電源装置及び架空送電線用標識灯
【課題】電線から安定した電力を安価に取得する。
【解決手段】電源装置１００は、電線Ｌと、大地Ｅとの間に電極板１を配置させるとともに、電極板１と、大地Ｅとの間にがいし２を設けた構成を有する。電極板１は、電線Ｌに平行になるように設置される。がいし２は、電極板１と、大地Ｅとの間を絶縁状態にする。このような構成において、電線Ｌに電圧を印加すると、静電誘導作用により、電極板１と、大地Ｅとの間に電位差が生じる。そこで、例えば、ＬＥＤ３の両端子を、電極板１及び大地Ｅにそれぞれ接続することによって、ＬＥＤ３が発光する。すなわち、電源装置１００は、電極板１及び大地Ｅを電極とする電源として使用することができる。なお、電源装置１００の一方の電極は、大地Ｅそのものである必要はなく、大地Ｅと同じ電位を持つ導電体であってもよい。
【解決手段】電源装置１００は、電線Ｌと、大地Ｅとの間に電極板１を配置させるとともに、電極板１と、大地Ｅとの間にがいし２を設けた構成を有する。電極板１は、電線Ｌに平行になるように設置される。がいし２は、電極板１と、大地Ｅとの間を絶縁状態にする。このような構成において、電線Ｌに電圧を印加すると、静電誘導作用により、電極板１と、大地Ｅとの間に電位差が生じる。そこで、例えば、ＬＥＤ３の両端子を、電極板１及び大地Ｅにそれぞれ接続することによって、ＬＥＤ３が発光する。すなわち、電源装置１００は、電極板１及び大地Ｅを電極とする電源として使用することができる。なお、電源装置１００の一方の電極は、大地Ｅそのものである必要はなく、大地Ｅと同じ電位を持つ導電体であってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線による静電誘導作用を利用した電源装置及びその電源装置を用いた架空送電線用標識灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電鉄塔に航空障害灯を設置する場合、現地には電源がないので、最も近い所にある配電線から低圧線を鉄塔まで施設する必要がある。その他の手段として、避雷用に架空地線（ＧＷ：Ground Wire）が送電鉄塔や電柱の最上端に架けられているが、その架空地線を鉄塔と絶縁状態にし、架空地線に発生する誘導電力を航空障害灯の電源に利用する方法がある。航空障害灯として、特許文献１には、コイルとＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する標識灯を架空送電線に直接取り付け、その送電線を流れる電流によりコイルに発生した誘導電流を用いて、ＬＥＤを点灯させることが記載されている。特許文献２には、太陽電池と、太陽電池から得られる起電力を蓄電する蓄電池と、蓄電池からの電力により発光すべく送電線に取り付けられる発光標識体と、外部が暗くなったことを検知して発光標識体を作動させる光センサスイッチとを備えた夜間標識灯について記載されている。
【特許文献１】特開平８−１２６１７７号公報
【特許文献２】特開平６−２６９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、航空障害灯の設置コストは非常に高い（数千万円／基、電源を除く）という問題がある。また、鉄塔付近に電源がない場合には、配電設備の設置（数十万円／柱１本）や、数径間に亘る架空地線の絶縁化工事の実施等が必要になり、さらに費用が嵩むことになる。
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、電線から安定した電力を安価に取得することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、電源装置であって、大地から絶縁され、電力を供給する電線に発生する静電誘導に応じて第１電位となる第１導電体と、前記第１導電体の前記第１電位より低い第２電位となる第２導電体とを備え、前記第１導電体と前記第２導電体との間に、負荷を駆動するための電圧を発生することを特徴とする。
この構成によれば、電線により発生する静電誘導作用を利用するので、安定した安価な電源装置を構成することができる。
【０００６】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、前記電線と平行に設けられる平板であることを特徴とする。
この構成によれば、第１導電体の平板が電線と平行に設けられることによって、平板全体として一様に電線による静電誘導作用を受けるので、さらに安定した電源装置とすることができる。
【０００７】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられるとともに前記電線と向かい合う側の面が凹面となる湾曲板であることを特徴とする。
この構成によれば、電線が揺れたとしても、その電線と、第１導電体の板との間を一定の距離に保持することができるので、第１導電体の板に生じる電位を一定にすることができ、さらに安定した電源装置を構成することができる。
【０００８】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、鉄塔と前記鉄塔に架設される前記電線との間に設けられ、前記第１導電体の前記鉄塔と向かい合う側の面は、碍子を介して前記鉄塔に取り付けられることを特徴とする。
この構成によれば、碍子を挟んで鉄塔に第１導電体の板を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【０００９】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、絶縁体を介してアークホーンに取り付けられることを特徴とする。
この構成によれば、絶縁体を挟んでアークホーンに第１導電体を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【００１０】
また、本発明は、電源装置を用いた架空送電線用標識灯であって、前記第１導電体と前記第２導電体の間に接続される発光部材を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、静電誘導作用を利用した電源装置を使用することによって、安価で短期間に架空送電線用標識灯を設置することができる。
【００１１】
また、本発明は、架空送電線用標識灯であって、前記発光部材を覆うとともに前記鉄塔に取り付けられるカバーを備え、前記カバーが、前記発光部材の発光出力を集光又は拡散するためのレンズを有することを特徴とする。
この構成によれば、レンズによる集光及び拡散の効果によって、発光部材の光度を効率的に確保、向上することができる。
【００１２】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電線から安定した電力を安価に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る電源装置は、電線と、大地との間の静電誘導作用を利用したものである。
【００１５】
≪電源装置の基本構成と概要≫
図１は、電線と大地との間の静電誘導作用を利用した電源装置の構成を示す図である。電源装置１００は、電線Ｌと、大地（アース）Ｅとの間に電極板１を配置するとともに、電極板１と、大地Ｅとの間にがいし（碍子）２を設けた構成を有する。電極板１は、電線Ｌに平行になるように設置される。がいし２は、電極板１と、大地Ｅとの間を絶縁状態にする。このような構成において、電力を供給するための電線Ｌに電圧を印加すると、静電誘導作用により、電極板１と、大地Ｅとの間に電位差が生じる。そこで、例えば、ＬＥＤ３の両端子を、電極板１及び大地Ｅにそれぞれ接続することによって、ＬＥＤ３が発光する。すなわち、電源装置１００は、電極板１（第１電位となる第１導電体）及び大地Ｅを電極とする電源として、負荷を駆動するための電圧を発生することができる。なお、電源装置１００の一方の電極は、大地Ｅそのものである必要はなく、大地Ｅと略同じ電位を有する導電体（第２電位となる第２導電体、例えば、鉄塔やアークホーン等）であってもよいし、いずれにしても電極板１より低い電位を有する導電体であればよい。また、好適には、ＬＥＤ３に直流電流が流れるように整流回路をさらに含む構成としてもよい。
【００１６】
図２は、電源装置１００の電気的状態を示す模式図である。電源装置の性能は、その静電容量と負荷インピーダンス特性により決定される。その結果により、負荷４１を通る電流の上限値及び負荷４１の端子間の電圧を取得することができ、さらにそれらの値から負荷４１に供給される電力を求めることができる。
【００１７】
図２（ａ）は、電源装置１００の模式図を示し、図１におけるＬＥＤ３を負荷４１に置き換えるとともに、電線Ｌに交流電流を流すことから、電線Ｌと、大地Ｅとの間にＡＣ（Alternating Current）電源５を接続したものである。
【００１８】
図２（ｂ）は、電源装置１００の静電容量を計算するために、図２（ａ）の構成を等価回路にしたものである。図２（ａ）における、電線Ｌと、電極板１との間には、何もない空間があり、従って、空気のコンデンサがあると考えられるので、静電容量Ｃ１のコンデンサに相当する。電極板１と、大地Ｅとの間には、所定の電位差があり、従って、負荷４１の両端子に所定の電圧を印加可能なものがあると考えられるので、静電容量Ｃ２のコンデンサに相当する。電線Ｌと、大地Ｅとの間のＡＣ電源５は、交流電源に相当する。
【００１９】
図２（ｂ）の回路図を用いることによって、電源装置１００の静電容量Ｃ１は、次の計算式により求めることができる。
【００２０】
まず、Ｃ１及びＣ２を流れる電流Ｉ及びＣ１及びＣ２にかかる電圧Ｖについて、以下の式が成り立つ。なお、Ｃ１にかかる電圧をＶ１とし、Ｃ２にかかる電圧をＶ２とする。
Ｉ ＝ Ｖ１／（１／ｊωＣ１） ＝ Ｖ２／（１／ｊωＣ２）・・・式１
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ ・・・式２
式２から、
Ｖ１ ＝ Ｖ−Ｖ２ ・・・式３
式３を式１に代入すると、
（Ｖ−Ｖ２）／（１／ｊωＣ１） ＝ Ｖ２／（１／ｊωＣ２）
（Ｖ−Ｖ２）／Ｃ２ ＝ Ｖ２／Ｃ１
Ｃ１ ＝ Ｃ２＊Ｖ２／（Ｖ−Ｖ２） ・・・式４
例えば、Ｖ＝６４［ｋＶ］、Ｖ２＝０．０１１［ｋＶ］、Ｃ２＝０．５［μＦ］の場合、Ｃ１＝８．６Ｅ−５［μＦ］となり、Ｉ＝２．１Ｅ−３［Ａ］となる。
【００２１】
≪測定実験とその結果１≫
続いて、実際に電源装置１００の電気的性能を測定する実験とその結果について説明する。図３は、測定実験に用いる装置構成を示す図である。電線Ｌとしては棒電極Ｌ１を用い、電極板１は、長さＬ及び幅Ｗを有し、棒電極Ｌ１との距離をＤとする。電極板１と、大地Ｅとの間に供試品４２を接続する。このような構成において、棒電極Ｌ１に電圧を印加して静電容量の評価等を行う。
【００２２】
図４及び図５は、電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２を接続することなく、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、アナログ電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧を逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図４（ａ）及び図５（ａ）に示す。これによれば、測定電圧Ｖ２は、印加電圧Ｖにほぼ比例していると言える。
【００２３】
次に、供試品４２としてフィルムコンデンサ（Ｃ２＝０．５μＦ）を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、デジタル電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧を逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図４（ｂ）、図５（ｂ）及び（ｃ）に示す。図５（ｃ）によれば、まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約２７〜２８ｐＦである。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約１４ｐＦであり、電極板１の面積が１／４倍になったのに対して１／２倍強となった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約１１〜１２ｐＦであり、電極板１の面積が１／４倍になったのに対して１／２倍弱となった。これによれば、電極板１の面積が大きいほど、静電容量Ｃ１が大きくなることが確認された。なお、図４及び図５には示していないが、電極板１を棒電極Ｌ１に近付ければ、電極板１の電位が上がることも確認されている。
【００２４】
静電容量Ｃ１の計算は、先に示した式４による。例えば、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合について計算例を示すと、
Ｃ１＝０．５μＦ＊３．５３Ｖ／（６４ｋＶ−３．５３Ｖ）
＝０．５Ｅ−６Ｆ＊３．５３Ｖ／（６４Ｅ３Ｖ−３．５３Ｖ）
＝２．８Ｅ−１１Ｆ
＝２８ｐＦ
となる。
【００２５】
≪測定実験とその結果２≫
続いて、供試品をＬＥＤとして電源装置１００の電気的性能を測定する実験とその結果について説明する。図６は、実験に用いる装置構成の一部を示す図であり、特に電流を測定する方法を示すものである。電極板１と、大地Ｅとの間にＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒを直列に接続する。ＬＥＤ灯４３は、例えば、１９個のＬＥＤを直列接続したものである。そして、抵抗Ｒにオシロスコープ６を並列に接続し、オシロスコープ６によりＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒを流れる電流を測定する。具体的には、ＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒに電流が流れたときの抵抗Ｒの両端に発生する電圧から、抵抗Ｒを流れる電流を求める。
【００２６】
図７及び図８は、電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、デジタル電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧Ｖを逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図７（ａ）及び図８（ａ）に示す。これによれば、まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は２１４Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１１Ｖの電圧を分担していることになる。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は１９９Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１０Ｖの電圧を分担していることになる。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は１９５Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１０Ｖの電圧を分担していることになる。
【００２７】
続いて、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、オシロスコープ６により電極板１と、大地Ｅとの間の電流Ｉを測定した。Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電流Ｉは０．７２ｍＡであった。この電流値は、ＡＣ１００Ｖ印加時に比べて約１／３９倍である。インピーダンスは、６４ｋＶ／０．７２ｍＡ＝８．９Ｅ７Ωである。従って、静電容量Ｃ１＝１／（８．９Ｅ７＊２＊π＊６０）＝３０ｐＦとなる。なお、電流Ｉは、電極板１と、大地Ｅとの間の電圧＝１０．２ｍＶ（ピーク値）＝７．２ｍＶ（二乗平均平方根＝実効値）であり、抵抗Ｒ＝１０Ωなので、電流Ｉ＝７．２／１０＝０．７２ｍＡとなった。
【００２８】
さらに、ＡＣ１００Ｖを単巻変圧器であるスライダック（登録商標）によって変成し、１個のＬＥＤに電圧を印加した状態で、電流計によりＬＥＤの電流を測定した。１０Ｖで１ｍＡ程度の電流が流れることを確認した。この際、印加電圧を逐次変化させながら、電流を測定した。その測定結果を図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す。
【００２９】
図９〜図１２は、輝度及び照度の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、ＬＥＤ灯４３の輝度及び照度を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧Ｖを逐次変化させながら、輝度及び照度（ＬＥＤ灯４３と照度計との間の距離＝２ｍ）を測定した。
【００３０】
輝度及び光度に関する測定結果を図９（ａ）、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す。まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が１２３０ｃｄ／ｍ２であり、光度が約４．１ｃｄであった。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が５１２ｃｄ／ｍ２であり、電極板１の面積が１／４になったのに対して輝度及び光度は０．４２倍となった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が４２８ｃｄ／ｍ２であり、電極板１の面積が１／４になったのに対して輝度及び光度は０．３５倍となった。
【００３１】
照度に関する測定結果を図９（ａ）、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．７Ｌｘであり、光度が約２．８ｃｄであった。なお、光度は、照度に距離の２乗をかけることで求めることができる。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．３５Ｌｘであり、電極板１の面積が１／４になったのに対して照度及び光度は０．５倍になった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．２５Ｌｘであり、電極板１の面積が１／４になったのに対して照度及び光度は０．３６倍になった。なお、印加電圧に対する照度は、例えば、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の測定照度が、印加電圧Ｖが０ｋＶのとき０．５５Ｌｘであり、３８ｋＶのとき１．０Ｌｘであり、５０ｋＶのとき１．１Ｌｘであり、６４ｋＶのとき１．２５Ｌｘであり、１００ｋＶのとき１．８Ｌｘであったので、それぞれの測定値から周囲の明かり分と考えられる０．５５Ｌｘを差し引いた値とした。
【００３２】
さらに、ＡＣ１００Ｖを単巻変圧器であるスライダック（登録商標）によって変成し，１個のＬＥＤに電圧を印加した状態で、ＬＥＤの輝度を測定した。この際、印加電圧を逐次変化させながら、輝度を測定した。その測定結果を図９（ｂ）、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す。これによれば、印加電圧Ｖが１０〜１００Ｖの間は、リニア（線形）になっていると言える。また、図１３は、ＬＥＤ灯４３の発光状態を撮影した写真を示す図である。
【００３３】
以上によれば、印加電圧Ｖが大きいほど、電源装置１００に接続されたＬＥＤ灯４３の光度が大きくなり、また、電極板１の面積が大きいほど、ＬＥＤ灯４３の光度が大きくなることが確認された。
【００３４】
≪電源装置の構造例≫
図１４は、電源装置の構造例を示す図であり、塔体型の電源装置の構造を示す。図１４（ａ）は、懸垂鉄塔の場合を示す。この電源装置は、電線Ｌが揺れても一定の距離（少なくとも所定の絶縁間隔以上の距離）を保つように湾曲したアルミ板が用いられ、支持がいしによって固定された電線Ｌにアルミ板の凹面が向くとともに、鉄塔に向かい合うアルミ板の凸面側ががいし（絶縁体）を介して鉄塔に固定された構成になっている。これは、アルミ板を、電線Ｌに平行に設けるとともに、電線Ｌが揺れる軌跡と平行になるように湾曲させることによって実現することができる。図１との対応付けを行うと、電極板１としてアルミ板があり、大地Ｅとして同じ電位を有する鉄塔がある。従って、アルミ板は、鉄塔と、鉄塔に架設される電線Ｌとの間に設けられる。なお、湾曲した板ではなく、平板を電線Ｌに平行に設ける構成も考えられる。
【００３５】
図１４（ｂ）は、耐張鉄塔の場合を示す。この場合、電線Ｌ１と、電線Ｌ２とを接続するジャンパー線Ｊが固定されていないので、風圧等により横振れすることがあるが、電源装置として湾曲したアルミ板を用いることによって、アルミ板と、ジャンパー線Ｊとの間の距離を一定に保つことができる。なお、ジャンパー線Ｊを固定するために、鉄塔と、ジャンパー線Ｊとの間に支持がいしを取り付けた構成としてもよい。
【００３６】
≪航空障害灯の構造例≫
図１５は、電源装置を電源として使用する航空障害灯の構造例を示す図である。航空障害灯は、架空送電線用標識灯の一実施形態である。
【００３７】
図１５（ａ）は、航空障害灯の外面及び内部構造を示す。航空障害灯１０は、ＬＥＤ（発光部材）３と、外層（カバー）７と、支持部９とを備える。ＬＥＤ３は、赤色灯等の高輝度発光ダイオードが用いられる。外層７は、所定の厚さを持つ強化プラスチック等であり、ＬＥＤ３が差し込まれて固定されるような構造になっている。換言すれば、外層７は、ＬＥＤ３を覆うような構成になっている。外層７の表面には、ＬＥＤ３が差し込まれる位置に対応してレンズ８が設けられていてもよい。これによれば、レンズ８による発光出力の集光又は拡散の効果を利用することによって、ＬＥＤ３の光度を効率的に確保、向上することができる。支持部９は、ＬＥＤ３及び外層７からなる発光部分を所定の箇所に支持するものであり、例えば、鉄塔に固定される。航空障害灯１０は、２つの端子を持ち、一方の端子が鉄塔等を通じて大地Ｅに接続され、他方の端子が電極板１に接続される。なお、外層７と、支持部９とが一体化されて、鉄塔に取り付けられてもよい。
【００３８】
図１５（ｂ）は、ＬＥＤ３の接続構成を示す。ＬＥＤ３は、ＡとＢの部分が接続されることによって、すべてが直列に接続されることになる。定電圧電源であれば、負荷を並列に接続した方が有利である（負荷がＬＥＤ３の場合、光度が大きい）が、静電誘導を利用した電源装置は定電流電源であるので、負荷を直列に接続した方が有利である。図１を使って定電流電源であることを説明すると、電線Ｌと電極板１との間は空気であるので、数ＭΩの抵抗を持つのに対して、ＬＥＤ３はせいぜい数百Ω程度である。従って、電線Ｌに所定の電圧が印加された場合、ＬＥＤ３の抵抗に比べて空気の抵抗が非常に大きいので、ＬＥＤ３の抵抗の大きさにかかわらずＬＥＤ３にはほぼ一定の電流が流れる。これによれば、電源装置１００は定電流電源となる。
【００３９】
なお、航空障害灯１０は、既存の電源を使用するものであってもよいし、静電誘導作用を利用した電源装置を使用するものであってもよい。
【００４０】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、電線Ｌに電圧を印加したことにより発生する静電誘導作用を利用することによって、安定した簡単な電源装置を構成することができる。また、電極板１が電線Ｌと平行に設けられることによって、電極板１全体として一様に電線Ｌによる静電誘導作用を受けるので、さらに安定した電源装置とすることができる。一方、電極板１を電線Ｌが揺れる軌跡と平行になるように湾曲させて配置することによって、電線Ｌが揺れたとしても電線Ｌと、電極板１との間を一定の距離に保つことができ、電極板１の電位を一定にすることができるので、さらに安定した電源装置とすることができる。そして、がいしを挟んで鉄塔にアルミ板を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【００４１】
以上によれば、例えば、送電線の新設工事や航空局からの指導等により、鉄塔に航空障害灯を設置することが要請された場合、静電誘導による電源装置を鉄塔側に設置することによって、電源工事をすることなく、その電源装置を使用して短期間かつ安価に夜間航空障害灯を設置することが可能となる。また、電源装置や航空障害灯を鉄塔側に設置することになるので、設備のメンテナンス作業が容易になる。
【００４２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、上記実施の形態では、電極板１（アルミ板を含む）が平板や湾曲した板であるように記載したが、そのような形状に限定されるものではなく、電極板１が穴空き板、メッシュ板等の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】電線と大地との間の静電誘導作用を利用した電源装置の構成を示す図である。
【図２】電源装置１００の電気的状態を示す模式図であり、（ａ）は電源装置１００の模式図を示し、（ｂ）は（ａ）の等価回路を示す。
【図３】測定実験に用いる装置構成を示す図である。
【図４】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図であり、（ａ）は供試品がない場合を示し、（ｂ）は供試品が０．５μＦのコンデンサである場合を示す。
【図５】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は供試品がない場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｂ）は供試品が０．５μＦのコンデンサである場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｃ）は０．５μＦのコンデンサである場合の印加電圧と静電容量との関係を示す。
【図６】測定実験に用いる装置構成の一部を示す図である。
【図７】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図であり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合を示す。
【図８】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合の印加電圧と測定電流との関係を示す。
【図９】輝度及び照度の測定の結果を示す図であり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合を示す。
【図１０】ＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と輝度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示す。
【図１１】ＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と照度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示し、（ｃ）は周囲の明るさを除去する前の印加電圧と照度との関係を示す。
【図１２】ＬＥＤ１個の場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と輝度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示す。
【図１３】ＬＥＤ灯４３の発光状態を撮影した写真を示す図である。
【図１４】電源装置の構造例を示す図であり、（ａ）は懸垂鉄塔の場合を示し、（ｂ）は耐張鉄塔の場合を示す。
【図１５】電源装置を電源として使用する航空障害灯の構造例を示す図であり、（ａ）は航空障害灯１０の外面及び内部構造を示し、（ｂ）はＬＥＤ３の接続構成を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 電源装置
１ 電極板
２ がいし
３ ＬＥＤ
Ｅ 大地
Ｌ 電線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線による静電誘導作用を利用した電源装置及びその電源装置を用いた架空送電線用標識灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電鉄塔に航空障害灯を設置する場合、現地には電源がないので、最も近い所にある配電線から低圧線を鉄塔まで施設する必要がある。その他の手段として、避雷用に架空地線（ＧＷ：Ground Wire）が送電鉄塔や電柱の最上端に架けられているが、その架空地線を鉄塔と絶縁状態にし、架空地線に発生する誘導電力を航空障害灯の電源に利用する方法がある。航空障害灯として、特許文献１には、コイルとＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する標識灯を架空送電線に直接取り付け、その送電線を流れる電流によりコイルに発生した誘導電流を用いて、ＬＥＤを点灯させることが記載されている。特許文献２には、太陽電池と、太陽電池から得られる起電力を蓄電する蓄電池と、蓄電池からの電力により発光すべく送電線に取り付けられる発光標識体と、外部が暗くなったことを検知して発光標識体を作動させる光センサスイッチとを備えた夜間標識灯について記載されている。
【特許文献１】特開平８−１２６１７７号公報
【特許文献２】特開平６−２６９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、航空障害灯の設置コストは非常に高い（数千万円／基、電源を除く）という問題がある。また、鉄塔付近に電源がない場合には、配電設備の設置（数十万円／柱１本）や、数径間に亘る架空地線の絶縁化工事の実施等が必要になり、さらに費用が嵩むことになる。
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、電線から安定した電力を安価に取得することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、電源装置であって、大地から絶縁され、電力を供給する電線に発生する静電誘導に応じて第１電位となる第１導電体と、前記第１導電体の前記第１電位より低い第２電位となる第２導電体とを備え、前記第１導電体と前記第２導電体との間に、負荷を駆動するための電圧を発生することを特徴とする。
この構成によれば、電線により発生する静電誘導作用を利用するので、安定した安価な電源装置を構成することができる。
【０００６】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、前記電線と平行に設けられる平板であることを特徴とする。
この構成によれば、第１導電体の平板が電線と平行に設けられることによって、平板全体として一様に電線による静電誘導作用を受けるので、さらに安定した電源装置とすることができる。
【０００７】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられるとともに前記電線と向かい合う側の面が凹面となる湾曲板であることを特徴とする。
この構成によれば、電線が揺れたとしても、その電線と、第１導電体の板との間を一定の距離に保持することができるので、第１導電体の板に生じる電位を一定にすることができ、さらに安定した電源装置を構成することができる。
【０００８】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、鉄塔と前記鉄塔に架設される前記電線との間に設けられ、前記第１導電体の前記鉄塔と向かい合う側の面は、碍子を介して前記鉄塔に取り付けられることを特徴とする。
この構成によれば、碍子を挟んで鉄塔に第１導電体の板を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【０００９】
また、本発明は、電源装置であって、前記第１導電体が、絶縁体を介してアークホーンに取り付けられることを特徴とする。
この構成によれば、絶縁体を挟んでアークホーンに第１導電体を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【００１０】
また、本発明は、電源装置を用いた架空送電線用標識灯であって、前記第１導電体と前記第２導電体の間に接続される発光部材を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、静電誘導作用を利用した電源装置を使用することによって、安価で短期間に架空送電線用標識灯を設置することができる。
【００１１】
また、本発明は、架空送電線用標識灯であって、前記発光部材を覆うとともに前記鉄塔に取り付けられるカバーを備え、前記カバーが、前記発光部材の発光出力を集光又は拡散するためのレンズを有することを特徴とする。
この構成によれば、レンズによる集光及び拡散の効果によって、発光部材の光度を効率的に確保、向上することができる。
【００１２】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電線から安定した電力を安価に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る電源装置は、電線と、大地との間の静電誘導作用を利用したものである。
【００１５】
≪電源装置の基本構成と概要≫
図１は、電線と大地との間の静電誘導作用を利用した電源装置の構成を示す図である。電源装置１００は、電線Ｌと、大地（アース）Ｅとの間に電極板１を配置するとともに、電極板１と、大地Ｅとの間にがいし（碍子）２を設けた構成を有する。電極板１は、電線Ｌに平行になるように設置される。がいし２は、電極板１と、大地Ｅとの間を絶縁状態にする。このような構成において、電力を供給するための電線Ｌに電圧を印加すると、静電誘導作用により、電極板１と、大地Ｅとの間に電位差が生じる。そこで、例えば、ＬＥＤ３の両端子を、電極板１及び大地Ｅにそれぞれ接続することによって、ＬＥＤ３が発光する。すなわち、電源装置１００は、電極板１（第１電位となる第１導電体）及び大地Ｅを電極とする電源として、負荷を駆動するための電圧を発生することができる。なお、電源装置１００の一方の電極は、大地Ｅそのものである必要はなく、大地Ｅと略同じ電位を有する導電体（第２電位となる第２導電体、例えば、鉄塔やアークホーン等）であってもよいし、いずれにしても電極板１より低い電位を有する導電体であればよい。また、好適には、ＬＥＤ３に直流電流が流れるように整流回路をさらに含む構成としてもよい。
【００１６】
図２は、電源装置１００の電気的状態を示す模式図である。電源装置の性能は、その静電容量と負荷インピーダンス特性により決定される。その結果により、負荷４１を通る電流の上限値及び負荷４１の端子間の電圧を取得することができ、さらにそれらの値から負荷４１に供給される電力を求めることができる。
【００１７】
図２（ａ）は、電源装置１００の模式図を示し、図１におけるＬＥＤ３を負荷４１に置き換えるとともに、電線Ｌに交流電流を流すことから、電線Ｌと、大地Ｅとの間にＡＣ（Alternating Current）電源５を接続したものである。
【００１８】
図２（ｂ）は、電源装置１００の静電容量を計算するために、図２（ａ）の構成を等価回路にしたものである。図２（ａ）における、電線Ｌと、電極板１との間には、何もない空間があり、従って、空気のコンデンサがあると考えられるので、静電容量Ｃ１のコンデンサに相当する。電極板１と、大地Ｅとの間には、所定の電位差があり、従って、負荷４１の両端子に所定の電圧を印加可能なものがあると考えられるので、静電容量Ｃ２のコンデンサに相当する。電線Ｌと、大地Ｅとの間のＡＣ電源５は、交流電源に相当する。
【００１９】
図２（ｂ）の回路図を用いることによって、電源装置１００の静電容量Ｃ１は、次の計算式により求めることができる。
【００２０】
まず、Ｃ１及びＣ２を流れる電流Ｉ及びＣ１及びＣ２にかかる電圧Ｖについて、以下の式が成り立つ。なお、Ｃ１にかかる電圧をＶ１とし、Ｃ２にかかる電圧をＶ２とする。
Ｉ ＝ Ｖ１／（１／ｊωＣ１） ＝ Ｖ２／（１／ｊωＣ２）・・・式１
Ｖ ＝ Ｖ１＋Ｖ２ ・・・式２
式２から、
Ｖ１ ＝ Ｖ−Ｖ２ ・・・式３
式３を式１に代入すると、
（Ｖ−Ｖ２）／（１／ｊωＣ１） ＝ Ｖ２／（１／ｊωＣ２）
（Ｖ−Ｖ２）／Ｃ２ ＝ Ｖ２／Ｃ１
Ｃ１ ＝ Ｃ２＊Ｖ２／（Ｖ−Ｖ２） ・・・式４
例えば、Ｖ＝６４［ｋＶ］、Ｖ２＝０．０１１［ｋＶ］、Ｃ２＝０．５［μＦ］の場合、Ｃ１＝８．６Ｅ−５［μＦ］となり、Ｉ＝２．１Ｅ−３［Ａ］となる。
【００２１】
≪測定実験とその結果１≫
続いて、実際に電源装置１００の電気的性能を測定する実験とその結果について説明する。図３は、測定実験に用いる装置構成を示す図である。電線Ｌとしては棒電極Ｌ１を用い、電極板１は、長さＬ及び幅Ｗを有し、棒電極Ｌ１との距離をＤとする。電極板１と、大地Ｅとの間に供試品４２を接続する。このような構成において、棒電極Ｌ１に電圧を印加して静電容量の評価等を行う。
【００２２】
図４及び図５は、電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２を接続することなく、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、アナログ電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧を逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図４（ａ）及び図５（ａ）に示す。これによれば、測定電圧Ｖ２は、印加電圧Ｖにほぼ比例していると言える。
【００２３】
次に、供試品４２としてフィルムコンデンサ（Ｃ２＝０．５μＦ）を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、デジタル電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧を逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図４（ｂ）、図５（ｂ）及び（ｃ）に示す。図５（ｃ）によれば、まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約２７〜２８ｐＦである。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約１４ｐＦであり、電極板１の面積が１／４倍になったのに対して１／２倍強となった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の静電容量Ｃ１は、約１１〜１２ｐＦであり、電極板１の面積が１／４倍になったのに対して１／２倍弱となった。これによれば、電極板１の面積が大きいほど、静電容量Ｃ１が大きくなることが確認された。なお、図４及び図５には示していないが、電極板１を棒電極Ｌ１に近付ければ、電極板１の電位が上がることも確認されている。
【００２４】
静電容量Ｃ１の計算は、先に示した式４による。例えば、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合について計算例を示すと、
Ｃ１＝０．５μＦ＊３．５３Ｖ／（６４ｋＶ−３．５３Ｖ）
＝０．５Ｅ−６Ｆ＊３．５３Ｖ／（６４Ｅ３Ｖ−３．５３Ｖ）
＝２．８Ｅ−１１Ｆ
＝２８ｐＦ
となる。
【００２５】
≪測定実験とその結果２≫
続いて、供試品をＬＥＤとして電源装置１００の電気的性能を測定する実験とその結果について説明する。図６は、実験に用いる装置構成の一部を示す図であり、特に電流を測定する方法を示すものである。電極板１と、大地Ｅとの間にＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒを直列に接続する。ＬＥＤ灯４３は、例えば、１９個のＬＥＤを直列接続したものである。そして、抵抗Ｒにオシロスコープ６を並列に接続し、オシロスコープ６によりＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒを流れる電流を測定する。具体的には、ＬＥＤ灯４３及び抵抗Ｒに電流が流れたときの抵抗Ｒの両端に発生する電圧から、抵抗Ｒを流れる電流を求める。
【００２６】
図７及び図８は、電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、デジタル電圧計により電極板１と、大地Ｅとの間の電圧Ｖ２を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧Ｖを逐次変化させながら、電圧Ｖ２を測定した。その測定結果を図７（ａ）及び図８（ａ）に示す。これによれば、まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は２１４Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１１Ｖの電圧を分担していることになる。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は１９９Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１０Ｖの電圧を分担していることになる。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電圧Ｖ２は１９５Ｖであった。このとき、ＬＥＤ１個あたりの約１０Ｖの電圧を分担していることになる。
【００２７】
続いて、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、オシロスコープ６により電極板１と、大地Ｅとの間の電流Ｉを測定した。Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、電流Ｉは０．７２ｍＡであった。この電流値は、ＡＣ１００Ｖ印加時に比べて約１／３９倍である。インピーダンスは、６４ｋＶ／０．７２ｍＡ＝８．９Ｅ７Ωである。従って、静電容量Ｃ１＝１／（８．９Ｅ７＊２＊π＊６０）＝３０ｐＦとなる。なお、電流Ｉは、電極板１と、大地Ｅとの間の電圧＝１０．２ｍＶ（ピーク値）＝７．２ｍＶ（二乗平均平方根＝実効値）であり、抵抗Ｒ＝１０Ωなので、電流Ｉ＝７．２／１０＝０．７２ｍＡとなった。
【００２８】
さらに、ＡＣ１００Ｖを単巻変圧器であるスライダック（登録商標）によって変成し、１個のＬＥＤに電圧を印加した状態で、電流計によりＬＥＤの電流を測定した。１０Ｖで１ｍＡ程度の電流が流れることを確認した。この際、印加電圧を逐次変化させながら、電流を測定した。その測定結果を図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す。
【００２９】
図９〜図１２は、輝度及び照度の測定の結果を示す図である。まず、供試品４２としてＬＥＤ灯４３を接続し、棒電極Ｌ１に電圧Ｖを印加した状態で、ＬＥＤ灯４３の輝度及び照度を測定した。この際、Ｄは一定とし、ＬとＷの３つの組み合わせについて、それぞれ印加電圧Ｖを逐次変化させながら、輝度及び照度（ＬＥＤ灯４３と照度計との間の距離＝２ｍ）を測定した。
【００３０】
輝度及び光度に関する測定結果を図９（ａ）、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す。まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が１２３０ｃｄ／ｍ２であり、光度が約４．１ｃｄであった。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が５１２ｃｄ／ｍ２であり、電極板１の面積が１／４になったのに対して輝度及び光度は０．４２倍となった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、輝度が４２８ｃｄ／ｍ２であり、電極板１の面積が１／４になったのに対して輝度及び光度は０．３５倍となった。
【００３１】
照度に関する測定結果を図９（ａ）、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。まず、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．７Ｌｘであり、光度が約２．８ｃｄであった。なお、光度は、照度に距離の２乗をかけることで求めることができる。次に、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝０．５ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．３５Ｌｘであり、電極板１の面積が１／４になったのに対して照度及び光度は０．５倍になった。そして、Ｌ＝０．５ｍ、Ｗ＝２ｍの場合、印加電圧Ｖが６４ｋＶのとき、照度が０．２５Ｌｘであり、電極板１の面積が１／４になったのに対して照度及び光度は０．３６倍になった。なお、印加電圧に対する照度は、例えば、Ｌ＝２ｍ、Ｗ＝２ｍの場合の測定照度が、印加電圧Ｖが０ｋＶのとき０．５５Ｌｘであり、３８ｋＶのとき１．０Ｌｘであり、５０ｋＶのとき１．１Ｌｘであり、６４ｋＶのとき１．２５Ｌｘであり、１００ｋＶのとき１．８Ｌｘであったので、それぞれの測定値から周囲の明かり分と考えられる０．５５Ｌｘを差し引いた値とした。
【００３２】
さらに、ＡＣ１００Ｖを単巻変圧器であるスライダック（登録商標）によって変成し，１個のＬＥＤに電圧を印加した状態で、ＬＥＤの輝度を測定した。この際、印加電圧を逐次変化させながら、輝度を測定した。その測定結果を図９（ｂ）、図１２（ａ）及び（ｂ）に示す。これによれば、印加電圧Ｖが１０〜１００Ｖの間は、リニア（線形）になっていると言える。また、図１３は、ＬＥＤ灯４３の発光状態を撮影した写真を示す図である。
【００３３】
以上によれば、印加電圧Ｖが大きいほど、電源装置１００に接続されたＬＥＤ灯４３の光度が大きくなり、また、電極板１の面積が大きいほど、ＬＥＤ灯４３の光度が大きくなることが確認された。
【００３４】
≪電源装置の構造例≫
図１４は、電源装置の構造例を示す図であり、塔体型の電源装置の構造を示す。図１４（ａ）は、懸垂鉄塔の場合を示す。この電源装置は、電線Ｌが揺れても一定の距離（少なくとも所定の絶縁間隔以上の距離）を保つように湾曲したアルミ板が用いられ、支持がいしによって固定された電線Ｌにアルミ板の凹面が向くとともに、鉄塔に向かい合うアルミ板の凸面側ががいし（絶縁体）を介して鉄塔に固定された構成になっている。これは、アルミ板を、電線Ｌに平行に設けるとともに、電線Ｌが揺れる軌跡と平行になるように湾曲させることによって実現することができる。図１との対応付けを行うと、電極板１としてアルミ板があり、大地Ｅとして同じ電位を有する鉄塔がある。従って、アルミ板は、鉄塔と、鉄塔に架設される電線Ｌとの間に設けられる。なお、湾曲した板ではなく、平板を電線Ｌに平行に設ける構成も考えられる。
【００３５】
図１４（ｂ）は、耐張鉄塔の場合を示す。この場合、電線Ｌ１と、電線Ｌ２とを接続するジャンパー線Ｊが固定されていないので、風圧等により横振れすることがあるが、電源装置として湾曲したアルミ板を用いることによって、アルミ板と、ジャンパー線Ｊとの間の距離を一定に保つことができる。なお、ジャンパー線Ｊを固定するために、鉄塔と、ジャンパー線Ｊとの間に支持がいしを取り付けた構成としてもよい。
【００３６】
≪航空障害灯の構造例≫
図１５は、電源装置を電源として使用する航空障害灯の構造例を示す図である。航空障害灯は、架空送電線用標識灯の一実施形態である。
【００３７】
図１５（ａ）は、航空障害灯の外面及び内部構造を示す。航空障害灯１０は、ＬＥＤ（発光部材）３と、外層（カバー）７と、支持部９とを備える。ＬＥＤ３は、赤色灯等の高輝度発光ダイオードが用いられる。外層７は、所定の厚さを持つ強化プラスチック等であり、ＬＥＤ３が差し込まれて固定されるような構造になっている。換言すれば、外層７は、ＬＥＤ３を覆うような構成になっている。外層７の表面には、ＬＥＤ３が差し込まれる位置に対応してレンズ８が設けられていてもよい。これによれば、レンズ８による発光出力の集光又は拡散の効果を利用することによって、ＬＥＤ３の光度を効率的に確保、向上することができる。支持部９は、ＬＥＤ３及び外層７からなる発光部分を所定の箇所に支持するものであり、例えば、鉄塔に固定される。航空障害灯１０は、２つの端子を持ち、一方の端子が鉄塔等を通じて大地Ｅに接続され、他方の端子が電極板１に接続される。なお、外層７と、支持部９とが一体化されて、鉄塔に取り付けられてもよい。
【００３８】
図１５（ｂ）は、ＬＥＤ３の接続構成を示す。ＬＥＤ３は、ＡとＢの部分が接続されることによって、すべてが直列に接続されることになる。定電圧電源であれば、負荷を並列に接続した方が有利である（負荷がＬＥＤ３の場合、光度が大きい）が、静電誘導を利用した電源装置は定電流電源であるので、負荷を直列に接続した方が有利である。図１を使って定電流電源であることを説明すると、電線Ｌと電極板１との間は空気であるので、数ＭΩの抵抗を持つのに対して、ＬＥＤ３はせいぜい数百Ω程度である。従って、電線Ｌに所定の電圧が印加された場合、ＬＥＤ３の抵抗に比べて空気の抵抗が非常に大きいので、ＬＥＤ３の抵抗の大きさにかかわらずＬＥＤ３にはほぼ一定の電流が流れる。これによれば、電源装置１００は定電流電源となる。
【００３９】
なお、航空障害灯１０は、既存の電源を使用するものであってもよいし、静電誘導作用を利用した電源装置を使用するものであってもよい。
【００４０】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、電線Ｌに電圧を印加したことにより発生する静電誘導作用を利用することによって、安定した簡単な電源装置を構成することができる。また、電極板１が電線Ｌと平行に設けられることによって、電極板１全体として一様に電線Ｌによる静電誘導作用を受けるので、さらに安定した電源装置とすることができる。一方、電極板１を電線Ｌが揺れる軌跡と平行になるように湾曲させて配置することによって、電線Ｌが揺れたとしても電線Ｌと、電極板１との間を一定の距離に保つことができ、電極板１の電位を一定にすることができるので、さらに安定した電源装置とすることができる。そして、がいしを挟んで鉄塔にアルミ板を固定することで、電源装置を簡単に取り付けることができる。
【００４１】
以上によれば、例えば、送電線の新設工事や航空局からの指導等により、鉄塔に航空障害灯を設置することが要請された場合、静電誘導による電源装置を鉄塔側に設置することによって、電源工事をすることなく、その電源装置を使用して短期間かつ安価に夜間航空障害灯を設置することが可能となる。また、電源装置や航空障害灯を鉄塔側に設置することになるので、設備のメンテナンス作業が容易になる。
【００４２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、上記実施の形態では、電極板１（アルミ板を含む）が平板や湾曲した板であるように記載したが、そのような形状に限定されるものではなく、電極板１が穴空き板、メッシュ板等の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】電線と大地との間の静電誘導作用を利用した電源装置の構成を示す図である。
【図２】電源装置１００の電気的状態を示す模式図であり、（ａ）は電源装置１００の模式図を示し、（ｂ）は（ａ）の等価回路を示す。
【図３】測定実験に用いる装置構成を示す図である。
【図４】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図であり、（ａ）は供試品がない場合を示し、（ｂ）は供試品が０．５μＦのコンデンサである場合を示す。
【図５】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は供試品がない場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｂ）は供試品が０．５μＦのコンデンサである場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｃ）は０．５μＦのコンデンサである場合の印加電圧と静電容量との関係を示す。
【図６】測定実験に用いる装置構成の一部を示す図である。
【図７】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示す図であり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合を示す。
【図８】電源装置１００の電気的性能の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の印加電圧と測定電圧との関係を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合の印加電圧と測定電流との関係を示す。
【図９】輝度及び照度の測定の結果を示す図であり、（ａ）はＬＥＤ１９個を直列に接続した場合を示し、（ｂ）はＬＥＤ１個の場合を示す。
【図１０】ＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と輝度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示す。
【図１１】ＬＥＤ１９個を直列に接続した場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と照度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示し、（ｃ）は周囲の明るさを除去する前の印加電圧と照度との関係を示す。
【図１２】ＬＥＤ１個の場合の測定の結果を示すグラフであり、（ａ）は印加電圧と輝度との関係を示し、（ｂ）は印加電圧と光度との関係を示す。
【図１３】ＬＥＤ灯４３の発光状態を撮影した写真を示す図である。
【図１４】電源装置の構造例を示す図であり、（ａ）は懸垂鉄塔の場合を示し、（ｂ）は耐張鉄塔の場合を示す。
【図１５】電源装置を電源として使用する航空障害灯の構造例を示す図であり、（ａ）は航空障害灯１０の外面及び内部構造を示し、（ｂ）はＬＥＤ３の接続構成を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 電源装置
１ 電極板
２ がいし
３ ＬＥＤ
Ｅ 大地
Ｌ 電線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大地から絶縁され、電力を供給する電線に発生する静電誘導に応じて第１電位となる第１導電体と、
前記第１導電体の前記第１電位より低い第２電位となる第２導電体と、を備え、
前記第１導電体と前記第２導電体との間に、負荷を駆動するための電圧を発生することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられる平板である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられるとともに前記電線と向かい合う側の面が凹面となる湾曲板である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、鉄塔と前記鉄塔に架設される前記電線との間に設けられ、
前記第１導電体の前記鉄塔と向かい合う側の面は、碍子を介して前記鉄塔に取り付けられる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、絶縁体を介してアークホーンに取り付けられる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の電源装置を用いた架空送電線用標識灯であって、
前記第１導電体と前記第２導電体の間に接続される発光部材を備えた
ことを特徴とする架空送電線用標識灯。
【請求項７】
請求項６に記載の架空送電線用標識灯であって、
前記発光部材を覆うとともに前記鉄塔に取り付けられるカバーを備え、
前記カバーは、前記発光部材の発光出力を集光又は拡散するためのレンズを有する
ことを特徴とする架空送電線用標識灯。
【請求項１】
大地から絶縁され、電力を供給する電線に発生する静電誘導に応じて第１電位となる第１導電体と、
前記第１導電体の前記第１電位より低い第２電位となる第２導電体と、を備え、
前記第１導電体と前記第２導電体との間に、負荷を駆動するための電圧を発生することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられる平板である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、前記電線と平行に設けられるとともに前記電線と向かい合う側の面が凹面となる湾曲板である
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、鉄塔と前記鉄塔に架設される前記電線との間に設けられ、
前記第１導電体の前記鉄塔と向かい合う側の面は、碍子を介して前記鉄塔に取り付けられる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源装置において、
前記第１導電体は、絶縁体を介してアークホーンに取り付けられる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の電源装置を用いた架空送電線用標識灯であって、
前記第１導電体と前記第２導電体の間に接続される発光部材を備えた
ことを特徴とする架空送電線用標識灯。
【請求項７】
請求項６に記載の架空送電線用標識灯であって、
前記発光部材を覆うとともに前記鉄塔に取り付けられるカバーを備え、
前記カバーは、前記発光部材の発光出力を集光又は拡散するためのレンズを有する
ことを特徴とする架空送電線用標識灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２５３１００（Ｐ２００８−２５３１００Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３９１１（Ｐ２００７−９３９１１）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
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