人家が多く連なっている場所以外の場所であって、氷雪の多い地方のうち、海岸地その他の低温季に最大風圧を生じる地方に設置されている公称断面積60 mm²,仕上り外径15mmの6600V屋外用ポリエチレン絶縁電線 (6600 VOE)を使用した高圧架空電線路がある。この電線路の電線の風圧荷重について「電気設備技術基準の解釈」に基づき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、電線に対する甲種風圧荷重は980Pa,乙種風圧荷重の計算で用いる氷雪の厚さは6mmとする。
低温季に適用される風圧荷重が乙種風圧荷重となる電線の仕上り外径の値[mm]として、最も大きいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(2)。径間のたるみは風圧荷重を含む合成荷重で求め、支持点高低差の影響も考慮します。荷重条件を(a)から引き継ぐことが要点です。
詳細解説
正解は(2)です。
この問題では、採用した風圧荷重を用いて合成荷重を作り、径間長と張力からたるみを計算します。
設問(a)
設置場所は「氷雪の多い地方」かつ「海岸地その他低温季に最大風圧を生じる地方」です。この場合、低温季の風圧荷重は「甲種」と「乙種」の大きい方を採用します。
・甲種風圧荷重 \(W_A\)：
\( 980 \, \text{Pa} \times 0.015 \, \text{m} = 14.7 \, \text{N/m} \)
・乙種風圧荷重 \(W_B\)：
氷雪厚さ6mmにより、径は \(15 + 6 \times 2 = 27 \, \text{mm}\) となる。
乙種の圧力は甲種の0.5倍（490Pa）で計算する。
\( 490 \, \text{Pa} \times 0.027 \, \text{m} = 13.23 \, \text{N/m} \)
・比較：
\( 14.7 > 13.23 \) なので、大きい方の 14.7 N/m を採用します。
設問(b)
乙種が適用される（乙種 > 甲種となる）条件を求めます。
電線外径を \(d\) [m] とすると、
甲種荷重 \( F_A = 980d \)
乙種荷重 \( F_B = 490(d + 0.012) \) （氷雪厚さ6mm $\times$ 2 = 12mm加算）
\( F_B \ge F_A \) となる条件は、
\[ 490(d + 0.012) \ge 980d \]
\[ d + 0.012 \ge 2d \]
\[ d \le 0.012 \, \text{m} = 12 \, \text{mm} \]
したがって、仕上り外径が12mm以下の場合に乙種が適用されます。選択肢の中でこの条件を満たす最も大きい値は 12 です。
以上より、選択肢(2)が正解です。
