストを抑えられますが、張力が上がり危険性が上がります。逆にたるみを大きくすると安全性は上がりますが、電線を長く使用するのでコストは高くなってしまいます。
適切なたるみの大きさ(弛度)は下記の式を使って算出できます。

上記でたるみを求めたら、使用する電線の長さを求めることも必要です。
たるませた時の電線の長さは下記の式で求めます。

 

次に支線の強度について説明します。
支線は支持物(電柱等)が倒壊することを防ぐために敷設するものです。必要十分な張力は、図を参考にしながら求めていきましょう。

上の図で支持物にかかる電線の張力はT1、支線にかかる張力はT2です。
まずは、図にあるようにT2を水平方向と垂直方向の力に分けて考えます。垂直方向の力はT2cosθとなり、水平方向の力はT2sinθです。そしてT2sinθ=T1で表すことができます。

次にsinθを求めます。T2の力がかかる支線の長さをhとlを使い三平方の定理で求めると式は下記の通りです。

そして、この式をT2sinθ=T1に当てはめてT2を求めると下記の式になります。

支線の強度は法規でも扱われますが、電線のたるみと合わせて送配電の安全に関わる技術的な要素となります。
事業所などの電気設備の管理業務には関わらない部分かもしれませんが、送配電設備の設計には不可欠な内容です。
試験でも送配電の項目は出題割合が多いので、計算もできるように学習しておきましょう。




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