報告書番号

N16009

タイトル（和文）

耐ギャロッピング設計手法の開発（その２）－平地に適した設備供用年数内応答振幅極値推定法の提案－

タイトル（英文）

Development of anti-galloping design method Part 2 - Proposal of a new method for estimation of quantile value of response amplitude of galloping in a flatland during service period of facilities-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背 景
着氷雪した電線が気流を受けて大きく鉛直方向に動揺するギャロッピングと呼ばれる事象は，その振幅が大きくなると，相間短絡や設備の疲労の原因となる．その対策を効果的に行うためには，各径間の設備供用年数内のギャロッピング応答振幅極値を推定し，電気事故発生確率が高い径間を抽出して優先的に対策を実施することが重要である．従来から，「松林理論」と呼ばれる経験的な推定手法が用いられてきたが，この手法は山岳着氷地域を主たる対象としている．国内では，ギャロッピングに起因する電気事故は，平地（低標高地域）の湿型着雪によるものと推定される事例が多く，平地の湿型着雪に伴うギャロッピングの応答振幅極値を的確に推定する手法を確立する必要がある．

目 的
国内の気象観測データや実送電線における観測データ，ギャロッピング応答解析データをもとに，最新の知見を集約した耐ギャロッピング設計手法を構築する．

主な成果
1. ギャロッピング発生可能時間抽出法の提案とギャロッピング発生気象の地域特性分析
最新知見をもとに，地上気象データを用いて，ある期間中に湿型着雪に伴うギャロッピングが発生しうる時間（ギャロッピング発生可能時間）を抽出する方法を示した．この方法を当所が実施した実送電線路におけるギャロッピング観測データに適用した結果，ギャロッピングが発生した時間を的確に抽出できることがわかった．さらに，この手法と国内の気象官署データを用いて，湿型着雪下の各地の線路直交風速発生頻度分析を行った．その結果，湿型着雪下の風速発生頻度分布性状は地域によって大きく異なり，着雪時間が少なくても高い風速が現れやすい地域があることが明らかになった．

2.平地に適した耐ギャロッピング設計手法の提案
上記の分析結果を踏まえ，平地の湿型着雪に伴うギャロッピングにも適用可能な設備供用年数内の応答振幅極値を推定する手法を提案した．本手法では，地形的な風の増速や吹上の影響を考慮した湿型着雪下の線路直交風速発生頻度を入力に用いる．また，CAFSSを用いた応答解析結果に基づき，正規化変動値（無次元振幅）の風速依存性と着雪形状・向きに応じたばらつき考慮しており，任意の径間へ適用が可能である．各地の気象官署データを用いて，本手法を代表的な諸元の径間に適用した結果，概ね，各地のギャロッピング発生状況と対応した評価結果を得られる見通しを得た．

今後の展開
本手法の精緻化を進めて実用化を図り，また，設計者が使いやすいツール開発も行う．

概要 （英文）

In this study, we determined the meteorological conditions of galloping accompanied with wet snow accretion in overhead transmission lines in order to develop a new practical method to predict galloping vibration amplitude for anti-galloping design and selection of prior spans to install countermeasures. We also investigated features of concurrence frequency of wet snow accretion and high wind speed normal to lines in four directions by using 25-years meteorological surface datasets at meteorological offices in Japan. The result shows that the frequency distributions vary from region to region, and that high wind speed tends to occur in spite of low frequency of wet snow accretion in a certain region.
Considering these analysis results, we proposed a new method for evaluating response amplitude frequency of galloping in a flatland. The method is based on the concurrence frequency of the wind speed and wet snow accretion estimated from meteorological surface dataset, and on the non-dimensional vibration response function of the wind speed formulated by using the results of parametric galloping analysis with numerical simulation code CAFSS. We can estimate the quantile value of response amplitude of galloping and the probability of flashover due to galloping vibration for prescribed vertical distance of the two lines during service period of facilities.

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