架空送電線の構造｜架空地線と遮へい角、がいし・鉄塔・ACSRの役割を図解

通勤中に窓の外を見ると、巨大な鉄塔に太い電線が何本も張られている光景が目に入ります。

あの鉄塔の頂上にある細い線は何か？電線を支えている白い皿のようなものは何か？——実はあの一つひとつが、電験三種の電力科目で出題される超頻出テーマです。

この記事では、架空送電線を「鉄塔の上から下へ」順番にたどりながら、4つの構成要素を完全図解します。暗記ではなく、「なぜこの部品が必要なのか」を理解すれば、正誤問題は怖くなくなります。

架空送電線の全体像｜4つの構成要素を「上から下」でつかむ

架空送電線は、たった4つの部品で成り立っています。鉄塔のてっぺんから地面に向かって、以下の順番で並んでいます。

では、ここから一つずつ詳しく見ていきましょう。主役の「電線」からスタートします。

④ 電線｜電気を運ぶ「主役」はアルミ＋鋼の二重構造

架空送電線は「裸電線」——被覆がない

まず最初に知っておくべきことがあります。家のコンセントに繋ぐ電源ケーブルは、ゴムやビニールの被覆で覆われていますよね。でも、架空送電線には被覆がありません。裸の金属線がむき出しです。

なぜか？理由は2つです。

ACSR（鋼心アルミより線）が主役

架空送電線で最も多く使われている電線がACSR（Aluminum Conductor Steel Reinforced＝鋼心アルミより線）です。

ACSRは「おにぎり」のような二重構造をしています。

電線や鉄塔には、重さのほかに横から押す風の力（風圧荷重）も加わり、その甲種・乙種・丙種の違いと計算方法は、電技解釈第58条を例題で解いた次の記事で解説しています。

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電線の種類を比較表で整理

ACSRの他にも、用途に応じていくつかの種類があります。電験三種で覚えるべきは以下の4つです。

多導体方式｜1本の代わりに「束」にして送る

超高圧（187kV以上）の送電線をよく見ると、1相あたり2本、4本の電線が束になっているのがわかります。これを多導体方式といいます。

「太い電線1本じゃダメなの？」と思いますよね。実は、太い電線1本にするより、細い電線を複数束ねた方がメリットが大きいのです。

③ がいし｜電線と鉄塔を「絶縁」する白い皿

鉄塔は金属です。電線も金属です。この2つが直接触れたら、大量の電流が鉄塔を通って地面に流れてしまいます（地絡事故）。これを防ぐのががいし（碍子）です。

がいしは磁器（セラミック）やガラスでできた絶縁体で、電線と鉄塔のあいだに挟み込んで電気が鉄塔側に流れないようにブロックします。

がいしの2タイプ｜「ぶら下げ」と「引っ張り」

送電用がいしは大きく2種類あり、鉄塔の役割によって使い分けられます。

長幹がいし｜笠形ではなく「棒状」のタイプ

懸垂がいしは「お皿が連なった形」ですが、もう一つ、棒状で1本のがいしもあります。これを長幹がいしといいます。

長幹がいしは連結部分がないため、汚れに強く（汚損対策）、塩害地域や汚染地域で使われます。

アークホーン｜がいしを「雷のダメージ」から守る盾

がいし装置の両端には、アークホーンと呼ばれる金属の角（つの）が取り付けられています。

雷でフラッシオーバ（表面放電）が起きると、その後に続流（送電電流がアークとなって流れ続ける現象）が発生することがあります。アークホーンは、このアーク（電弧）をがいし本体から離れた位置に誘導して、がいしの損傷を防ぎます。

② 鉄塔（支持物）｜電線を空中に持ち上げる「骨格」

鉄塔の役割はシンプルです。電線を地面から高い位置に持ち上げて、安全な離隔距離を確保すること。人や建物に電線が近づきすぎないように、空中に持ち上げているのです。

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鉄塔の分類｜「形」と「使い方」の2軸で分ける

鉄塔は「形状」と「機能（使い方）」の2軸で分類できます。

分類①：機能による分類

なお、鉄塔は支線で強度を分担させることが認められていない（電技解釈第59条）ため、支線で強度を分担させられるのは木柱・鉄筋コンクリート柱・鉄柱で、支線の張力と素線の条数の求め方は次の記事で過去問を使って解説しています。

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分類②：形状による分類

① 架空地線（GW）｜鉄塔のてっぺんにある「避雷針」

鉄塔をよく見ると、一番上に細い線が1〜2本張られているのがわかります。これが架空地線（GW：Ground Wire）です。

架空地線は電気を運ぶためのものではありません。目的は雷から送電線を守ることです。

架空地線の仕組み｜「雷を自分に引きつけて逃がす」

つまり、架空地線は「避雷針のロープ版」です。建物の避雷針が「雷を自分に引きつけて地面に逃がす」のと同じ原理で、送電線への直撃雷（直雷）を防ぎます。

遮蔽角｜架空地線の「守備範囲」

架空地線で雷を防ぐには、送電線が架空地線の「影」に入っている必要があります。この「影の角度」を遮蔽角（しゃへいかく）といいます。

OPGW｜架空地線に光ファイバを内蔵

最近の架空地線には、光ファイバを内蔵したOPGW（Optical Ground Wire）が使われるケースが増えています。これは架空地線の中に光ファイバケーブルを通すことで、雷よけの役割と通信回線の役割を1本で兼ねる一石二鳥のケーブルです。

地面の下も重要｜埋設地線と塔脚接地抵抗

架空地線が雷を受け止め、鉄塔を通じて地面に逃がす——ここまではOKですよね。でも、地面に逃がす「最後の出口」の抵抗が高いと、うまく逃がせません。

鉄塔の脚の部分の接地抵抗を塔脚接地抵抗といいます。この値が大きいと、雷電流が地面にスムーズに流れず、鉄塔の電位が上がります。すると、鉄塔からがいしを通って送電線に逆方向に放電してしまう——これを逆フラッシオーバといいます。

これを防ぐため、鉄塔の地下には埋設地線が敷設され、塔脚接地抵抗を下げる工夫がされています。

まとめ｜架空送電線の4大構成要素を1枚の表で総整理

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