不良碍子検出方法及びその装置
【課題】簡単且つ精度良く碍子の分担電圧を測定して不良碍子を検出する。
【解決手段】不良碍子検出装置は、絶縁中空パイプ１０と、前記絶縁中空パイプ１０の先端部に装着され、碍子の両端の電位差を測定するためのホーン１３−１，１３−２と、前記ホーン１３−１，１３−２の近傍にそれぞれ設けられ、前記測定された電位差に対し、前記ホーン１３−１，１３−２間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするためのサブホーン１４−１，１４−２と、パルス発振部２０と、信号処理出力部２５，３０，４０，５０とを有している。パルス発振部２０は、前記不要な電位差がキャンセルされた電位差を、パルス信号に変換して絶縁中空パイプ１０へ送出する。信号処理出力部２５，３０，４０，５０は、絶縁中空パイプ１０から伝送されてくるパルス信号を受信し、前記電位差に対応する分担電圧を算出し、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する。
【解決手段】不良碍子検出装置は、絶縁中空パイプ１０と、前記絶縁中空パイプ１０の先端部に装着され、碍子の両端の電位差を測定するためのホーン１３−１，１３−２と、前記ホーン１３−１，１３−２の近傍にそれぞれ設けられ、前記測定された電位差に対し、前記ホーン１３−１，１３−２間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするためのサブホーン１４−１，１４−２と、パルス発振部２０と、信号処理出力部２５，３０，４０，５０とを有している。パルス発振部２０は、前記不要な電位差がキャンセルされた電位差を、パルス信号に変換して絶縁中空パイプ１０へ送出する。信号処理出力部２５，３０，４０，５０は、絶縁中空パイプ１０から伝送されてくるパルス信号を受信し、前記電位差に対応する分担電圧を算出し、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線等における不良碍子の検出を行うための不良碍子検出方法とその不良碍子検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電線等に設けられる碍子の不良検出方法の１つとして、例えば、下記の特許文献等に記載されているように、複数枚の碍子が連結された碍子連において、各碍子の両端のキャップ金具間に接触子である一対のホーンを接触して、碍子の分担電圧を測定することにより、碍子本体の良否を判定する方法が知られている。この不良碍子検出方法では、碍子連の両端に掛かる電圧は各碍子に一定の分担電圧となって現れるが、劣化して不良となった碍子があると、その碍子の分担電圧は他の正常な碍子の分担電圧に比べ小さく検出されるので、碍子の不良検出が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１７６６７０号公報（特許第２８５４３５２号公報）
【特許文献２】特開平５−２８１２８６号公報
【０００４】
特許文献１に記載された音響パルス式の不良碍子検出方法では、測定対象である碍子連における個々の碍子の両端に一対のホーンを接触させてその分担電圧を測定し、その測定データを元にパッシェン曲線を描いて、曲線の様子から不良碍子の判定を行っている。この不良碍子検出方法を用いた不良碍子検出装置では、碍子の分担電圧をアナログ式の音響パルス発振部において放電管の繰り返し放電を発生させ、スピーカーでその繰り返し放電を音響パルス信号に変換する。音響パルス信号は、不良碍子検出装置を構成している本体パイプの中を伝搬し、パイプの末端にある受信変換部で電気信号に変換され、その変換信号の電圧がアナログ式メータで計測され、分担電圧が把握できる構成になっている。
【０００５】
このような不良碍子検出装置を用いて一連の碍子の分担電圧を測定する際には、例えば、１枚の碍子の両端に一対のホーンを接触させ、アナログ式メータに表示される測定値を目で確認し、測定値を他の作業員に呼称し、それを受けた作業員が測定値を台帳に記録する。１枚目の碍子の測定が終了したら、同様の操作を順次行うことにより、全ての碍子を測定する。
【０００６】
このように、不良碍子検出装置は、その用途上送電線等の高所で使われるため、作業に要する人員は測定者、メータ読み取り者、及び記録者の３名必要である。又、分担電圧はアナログ式メータを読み取るため、読み取り誤差が発生することがあり、更に、測定後のパッシェン曲線の作成及び報告書の作成に手数を要する。
【０００７】
これに対し、特許文献２に記載された不良碍子検出装置では、碍子の両端に一対のホーンを接触させて検出回路により絶縁抵抗を測定し、その検出回路の出力電圧に応じた周波数の発信信号を発信回路から発信する。受信回路では、その発信信号を空間をおいて受信すると共に、その受信信号をモニタ用スピーカにより音声に変換して出力する構成になっている。このように、検出回路で検出された絶縁抵抗値は、発信回路により外部へ送信されるため、安全に計測を行うことができる。しかも、モニタ用スピーカによって不良表示音が発生されるので、音の聴取により確実に不良碍子を検出できる。そのため、少なくとも２名の作業員にて簡易に不良碍子を検出できるという利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の特許文献２の技術では、特許文献１の技術に比べて、少ない作業員にて簡易に不良碍子を検出できるという利点があるが、音の聴取により不良碍子を検出しているので、測定された碍子の劣化程度等といった詳細な測定結果を得ることができない。しかも、測定は、高所の鉄塔等で、足場が不安定な場所であることから、測定作業環境は可能な限り簡易であることが望ましいし、メンテナンスコスト（保守点検費用）の削減の面からも測定人員については１人が望ましいので、改善が望まれていた。
【０００９】
そこで、本願の発明者は、一旦測定開始ボタンを操作した後は、操作部に触れることなく、全ての碍子連の測定が終了するまで自動にて一連の測定を行えるような不良碍子検出装置を提案した。
【００１０】
しかし、不良碍子検出装置を自動化した場合、碍子連、特にアーキングホーン周囲の強い電界強度による静電誘導によって、碍子にふれていなくても誤動作により測定データが表示されてしまう問題が発生した。これは強電界により、不良碍子検出装置の先端に設けられた一対のホーン間に誘導電圧による電位差が発生するために起こっている。この現象は分担電圧測定の自動計測においては、次の碍子の測定に移る際に測定データがゼロにならないため、前の碍子の測定終了から次の碍子の測定開始に移行しないことがあり、作業効率を低下させる原因になっている。つまり、不良碍子検出装置を自動化した場合、測定中に一対のホーンを測定対象の実運用の碍子に近づけると、周囲には高圧に伴う電磁界が生じていることから、誤動作によってその電圧に装置が反応してしまい、その調整のために作業効率が低下するという弊害が生じていた。
【００１１】
従って、作業員１名でも簡単且つ精度良く分担電圧を測定して不良碍子を検出できる不良碍子検出方法及びその装置を実現することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、作業員１名でも簡単且つ精度良く分担電圧を測定して不良碍子を検出できる不良碍子検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の不良碍子検出方法では、第１〜第４の処理を有している。
【００１４】
ここで、前記第１の処理では、第１のホーンと、第２のホーンと、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンとを用い、前記第１及び第２のホーンを、計測対象である碍子の両端に接触させ、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差を前記サブホーンにてキャンセルして、前記碍子の両端の電位差を測定する。前記第２の処理では、前記第１の処理で測定された前記電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して送信する。前記第３の処理では、前記送信箇所から所定距離離れた位置において前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記電位差に対応する分担電圧を算出する。その後、前記第４の処理では、前記第３の処理で算出された前記分担電圧から、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する。
【００１５】
特に、本発明の不良碍子検出方法では、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンを用い、前記第１の処理において、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルし、碍子の両端の電位差を測定することを特徴とする。
【００１６】
又、前記目的を達成するために、本発明の不良碍子検出装置では、パルス信号を伝送するための絶縁部材からなる所定の長さの伝送媒体と、第１及び第２のホーンと、サブホーンと、パルス発振部と、信号処理出力部とを有している。
【００１７】
ここで、前記第１及び第２のホーンは、前記伝送媒体の一方の端部に装着され、計測対象である碍子の両端に接触させて前記碍子の両端の電位差を測定するためのものである。前記サブホーンは、前記第１又は第２のホーンの近傍において、前記第１又は第２のホーンの軸方向に対して略平行に並設され、且つ前記第１又は第２のホーンと電気的に接続され、前記測定された電位差に対し、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルして電位差を生成するためのものである。
【００１８】
前記パルス発振部は、前記伝送媒体の一方の端部側に取り付けられ、前記生成された電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して前記伝送媒体へ送出するものである。更に、前記信号処理出力部は、前記伝送媒体の他方の端部側に取り付けられ、前記伝送媒体から伝送されてくる前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記生成された電位差に対応する分担電圧を算出し、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力するものである。
【００１９】
特に、本発明の不良碍子検出装置では、第１及び第２のホーン間に発生する、計測手順上不要な電位差をキャンセルし、真に必要な碍子の分担電圧のみを計測するよう、サブホーンを設けたことを特徴とする。このサブホーンを設ける位置については、計測手順上不要な電位差がキャンセル可能な位置であれば、基本的にどの位置であっても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の不良碍子検出方法及び不良碍子検出装置によれば、第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンを用い、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするようにしたので、静電誘導による誤動作を防止できる。その結果、デジタル信号処理等による自動化によって作業性の向上を図ることができ、測定時の人員削減、測定時間の大幅な短縮、測定後の作業の簡素化が可能になり、送電保守作業等の効率向上と経費削減が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、以下の図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２２】
本発明の実施例１における不良碍子検出装置の特徴は、１人の作業員により簡易に測定可能なように、測定した分担電圧の処理をデジタル信号処理により自動化し、分担電圧の数値をデジタル値で読み取る方式にし、更に、個々の碍子の分担電圧測定の開始及び終了を自動化して作業効率の改善を図っている。つまり、一旦測定開始ボタンを操作した後は、操作部に触れることなく、全ての碍子連の測定が終了するまで自動にて一連の測定を行えるような構造にしている。又、測定手法についても、アナログ式からデジタル式に変更している。
【００２３】
しかし、上述したように、不良碍子検出装置を自動化した場合、測定中に一対のホーンを測定対象の実運用の碍子に近づけると、周囲には高圧に伴う電磁界が生じていることから、誤動作によってその電圧に装置が反応してしまい、弊害が生じる虞がある。そこで、本実施例１では、その弊害を除去するために、ホーンの先端部に、測定手順上不要な電圧をキャンセルする目的で、サブホーンを設け、これにより、各碍子の分担電圧を、順次滞り無く測定できるようにしている。以下、本実施例１の内容を詳細に説明する。
【００２４】
（不良碍子検出装置の全体構成）
図１は、本発明の実施例１を示す不良碍子検出装置における全体の概略の構成図である。更に、図２は、図１の不良碍子検出装置における一部を省略した概略の構成図である。
【００２５】
この不良碍子検出装置は、碍子連１を構成する複数枚の碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・のそれぞれの分担電圧を測定して不良碍子を検出する装置であり、パルス信号（例えば、音響パルス信号）を伝送するための絶縁部材（例えば、ガラス繊維入り強化プラスチック（Ｆ．Ｒ．Ｐ）等）からなる所定の長さの伝送媒体（例えば、絶縁中空パイプ）１０を有している。絶縁中空パイプ１０は、好ましくは、数段（例えば、３段）式に伸び縮みする構造にすれば、取り扱いが容易になる。絶縁中空パイプ１０の一方の端部である先端部１０ａには、碍子等で構成された絶縁支持部材１１が突設されている。絶縁支持部材１１の先端には、回転軸部材１２を介して、電極棒からなる第１のホーン１３−１の後端が取り付けられている。第１のホーン１３−１の先端は、回転軸部材１２を支点にして所定の角度だけ上下に回転し、各碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・と接触可能な構造になっている。
【００２６】
又、先端部１０ａの外周面には、導電テープ等が巻装されて所定の長さの第１のサブホーン１４−１が形成されている。第１のサブホーン１４−１の後端側に位置する絶縁中空パイプ１０の外周箇所には、導電性を有するリング状の固定部材１５が取り付けられ、この固定部材１５に、回転軸部材１６が突設されている。回転軸部材１６には、略逆Ｌ字形の電極棒からなる第２のホーン１３−２の後端が取り付けられている。第２のホーン１３−２の後端は、回転軸部材１６及び固定部材１５を介して第１のサブホーン１４−１と電気的に接続されており、この第２のホーン１３−２の先端が、回転軸部材１６を支点にして所定の角度だけ上下に回転し、各碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・と接触可能な構造になっている。
【００２７】
略逆Ｌ字形の第２のホーン１３−２における水平部分の近傍には、この水平部分の軸方向に対して略平行に、電極棒からなる第２のサブホーン１４−２が配設されている。第２のサブホーン１４−２は、ホーン間接続ケーブル１７により、第１のホーン１３−１と電気的に接続されている。第２のサブホーン１４−２の全体と、この第２のサブホーン１４−２に並設される第２のホーン１３−２の一部とは、樹脂等で形成された絶縁カバー１８により覆われている。絶縁カバー１８は、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間を電気的に絶縁するものである。
【００２８】
本実施例１の第１の特徴である第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２は、第１のホーン１３−１と第２のホーン１３−２との間に発生する、計測手順上不要な電位差をキャンセルし、真に必要な碍子１ａ，・・・の分担電圧のみを計測するために設けられている。第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２を設ける位置については、計測手順上不要な電位差がキャンセル可能な位置であれば、基本的にどの位置であっても良い。試験等の結果、第２のサブホーン１４−２は、第２のホーン１３−２の水平部分の近傍であって、且つ、その水平部分に対して略平行に設けることが好ましい。
【００２９】
前記第１の特徴のように、第２のサブホーン１４−２を第２のホーン１３−２の近傍に設けることによって、計測手順上不要な電位差をキャンセルする効果は優れるが、その一方で、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間でスパークが発生するという弊害が懸念される。この懸念を完全に除去することを目的とし、本実施例１の第２の特徴として、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間に、絶縁物を介在させている。具体的には、絶縁カバー１８にて第２のサブホーン１４−２及び第２のホーン１３−２を覆うようにし、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間を確実に絶縁する構造になっている。
【００３０】
絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａ内には、パルス発振部２０が内蔵され、更に、その絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側には、パルス受信部（例えば、マイクロホン）２５、信号処理部３０、表示部４０及び操作部５０により構成される信号処理出力部が装着されている。
【００３１】
パルス発振部２０は、第１、第２のホーン１３−１，１３−２及び第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２と電気的に接続され、第１のホーン１３−１と第２のホーン１３−２との間にホーン間電圧（即ち、分担電圧）が生じた場合に、そのホーン間電圧により駆動され、そのホーン間電圧の大きさに応じた周期的なパルス信号（例えば、音響パルス信号）を発信する回路である。このパルス発振部２０のグランドＧＮＤ部が、例えば、第１のサブホーン１４−１として使用されている。
【００３２】
マイクロホン２５は、絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側に内蔵され、この絶縁中空パイプ１０内から伝送されてくる音響パルス信号を受信して電気的なパルス信号に変換する音響／電気変換器であり、この出力側に、信号処理部３０が接続されている。信号処理部３０は、前記電気的なパルス信号の信号周期を検出し、この検出された信号周期に基づいて補正された分担電圧を算出する回路であり、デジタル信号処理回路により構成され、この出力側に、表示部４０が接続されている。
【００３３】
表示部４０は、絶縁中空パイプ１０の外周面に装着され、前記算出された分担電圧を表示したり、その分担電圧から碍子１ａ，・・・の正常／不良を判定してその判定結果を表示したり、あるいは、測定対象碍子情報（例えば、鉄塔番号等）の設定値の表示等を行う回路であり、デジタル信号処理回路により構成されている。この表示部４０には、操作部５０が接続されている。操作部５０は、絶縁中空パイプ１０の外周面に装着され、分担電圧の測定開始、取消の操作や、測定対象情報の設定等を行う操作ボタンにより構成され、そのボタン操作は表示部４０において処理される。
【００３４】
（不良碍子検出装置の回路構成）
図３は、図１の不良碍子検出装置を示す概略の回路構成図である。
絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａに内蔵されたパルス発振部２０は、測定対象の碍子１ａ，・・・に接触されたホーン１３−１，１３−２，１４−１，１４−２からのホーン間電圧を直流に変換する分担電圧整流部２１を有し、この分担電圧整流部２１の出力側に、パルス発振部２２が接続されている。パルス発振部２２は、分担電圧整流部２１の出力電圧に応じた周期的なパルス信号を発生するための回路であり、電圧制御発振器等で構成され、この出力側に、スピーカ２３が接続されている。スピーカ２３は、パルス発振部２２から出力された電気的なパルス信号を音響パルス信号に変換して絶縁中空パイプ１０内へ送出する電気／音響変換器である。
【００３５】
絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側には、マイクロホン２５が内蔵され、このマイクロホン２５の出力側に、信号処理部３０が接続されている。信号処理部３０は、マイクロホン２５から出力された電気的なパルス信号を最適な音声波形にするためのフィルタ３１及び増幅器（以下「アンプ」という。）３２を有し、このアンプ３２の出力側に、マルチバイブレータ３３が接続されている。マルチバイブレータ３３は、アンプ３２の出力信号から方形波のパルス信号を生成するための発振器であり、この出力側に、表示部４０が接続されている。
【００３６】
表示部４０は、装置全体をプログラム制御するマイクロプロセッサ（以下「マイコン」という。）４１と、測定結果、測定対象情報等を表示するための発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる表示部本体４２と、地上表示ユニットと通信を行うための無線アンテナ４３と、電源供給用のバッテリ４４等とを有している。マイコン４１は、計測を自動的に行うための制御プログラムを記憶するプログラムメモリ４１ａと、分担電圧算出結果や碍子の良否判定結果等を記憶するデータ記憶部（例えば、データメモリ）４１ｂと、マルチバイブレータ３３から出力されるパルス信号のパルス間隔を入力し、予め設定されたパルス間隔対分担電圧の相関から、分担電圧値を算出する図示しない演算部と、装置全体を制御するための図示しない制御部等とを有している。このマイコン４１に対して、図示しないシリアルインタフェース部を介して、外部から例えばパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という。）を接続することにより、このパソコンによってマイコン４１のデータを取り込むことが可能な構成になっている。
【００３７】
（サブホーンによる静電誘導影響の低減原理）
本実施例１の特徴は、作業性が損なわれないように静電誘導の影響による誤動作の問題を解決するため、少なくとも、第２のホーン１３−２側に、周囲の電界の影響による誘導電圧の検出用補助電極である第２のサブホーン１４−２を取り付け、その第２のサブホーン１４−２をホーン間接続ケーブル１７によって第１のホーン１３−１に接続している。これにより、周囲の電界の影響による第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に発生する誘導電圧による電位差を軽減し、碍子１ａ，・・・に触れていなくても表示部本体４２にデータが表示されてしまう現象をキャンセルするようにしている。なお、第１のホーン１３−１側に、第１のサブホーン１４−１を取り付け、その第１のサブホーン１４−１を回転軸部材１６を介して第２のホーン１３−２に接続すれば、キャンセル効果が大きくなる。この原理を以下説明する。
【００３８】
図４は、図１中のサブホーンの原理を説明するための図である。
第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触していない場合（Ａ）と、接触している場合（Ｂ）とに分けて説明する。
【００３９】
（Ａ） 第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触していない場合
図４に示すように、第１のホーン１３−１の電位をＶ１、第２のホーン１３−２の電位をＶ２、第１のサブホーン１４−１の電位をＶ３、第２のサブホーン１４−２の電位をＶ４とすると、次の式（１）が成り立つ。
Ｖ１＝Ｖ４、 Ｖ２＝Ｖ３ ・・・（１）
【００４０】
理想的には、Ｖ２＝Ｖ４、Ｖ１＝Ｖ３にすれば、Ｖ１＝Ｖ２となって第１及び第２のホーン１３−１，１３−２は同電位になり、電位差がゼロになって誤作動は現れない。Ｖ２＝Ｖ４、Ｖ１＝Ｖ３の条件にするには、それぞれの第１、第２のホーン１３−１，１３−２、及び第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２の空間位置、面積が同じであることが必要であるが、物理的に不可能である。そこで、本実施例１では、｜Ｖ２−Ｖ４｜と｜Ｖ１−Ｖ３｜の値が、音響パルス信号が出ない位にまで値が近づくように、電位Ｖ４，Ｖ３のサブホーン１４−２，１４−１の長さを調節している。
【００４１】
（Ｂ） 第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触している場合
碍子に接触している場合は、Ｖ２＞Ｖ４、Ｖ１＞Ｖ３になり、（Ｖ１−Ｖ２）の電位差がパルス発振部２０に入力されるので、分担電圧の計測が可能になる。但し、分担電圧が低い場合や、サブホーン１４−１，１４−２だけが極端に碍子の充電部に接近する場合は、Ｖ２＞Ｖ４、Ｖ１＞Ｖ３が成り立たなくなる可能性もあると考えられ、その場合は、｜Ｖ２−Ｖ４｜、｜Ｖ１−Ｖ３｜の差分が誤差となって現れる。しかし、試験結果からその誤差も小さなものであり、実用的には考慮しなくても良い。
【００４２】
図１に示す不良碍子検出装置では、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２の内、第２のホーン１３−２は、グランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１に接続されており、この第１のサブホーン１４−１は第１のホーン１３−１に位置的に近い。そのため、第２のサブホーン１４−２に誘導される電圧を第１のホーン１３−１へ導けば、グランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１に誘導される電圧と、第２のサブホーン１４−２に誘導される電位との電位差Ｖｂは、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に誘導される電位差Ｖａを軽減する方向に働く。
【００４３】
つまり、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間の電位差をＶａ、第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２間の電位差をＶｂ、パルス発振部２０の動作電圧をＶｄとすると、次の式（２）の関係が成り立つとき、誤動作は発生しない。
Ｖａ−Ｖｂ＜Ｖｄ ・・・（２）
【００４４】
本実施例１では、特に、第２のサブホーン１４−２の最適な大きさとサイズ、第１、第２のホーン１３−１，１３−２とグランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１の誘導電圧のバランスが重要であり、これを実験的に求めて静電誘導による影響が発生しても、パルス発振部２０が音響パルス信号を出力しないレベルにまで低減している。更に、第１、第２のホーン１３−１，１３−２が、碍子に接触している場合において、第２のサブホーン１４−２とグランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１との電位差Ｖｂが不良碍子判定に影響しないレベルにしている。
【００４５】
（不良碍子検出方法）
図５は、本発明の実施例１の不良碍子検出装置を用いた不良碍子検出方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００４６】
表示部４０に設けられた図示しない電源スイッチを押してバッテリ４４により電源を投入すると、装置が初期化された後に起動し、検出動作が開始される（ステップＳ１）。不良碍子の測定を始める前に、操作部５０の設定ボタンを押下して、これから測定を行う碍子の測定対象情報を入力する（ステップＳ２）。測定対象である碍子連１におけるアース側の碍子１ａの両端に第１及び第２のホーン１３−１，１３−２を接触させ、分担電圧を測定する（ステップＳ３）。測定された分担電圧は、パルス発振部２０内の分担電圧整流部２１で直流電圧に整流され、パルス発振部２２で分担電圧に応じたパルス信号に変換された後、スピーカ２３により音響パルス信号に変換され、絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａから後端部１０ｂへ送出される。
【００４７】
絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂへ送出された音響パルス信号は、マイクロホン２５で電気的なパルス信号に変換され、フィルタ３１及びアンプ３２により最適な音声波形に変換された後、マルチバイブレータ３３により一定の方形波のパルス信号に変換されて、表示部４０内のマイコン４１へ送られる。マイコン４１は、マルチバイブレータ３３から送られてきたパルス信号のパルス間隔を測定することにより、デジタル的に分担電圧を計測し、計測した分担電圧値が適正か否かを判断し、表示部本体４２による表示と音によって作業者に通知する（ステップＳ４）。例えば、分担電圧の計測時、２枚目以降の碍子に対して、前回計測した分担電圧値に対して所定の範囲内に入っている場合を正常、入っていない場合を不良可能性有りとみなす。計測されたデータは、マイコン４１内のデータメモリ４１ｂに自動的に保存され、報告書の作成を支援する。
【００４８】
図５の碍子分担電圧の測定結果の例が図６に示されている。この図６には、例えば、碍子連位置情報が「内側」、相別情報が「下相」、起点・終点情報が「若番」の碍子の測定結果が示されている。
【００４９】
ステップＳ４における測定結果が不良可能性有りの場合は、ステップＳ３へ戻り、再度測定を行う等、測定ミスがないようにする。測定結果が正常の場合は、碍子連１の測定を完了したか否かを判定し（ステップＳ５）、測定を完了していない場合は、ステップＳ３へ戻り、アース側からライン側に向かって碍子連数分同様の操作を行う。ステップＳ５において、碍子連１の測定が完了したと判定された場合は、次の碍子連の測定が有るか否かが判定される（ステップＳ６）。次の碍子連の測定が有る場合は、ステップＳ２へ戻り、前記と同様の処理を繰り返す。次の碍子連の測定が無い場合には、不良碍子検出処理を終了する（ステップＳ７）。
【００５０】
（実施例１の効果）
本実施例１の不良碍子検出方法及び不良碍子検出装置によれば、次の（ａ）〜（ｃ）のような効果がある。
【００５１】
（ａ） 第１、第２のホーン１３−１，１３−２の近傍に取り付けられた第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２を用い、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするようにしたので、静電誘導による誤動作を防止できる。その結果、デジタル信号処理等による自動化によって作業性の向上を図ることができ、測定時の人員削減、測定時間の大幅な短縮、測定後の作業の簡素化が可能になり、送電保守作業等の効率向上と経費削減が期待できる。
【００５２】
（ｂ） 操作部５０から測定開始の操作指示がマイコン４１に入力されると、プログラムメモリ４１ａに記憶された制御プログラムに従い、計測対象である碍子の枚数分に応じた測定回数だけ測定処理が自動的に行われる構成にしたので、測定開始の操作を行って一旦測定が開始されると、その後は、所定の測定回数（測定対象である碍子の枚数分に応じた測定回数）を終える迄の間、手動の操作が一切不要になる。そのため、作業員は、制御プログラムの測定処理に応じて発生する合図等に従って、測定対象の碍子に順次第１及び第２のホーン１３−１，１３−２を接触させて測定しさえすれば良いので、測定作業が簡単になる。
【００５３】
（ｃ） 従来、例えば、測定した測定値に関しては、対象の碍子を測定している際に表示部に表示される測定値を確認して測定値を記録帳等に記録し、記録を終えた後、次の測定対象の碍子の測定に移行し、この作業を繰り返さなければならないという不利不便さがあった。即ち、測定作業は例えば上空の鉄塔（足場の不安定な危険が伴う場所）等で行われることから、極力簡素であることが望まれるが、従来の測定方式では作業性が悪く、作業人員も複数名必要であるという不利不便さがあった。これに対し、本実施例１では、測定された測定値については測定時にマイコン４１内のデータメモリ４１ｂに自動的に記憶されるようになっており、一連の全ての碍子を測定し終えた後に、都合の良い時に、操作部５０を操作することにより、表示部本体４２で確認が可能となっている。そのため、作業性が良く、作業人員が１名でも作業が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１を示す不良碍子検出装置における全体の概略の構成図である。
【図２】図１の不良碍子検出装置における一部を省略した概略の構成図である。
【図３】図１の不良碍子検出装置を示す概略の回路構成図である。
【図４】図１中のサブホーンの原理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１の不良碍子検出装置を用いた不良碍子検出方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５の碍子分担電圧の測定結果の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 碍子連
１ａ，１ｂ，１ｃ 碍子
１０ 絶縁中空パイプ
１３−１，１３−２ 第１、第２のホーン
１４−１，１４−２ 第１、第２のサブホーン
１８ 絶縁カバー
２０ パルス発振部
２５ マイクロホン
３０ 信号処理部
４０ 表示部
４１ マイコン
４２ 表示部本体
５０ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線等における不良碍子の検出を行うための不良碍子検出方法とその不良碍子検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電線等に設けられる碍子の不良検出方法の１つとして、例えば、下記の特許文献等に記載されているように、複数枚の碍子が連結された碍子連において、各碍子の両端のキャップ金具間に接触子である一対のホーンを接触して、碍子の分担電圧を測定することにより、碍子本体の良否を判定する方法が知られている。この不良碍子検出方法では、碍子連の両端に掛かる電圧は各碍子に一定の分担電圧となって現れるが、劣化して不良となった碍子があると、その碍子の分担電圧は他の正常な碍子の分担電圧に比べ小さく検出されるので、碍子の不良検出が可能になる。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１７６６７０号公報（特許第２８５４３５２号公報）
【特許文献２】特開平５−２８１２８６号公報
【０００４】
特許文献１に記載された音響パルス式の不良碍子検出方法では、測定対象である碍子連における個々の碍子の両端に一対のホーンを接触させてその分担電圧を測定し、その測定データを元にパッシェン曲線を描いて、曲線の様子から不良碍子の判定を行っている。この不良碍子検出方法を用いた不良碍子検出装置では、碍子の分担電圧をアナログ式の音響パルス発振部において放電管の繰り返し放電を発生させ、スピーカーでその繰り返し放電を音響パルス信号に変換する。音響パルス信号は、不良碍子検出装置を構成している本体パイプの中を伝搬し、パイプの末端にある受信変換部で電気信号に変換され、その変換信号の電圧がアナログ式メータで計測され、分担電圧が把握できる構成になっている。
【０００５】
このような不良碍子検出装置を用いて一連の碍子の分担電圧を測定する際には、例えば、１枚の碍子の両端に一対のホーンを接触させ、アナログ式メータに表示される測定値を目で確認し、測定値を他の作業員に呼称し、それを受けた作業員が測定値を台帳に記録する。１枚目の碍子の測定が終了したら、同様の操作を順次行うことにより、全ての碍子を測定する。
【０００６】
このように、不良碍子検出装置は、その用途上送電線等の高所で使われるため、作業に要する人員は測定者、メータ読み取り者、及び記録者の３名必要である。又、分担電圧はアナログ式メータを読み取るため、読み取り誤差が発生することがあり、更に、測定後のパッシェン曲線の作成及び報告書の作成に手数を要する。
【０００７】
これに対し、特許文献２に記載された不良碍子検出装置では、碍子の両端に一対のホーンを接触させて検出回路により絶縁抵抗を測定し、その検出回路の出力電圧に応じた周波数の発信信号を発信回路から発信する。受信回路では、その発信信号を空間をおいて受信すると共に、その受信信号をモニタ用スピーカにより音声に変換して出力する構成になっている。このように、検出回路で検出された絶縁抵抗値は、発信回路により外部へ送信されるため、安全に計測を行うことができる。しかも、モニタ用スピーカによって不良表示音が発生されるので、音の聴取により確実に不良碍子を検出できる。そのため、少なくとも２名の作業員にて簡易に不良碍子を検出できるという利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の特許文献２の技術では、特許文献１の技術に比べて、少ない作業員にて簡易に不良碍子を検出できるという利点があるが、音の聴取により不良碍子を検出しているので、測定された碍子の劣化程度等といった詳細な測定結果を得ることができない。しかも、測定は、高所の鉄塔等で、足場が不安定な場所であることから、測定作業環境は可能な限り簡易であることが望ましいし、メンテナンスコスト（保守点検費用）の削減の面からも測定人員については１人が望ましいので、改善が望まれていた。
【０００９】
そこで、本願の発明者は、一旦測定開始ボタンを操作した後は、操作部に触れることなく、全ての碍子連の測定が終了するまで自動にて一連の測定を行えるような不良碍子検出装置を提案した。
【００１０】
しかし、不良碍子検出装置を自動化した場合、碍子連、特にアーキングホーン周囲の強い電界強度による静電誘導によって、碍子にふれていなくても誤動作により測定データが表示されてしまう問題が発生した。これは強電界により、不良碍子検出装置の先端に設けられた一対のホーン間に誘導電圧による電位差が発生するために起こっている。この現象は分担電圧測定の自動計測においては、次の碍子の測定に移る際に測定データがゼロにならないため、前の碍子の測定終了から次の碍子の測定開始に移行しないことがあり、作業効率を低下させる原因になっている。つまり、不良碍子検出装置を自動化した場合、測定中に一対のホーンを測定対象の実運用の碍子に近づけると、周囲には高圧に伴う電磁界が生じていることから、誤動作によってその電圧に装置が反応してしまい、その調整のために作業効率が低下するという弊害が生じていた。
【００１１】
従って、作業員１名でも簡単且つ精度良く分担電圧を測定して不良碍子を検出できる不良碍子検出方法及びその装置を実現することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、作業員１名でも簡単且つ精度良く分担電圧を測定して不良碍子を検出できる不良碍子検出方法及びその装置を提供することにある。
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の不良碍子検出方法では、第１〜第４の処理を有している。
【００１４】
ここで、前記第１の処理では、第１のホーンと、第２のホーンと、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンとを用い、前記第１及び第２のホーンを、計測対象である碍子の両端に接触させ、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差を前記サブホーンにてキャンセルして、前記碍子の両端の電位差を測定する。前記第２の処理では、前記第１の処理で測定された前記電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して送信する。前記第３の処理では、前記送信箇所から所定距離離れた位置において前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記電位差に対応する分担電圧を算出する。その後、前記第４の処理では、前記第３の処理で算出された前記分担電圧から、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する。
【００１５】
特に、本発明の不良碍子検出方法では、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンを用い、前記第１の処理において、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルし、碍子の両端の電位差を測定することを特徴とする。
【００１６】
又、前記目的を達成するために、本発明の不良碍子検出装置では、パルス信号を伝送するための絶縁部材からなる所定の長さの伝送媒体と、第１及び第２のホーンと、サブホーンと、パルス発振部と、信号処理出力部とを有している。
【００１７】
ここで、前記第１及び第２のホーンは、前記伝送媒体の一方の端部に装着され、計測対象である碍子の両端に接触させて前記碍子の両端の電位差を測定するためのものである。前記サブホーンは、前記第１又は第２のホーンの近傍において、前記第１又は第２のホーンの軸方向に対して略平行に並設され、且つ前記第１又は第２のホーンと電気的に接続され、前記測定された電位差に対し、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルして電位差を生成するためのものである。
【００１８】
前記パルス発振部は、前記伝送媒体の一方の端部側に取り付けられ、前記生成された電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して前記伝送媒体へ送出するものである。更に、前記信号処理出力部は、前記伝送媒体の他方の端部側に取り付けられ、前記伝送媒体から伝送されてくる前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記生成された電位差に対応する分担電圧を算出し、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力するものである。
【００１９】
特に、本発明の不良碍子検出装置では、第１及び第２のホーン間に発生する、計測手順上不要な電位差をキャンセルし、真に必要な碍子の分担電圧のみを計測するよう、サブホーンを設けたことを特徴とする。このサブホーンを設ける位置については、計測手順上不要な電位差がキャンセル可能な位置であれば、基本的にどの位置であっても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の不良碍子検出方法及び不良碍子検出装置によれば、第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンを用い、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするようにしたので、静電誘導による誤動作を防止できる。その結果、デジタル信号処理等による自動化によって作業性の向上を図ることができ、測定時の人員削減、測定時間の大幅な短縮、測定後の作業の簡素化が可能になり、送電保守作業等の効率向上と経費削減が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、以下の図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２２】
本発明の実施例１における不良碍子検出装置の特徴は、１人の作業員により簡易に測定可能なように、測定した分担電圧の処理をデジタル信号処理により自動化し、分担電圧の数値をデジタル値で読み取る方式にし、更に、個々の碍子の分担電圧測定の開始及び終了を自動化して作業効率の改善を図っている。つまり、一旦測定開始ボタンを操作した後は、操作部に触れることなく、全ての碍子連の測定が終了するまで自動にて一連の測定を行えるような構造にしている。又、測定手法についても、アナログ式からデジタル式に変更している。
【００２３】
しかし、上述したように、不良碍子検出装置を自動化した場合、測定中に一対のホーンを測定対象の実運用の碍子に近づけると、周囲には高圧に伴う電磁界が生じていることから、誤動作によってその電圧に装置が反応してしまい、弊害が生じる虞がある。そこで、本実施例１では、その弊害を除去するために、ホーンの先端部に、測定手順上不要な電圧をキャンセルする目的で、サブホーンを設け、これにより、各碍子の分担電圧を、順次滞り無く測定できるようにしている。以下、本実施例１の内容を詳細に説明する。
【００２４】
（不良碍子検出装置の全体構成）
図１は、本発明の実施例１を示す不良碍子検出装置における全体の概略の構成図である。更に、図２は、図１の不良碍子検出装置における一部を省略した概略の構成図である。
【００２５】
この不良碍子検出装置は、碍子連１を構成する複数枚の碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・のそれぞれの分担電圧を測定して不良碍子を検出する装置であり、パルス信号（例えば、音響パルス信号）を伝送するための絶縁部材（例えば、ガラス繊維入り強化プラスチック（Ｆ．Ｒ．Ｐ）等）からなる所定の長さの伝送媒体（例えば、絶縁中空パイプ）１０を有している。絶縁中空パイプ１０は、好ましくは、数段（例えば、３段）式に伸び縮みする構造にすれば、取り扱いが容易になる。絶縁中空パイプ１０の一方の端部である先端部１０ａには、碍子等で構成された絶縁支持部材１１が突設されている。絶縁支持部材１１の先端には、回転軸部材１２を介して、電極棒からなる第１のホーン１３−１の後端が取り付けられている。第１のホーン１３−１の先端は、回転軸部材１２を支点にして所定の角度だけ上下に回転し、各碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・と接触可能な構造になっている。
【００２６】
又、先端部１０ａの外周面には、導電テープ等が巻装されて所定の長さの第１のサブホーン１４−１が形成されている。第１のサブホーン１４−１の後端側に位置する絶縁中空パイプ１０の外周箇所には、導電性を有するリング状の固定部材１５が取り付けられ、この固定部材１５に、回転軸部材１６が突設されている。回転軸部材１６には、略逆Ｌ字形の電極棒からなる第２のホーン１３−２の後端が取り付けられている。第２のホーン１３−２の後端は、回転軸部材１６及び固定部材１５を介して第１のサブホーン１４−１と電気的に接続されており、この第２のホーン１３−２の先端が、回転軸部材１６を支点にして所定の角度だけ上下に回転し、各碍子１ａ，１ｂ，１ｃ，・・・と接触可能な構造になっている。
【００２７】
略逆Ｌ字形の第２のホーン１３−２における水平部分の近傍には、この水平部分の軸方向に対して略平行に、電極棒からなる第２のサブホーン１４−２が配設されている。第２のサブホーン１４−２は、ホーン間接続ケーブル１７により、第１のホーン１３−１と電気的に接続されている。第２のサブホーン１４−２の全体と、この第２のサブホーン１４−２に並設される第２のホーン１３−２の一部とは、樹脂等で形成された絶縁カバー１８により覆われている。絶縁カバー１８は、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間を電気的に絶縁するものである。
【００２８】
本実施例１の第１の特徴である第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２は、第１のホーン１３−１と第２のホーン１３−２との間に発生する、計測手順上不要な電位差をキャンセルし、真に必要な碍子１ａ，・・・の分担電圧のみを計測するために設けられている。第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２を設ける位置については、計測手順上不要な電位差がキャンセル可能な位置であれば、基本的にどの位置であっても良い。試験等の結果、第２のサブホーン１４−２は、第２のホーン１３−２の水平部分の近傍であって、且つ、その水平部分に対して略平行に設けることが好ましい。
【００２９】
前記第１の特徴のように、第２のサブホーン１４−２を第２のホーン１３−２の近傍に設けることによって、計測手順上不要な電位差をキャンセルする効果は優れるが、その一方で、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間でスパークが発生するという弊害が懸念される。この懸念を完全に除去することを目的とし、本実施例１の第２の特徴として、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間に、絶縁物を介在させている。具体的には、絶縁カバー１８にて第２のサブホーン１４−２及び第２のホーン１３−２を覆うようにし、第２のサブホーン１４−２と第２のホーン１３−２との間を確実に絶縁する構造になっている。
【００３０】
絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａ内には、パルス発振部２０が内蔵され、更に、その絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側には、パルス受信部（例えば、マイクロホン）２５、信号処理部３０、表示部４０及び操作部５０により構成される信号処理出力部が装着されている。
【００３１】
パルス発振部２０は、第１、第２のホーン１３−１，１３−２及び第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２と電気的に接続され、第１のホーン１３−１と第２のホーン１３−２との間にホーン間電圧（即ち、分担電圧）が生じた場合に、そのホーン間電圧により駆動され、そのホーン間電圧の大きさに応じた周期的なパルス信号（例えば、音響パルス信号）を発信する回路である。このパルス発振部２０のグランドＧＮＤ部が、例えば、第１のサブホーン１４−１として使用されている。
【００３２】
マイクロホン２５は、絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側に内蔵され、この絶縁中空パイプ１０内から伝送されてくる音響パルス信号を受信して電気的なパルス信号に変換する音響／電気変換器であり、この出力側に、信号処理部３０が接続されている。信号処理部３０は、前記電気的なパルス信号の信号周期を検出し、この検出された信号周期に基づいて補正された分担電圧を算出する回路であり、デジタル信号処理回路により構成され、この出力側に、表示部４０が接続されている。
【００３３】
表示部４０は、絶縁中空パイプ１０の外周面に装着され、前記算出された分担電圧を表示したり、その分担電圧から碍子１ａ，・・・の正常／不良を判定してその判定結果を表示したり、あるいは、測定対象碍子情報（例えば、鉄塔番号等）の設定値の表示等を行う回路であり、デジタル信号処理回路により構成されている。この表示部４０には、操作部５０が接続されている。操作部５０は、絶縁中空パイプ１０の外周面に装着され、分担電圧の測定開始、取消の操作や、測定対象情報の設定等を行う操作ボタンにより構成され、そのボタン操作は表示部４０において処理される。
【００３４】
（不良碍子検出装置の回路構成）
図３は、図１の不良碍子検出装置を示す概略の回路構成図である。
絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａに内蔵されたパルス発振部２０は、測定対象の碍子１ａ，・・・に接触されたホーン１３−１，１３−２，１４−１，１４−２からのホーン間電圧を直流に変換する分担電圧整流部２１を有し、この分担電圧整流部２１の出力側に、パルス発振部２２が接続されている。パルス発振部２２は、分担電圧整流部２１の出力電圧に応じた周期的なパルス信号を発生するための回路であり、電圧制御発振器等で構成され、この出力側に、スピーカ２３が接続されている。スピーカ２３は、パルス発振部２２から出力された電気的なパルス信号を音響パルス信号に変換して絶縁中空パイプ１０内へ送出する電気／音響変換器である。
【００３５】
絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂ側には、マイクロホン２５が内蔵され、このマイクロホン２５の出力側に、信号処理部３０が接続されている。信号処理部３０は、マイクロホン２５から出力された電気的なパルス信号を最適な音声波形にするためのフィルタ３１及び増幅器（以下「アンプ」という。）３２を有し、このアンプ３２の出力側に、マルチバイブレータ３３が接続されている。マルチバイブレータ３３は、アンプ３２の出力信号から方形波のパルス信号を生成するための発振器であり、この出力側に、表示部４０が接続されている。
【００３６】
表示部４０は、装置全体をプログラム制御するマイクロプロセッサ（以下「マイコン」という。）４１と、測定結果、測定対象情報等を表示するための発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる表示部本体４２と、地上表示ユニットと通信を行うための無線アンテナ４３と、電源供給用のバッテリ４４等とを有している。マイコン４１は、計測を自動的に行うための制御プログラムを記憶するプログラムメモリ４１ａと、分担電圧算出結果や碍子の良否判定結果等を記憶するデータ記憶部（例えば、データメモリ）４１ｂと、マルチバイブレータ３３から出力されるパルス信号のパルス間隔を入力し、予め設定されたパルス間隔対分担電圧の相関から、分担電圧値を算出する図示しない演算部と、装置全体を制御するための図示しない制御部等とを有している。このマイコン４１に対して、図示しないシリアルインタフェース部を介して、外部から例えばパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という。）を接続することにより、このパソコンによってマイコン４１のデータを取り込むことが可能な構成になっている。
【００３７】
（サブホーンによる静電誘導影響の低減原理）
本実施例１の特徴は、作業性が損なわれないように静電誘導の影響による誤動作の問題を解決するため、少なくとも、第２のホーン１３−２側に、周囲の電界の影響による誘導電圧の検出用補助電極である第２のサブホーン１４−２を取り付け、その第２のサブホーン１４−２をホーン間接続ケーブル１７によって第１のホーン１３−１に接続している。これにより、周囲の電界の影響による第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に発生する誘導電圧による電位差を軽減し、碍子１ａ，・・・に触れていなくても表示部本体４２にデータが表示されてしまう現象をキャンセルするようにしている。なお、第１のホーン１３−１側に、第１のサブホーン１４−１を取り付け、その第１のサブホーン１４−１を回転軸部材１６を介して第２のホーン１３−２に接続すれば、キャンセル効果が大きくなる。この原理を以下説明する。
【００３８】
図４は、図１中のサブホーンの原理を説明するための図である。
第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触していない場合（Ａ）と、接触している場合（Ｂ）とに分けて説明する。
【００３９】
（Ａ） 第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触していない場合
図４に示すように、第１のホーン１３−１の電位をＶ１、第２のホーン１３−２の電位をＶ２、第１のサブホーン１４−１の電位をＶ３、第２のサブホーン１４−２の電位をＶ４とすると、次の式（１）が成り立つ。
Ｖ１＝Ｖ４、 Ｖ２＝Ｖ３ ・・・（１）
【００４０】
理想的には、Ｖ２＝Ｖ４、Ｖ１＝Ｖ３にすれば、Ｖ１＝Ｖ２となって第１及び第２のホーン１３−１，１３−２は同電位になり、電位差がゼロになって誤作動は現れない。Ｖ２＝Ｖ４、Ｖ１＝Ｖ３の条件にするには、それぞれの第１、第２のホーン１３−１，１３−２、及び第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２の空間位置、面積が同じであることが必要であるが、物理的に不可能である。そこで、本実施例１では、｜Ｖ２−Ｖ４｜と｜Ｖ１−Ｖ３｜の値が、音響パルス信号が出ない位にまで値が近づくように、電位Ｖ４，Ｖ３のサブホーン１４−２，１４−１の長さを調節している。
【００４１】
（Ｂ） 第１及び第２のホーン１３−１，１３−２が碍子に接触している場合
碍子に接触している場合は、Ｖ２＞Ｖ４、Ｖ１＞Ｖ３になり、（Ｖ１−Ｖ２）の電位差がパルス発振部２０に入力されるので、分担電圧の計測が可能になる。但し、分担電圧が低い場合や、サブホーン１４−１，１４−２だけが極端に碍子の充電部に接近する場合は、Ｖ２＞Ｖ４、Ｖ１＞Ｖ３が成り立たなくなる可能性もあると考えられ、その場合は、｜Ｖ２−Ｖ４｜、｜Ｖ１−Ｖ３｜の差分が誤差となって現れる。しかし、試験結果からその誤差も小さなものであり、実用的には考慮しなくても良い。
【００４２】
図１に示す不良碍子検出装置では、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２の内、第２のホーン１３−２は、グランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１に接続されており、この第１のサブホーン１４−１は第１のホーン１３−１に位置的に近い。そのため、第２のサブホーン１４−２に誘導される電圧を第１のホーン１３−１へ導けば、グランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１に誘導される電圧と、第２のサブホーン１４−２に誘導される電位との電位差Ｖｂは、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に誘導される電位差Ｖａを軽減する方向に働く。
【００４３】
つまり、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間の電位差をＶａ、第１及び第２のサブホーン１４−１，１４−２間の電位差をＶｂ、パルス発振部２０の動作電圧をＶｄとすると、次の式（２）の関係が成り立つとき、誤動作は発生しない。
Ｖａ−Ｖｂ＜Ｖｄ ・・・（２）
【００４４】
本実施例１では、特に、第２のサブホーン１４−２の最適な大きさとサイズ、第１、第２のホーン１３−１，１３−２とグランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１の誘導電圧のバランスが重要であり、これを実験的に求めて静電誘導による影響が発生しても、パルス発振部２０が音響パルス信号を出力しないレベルにまで低減している。更に、第１、第２のホーン１３−１，１３−２が、碍子に接触している場合において、第２のサブホーン１４−２とグランドＧＮＤ側の第１のサブホーン１４−１との電位差Ｖｂが不良碍子判定に影響しないレベルにしている。
【００４５】
（不良碍子検出方法）
図５は、本発明の実施例１の不良碍子検出装置を用いた不良碍子検出方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００４６】
表示部４０に設けられた図示しない電源スイッチを押してバッテリ４４により電源を投入すると、装置が初期化された後に起動し、検出動作が開始される（ステップＳ１）。不良碍子の測定を始める前に、操作部５０の設定ボタンを押下して、これから測定を行う碍子の測定対象情報を入力する（ステップＳ２）。測定対象である碍子連１におけるアース側の碍子１ａの両端に第１及び第２のホーン１３−１，１３−２を接触させ、分担電圧を測定する（ステップＳ３）。測定された分担電圧は、パルス発振部２０内の分担電圧整流部２１で直流電圧に整流され、パルス発振部２２で分担電圧に応じたパルス信号に変換された後、スピーカ２３により音響パルス信号に変換され、絶縁中空パイプ１０の先端部１０ａから後端部１０ｂへ送出される。
【００４７】
絶縁中空パイプ１０の後端部１０ｂへ送出された音響パルス信号は、マイクロホン２５で電気的なパルス信号に変換され、フィルタ３１及びアンプ３２により最適な音声波形に変換された後、マルチバイブレータ３３により一定の方形波のパルス信号に変換されて、表示部４０内のマイコン４１へ送られる。マイコン４１は、マルチバイブレータ３３から送られてきたパルス信号のパルス間隔を測定することにより、デジタル的に分担電圧を計測し、計測した分担電圧値が適正か否かを判断し、表示部本体４２による表示と音によって作業者に通知する（ステップＳ４）。例えば、分担電圧の計測時、２枚目以降の碍子に対して、前回計測した分担電圧値に対して所定の範囲内に入っている場合を正常、入っていない場合を不良可能性有りとみなす。計測されたデータは、マイコン４１内のデータメモリ４１ｂに自動的に保存され、報告書の作成を支援する。
【００４８】
図５の碍子分担電圧の測定結果の例が図６に示されている。この図６には、例えば、碍子連位置情報が「内側」、相別情報が「下相」、起点・終点情報が「若番」の碍子の測定結果が示されている。
【００４９】
ステップＳ４における測定結果が不良可能性有りの場合は、ステップＳ３へ戻り、再度測定を行う等、測定ミスがないようにする。測定結果が正常の場合は、碍子連１の測定を完了したか否かを判定し（ステップＳ５）、測定を完了していない場合は、ステップＳ３へ戻り、アース側からライン側に向かって碍子連数分同様の操作を行う。ステップＳ５において、碍子連１の測定が完了したと判定された場合は、次の碍子連の測定が有るか否かが判定される（ステップＳ６）。次の碍子連の測定が有る場合は、ステップＳ２へ戻り、前記と同様の処理を繰り返す。次の碍子連の測定が無い場合には、不良碍子検出処理を終了する（ステップＳ７）。
【００５０】
（実施例１の効果）
本実施例１の不良碍子検出方法及び不良碍子検出装置によれば、次の（ａ）〜（ｃ）のような効果がある。
【００５１】
（ａ） 第１、第２のホーン１３−１，１３−２の近傍に取り付けられた第１、第２のサブホーン１４−１，１４−２を用い、第１及び第２のホーン１３−１，１３−２間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするようにしたので、静電誘導による誤動作を防止できる。その結果、デジタル信号処理等による自動化によって作業性の向上を図ることができ、測定時の人員削減、測定時間の大幅な短縮、測定後の作業の簡素化が可能になり、送電保守作業等の効率向上と経費削減が期待できる。
【００５２】
（ｂ） 操作部５０から測定開始の操作指示がマイコン４１に入力されると、プログラムメモリ４１ａに記憶された制御プログラムに従い、計測対象である碍子の枚数分に応じた測定回数だけ測定処理が自動的に行われる構成にしたので、測定開始の操作を行って一旦測定が開始されると、その後は、所定の測定回数（測定対象である碍子の枚数分に応じた測定回数）を終える迄の間、手動の操作が一切不要になる。そのため、作業員は、制御プログラムの測定処理に応じて発生する合図等に従って、測定対象の碍子に順次第１及び第２のホーン１３−１，１３−２を接触させて測定しさえすれば良いので、測定作業が簡単になる。
【００５３】
（ｃ） 従来、例えば、測定した測定値に関しては、対象の碍子を測定している際に表示部に表示される測定値を確認して測定値を記録帳等に記録し、記録を終えた後、次の測定対象の碍子の測定に移行し、この作業を繰り返さなければならないという不利不便さがあった。即ち、測定作業は例えば上空の鉄塔（足場の不安定な危険が伴う場所）等で行われることから、極力簡素であることが望まれるが、従来の測定方式では作業性が悪く、作業人員も複数名必要であるという不利不便さがあった。これに対し、本実施例１では、測定された測定値については測定時にマイコン４１内のデータメモリ４１ｂに自動的に記憶されるようになっており、一連の全ての碍子を測定し終えた後に、都合の良い時に、操作部５０を操作することにより、表示部本体４２で確認が可能となっている。そのため、作業性が良く、作業人員が１名でも作業が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１を示す不良碍子検出装置における全体の概略の構成図である。
【図２】図１の不良碍子検出装置における一部を省略した概略の構成図である。
【図３】図１の不良碍子検出装置を示す概略の回路構成図である。
【図４】図１中のサブホーンの原理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１の不良碍子検出装置を用いた不良碍子検出方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図５の碍子分担電圧の測定結果の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 碍子連
１ａ，１ｂ，１ｃ 碍子
１０ 絶縁中空パイプ
１３−１，１３−２ 第１、第２のホーン
１４−１，１４−２ 第１、第２のサブホーン
１８ 絶縁カバー
２０ パルス発振部
２５ マイクロホン
３０ 信号処理部
４０ 表示部
４１ マイコン
４２ 表示部本体
５０ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のホーンと、第２のホーンと、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンとを用い、前記第１及び第２のホーンを、計測対象である碍子の両端に接触させ、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測に不要な電位差を前記サブホーンにてキャンセルして、前記碍子の両端の電位差を測定する第１の処理と、
前記第１の処理で測定された前記電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して送信する第２の処理と、
前記送信箇所から所定距離離れた位置において前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記電位差に対応する分担電圧を算出する第３の処理と、
前記第３の処理で算出された前記分担電圧から、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する第４の処理と、
を有することを特徴とする不良碍子検出方法。
【請求項２】
前記第３及び第４の処理は、デジタル信号処理により実行することを特徴とする請求項１記載の不良碍子検出方法。
【請求項３】
前記第２、第３及び第４の処理は、
測定開始の操作指示が入力されると、予め記憶された制御プログラムに従い、前記計測対象である碍子の分担電圧を自動的に測定し、所定の枚数分だけ測定を繰り返すことを特徴とする請求項２記載の不良碍子検出方法。
【請求項４】
前記第３の処理における前記分担電圧算出結果は、前記制御プログラムに従い、自動的にデータ記憶部に記憶され、
データ出力のための操作指示が入力されると、前記制御プログラムに従い、前記データ記憶部の記憶内容が読み出されて出力されることを特徴とする請求項３記載の不良碍子検出方法。
【請求項５】
パルス信号を伝送するための絶縁部材からなる所定の長さの伝送媒体と、
前記伝送媒体の一方の端部に装着され、計測対象である碍子の両端に接触させて前記碍子の両端の電位差を測定するための第１及び第２のホーンと、
前記第１又は第２のホーンの近傍において、前記第１又は第２のホーンの軸方向に対して略平行に並設され、且つ前記第１又は第２のホーンと電気的に接続され、前記測定された電位差に対し、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするためのサブホーンと、
前記伝送媒体の一方の端部側に取り付けられ、前記測定された電位差の大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して前記伝送媒体へ送出するパルス発振部と、
前記伝送媒体の他方の端部側に取り付けられ、前記伝送媒体から伝送されてくる前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記測定された電位差に対応する分担電圧を算出し、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する信号処理出力部と、
を有することを特徴とする不良碍子検出装置。
【請求項６】
前記伝送媒体は、絶縁中空パイプであることを特徴とする請求項５記載の不良碍子検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載された不良碍子検出装置は、更に、
前記サブホーンの全体と前記サブホーンに並設される前記第１又は第２のホーンの一部とを被覆すると共に、前記サブホーンと前記第１又は第２のホーンとの間を電気的に絶縁するための絶縁カバーを有することを特徴とする不良碍子検出装置。
【請求項８】
前記パルス発振部は、前記絶縁中空パイプの一方の端部に内蔵されて、前記第１及び第２のホーンと電気的に接続され、前記第１及び第２のホーン間電圧が生じた場合、前記ホーン間電圧により駆動され、前記ホーン間電圧の大きさに応じた周期的な音響パルス信号を発振する構成になっており、
前記信号処理出力部は、
前記絶縁中空パイプの他方の端部に内蔵され、前記絶縁中空パイプから伝送されてくる前記音響パルス信号を受信して電気的なパルス信号に変換するパルス受信部と、
前記絶縁中空パイプの他方の端部に内蔵され、前記電気的なパルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記測定された電位差に対応する分担電圧を算出する信号処理部と、
前記絶縁中空パイプの外周面に装着され、前記算出された分担電圧を表示すると共に、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を表示する表示部と、
前記絶縁中空パイプの外周面に装着され、少なくとも、前記分担電圧の測定開始及び測定対象情報を設定するための操作部と、
を有することを特徴とする請求項６又は７記載の不良碍子検出装置。
【請求項１】
第１のホーンと、第２のホーンと、前記第１又は第２のホーンの近傍に取り付けられたサブホーンとを用い、前記第１及び第２のホーンを、計測対象である碍子の両端に接触させ、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測に不要な電位差を前記サブホーンにてキャンセルして、前記碍子の両端の電位差を測定する第１の処理と、
前記第１の処理で測定された前記電位差を、その大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して送信する第２の処理と、
前記送信箇所から所定距離離れた位置において前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記電位差に対応する分担電圧を算出する第３の処理と、
前記第３の処理で算出された前記分担電圧から、前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する第４の処理と、
を有することを特徴とする不良碍子検出方法。
【請求項２】
前記第３及び第４の処理は、デジタル信号処理により実行することを特徴とする請求項１記載の不良碍子検出方法。
【請求項３】
前記第２、第３及び第４の処理は、
測定開始の操作指示が入力されると、予め記憶された制御プログラムに従い、前記計測対象である碍子の分担電圧を自動的に測定し、所定の枚数分だけ測定を繰り返すことを特徴とする請求項２記載の不良碍子検出方法。
【請求項４】
前記第３の処理における前記分担電圧算出結果は、前記制御プログラムに従い、自動的にデータ記憶部に記憶され、
データ出力のための操作指示が入力されると、前記制御プログラムに従い、前記データ記憶部の記憶内容が読み出されて出力されることを特徴とする請求項３記載の不良碍子検出方法。
【請求項５】
パルス信号を伝送するための絶縁部材からなる所定の長さの伝送媒体と、
前記伝送媒体の一方の端部に装着され、計測対象である碍子の両端に接触させて前記碍子の両端の電位差を測定するための第１及び第２のホーンと、
前記第１又は第２のホーンの近傍において、前記第１又は第２のホーンの軸方向に対して略平行に並設され、且つ前記第１又は第２のホーンと電気的に接続され、前記測定された電位差に対し、前記第１及び第２のホーン間に生じる計測手順上不要な電位差をキャンセルするためのサブホーンと、
前記伝送媒体の一方の端部側に取り付けられ、前記測定された電位差の大きさに応じた周期的なパルス信号に変換して前記伝送媒体へ送出するパルス発振部と、
前記伝送媒体の他方の端部側に取り付けられ、前記伝送媒体から伝送されてくる前記パルス信号を受信して前記パルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記測定された電位差に対応する分担電圧を算出し、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を出力する信号処理出力部と、
を有することを特徴とする不良碍子検出装置。
【請求項６】
前記伝送媒体は、絶縁中空パイプであることを特徴とする請求項５記載の不良碍子検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載された不良碍子検出装置は、更に、
前記サブホーンの全体と前記サブホーンに並設される前記第１又は第２のホーンの一部とを被覆すると共に、前記サブホーンと前記第１又は第２のホーンとの間を電気的に絶縁するための絶縁カバーを有することを特徴とする不良碍子検出装置。
【請求項８】
前記パルス発振部は、前記絶縁中空パイプの一方の端部に内蔵されて、前記第１及び第２のホーンと電気的に接続され、前記第１及び第２のホーン間電圧が生じた場合、前記ホーン間電圧により駆動され、前記ホーン間電圧の大きさに応じた周期的な音響パルス信号を発振する構成になっており、
前記信号処理出力部は、
前記絶縁中空パイプの他方の端部に内蔵され、前記絶縁中空パイプから伝送されてくる前記音響パルス信号を受信して電気的なパルス信号に変換するパルス受信部と、
前記絶縁中空パイプの他方の端部に内蔵され、前記電気的なパルス信号の信号周期を検出し、前記検出した信号周期に基づいて前記測定された電位差に対応する分担電圧を算出する信号処理部と、
前記絶縁中空パイプの外周面に装着され、前記算出された分担電圧を表示すると共に、前記算出された分担電圧から前記分担電圧の適正を判断し判断結果を表示する表示部と、
前記絶縁中空パイプの外周面に装着され、少なくとも、前記分担電圧の測定開始及び測定対象情報を設定するための操作部と、
を有することを特徴とする請求項６又は７記載の不良碍子検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７０６３８（Ｐ２００９−７０６３８Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３６１２０（Ｐ２００７−２３６１２０）
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（０００２２０６４２）東京電設サービス株式会社 (21)
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（０００２２０６４２）東京電設サービス株式会社 (21)
【出願人】（０００１３０８３５）株式会社サンコーシヤ (64)
【Ｆターム（参考）】
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