電気の旅
送電鉄塔(架空送電)を旅行で例えるならば、それは遠い国々を結ぶ航空路線のようなものです。送電鉄塔は、遥か遠くの発電所から電気を受け取り、山々、川、田園地帯を越えて、その電気を都市や家庭、工場に届けるまでの長距離の旅を可能にします。この電気の旅は、飛行機が世界各地の空港を結び、人々や物資を目的地まで運ぶように、生活や産業の動脈として機能します。
文明のエネルギー基盤
架空送電線や地下送電線を介して、遠く離れた都市へと力強く送られます。この電力は、都市の躍動を支え、電車を走らせ、住宅地を明るく照らし、工場の機械を動かします。
電力供給の多様化
送電鉄塔は、新しい発電所や再生可能エネルギー源からの電力を既存の電力網に統合することを可能にします。これにより、電力供給の多様化と持続可能性が向上します。
・発電方法には化石燃料(石炭、天然ガス、石油)による発電、原子力による発電、再生可能エネルギー源(水力、風力、太陽光、地熱・バイオマス)があります。
送電鉄塔(架空送電)の災害を未然に
架空送電に使用される送電鉄塔の種類は、その用途や設置される場所の条件に応じて様々です。以下は、一般的に見られる主な送電鉄塔の種類です。
それぞれの鉄塔が直面する可能性のある災害を未然に防ぐ3D変位観測レーダーによる可視化と予知保全について。
送電鉄塔の種類と損傷の要因
直線鉄塔(直立鉄塔)
送電線が直線的に延びる区間で使用されます。最も基本的なタイプで、シンプルな構造をしています。
自然災害:風雪、落雷、地震による損傷。腐食:大気汚染や雨水による金属の腐食。老朽化:経年劣化による金属疲労や接合部の弱化。
角度鉄塔(曲がり鉄塔)
送電線の進路が変わる場所に設置されます。直線鉄塔に比べ、強度が必要とされるため、より頑丈な作りになっています。
機械的ストレス:角度変更による追加の機械的ストレス。
重量負荷:送電線のテンションが高いため、構造への重量負荷が大きい。
施工ミス:より複雑な構造のため、施工ミスが原因の損傷が発生しやすい。
分岐鉄塔
送電線が分岐する地点で使用され、2方向以上に電力を分けて送ることができる鉄塔です。
電線の負荷分散不均一:分岐部の設計が不適切な場合、負荷の不均一が発生し、損傷を引き起こす。分岐点の振動:風による送電線の振動が集中しやすい。
終端鉄塔
送電線の終点または始点に設置され、送電線を支える役割を持ちます。しっかりと固定する必要があるため、特に強固な構造をしています。
強いテンション:送電線のテンションが一点に集中するため、構造に強い力がかかる。
固定部の破損:しっかりと固定されている部分にかかる力が大きいため。
懸垂鉄塔
送電線を懸垂させるために使用される鉄塔で、長距離の直線区間で見られます。
長距離にわたる風の影響:長距離直線区間で風の影響を受けやすい。
ケーブルの振動:エアロゾル振動など、ケーブルが振動しやすい。
引留鉄塔(耐張鉄塔)
送電線にかかるテンションを支えるために使用され、山間部や谷間の跨ぎなど、送電線が長大な空間を跨ぐ場合に設置されます。
地形によるストレス:山間部や谷間など特殊な地形による追加のストレス。
アンカーブロックへの過剰なテンション:引留用のアンカーブロックへの力が大きい。
捻架鉄塔(転位鉄塔)
送電線の相互間で電磁誘導による不平衡を防ぐために、一定の間隔で送電線の位置を入れ替えるために使用されます。
繰り返しの力:送電線の位置を入れ替えることによる繰り返しの力。
絶縁体の摩耗:位置を変える際の絶縁体の摩耗。
門型鉄塔(ガントリー鉄塔)
電車線路や水路・道路上などに送電線を建設するときに使用される。
構造への追加ストレス:他の構造物の上に建てられるための追加ストレス。
交通振動:電車線路や道路からの振動。
烏帽子型鉄塔
鉄塔の中部以上が拡大された形の鉄塔で、超高圧送電線や雪の多い山岳地の1回線鉄塔に使用される。脚部は四角または矩形鉄塔である。
雪の積もり:頂部が広がっているため、雪の積もりやすい構造となっている。
設計上の問題:特定の気象条件下での設計上の問題による損傷。
これらの鉄塔は、送電線路の安全で効率的な運用を支えるために設計されており、それぞれ特定の機能や役割を持っています。地形や送電線路の計画に応じて適切なタイプの鉄塔が選ばれ、設置されます。
3D変位量観測レーダーによる変位の可視化
3D変位量観測レーダーによる可視化と予知保全は、これらの鉄塔における微細な変位や振動をリアルタイムで捉え、構造的弱点や損傷の兆候を早期に識別することで、予期せぬ停電や大規模な災害による損害を未然に防ぐ重要な役割を果たします。特に、災害リスクが高い地域や老朽化したインフラにおいて、この技術は送電網の信頼性と安全性を大幅に向上させることができます。
3D変位量観測レーダーによる架空送電塔の変位可視化による予知保全が実現すると、送電塔の微細な異常を早期に発見し、大規模な停電や災害を未然に防ぐことが可能になります。これにより、社会の基盤である電力供給の信頼性と安定性が向上し、経済活動の安全性や効率性が保たれます。さらに、緊急対応の迅速化とメンテナンスコストの削減にも繋がり、持続可能な電力インフラの構築を支援します。この技術は、現代文明を支える電力システムの強靭化に貢献する重要なステップです。