電力供給線監視装置及びそのネットシステム
【課題】 電源線の配線の必要もなく、バッテリーの交換も必要なく長期間作動できるようにした、電力供給線の傷・腐食，ガイシの漏れ電流を検査してその検査情報を無線で外部に送信できる電力供給線監視装置を提供する。
【解決手段】 電力供給線に非接触的に取り付けたピックアップコイル６ａと同ピックアップコイルの電流を整流して充電する整流器６ｂ，充電回路６ｃ，充電器６ｄ，電源制御部６ｅの電源回路を備え、電力供給線Ｄに超音波振動を与える超音波振動子２ａと、超音波受信センサー３ａと、同センサーの反射波を入力して傷・腐食の有無とその位置を計算する傷検出位置算出部４ａと、ガイシの外周に取り付けた漏れ電流検出用ピックアップコイル７ａと、これらから得た情報・命令の送受を行う無線送受信回路５ａと送信変調部５ｂ等を有する。
【解決手段】 電力供給線に非接触的に取り付けたピックアップコイル６ａと同ピックアップコイルの電流を整流して充電する整流器６ｂ，充電回路６ｃ，充電器６ｄ，電源制御部６ｅの電源回路を備え、電力供給線Ｄに超音波振動を与える超音波振動子２ａと、超音波受信センサー３ａと、同センサーの反射波を入力して傷・腐食の有無とその位置を計算する傷検出位置算出部４ａと、ガイシの外周に取り付けた漏れ電流検出用ピックアップコイル７ａと、これらから得た情報・命令の送受を行う無線送受信回路５ａと送信変調部５ｂ等を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力供給線の傷や腐食の進行状態を遠隔監視して電力供給線の断線などを予測する電力供給線監視装置に関する。併せて、ガイシの漏れ電流、鉄塔付近の天候情報、鉄塔地面の地震情報も外部へ送信できるネットシステムである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器は腐食やその他の原因で機器の温度上昇が生じるがこの温度上昇を監視する電気機器監視装置が特許文献１に開示されている。この技術は被監視物の測定位置に取り付けて測定位置の温度を検出する熱電対等からなる温度センサーと、同温度センサーが測定した温度測定値を無線で送信する送信機器とを備えていることを特徴としている。
【０００３】
ところで、前記技術では検出の動作に必要な電力を常時給電するために電源が設けられるが、その電力線の引き回しが煩雑で設置に手間を要し、又常時通電のために総消費電力量が大きくなる問題があった。又高電圧下での測定では絶縁対策の為に装置に電池を内蔵させる方式もあるが、その装置が大型化すると設置場所が限定され、更に電池が消耗すると交換作業の手間が生じる問題があった。
【０００４】
一方、外部からの給電を必要としない監視装置の特許が、特許文献２に開示されている。この技術は太陽電池とこれにより充電されるバッテリーを備えており、動作に必要な電力は自給できるものである。しかしながら太陽光が照射されがたい場所では発電効率が低下し、又悪天候が続くとバッテリーがあがってしまい、長期にわたって電力を安定的に自給することは難しい。
【０００５】
以上のように、電気機器の腐食などによる温度上昇の監視システムは、多々問題があるが一応対策がとられている。その対策は、電力送電線については腐食や傷などによる温度上昇の調査は非特許文献３に示すようにヘリコブタに赤外線カメラを取り付けて電力送電線を写し取り温度上昇した場所から腐食や傷など特定する方法が提案されている。この技術は調査した時だけの監視であり、常に調査するとすれば膨大な時間と費用が生じ現実的でない。
【特許文献１】特開平５−１０１２９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６２７０号公報
【非特許文献３】平成２０年電気学会全国大会発表論文７−１３２「赤外線カメラによる送電線の腐食点検について」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の問題点を解決し、外部からの電源線による給電や電池交換を必要とせず、天候や設置場所の制約なしに安定的に作動に必要な電力を自給して恒久的に動作させることができ、電力供給線の傷・腐食の有無とその位置を遠隔操作で検出して報知できるようにした電力供給線監視装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、電力供給線のガイシの漏れ電流の定期的、不定期的な監視ができ、更に、鉄塔付近の天候又は鉄塔地の地震情報も送信して報知できるようにすること及び鉄塔間の無線による情報のネットシステムを構築することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 電力供給線に振動を与える振動発生手段と、同振動発生手段と近接した位置に設けた電力供給線上に生ずる振動を受信する振動受信手段と、振動受信手段が受信した前記振動発生手段の発生振動の波形信号とその振動の反射波の波形信号とを入力してそれらの波形信号の時間差又はその位相差から電力線上の傷又は腐食個所の有無とその位置を算出する傷検出手段と、前記振動発生手段・振動受信手段又は傷検出手段が得た情報を無線で識別情報を付して外部に送信し且つ外部からこれら手段の制御操作命令を受信してこれら手段をその命令に基づいて作動させる無線制御部と、電気供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電してその電力を前記各手段及び無線制御部に給電する給電手段とを備えた、電力供給線監視装置
２） 無線制御部によって制御され、給電手段から給電され、電力供給線を固定する絶縁ガイシに流れる漏れ電流を検出してその信号を無線制御部に入力する漏れ電流検出手段を備え、漏れ電流情報を外部に無線で送信できるようにした、前記１）記載の電力供給線監視装置
３） 漏れ電流検出手段は、電力給電線を固定する絶縁ガイシの外周に非接触のピックアップコイルを設けて同ピックアップによって漏れ電流を検出するようにした、前記２）記載の電力供給線監視装置
４） 電力供給線のある鉄塔付近の大気の温度・湿度・風向・風速・気圧・大気中のチリ・黄砂又は特定ガスの量の天候状態を測定してそのデータを無線制御部に入力する天候観測装置を備え、同天候観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、天候情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、前記１）〜３）いずれか記載の電力供給線監視装置
５） 電力供給線のある鉄塔に地震の震度観測装置を設置し、同震度観測装置の観測データは無線制御部に入力され、震度観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、地震情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、前記１）〜４）いずれか記載の電力供給線監視装置
６） 前記１）〜５）の電力供給線監視装置を電力供給線を支持する鉄塔毎に設け、各鉄塔の供給線監視装置の無線制御部はその供給線監視装置で得た情報を自己の識別情報を付して無線で他の鉄塔の供給線監視装置の無線制御部に送信し、受信した無線制御部は自己の情報の他に受信した他の鉄塔の情報をその識別情報を付して更に次の鉄塔へ送信して、情報の無線ネットを形成した、電力供給線監視ネットシステム
７） 同じ鉄塔の電力供給線に取り付けた複数の電力供給線監視装置のうち、一つの親機となる電力供給線監視装置の無線制御部のみが鉄塔間における無線による情報命令の授受が行え、同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線制御部は、前記親機の無線制御部と無線で情報命令の授受を行い、同じ鉄塔の各電力供給線の情報及び命令は親機に集約して他の鉄塔へ授受されるようにした、前記６）記載の電力供給線監視ネットシステム
にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動発生手段により電力供給線に振動を与え、振動受信装置でその発生振動とその振動の次の鉄塔での反射波又は電力供給線の途中に傷・腐食があればその個所からの反射波を受信し、これら振動波形信号は傷検出手段に入力され、この傷検出手段で発生振動の波形信号と反射波形信号との時間差・位相差から反射した位置を特定し、この反射した位置が鉄塔間の途中であれば、電力供給線途中に傷又は腐食があると判定し、その判定と傷・腐食の位置の情報を無線制御部に入力して外部へ無線で報知させる。
しかも、これら手段及び無線制御部に必要な電力は、電力供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電する給電手段から給電されるので、システムに必要な電力の為の電源線を特別に必要とせず、又交換する必要のあるバッテリーを電力源としないので、電源の為の配線工事も、又バッテリーの交換作業も必要なく、単独で恒久的に動作でき、メンテナンスフリーの状態にできる。更に、天候観測装置を設置した発明では、鉄塔付近の温度・風速等の天候情報を無線で報知させることができる。
震度観測装置を設置した発明では、鉄塔の加わる震度（鉄塔のある地面の地震）情報を無線で報知できる。
加えて、無線制御部が鉄塔間で情報の伝達できるネットシステムを組んだ発明では、電力線の傷・腐食個所の情報、ガイシ漏れ電流、天候情報、震度情報を鉄塔を介する無線ネットで遠隔地まで報知できるようになり、本発明の電力供給線監視装置を無線で操作・制御するのに、鉄塔の無線が届く位置に特別に中継設備を設置する必要もなく、又、操作作業者が鉄塔近くまで行く必要が無く、一個所で鉄塔毎の各情報を集める及び操作命令を発することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のピックアップコイルは先に特許出願している特許文献４に示すようなロゴスキコイルやカレントトランス（Ｃ．Ｔ）でもよく、充分なパワーの供給が得られればどのような形状でもよい。特にロゴスキコイルは電力供給線を取り外すことなしに取り付けが可能である。加振器と受信センサーは並べて配置でき、電力供給線を加振できその振動が電力供給線に伝わっていくことができれば電力供給線の取付端子でも電力供給線上でもよい。ピックアップコイルについては電力供給線を固定している絶縁ガイシの電力供給線側で絶縁ガイシに流れる微小電流が検出できる場所に取り付ける。ピックアップコイルの形状は微小電流が検出できれば形状を選ばない。
【特許文献４】特開２００４−１６５７９０号公報
【００１０】
本発明の電力供給線監視装置は予め設定された時間周期で動作させてもよいし、無線による命令に従って不定期的に又は定刻時に動作させてもよい。無線による命令に従って動作させる場合には通信手段は一般的に知られている「待ち受け受信」でもよく、いつもは動作を休眠して動作電力の備蓄を計り充分に動作電力を備蓄した後に動作を開始してもよいし、あるいは一定時間動作を休眠した後に動作を開始してもよい。そうすることにより本発明の消費電力を抑制することができる。この場合はピックアップコイルから得られる動作電力を著しく軽減させることができ、さらなる小型化が可能になる。
【００１１】
給電手段には蓄電手段を備え、充放電可能な二次電池や大容量コンデンサを使用することができる。ピックアップコイルからの出力は交流電流であるので整流する。また、出力電圧が低い場合は昇圧する。
【００１２】
本発明で振動を与える振動発生手段としては、磁力を用いた偏心モータ、往復動の小型ハンマー打撃器、超音波振動子、小型スピーカー等が使用できる。又、１０μ〜１０ｍＳ程のパルス的打撃でも、又は１ｍ〜１０ｍＳ程のバースト波でもよい。振動の伝播速度は約５０００ｍ／ｓ程度であり、鉄塔間は５００ｍ程であるので０．２秒程で反射されて戻ってくる。
【００１３】
各電力供給線監視装置の識別情報は、鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとを含ませる。コンテントの測定内容又は算出データの情報には、その測定時又は入力・計算時・発信時等の必要な年月日時刻情報を付すものとする。
無線ネットは、電力供給線の送電方向の下流方向のみ伝達し、その最下流の都市でこれら無線ネット情報を入力管理するようにしてもよいし、下流・上流・支流関係なく双方向に伝達させてもよい。又識別情報を識別できる無線搬送周波数を変えることでも代用できる。
【００１４】
本発明の電力供給線監視装置は、鉄塔の各電力供給線毎に設けるのが通常であるが、鉄塔無線ネットにする場合は同じ鉄塔の各電力供給線からの無線情報を同じ鉄塔に取り付けた本発明と同じ給電手段を有する無線中継器でもって受信し、これら情報を鉄塔単位で集約して一本化して無線で他の鉄塔へ送信できるようにするのがよい。この無線中継器としては本発明の電力供給線監視装置の一つを親機として使用することもできる。この親機では同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線情報か否か判別する鉄塔識別弁別部と鉄塔毎情報集約部を設け、同じ鉄塔からの無線情報であれば、この鉄塔の電力供給線ＩＤの識別情報とその測定・検出情報とを鉄塔毎情報集約部で鉄塔単位で情報を集約して一本化して、次の鉄塔へ無線で送信し、次の鉄塔でその無線中継器又は上記の鉄塔識別弁別部を有する親機の電力供給線監視装置で自己の鉄塔の情報に加えて他の鉄塔の情報を含ませて鉄塔ＩＤ・電力供給線ＩＤ等の識別情報を付して無線で更に次の鉄塔へ送信する。
【００１５】
これらの無線ネットにおいて、天候観測装置・震度観測装置は鉄塔毎に一つで充分であるので上記鉄塔毎の無線中継器又は親機にのみ入力して無線でそれら情報を鉄塔ＩＤを付して送信するようにするのが実用的である。又、この方法では、親機となる以外の子機の電力供給線監視装置の無線出力は鉄塔付近のみの無線送受信で済むので、微小出力で済む。又ネットシステムの無線情報の複雑化をなくせる。
【００１６】
情報命令の無線での他の送受方法としては、本発明の電力供給線監視装置の無線制御部の無線が届く固定位置にある所内電力供給線状態管理設備又は地上固定中継基地との間での送受信でもよいし、又は作業者が無線が届く鉄塔近くまで行って、携帯式無線制御操作器で送受してもよい。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
本実施例１は、発生させる振動源として超音波振動子を用い、２０ｋＨｚ程の超音波振動のバースト波を与えて供給電力線の傷・腐食の有無とその位置を検出するとともにその情報・ガイシの漏れ電流情報・天候情報及び震度（地震）情報をも、鉄塔間無線ネットで遠隔地にこれら情報を伝達するシステムの例である。
又、本実施例１の鉄塔間の無線ネットは、同じ鉄塔で各電力供給線に取り付けた本発明の電力供給線監視装置の中の一つを無線ネットの親機として使用する。親機では、同じ鉄塔の各電力供給線の各種情報を鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとの識別情報を付して集約して下流側の他の鉄塔にある親機に送信するとともに、上流側の他の鉄塔から受信した情報をも下流側の鉄塔の親機へ併せて送信することで電力供給線方向（下流方向）へ送信される無線ネットを形成している。同じ鉄塔の他の子機となる電力供給監視装置は同じ鉄塔の親機との間で情報・命令を無線で送受信する。子機の無線は同じ鉄塔の親機との間での情報命令の授受が主となるので、消費電力も小さくて済む。天候観測装置及び震度観測装置の情報命令の授受は一台の親機との間だけとなっている例である。
【００１８】
図１は、実施例１の説明図である。
図２は、実施例１の親機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
図３は、実施例１の子機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
図４は、傷検出回路の傷・腐食の位置検出と判定フロー図である。
図５は、実施例１の電力供給線監視ネットシステムの説明図である。
図６は、実施例１の発生振動と反射波の状態を示す説明図である。
図７は、実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
図８は、実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
図９は、実施例１の子機の処理フローを示す説明図である。
【００１９】
図中、１は実施例１の電力供給線監視装置、１ａは親機、１ｂは子機、２ａは超音波振動子、２ｂは超音波制御回路、３ａは超音波受信センサー、３ｂは振動受信回路、４ａは傷検出位置算出部、５は無線制御部、５ａは無線送受信回路、５ｂは送信変調部、５ｃは送信情報記憶部、５ｄは受信命令情報抽出部、５ｅは命令制御部、５ｆは受信情報一時記憶部、６ａは給電用ピックアップコイル、６ｂは整流器、６ｃは充電回路、６ｄは充電器、６ｅは電源制御部、７ａは漏れ電流検出用ピックアップコイル、７ｂは漏れ電流検出部、８は天候観測装置、８ａ〜８ｆはその構成部分であり、８ａは温度計、８ｂは湿度計、８ｃは風速計、８ｄは気圧計、８ｅは風向計、８ｆは天候情報出力部、９は震度観測装置、９ａはその震度計、９ｂはその震度出力部、１０は電力供給線ＤとガイシＧとの間のクランプ本体、１０ａは導電部である。
【００２０】
又、Ｃは時計、ＩＤは鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤを発生する識別情報発生部、Ｄは電力供給線、Ｇはガイシ、Ｔは鉄塔、Ｒは電力供給線ＤとガイシＧとを連結する導体の電結部、Ｈは同電結部に取り付けた引き留めクランプ、Ｍは無線通信部Ｍ１と通信制御部Ｍ２とを有する所内電力供給線状態管理システム装置、Ｎは無線ネット情報管理局である。
【００２１】
本実施例１の振動発生手段は、電力供給線Ｄに超音波振動を生起する超音波振動子２ａと、同超音波振動子を作動させる超音波制御回路２ｂとからなる。
【００２２】
本実施例１の振動受信手段は、超音波振動を受信する受信センサー３ａと、同受信センサーから振動の波形信号を出力する振動受信回路３ｂとからなる。
【００２３】
本実施例１の傷検出手段は、同受信回路３ｂの発生超音波振動の波形信号と反射して受信された超音波振動の反射波の波形信号を入力して、その波形信号の時間差から反射した位置を算出し、その位置からその反射波が次の鉄塔からの戻りの反射波が、その中間の傷又は腐食個所から生じた反射波かの判断し、その判断結果、位置情報及び各波形信号情報を無線制御部５に出力する傷検出位置算出部４ａで構成されている。
【００２４】
本実施例１の親機１ａの電力供給線監視装置の無線制御部５は、無線送受信回路５ａと、同無線送受信回路に傷・漏れ等の測定・算出した各種情報とこの監視装置の固有の識別情報（鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤの識別情報）及び他の鉄塔から受信したこれらの情報・命令を変調して送信する送信変調部５ｂと、送信する前記情報を一時記憶する送信情報記憶部５ｃと、無線送受信回路５ａで受信した自己の電力供給線監視装置に向けられた制御操作命令・情報を抽出し、及び受信した他の鉄塔の情報命令等を抽出する受信命令情報抽出部５ｄと、同受信命令情報抽出部５ｄで受信した自己の電力供給線に係る命令を命令された回路の制御信号に変換して制御信号を各回路へ出力し、他の電力供給線に係る命令は、送信変調部５ｂへ入力し、無線送受信回路５ａから子機１ｂに向けて送信させる命令制御部５ｅと、受信した情報命令を一時記憶する受信情報一時記憶部５ｆとの６つの部分の無線送受信回路５ａ・送信変調回路５ｂ・受信命令情報抽出部５ｄ・送信情報記憶部５ｃ・命令制御部５ｅ・受信情報一時記憶部５ｆとからなる。尚、子機１ｂとなる電力供給線監視装置の無線制御部５の受信情報一時記憶部５ｆでは他の鉄塔に関する情報命令については記憶はせず、又送信情報記憶部５ｃでも他の鉄塔の情報を記憶しない。更に子機１ｂには天候観測装置８，震度観測装置９との接続はあまりなくこれらの情報の授受及びその記憶はあまりしない。他は、子機の構成・機能は親機のものと同じである。これら電力供給線監視装置１の構成は、電気回路・半導体チップ・ロジカル回路・小型ＣＰＵ等を用いて製作される。
【００２５】
本実施例１の給電手段は、電力供給線Ｄの外周に非接触的に取り付けたピックアップコイル６ａと、同ピックアップコイルの電流を整流する整流器６ｂと、同整流器の電力を充電器６ｄに充電する充電回路６ｃと、充電器６ｄと、電源の給電と停止とを管理する電源制御部６ｅとからなる。
【００２６】
本実施例１の漏れ電流検出手段は、ガイシＧの電力供給線Ｄ側の連結部の外周に非接触的に取り付けたピックアップコイル７ａと、同ピックアップコイルの電流から漏れ電流を検出して漏れ電流情報を送信情報記憶部５ｃへ出力する漏れ電流検出部７ｂとからなる。
【００２７】
本実施例１の天候観測装置８は親機１ａにのみに接続され、本実施例１の電力供給線監視装置１を装置した鉄塔Ｔに取り付けた温度計８ａ，湿度計８ｂ，風速計８ｃ，気圧計８ｄ，風向計８ｅと、これら観測器の観測データを所定の電気的信号に変換して送信情報記憶部５ｃへ出力する天候情報出力部８ｆとからなる。
【００２８】
本実施例１の震度観測装置９は親機にのみ接続され、鉄塔Ｔに設置した震度計９ａと、同震度計の震度データを送信情報記憶部５ｃへ出力する震度出力部９ｂとからなる。
【００２９】
本実施例１の動作について説明する。
本実施例１では、ピックアップコイル６ａが電力供給線Ｄの外周に非接触的に取り付けられていて、電力供給線Ｄの交番電流によってピックアップコイル６ａには微小電流が発生し、この電流を整流器６ｂで整流し、充電回路６ｃによって充電器６ｄに充電される。この充電は電力供給線Ｄに大電流が流されているので常時微小電流を得て充電器６ｄを充分に充電できる。電源制御部６ｅは、電力が必要な回路・装置に給電し、不要な場合は給電停止して省エネとしている。又充電不足の時は充電が完了するまで給電の一時停止もできるようになっている。この給電方式は、商用電源等の外部電源から配線によって電源を得るものでないので電源線の配線工事が不要となる。又充電器６ｄは常時充電できるので、充電器の交換も不要にできる。
【００３０】
この実施例１では、超音波制御回路２ｂは定期的に一定時刻になると、又は無線による命令があると、超音波振動子２ａを作動させ、２０ｋＨｚの超音波の１ｍＳ〜１０ｍＳ程のバースト波を発生させる。同バースト波はクランプ本体１０の外周から電力供給線Ｄに伝わって同電力供給線Ｄを５０００ｍ／ｓ程の速さで伝播する。電力供給線Ｄの５００ｍ程離れた次の鉄塔で反射される。又途中に傷・腐食があるとこの位置からも反射される。この発生振動と反射波は電力供給線Ｄのクランプ本体１０に近い所に配置した超音波受信センサー３ａが検出して、振動受信回路３ｂに入力し、更にこれら振動情報は傷検出位置算出部４ａに入力される。図６に発生振動と反射波の波形を示している。
【００３１】
同傷検出位置算出部４ａでは、振動の伝播速度ｖが５０００ｍ／ｓであるので、発生振動の時刻と反射波の到達までの時間△ｔから、反射位置は△ｔ＊ｖ／２でもって算出し、その反射位置が１〜５００ｍの鉄塔の中間であれば電力供給線Ｄの途中の傷又は腐食の個所からの反射であると判定し、測定年月日時刻と判定結果及びデータをデジタル化して電力供給線ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃへその測定年月日時刻を付して入力して一時記憶する（図４のフロー図参照）。
【００３２】
漏れ電流検出は、ガイシＧの外周に非接触的に設けたピックアップ７ａが、ガイシＧの表面に汚れ・付着物等によって電流が流れると、その電流を検出して、漏れ電流検出部７ｂへその電流値を入力し、漏れ電流の大きさから、それが漏れ電流か否か判定し、判定結果及びその測定年月日時刻とそのデータをデジタル化して電力供給線ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃで記憶する。
【００３３】
電力供給線監視装置１の親機１ａの方では、天候観測装置８の温度計８ａ，湿度計８ｂ，風速計８ｃ，気圧計８ｄ，風向計８ｅ等の鉄塔Ｔ近くの天候のデータが、天候情報出力部８ｆへ入力され、これら情報はデジタル化して観測年月日時刻と鉄塔ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃへ入力されて一時記憶される。
【００３４】
同様に、震度観測装置９の震度データを震度出力部９ｂに入力しその震度の程度を判定し、その結果とデータを測定年月日時刻と鉄塔ＩＤを付して送信情報記憶部５ｃに入力し一時記憶する。
【００３５】
このように、電力供給線監視装置１の親機１ａ，子機１ｂともに、鉄塔Ｔの各電力供給線Ｄの傷・腐食個所の有無とその位置情報，ガイシの漏れ電流情報には、鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとこれらの測定年月日時刻情報と併せて送信情報記憶部５ｃに入力されて記憶される。
【００３６】
親機１ａでは、天候情報，震度情報も、鉄塔ＩＤと測定年月日時刻とともに送信情報記憶部５ｃに入力され記憶される。
【００３７】
これらの送信情報記憶部５ｃの記憶された情報は、定刻又は不定期的に送信変調部５ｂに送られ、無線送受信回路５ａから無線で送信される。
【００３８】
同じ鉄塔Ｔにある子機１ｂの方は、親機１ａの方へ送られる。
【００３９】
親機１ａでは、子機１ｂからのこれら情報の電波と、他の鉄塔Ｔからの情報・命令の電波とを無線送受信回路５ａで受信し、受信命令情報抽出部５ｄで、電波のうち、機器の命令と内容の情報とに弁別し、自己の鉄塔Ｔで自己の電力供給線に関する命令の場合は命令制御部５ｅに入力し、この電力供給線監視装置１の各構成の作動命令として信号を発生する。自己の鉄塔で他の電力供給線の場合は、その電力供給線ＩＤを付して送信変調部５ｂに入力し、無線送受信回路５ａを介して子機１ｂへ無線で送信する（図７，８の処理フローを参照）。子機の処理フローは図９参照。
一方、他鉄塔の命令及び内容のコンテンツの情報に関しては、受信情報一時記憶部５ｆに入力し、送信情報記憶部５ｃへ入力され、記憶され、自己の鉄塔の自己の電力供給線の情報及び同じ鉄塔の他の電力供給線の情報を集約化して、及び他の鉄塔に関する記憶された命令・情報とともに次の鉄塔へ適時送信される。
【００４０】
このように、自己の鉄塔の各種情報の他に他の鉄塔の命令及び情報も、次々と鉄塔へ無線で授受していって、電力供給線下流にある無線ネット情報管理局Ｎへ送られる。これら情報は、ケーブル又は無線によって鉄塔の出発地の発電所、又は大型電力中継基地へも送られる。
【００４１】
このように、各鉄塔及びその電力供給線に関する全情報は鉄塔間無線で無線ネット情報管理局Ｎ，所内電力供給線状態管理システム装置Ｍで集約されて管理される。又必要な命令もここから発信できるようになっている。
本実施例１において、鉄塔無線ネットとせず、全て子機１ｂのみにして、無線で１０ｋｍ程以内に設けた既設の所内電力供給線状態管理システム装置Ｍとの間で無線で情報・命令の直接の送信を行うようにしてもよい。この所内電力供給線状態管理システム装置Ｍと発電所，中央電力管理局等とはインターネット又はオンラインで情報を送受するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、鉄塔の天候・地震情報を広域に得ることができ、天気予報，大気の公害状況，地震の正確な情報ネットを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の説明図である。
【図２】実施例１の親機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
【図３】実施例１の子機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
【図４】傷検出回路の傷・腐食の位置検出と判定フロー図である。
【図５】実施例１の電力供給線監視ネットシステムの説明図である。
【図６】実施例１の発生振動と反射波の状態を示す説明図である。
【図７】実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
【図８】実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
【図９】実施例１の子機の処理フローを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電力供給線監視装置
１ａ 親機
１ｂ 子機
２ａ 超音波振動子
２ｂ 超音波制御回路
３ａ 超音波受信センサー
３ｂ 振動受信回路
４ａ 傷検出位置算出部
５ 無線制御部
５ａ 無線送受信回路
５ｂ 送信変調部
５ｃ 送信情報記憶部
５ｄ 受信命令情報抽出部
５ｅ 命令制御部
５ｆ 受信情報一時記憶部
６ａ 給電用ピックアップコイル
６ｂ 整流器
６ｃ 充電回路
６ｄ 充電器
６ｅ 電源制御部
７ａ 漏れ電流検出用ピックアップコイル
７ｂ 漏れ電流検出部
８ 天候観測装置
８ａ 温度計
８ｂ 湿度計
８ｃ 風速計
８ｄ 気圧計
８ｅ 風向計
８ｆ 天候情報出力部
９ 震度観測装置
９ａ 震度計
９ｂ 震度出力部
１０ クランプ本体
１０ａ 導電部
Ｃ 時計
ＩＤ 識別情報発生部
Ｄ 電力供給線
Ｇ ガイシ
Ｔ 鉄塔
Ｒ 電結部
Ｈ 引き留めクランプ
Ｍ 所内電力供給線状態管理システム装置
Ｍ１ 無線通信部
Ｍ２ 通信制御部
Ｎ 無線ネット情報管理局
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力供給線の傷や腐食の進行状態を遠隔監視して電力供給線の断線などを予測する電力供給線監視装置に関する。併せて、ガイシの漏れ電流、鉄塔付近の天候情報、鉄塔地面の地震情報も外部へ送信できるネットシステムである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器は腐食やその他の原因で機器の温度上昇が生じるがこの温度上昇を監視する電気機器監視装置が特許文献１に開示されている。この技術は被監視物の測定位置に取り付けて測定位置の温度を検出する熱電対等からなる温度センサーと、同温度センサーが測定した温度測定値を無線で送信する送信機器とを備えていることを特徴としている。
【０００３】
ところで、前記技術では検出の動作に必要な電力を常時給電するために電源が設けられるが、その電力線の引き回しが煩雑で設置に手間を要し、又常時通電のために総消費電力量が大きくなる問題があった。又高電圧下での測定では絶縁対策の為に装置に電池を内蔵させる方式もあるが、その装置が大型化すると設置場所が限定され、更に電池が消耗すると交換作業の手間が生じる問題があった。
【０００４】
一方、外部からの給電を必要としない監視装置の特許が、特許文献２に開示されている。この技術は太陽電池とこれにより充電されるバッテリーを備えており、動作に必要な電力は自給できるものである。しかしながら太陽光が照射されがたい場所では発電効率が低下し、又悪天候が続くとバッテリーがあがってしまい、長期にわたって電力を安定的に自給することは難しい。
【０００５】
以上のように、電気機器の腐食などによる温度上昇の監視システムは、多々問題があるが一応対策がとられている。その対策は、電力送電線については腐食や傷などによる温度上昇の調査は非特許文献３に示すようにヘリコブタに赤外線カメラを取り付けて電力送電線を写し取り温度上昇した場所から腐食や傷など特定する方法が提案されている。この技術は調査した時だけの監視であり、常に調査するとすれば膨大な時間と費用が生じ現実的でない。
【特許文献１】特開平５−１０１２９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６２７０号公報
【非特許文献３】平成２０年電気学会全国大会発表論文７−１３２「赤外線カメラによる送電線の腐食点検について」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、従来の問題点を解決し、外部からの電源線による給電や電池交換を必要とせず、天候や設置場所の制約なしに安定的に作動に必要な電力を自給して恒久的に動作させることができ、電力供給線の傷・腐食の有無とその位置を遠隔操作で検出して報知できるようにした電力供給線監視装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、電力供給線のガイシの漏れ電流の定期的、不定期的な監視ができ、更に、鉄塔付近の天候又は鉄塔地の地震情報も送信して報知できるようにすること及び鉄塔間の無線による情報のネットシステムを構築することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 電力供給線に振動を与える振動発生手段と、同振動発生手段と近接した位置に設けた電力供給線上に生ずる振動を受信する振動受信手段と、振動受信手段が受信した前記振動発生手段の発生振動の波形信号とその振動の反射波の波形信号とを入力してそれらの波形信号の時間差又はその位相差から電力線上の傷又は腐食個所の有無とその位置を算出する傷検出手段と、前記振動発生手段・振動受信手段又は傷検出手段が得た情報を無線で識別情報を付して外部に送信し且つ外部からこれら手段の制御操作命令を受信してこれら手段をその命令に基づいて作動させる無線制御部と、電気供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電してその電力を前記各手段及び無線制御部に給電する給電手段とを備えた、電力供給線監視装置
２） 無線制御部によって制御され、給電手段から給電され、電力供給線を固定する絶縁ガイシに流れる漏れ電流を検出してその信号を無線制御部に入力する漏れ電流検出手段を備え、漏れ電流情報を外部に無線で送信できるようにした、前記１）記載の電力供給線監視装置
３） 漏れ電流検出手段は、電力給電線を固定する絶縁ガイシの外周に非接触のピックアップコイルを設けて同ピックアップによって漏れ電流を検出するようにした、前記２）記載の電力供給線監視装置
４） 電力供給線のある鉄塔付近の大気の温度・湿度・風向・風速・気圧・大気中のチリ・黄砂又は特定ガスの量の天候状態を測定してそのデータを無線制御部に入力する天候観測装置を備え、同天候観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、天候情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、前記１）〜３）いずれか記載の電力供給線監視装置
５） 電力供給線のある鉄塔に地震の震度観測装置を設置し、同震度観測装置の観測データは無線制御部に入力され、震度観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、地震情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、前記１）〜４）いずれか記載の電力供給線監視装置
６） 前記１）〜５）の電力供給線監視装置を電力供給線を支持する鉄塔毎に設け、各鉄塔の供給線監視装置の無線制御部はその供給線監視装置で得た情報を自己の識別情報を付して無線で他の鉄塔の供給線監視装置の無線制御部に送信し、受信した無線制御部は自己の情報の他に受信した他の鉄塔の情報をその識別情報を付して更に次の鉄塔へ送信して、情報の無線ネットを形成した、電力供給線監視ネットシステム
７） 同じ鉄塔の電力供給線に取り付けた複数の電力供給線監視装置のうち、一つの親機となる電力供給線監視装置の無線制御部のみが鉄塔間における無線による情報命令の授受が行え、同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線制御部は、前記親機の無線制御部と無線で情報命令の授受を行い、同じ鉄塔の各電力供給線の情報及び命令は親機に集約して他の鉄塔へ授受されるようにした、前記６）記載の電力供給線監視ネットシステム
にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動発生手段により電力供給線に振動を与え、振動受信装置でその発生振動とその振動の次の鉄塔での反射波又は電力供給線の途中に傷・腐食があればその個所からの反射波を受信し、これら振動波形信号は傷検出手段に入力され、この傷検出手段で発生振動の波形信号と反射波形信号との時間差・位相差から反射した位置を特定し、この反射した位置が鉄塔間の途中であれば、電力供給線途中に傷又は腐食があると判定し、その判定と傷・腐食の位置の情報を無線制御部に入力して外部へ無線で報知させる。
しかも、これら手段及び無線制御部に必要な電力は、電力供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電する給電手段から給電されるので、システムに必要な電力の為の電源線を特別に必要とせず、又交換する必要のあるバッテリーを電力源としないので、電源の為の配線工事も、又バッテリーの交換作業も必要なく、単独で恒久的に動作でき、メンテナンスフリーの状態にできる。更に、天候観測装置を設置した発明では、鉄塔付近の温度・風速等の天候情報を無線で報知させることができる。
震度観測装置を設置した発明では、鉄塔の加わる震度（鉄塔のある地面の地震）情報を無線で報知できる。
加えて、無線制御部が鉄塔間で情報の伝達できるネットシステムを組んだ発明では、電力線の傷・腐食個所の情報、ガイシ漏れ電流、天候情報、震度情報を鉄塔を介する無線ネットで遠隔地まで報知できるようになり、本発明の電力供給線監視装置を無線で操作・制御するのに、鉄塔の無線が届く位置に特別に中継設備を設置する必要もなく、又、操作作業者が鉄塔近くまで行く必要が無く、一個所で鉄塔毎の各情報を集める及び操作命令を発することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のピックアップコイルは先に特許出願している特許文献４に示すようなロゴスキコイルやカレントトランス（Ｃ．Ｔ）でもよく、充分なパワーの供給が得られればどのような形状でもよい。特にロゴスキコイルは電力供給線を取り外すことなしに取り付けが可能である。加振器と受信センサーは並べて配置でき、電力供給線を加振できその振動が電力供給線に伝わっていくことができれば電力供給線の取付端子でも電力供給線上でもよい。ピックアップコイルについては電力供給線を固定している絶縁ガイシの電力供給線側で絶縁ガイシに流れる微小電流が検出できる場所に取り付ける。ピックアップコイルの形状は微小電流が検出できれば形状を選ばない。
【特許文献４】特開２００４−１６５７９０号公報
【００１０】
本発明の電力供給線監視装置は予め設定された時間周期で動作させてもよいし、無線による命令に従って不定期的に又は定刻時に動作させてもよい。無線による命令に従って動作させる場合には通信手段は一般的に知られている「待ち受け受信」でもよく、いつもは動作を休眠して動作電力の備蓄を計り充分に動作電力を備蓄した後に動作を開始してもよいし、あるいは一定時間動作を休眠した後に動作を開始してもよい。そうすることにより本発明の消費電力を抑制することができる。この場合はピックアップコイルから得られる動作電力を著しく軽減させることができ、さらなる小型化が可能になる。
【００１１】
給電手段には蓄電手段を備え、充放電可能な二次電池や大容量コンデンサを使用することができる。ピックアップコイルからの出力は交流電流であるので整流する。また、出力電圧が低い場合は昇圧する。
【００１２】
本発明で振動を与える振動発生手段としては、磁力を用いた偏心モータ、往復動の小型ハンマー打撃器、超音波振動子、小型スピーカー等が使用できる。又、１０μ〜１０ｍＳ程のパルス的打撃でも、又は１ｍ〜１０ｍＳ程のバースト波でもよい。振動の伝播速度は約５０００ｍ／ｓ程度であり、鉄塔間は５００ｍ程であるので０．２秒程で反射されて戻ってくる。
【００１３】
各電力供給線監視装置の識別情報は、鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとを含ませる。コンテントの測定内容又は算出データの情報には、その測定時又は入力・計算時・発信時等の必要な年月日時刻情報を付すものとする。
無線ネットは、電力供給線の送電方向の下流方向のみ伝達し、その最下流の都市でこれら無線ネット情報を入力管理するようにしてもよいし、下流・上流・支流関係なく双方向に伝達させてもよい。又識別情報を識別できる無線搬送周波数を変えることでも代用できる。
【００１４】
本発明の電力供給線監視装置は、鉄塔の各電力供給線毎に設けるのが通常であるが、鉄塔無線ネットにする場合は同じ鉄塔の各電力供給線からの無線情報を同じ鉄塔に取り付けた本発明と同じ給電手段を有する無線中継器でもって受信し、これら情報を鉄塔単位で集約して一本化して無線で他の鉄塔へ送信できるようにするのがよい。この無線中継器としては本発明の電力供給線監視装置の一つを親機として使用することもできる。この親機では同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線情報か否か判別する鉄塔識別弁別部と鉄塔毎情報集約部を設け、同じ鉄塔からの無線情報であれば、この鉄塔の電力供給線ＩＤの識別情報とその測定・検出情報とを鉄塔毎情報集約部で鉄塔単位で情報を集約して一本化して、次の鉄塔へ無線で送信し、次の鉄塔でその無線中継器又は上記の鉄塔識別弁別部を有する親機の電力供給線監視装置で自己の鉄塔の情報に加えて他の鉄塔の情報を含ませて鉄塔ＩＤ・電力供給線ＩＤ等の識別情報を付して無線で更に次の鉄塔へ送信する。
【００１５】
これらの無線ネットにおいて、天候観測装置・震度観測装置は鉄塔毎に一つで充分であるので上記鉄塔毎の無線中継器又は親機にのみ入力して無線でそれら情報を鉄塔ＩＤを付して送信するようにするのが実用的である。又、この方法では、親機となる以外の子機の電力供給線監視装置の無線出力は鉄塔付近のみの無線送受信で済むので、微小出力で済む。又ネットシステムの無線情報の複雑化をなくせる。
【００１６】
情報命令の無線での他の送受方法としては、本発明の電力供給線監視装置の無線制御部の無線が届く固定位置にある所内電力供給線状態管理設備又は地上固定中継基地との間での送受信でもよいし、又は作業者が無線が届く鉄塔近くまで行って、携帯式無線制御操作器で送受してもよい。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
本実施例１は、発生させる振動源として超音波振動子を用い、２０ｋＨｚ程の超音波振動のバースト波を与えて供給電力線の傷・腐食の有無とその位置を検出するとともにその情報・ガイシの漏れ電流情報・天候情報及び震度（地震）情報をも、鉄塔間無線ネットで遠隔地にこれら情報を伝達するシステムの例である。
又、本実施例１の鉄塔間の無線ネットは、同じ鉄塔で各電力供給線に取り付けた本発明の電力供給線監視装置の中の一つを無線ネットの親機として使用する。親機では、同じ鉄塔の各電力供給線の各種情報を鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとの識別情報を付して集約して下流側の他の鉄塔にある親機に送信するとともに、上流側の他の鉄塔から受信した情報をも下流側の鉄塔の親機へ併せて送信することで電力供給線方向（下流方向）へ送信される無線ネットを形成している。同じ鉄塔の他の子機となる電力供給監視装置は同じ鉄塔の親機との間で情報・命令を無線で送受信する。子機の無線は同じ鉄塔の親機との間での情報命令の授受が主となるので、消費電力も小さくて済む。天候観測装置及び震度観測装置の情報命令の授受は一台の親機との間だけとなっている例である。
【００１８】
図１は、実施例１の説明図である。
図２は、実施例１の親機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
図３は、実施例１の子機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
図４は、傷検出回路の傷・腐食の位置検出と判定フロー図である。
図５は、実施例１の電力供給線監視ネットシステムの説明図である。
図６は、実施例１の発生振動と反射波の状態を示す説明図である。
図７は、実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
図８は、実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
図９は、実施例１の子機の処理フローを示す説明図である。
【００１９】
図中、１は実施例１の電力供給線監視装置、１ａは親機、１ｂは子機、２ａは超音波振動子、２ｂは超音波制御回路、３ａは超音波受信センサー、３ｂは振動受信回路、４ａは傷検出位置算出部、５は無線制御部、５ａは無線送受信回路、５ｂは送信変調部、５ｃは送信情報記憶部、５ｄは受信命令情報抽出部、５ｅは命令制御部、５ｆは受信情報一時記憶部、６ａは給電用ピックアップコイル、６ｂは整流器、６ｃは充電回路、６ｄは充電器、６ｅは電源制御部、７ａは漏れ電流検出用ピックアップコイル、７ｂは漏れ電流検出部、８は天候観測装置、８ａ〜８ｆはその構成部分であり、８ａは温度計、８ｂは湿度計、８ｃは風速計、８ｄは気圧計、８ｅは風向計、８ｆは天候情報出力部、９は震度観測装置、９ａはその震度計、９ｂはその震度出力部、１０は電力供給線ＤとガイシＧとの間のクランプ本体、１０ａは導電部である。
【００２０】
又、Ｃは時計、ＩＤは鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤを発生する識別情報発生部、Ｄは電力供給線、Ｇはガイシ、Ｔは鉄塔、Ｒは電力供給線ＤとガイシＧとを連結する導体の電結部、Ｈは同電結部に取り付けた引き留めクランプ、Ｍは無線通信部Ｍ１と通信制御部Ｍ２とを有する所内電力供給線状態管理システム装置、Ｎは無線ネット情報管理局である。
【００２１】
本実施例１の振動発生手段は、電力供給線Ｄに超音波振動を生起する超音波振動子２ａと、同超音波振動子を作動させる超音波制御回路２ｂとからなる。
【００２２】
本実施例１の振動受信手段は、超音波振動を受信する受信センサー３ａと、同受信センサーから振動の波形信号を出力する振動受信回路３ｂとからなる。
【００２３】
本実施例１の傷検出手段は、同受信回路３ｂの発生超音波振動の波形信号と反射して受信された超音波振動の反射波の波形信号を入力して、その波形信号の時間差から反射した位置を算出し、その位置からその反射波が次の鉄塔からの戻りの反射波が、その中間の傷又は腐食個所から生じた反射波かの判断し、その判断結果、位置情報及び各波形信号情報を無線制御部５に出力する傷検出位置算出部４ａで構成されている。
【００２４】
本実施例１の親機１ａの電力供給線監視装置の無線制御部５は、無線送受信回路５ａと、同無線送受信回路に傷・漏れ等の測定・算出した各種情報とこの監視装置の固有の識別情報（鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤの識別情報）及び他の鉄塔から受信したこれらの情報・命令を変調して送信する送信変調部５ｂと、送信する前記情報を一時記憶する送信情報記憶部５ｃと、無線送受信回路５ａで受信した自己の電力供給線監視装置に向けられた制御操作命令・情報を抽出し、及び受信した他の鉄塔の情報命令等を抽出する受信命令情報抽出部５ｄと、同受信命令情報抽出部５ｄで受信した自己の電力供給線に係る命令を命令された回路の制御信号に変換して制御信号を各回路へ出力し、他の電力供給線に係る命令は、送信変調部５ｂへ入力し、無線送受信回路５ａから子機１ｂに向けて送信させる命令制御部５ｅと、受信した情報命令を一時記憶する受信情報一時記憶部５ｆとの６つの部分の無線送受信回路５ａ・送信変調回路５ｂ・受信命令情報抽出部５ｄ・送信情報記憶部５ｃ・命令制御部５ｅ・受信情報一時記憶部５ｆとからなる。尚、子機１ｂとなる電力供給線監視装置の無線制御部５の受信情報一時記憶部５ｆでは他の鉄塔に関する情報命令については記憶はせず、又送信情報記憶部５ｃでも他の鉄塔の情報を記憶しない。更に子機１ｂには天候観測装置８，震度観測装置９との接続はあまりなくこれらの情報の授受及びその記憶はあまりしない。他は、子機の構成・機能は親機のものと同じである。これら電力供給線監視装置１の構成は、電気回路・半導体チップ・ロジカル回路・小型ＣＰＵ等を用いて製作される。
【００２５】
本実施例１の給電手段は、電力供給線Ｄの外周に非接触的に取り付けたピックアップコイル６ａと、同ピックアップコイルの電流を整流する整流器６ｂと、同整流器の電力を充電器６ｄに充電する充電回路６ｃと、充電器６ｄと、電源の給電と停止とを管理する電源制御部６ｅとからなる。
【００２６】
本実施例１の漏れ電流検出手段は、ガイシＧの電力供給線Ｄ側の連結部の外周に非接触的に取り付けたピックアップコイル７ａと、同ピックアップコイルの電流から漏れ電流を検出して漏れ電流情報を送信情報記憶部５ｃへ出力する漏れ電流検出部７ｂとからなる。
【００２７】
本実施例１の天候観測装置８は親機１ａにのみに接続され、本実施例１の電力供給線監視装置１を装置した鉄塔Ｔに取り付けた温度計８ａ，湿度計８ｂ，風速計８ｃ，気圧計８ｄ，風向計８ｅと、これら観測器の観測データを所定の電気的信号に変換して送信情報記憶部５ｃへ出力する天候情報出力部８ｆとからなる。
【００２８】
本実施例１の震度観測装置９は親機にのみ接続され、鉄塔Ｔに設置した震度計９ａと、同震度計の震度データを送信情報記憶部５ｃへ出力する震度出力部９ｂとからなる。
【００２９】
本実施例１の動作について説明する。
本実施例１では、ピックアップコイル６ａが電力供給線Ｄの外周に非接触的に取り付けられていて、電力供給線Ｄの交番電流によってピックアップコイル６ａには微小電流が発生し、この電流を整流器６ｂで整流し、充電回路６ｃによって充電器６ｄに充電される。この充電は電力供給線Ｄに大電流が流されているので常時微小電流を得て充電器６ｄを充分に充電できる。電源制御部６ｅは、電力が必要な回路・装置に給電し、不要な場合は給電停止して省エネとしている。又充電不足の時は充電が完了するまで給電の一時停止もできるようになっている。この給電方式は、商用電源等の外部電源から配線によって電源を得るものでないので電源線の配線工事が不要となる。又充電器６ｄは常時充電できるので、充電器の交換も不要にできる。
【００３０】
この実施例１では、超音波制御回路２ｂは定期的に一定時刻になると、又は無線による命令があると、超音波振動子２ａを作動させ、２０ｋＨｚの超音波の１ｍＳ〜１０ｍＳ程のバースト波を発生させる。同バースト波はクランプ本体１０の外周から電力供給線Ｄに伝わって同電力供給線Ｄを５０００ｍ／ｓ程の速さで伝播する。電力供給線Ｄの５００ｍ程離れた次の鉄塔で反射される。又途中に傷・腐食があるとこの位置からも反射される。この発生振動と反射波は電力供給線Ｄのクランプ本体１０に近い所に配置した超音波受信センサー３ａが検出して、振動受信回路３ｂに入力し、更にこれら振動情報は傷検出位置算出部４ａに入力される。図６に発生振動と反射波の波形を示している。
【００３１】
同傷検出位置算出部４ａでは、振動の伝播速度ｖが５０００ｍ／ｓであるので、発生振動の時刻と反射波の到達までの時間△ｔから、反射位置は△ｔ＊ｖ／２でもって算出し、その反射位置が１〜５００ｍの鉄塔の中間であれば電力供給線Ｄの途中の傷又は腐食の個所からの反射であると判定し、測定年月日時刻と判定結果及びデータをデジタル化して電力供給線ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃへその測定年月日時刻を付して入力して一時記憶する（図４のフロー図参照）。
【００３２】
漏れ電流検出は、ガイシＧの外周に非接触的に設けたピックアップ７ａが、ガイシＧの表面に汚れ・付着物等によって電流が流れると、その電流を検出して、漏れ電流検出部７ｂへその電流値を入力し、漏れ電流の大きさから、それが漏れ電流か否か判定し、判定結果及びその測定年月日時刻とそのデータをデジタル化して電力供給線ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃで記憶する。
【００３３】
電力供給線監視装置１の親機１ａの方では、天候観測装置８の温度計８ａ，湿度計８ｂ，風速計８ｃ，気圧計８ｄ，風向計８ｅ等の鉄塔Ｔ近くの天候のデータが、天候情報出力部８ｆへ入力され、これら情報はデジタル化して観測年月日時刻と鉄塔ＩＤとともに送信情報記憶部５ｃへ入力されて一時記憶される。
【００３４】
同様に、震度観測装置９の震度データを震度出力部９ｂに入力しその震度の程度を判定し、その結果とデータを測定年月日時刻と鉄塔ＩＤを付して送信情報記憶部５ｃに入力し一時記憶する。
【００３５】
このように、電力供給線監視装置１の親機１ａ，子機１ｂともに、鉄塔Ｔの各電力供給線Ｄの傷・腐食個所の有無とその位置情報，ガイシの漏れ電流情報には、鉄塔ＩＤと電力供給線ＩＤとこれらの測定年月日時刻情報と併せて送信情報記憶部５ｃに入力されて記憶される。
【００３６】
親機１ａでは、天候情報，震度情報も、鉄塔ＩＤと測定年月日時刻とともに送信情報記憶部５ｃに入力され記憶される。
【００３７】
これらの送信情報記憶部５ｃの記憶された情報は、定刻又は不定期的に送信変調部５ｂに送られ、無線送受信回路５ａから無線で送信される。
【００３８】
同じ鉄塔Ｔにある子機１ｂの方は、親機１ａの方へ送られる。
【００３９】
親機１ａでは、子機１ｂからのこれら情報の電波と、他の鉄塔Ｔからの情報・命令の電波とを無線送受信回路５ａで受信し、受信命令情報抽出部５ｄで、電波のうち、機器の命令と内容の情報とに弁別し、自己の鉄塔Ｔで自己の電力供給線に関する命令の場合は命令制御部５ｅに入力し、この電力供給線監視装置１の各構成の作動命令として信号を発生する。自己の鉄塔で他の電力供給線の場合は、その電力供給線ＩＤを付して送信変調部５ｂに入力し、無線送受信回路５ａを介して子機１ｂへ無線で送信する（図７，８の処理フローを参照）。子機の処理フローは図９参照。
一方、他鉄塔の命令及び内容のコンテンツの情報に関しては、受信情報一時記憶部５ｆに入力し、送信情報記憶部５ｃへ入力され、記憶され、自己の鉄塔の自己の電力供給線の情報及び同じ鉄塔の他の電力供給線の情報を集約化して、及び他の鉄塔に関する記憶された命令・情報とともに次の鉄塔へ適時送信される。
【００４０】
このように、自己の鉄塔の各種情報の他に他の鉄塔の命令及び情報も、次々と鉄塔へ無線で授受していって、電力供給線下流にある無線ネット情報管理局Ｎへ送られる。これら情報は、ケーブル又は無線によって鉄塔の出発地の発電所、又は大型電力中継基地へも送られる。
【００４１】
このように、各鉄塔及びその電力供給線に関する全情報は鉄塔間無線で無線ネット情報管理局Ｎ，所内電力供給線状態管理システム装置Ｍで集約されて管理される。又必要な命令もここから発信できるようになっている。
本実施例１において、鉄塔無線ネットとせず、全て子機１ｂのみにして、無線で１０ｋｍ程以内に設けた既設の所内電力供給線状態管理システム装置Ｍとの間で無線で情報・命令の直接の送信を行うようにしてもよい。この所内電力供給線状態管理システム装置Ｍと発電所，中央電力管理局等とはインターネット又はオンラインで情報を送受するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、鉄塔の天候・地震情報を広域に得ることができ、天気予報，大気の公害状況，地震の正確な情報ネットを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の説明図である。
【図２】実施例１の親機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
【図３】実施例１の子機となる電力供給線監視装置の構成を示す説明図である。
【図４】傷検出回路の傷・腐食の位置検出と判定フロー図である。
【図５】実施例１の電力供給線監視ネットシステムの説明図である。
【図６】実施例１の発生振動と反射波の状態を示す説明図である。
【図７】実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
【図８】実施例１の親機の処理フローを示す説明図である。
【図９】実施例１の子機の処理フローを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 電力供給線監視装置
１ａ 親機
１ｂ 子機
２ａ 超音波振動子
２ｂ 超音波制御回路
３ａ 超音波受信センサー
３ｂ 振動受信回路
４ａ 傷検出位置算出部
５ 無線制御部
５ａ 無線送受信回路
５ｂ 送信変調部
５ｃ 送信情報記憶部
５ｄ 受信命令情報抽出部
５ｅ 命令制御部
５ｆ 受信情報一時記憶部
６ａ 給電用ピックアップコイル
６ｂ 整流器
６ｃ 充電回路
６ｄ 充電器
６ｅ 電源制御部
７ａ 漏れ電流検出用ピックアップコイル
７ｂ 漏れ電流検出部
８ 天候観測装置
８ａ 温度計
８ｂ 湿度計
８ｃ 風速計
８ｄ 気圧計
８ｅ 風向計
８ｆ 天候情報出力部
９ 震度観測装置
９ａ 震度計
９ｂ 震度出力部
１０ クランプ本体
１０ａ 導電部
Ｃ 時計
ＩＤ 識別情報発生部
Ｄ 電力供給線
Ｇ ガイシ
Ｔ 鉄塔
Ｒ 電結部
Ｈ 引き留めクランプ
Ｍ 所内電力供給線状態管理システム装置
Ｍ１ 無線通信部
Ｍ２ 通信制御部
Ｎ 無線ネット情報管理局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給線に振動を与える振動発生手段と、同振動発生手段と近接した位置に設けた電力供給線上に生ずる振動を受信する振動受信手段と、振動受信手段が受信した前記振動発生手段の発生振動の波形信号とその振動の反射波の波形信号とを入力してそれらの波形信号の時間差又はその位相差から電力線上の傷又は腐食個所の有無とその位置を算出する傷検出手段と、前記振動発生手段・振動受信手段又は傷検出手段が得た情報を無線で識別情報を付して外部に送信し且つ外部からこれら手段の制御操作命令を受信してこれら手段をその命令に基づいて作動させる無線制御部と、電気供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電してその電力を前記各手段及び無線制御部に給電する給電手段とを備えた、電力供給線監視装置。
【請求項２】
無線制御部によって制御され、給電手段から給電され、電力供給線を固定する絶縁ガイシに流れる漏れ電流を検出してその信号を無線制御部に入力する漏れ電流検出手段を備え、漏れ電流情報を外部に無線で送信できるようにした、請求項１記載の電力供給線監視装置。
【請求項３】
漏れ電流検出手段は、電力給電線を固定する絶縁ガイシの外周に非接触のピックアップコイルを設けて同ピックアップによって漏れ電流を検出するようにした、請求項２記載の電力供給線監視装置。
【請求項４】
電力供給線のある鉄塔付近の大気の温度・湿度・風向・風速・気圧・大気中のチリ・黄砂又は特定ガスの量の天候状態を測定してそのデータを無線制御部に入力する天候観測装置を備え、同天候観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、天候情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、請求項１〜３いずれか記載の電力供給線監視装置。
【請求項５】
電力供給線のある鉄塔に地震の震度観測装置を設置し、同震度観測装置の観測データは無線制御部に入力され、震度観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、地震情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、請求項１〜４いずれか記載の電力供給線監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５の電力供給線監視装置を電力供給線を支持する鉄塔毎に設け、各鉄塔の供給線監視装置の無線制御部はその供給線監視装置で得た情報を自己の識別情報を付して無線で他の鉄塔の供給線監視装置の無線制御部に送信し、受信した無線制御部は自己の情報の他に受信した他の鉄塔の情報をその識別情報を付して更に次の鉄塔へ送信して、情報の無線ネットを形成した、電力供給線監視ネットシステム。
【請求項７】
同じ鉄塔の電力供給線に取り付けた複数の電力供給線監視装置のうち、一つの親機となる電力供給線監視装置の無線制御部のみが鉄塔間における無線による情報命令の授受が行え、同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線制御部は、前記親機の無線制御部と無線で情報命令の授受を行い、同じ鉄塔の各電力供給線の情報及び命令は親機に集約して他の鉄塔へ授受されるようにした、請求項６記載の電力供給線監視ネットシステム。
【請求項１】
電力供給線に振動を与える振動発生手段と、同振動発生手段と近接した位置に設けた電力供給線上に生ずる振動を受信する振動受信手段と、振動受信手段が受信した前記振動発生手段の発生振動の波形信号とその振動の反射波の波形信号とを入力してそれらの波形信号の時間差又はその位相差から電力線上の傷又は腐食個所の有無とその位置を算出する傷検出手段と、前記振動発生手段・振動受信手段又は傷検出手段が得た情報を無線で識別情報を付して外部に送信し且つ外部からこれら手段の制御操作命令を受信してこれら手段をその命令に基づいて作動させる無線制御部と、電気供給線からコイルを用いて非接触的に電流を抽出して充電してその電力を前記各手段及び無線制御部に給電する給電手段とを備えた、電力供給線監視装置。
【請求項２】
無線制御部によって制御され、給電手段から給電され、電力供給線を固定する絶縁ガイシに流れる漏れ電流を検出してその信号を無線制御部に入力する漏れ電流検出手段を備え、漏れ電流情報を外部に無線で送信できるようにした、請求項１記載の電力供給線監視装置。
【請求項３】
漏れ電流検出手段は、電力給電線を固定する絶縁ガイシの外周に非接触のピックアップコイルを設けて同ピックアップによって漏れ電流を検出するようにした、請求項２記載の電力供給線監視装置。
【請求項４】
電力供給線のある鉄塔付近の大気の温度・湿度・風向・風速・気圧・大気中のチリ・黄砂又は特定ガスの量の天候状態を測定してそのデータを無線制御部に入力する天候観測装置を備え、同天候観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、天候情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、請求項１〜３いずれか記載の電力供給線監視装置。
【請求項５】
電力供給線のある鉄塔に地震の震度観測装置を設置し、同震度観測装置の観測データは無線制御部に入力され、震度観測装置は給電手段から給電を受け、無線制御部からの命令で制御されるようにし、地震情報を無線制御部から識別情報を付して外部へ無線で送信できるようにした、請求項１〜４いずれか記載の電力供給線監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５の電力供給線監視装置を電力供給線を支持する鉄塔毎に設け、各鉄塔の供給線監視装置の無線制御部はその供給線監視装置で得た情報を自己の識別情報を付して無線で他の鉄塔の供給線監視装置の無線制御部に送信し、受信した無線制御部は自己の情報の他に受信した他の鉄塔の情報をその識別情報を付して更に次の鉄塔へ送信して、情報の無線ネットを形成した、電力供給線監視ネットシステム。
【請求項７】
同じ鉄塔の電力供給線に取り付けた複数の電力供給線監視装置のうち、一つの親機となる電力供給線監視装置の無線制御部のみが鉄塔間における無線による情報命令の授受が行え、同じ鉄塔の他の電力供給線監視装置の無線制御部は、前記親機の無線制御部と無線で情報命令の授受を行い、同じ鉄塔の各電力供給線の情報及び命令は親機に集約して他の鉄塔へ授受されるようにした、請求項６記載の電力供給線監視ネットシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９１０４６（Ｐ２００９−２９１０４６Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４３４３７（Ｐ２００８−１４３４３７）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５００３７２７１７）学校法人福岡工業大学 (32)
【出願人】（３９１０５７７６４）株式会社巧電社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５００３７２７１７）学校法人福岡工業大学 (32)
【出願人】（３９１０５７７６４）株式会社巧電社 (4)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]