電験三種 令和4年度上期 電力 問10｜送電（架空送電線路）

架空送電線に起こる振動の種類と発生しやすい条件を問う穴埋め問題です（令和4年度上期 問10）。

微風振動は、弱い風で電線の後ろにできる渦によって起こる振動で、軽い電線ほど、径間が長いほど、張力が大きいほど起こりやすくなります。多導体の素導体どうしの間（スペーサとスペーサの間）で起こる振動はサブスパン振動、氷雪が付いた電線が強風で大きく揺れる現象はギャロッピングです。氷雪が落ちた反動で跳ね上がる現象はスリートジャンプで、(オ)とは別のものです。

正答は(2)です。

【架空送電線の振動現象の区別】（令和4年度上期 問10）

(ア)(イ)(ウ) 微風振動：電線に直角に毎秒数m程度の一様な風が当たると、電線の後方にカルマン渦が交互に発生し、電線に周期的な上下の力が加わる。この周期が電線の固有振動数と合うと振動が持続する。電線が軽いほど風の力で動かされやすく、径間が長いほど、張力が大きいほど振動が起こりやすい。よって(ア)軽い、(イ)長い、(ウ)大きい。支持点付近で電線が繰り返し曲げられるため、素線の疲労断線の原因となる。対策はダンパの取付けやアーマロッドによる補強である。

(エ) サブスパン振動：多導体の送電線で、風上側の素導体の後流が風下側の素導体に当たって起こる振動で、スペーサで区切られた区間（サブスパン）ごとに発生する。問題文の「風速が数〜20m/sで発生し，10m/sを超えると激しくなる」はこの振動の説明である。「コロナ振動」は、雨天時などにコロナ放電に伴って起こる振動で、多導体特有のものではない。

(オ) ギャロッピング：氷雪が電線に付着して断面が非対称になった状態で強い風を受けると、揚力が生じて電線が上下に大きく振れる。問題文の後半「氷雪が落下したときにその反動で電線が跳ね上がる現象」がスリートジャンプであり、(オ)には当たらない。

以上より、(2)が正答です。

【各振動の起こり方と誤肢の作り方】（令和4年度上期 問10）

本問の誤肢は3つの軸で作られています。(ア)〜(ウ)は微風振動の発生条件を逆にしたもの、(エ)はサブスパン振動を「コロナ振動」に置き換えたもの、(オ)はギャロッピングを、問題文の後半で説明されているスリートジャンプに置き換えたものです。

微風振動の条件は、渦による周期的な力と電線の動きやすさから考えると整理できます。渦が電線を押す力は風速と電線の外径で決まり、同じ外径なら単位長さあたりの質量が小さい電線ほど揺れやすくなります。鋼心アルミより線のように外径の割に軽い電線や、径間の長い区間、張力を大きくとって弛度を小さくした電線で起こりやすいのはこのためです。振幅は小さいものの振動数が高く長時間続くため、クランプ付近の素線が繰り返し曲げを受けて疲労断線に至ります。ストックブリッジダンパなどで振動エネルギーを吸収し、アーマロッドで支持点付近の電線を補強します。

サブスパン振動は、多導体の素導体が風の流れに沿って前後に並ぶときに、風上側の素導体がつくる乱れた流れの中に風下側の素導体が入ることで起こります。スペーサの間隔を不等間隔にしたり、スペーサダンパを用いたりして抑制します。

ギャロッピングは、付着した氷雪で電線の断面が翼のような形になり、風を受けて揚力が生じることで起こる自励振動です。振幅が大きく、相間の電線が接近して短絡事故を起こすおそれがあります。相間スペーサの取付けやねじれ防止などの対策がとられます。スリートジャンプは、付着していた氷雪が一度に落ちたとき、その重さの分だけ張力のつり合いが崩れて電線が跳ね上がる現象で、上下の電線の接触を避けるために電線の垂直配置の間隔を確保したり、オフセットを設けたりします。

このように「何が原因で、どんな条件で起こるか」を振動ごとに整理しておくと、名称を入れ替えた誤肢を確実に見分けられます。