CN107925267A - 电源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电源装置，其中，由积雪形成的新的静电电容(C)和积雪的电阻成分(R)等效地形成串联电路，其结果是有效抑制由在积雪的电阻成分(R)中流动的电流所产生的焦耳损失，且不取决于天气就能够得到稳定的输出。电源装置(10)具备：固定于电线路的支承物(101)而支承感应电极(20)的支承体(30)，支承体(30)具备：长条状体(31)，其被配设为一端(31a)固定于电线路的支承物(101)侧，另一端(31b)从该电线路的支承物(101)隔离；积雪防止部(32)，其与长条状体(31)的另一端(31b)连结，支承感应电极(20)，并被配设在长条状体(31)的中间，在与长条状体(31)之间具有空隙(32a)。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及可以安装在用于送电线路的铁塔或混凝土杆等支承物，并利用在架空电线(高压线)的周围产生的静电感应作用，从架空电线以非接触的方式取得电力的电源装置。

背景技术

以往的电源装置具备由架空电力线以及在架空电力线的长边方向经由绝缘体延伸的电极构成的静电电容、相对于静电电容并联连接的电感、以及从静电电容和电感的并联电路的两端引出的输出部，将并联电路作为并联谐振电路，从输出部供给电力，从而该电源装置为紧凑且简易的构造，与以往的电源装置相比，可以提高针对负载的电力供给的效率(例如，参照专利文献1)。

另外，现有的电源装置具备在架空电力线附近配设的感应电极和地面间的浮动静电电容(感应电极的接地静电电容)、相对于感应电极的接地静电电容并联连接，且使一次电压降压而输出二次电压的变压器、以及从变压器的二次侧的两端引出的输出部，变压器的铁芯具有间隙，将感应电极的接地静电电容以及变压器的激励电纳构成的并联电路作为并联谐振电路，从输出部供给负载电力(例如，参照专利文献2)。

专利文献

专利文献1:国际公开第2009/072444号小册

专利文献2:日本特开2012－139059号公报

发明内容

虽然在专利文献1以及专利文献2中记载了将设置在屋外的送电线路作为主要的目标的电源装置，然而没有关于雨、结露以及积雪所伴随的电源装置的电力损失的记载。

因此，在现有的电源装置，存在以下课题：在附着湿雪的情况下，由积雪形成的新的静电电容C和积雪的电阻成分R等效地形成串联电路，其结果是由于在积雪的电阻成分R流动的电流产生的焦耳损失(以下，称为“CR损失”)达数100mW，从而使对负载的电力供给变得不稳定。

本发明是为了解决上述的课题而完成的，其提供一种能够有效抑制由CR损失所导致的电力损失的产生，且不依赖天气而得到稳定的输出的电源装置。

该发明所涉及的电源装置中，具备：感应电极，其被配设为与架设于电线路的支承物上的架空电线对置；支承体，其固定于上述电线路的支承物，并支承上述感应电极；变压器，其相对于上述感应电极以及地面间的浮动静电电容并联连接，且使一次电压降压而输出二次电压；电容器，其相对于二次绕组并联连接至上述变压器的二次侧；输出部，其从上述变压器的二次侧的两端引出，将由上述浮动静电电容以及电容器和上述变压器的激励电纳构成的并联电路作为并联谐振电路，向负载供给电力，上述支承体具备：长条状体，其被配设为一端固定于电线路的支承物侧，另一端从该电线路的支承物隔离并支承上述感应电极；以及积雪防止部，其配设在上述长条状体的中间，在与该长条状体之间具有朝向上述长条状体延伸的下方开口的空隙。本发明的电源装置中，在附着湿雪的情况下，即使由积雪形成的新的静电电容C和积雪的电阻成分R等效地形成串联电路，进一步由串联连接的积雪防止部的空隙形成的沿面电阻仍将成为无限大(∞)，由此可以抑制电力损失的产生，从而可以显著地提高输出的稳定度。

附图说明

图1中，(a)是表示第1实施方式所涉及的电源装置的概略结构的概略结构图，(b)是表示图1中的(a)所示的电源装置的内部结构的剖视图，(c)是说明电线路的支承物中的电源装置的设置场所的一个例子的说明图。

图2中，(a)是表示图1所示的电源装置的等效电路的一个例子的电路图，(b)是使图2中的(a)所示的等效电路中的并联电路谐振的状态的等效电路的电路图，(c)是用于说明使感应电极与架空电线对置的情况下的电流的损失的说明图。

图3中，(a)是用于说明积雪实验的实验设备的说明图，(b)是表示用于积雪实验的电源装置的概略结构的立体图。

图4中，(a)是表示积雪实验中的输出值的推移的图表，(b)是用于说明图4中的(a)所示的图表的输出值的说明图。

图5中，(a)是使用于积雪实验的电源装置的示意图，(b)是积雪的图5中的(a)所示的电源装置的示意图。

图6中，(a)是在图5中的(b)所示的电源装置中由于积雪新产生的电路的等效电路，(b)是将图6中的(a)所示的等效电路单纯化后的等效电路，(c)是用于说明C－R的串联电路与C_p－R_p的并联电路的等效变换的说明图。

图7是求出静电电容C_SL、电阻R_SL以及电力损失P的关系的图表。

图8中，(a)是表示第2实施方式的电源装置的概略结构的概略结构图，(b)是表示图8中的(a)所示的电源装置的内部结构的剖视图。

图9中，(a)是表示第3实施方式的电源装置的概略结构的说明图，(b)是表示图9中的(a)所示的长条状体的概略结构的说明图。

图10中，(a)是表示图9中的(a)所示的电源装置的内部结构的立体图，(b)是表示图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的内侧的立体图。

图11中，(a)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的主视图以及后视图，(b)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的左视图以及右视图，(c)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的俯视图，(d)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的仰视图。

图12是表示图9中的(a)所示的积雪防止部的内部的布线状况的布线图。

图13中，(a)是说明送电铁塔中的横臂金属架部的相互间的长度之差值(偏移)的一个例子的说明图，(b)是说明电线路的支承物上的电源装置的设置场所的一个例子的说明图，(c)是表示其他的实施方式所涉及的电源装置的概略结构的概略结构图，(d)是表示该电源装置的内部结构的剖视图。

图14是表示其他的实施方式所涉及的电源装置的积雪防止部具有的空隙的变形例的概略结构图。

具体实施方式

(本发明的第1实施方式)

本实施方式所涉及的电源装置10如图1以及图2所示，具备：长条状的感应电极20，其相对于架设在电线路的支承物101上的架空电线102将长边方向大致平行对置地配设；支承体30，其固定于电线路的支承物101，来支承感应电极20；变压器1(transformer：TR)，其相对于感应电极20以及地面300间的浮动静电电容(以下，称为“感应电极20的接地静电电容C₀”)并联连接，且使一次电压(例如，AC13kVrms)降压并输出二次电压(例如，AC130Vrms)；电容器C₁，其在变压器1的二次侧相对于二次绕组并联连接；输入部40，其将一端(变压器1的一次侧的一端侧)与感应电极20连接，另一端(变压器1的一次侧的另一端侧)接地，并由绝缘电线等构成；以及输出部50，其从变压器1的二次侧的两端引出，将感应电极20的接地静电电容C₀以及电容器C₁和变压器1的激励电纳b₀构成的并联电路作为并联谐振电路，且由用于对负载200供给电力的绝缘电线等构成。

此外，虽然在变压器1的二次侧相对于二次绕组并联连接的电容器C₁并未图示于图1中，但是例如，配设在电源装置10的控制箱中(控制电路)。

感应电极20的材质只要是通过将A相的架空电线102以及感应电极20间的浮动静电电容C_A、B相的架空电线102以及感应电极20间的浮动静电电容C_B、C相的架空电线102以及感应电极20间的浮动静电电容C_C合成而得的静电电容(以下，称为“合成静电电容C_N”)产生静电感应作用，则不限于不锈钢等的金属，也可以使用导电性或者半导电性的合成树脂。此外，本实施方式中，使用外形40mm、内径34mm以及长度2m的铝管。

另外，支承体30具备：长条状体31，其一端31a固定于电线路的支承物101侧，另一端31b从该电线路的支承物101隔离并被配设为支承感应电极20；以及积雪防止部32，其配设在长条状体31的中间，在与长条状体31之间具有朝向长条状体31延伸的下方开口的空隙32a。

即，构成支承体30的积雪防止部32只要是配设在长条状体31的中间，在与长条状体31之间具有朝向长条状体31延伸的下方开口的空隙32a的结构，则不特别限定长条状体31的延伸的方向是上方(向上的方向)还是下方(向下的方向)。

这里，在主要的铁塔中，由于送电线和铁塔主柱间被设计为近距离，如图1中的(c)所示，在构成铁塔(电线路的支承物101)的铁塔横臂金属架(横臂金属架部101a)以及铁塔主柱(主柱部101b)中，在铁塔主柱(主柱部101b)上设置电源装置10，且将长条状体31的延伸方向设置为接近送电线的方向(上方)，从而能够从送电线得到更强的电场强度，其结果能够实现电源装置10得到的电力的增大。

在这样的情况下，为长条状体31朝向上方延伸并在另一端31b配设感应电极20的结构，积雪防止部32可以构成为使空隙32a的开口朝向长条状体31的一端31a侧的下方形成。

即，支承体30构成为具备：长条状体31，其一端31a被固定于电线路的支承物101侧，另一端31b从该电线路的支承物101被隔离地配设；以及积雪防止部32，其连结于长条状体31的另一端31b，支承感应电极20，且配设在感应电极20的下侧，在与长条状体31之间具有空隙32a。

此外，如图1中的(a)以及图1中的(b)所示，本实施方式所涉及的支承体30是利用FRP(fiberglass reinforced plastics：玻璃纤维增强塑料)将筒状的长条状体31和穹顶状的积雪防止部32一体成形的伞状体，在积雪防止部32的上部配置感应电极20，并使与感应电极20连接的绝缘电线(高压绝缘电线41)配设在长条状体31内。此外，对于该FRP，并不特别限定有无表面加工处理，但是更优选使用通过提高表面的防水性的公知技术来进行了表面加工的材料，例如，可以使用乙烯·乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚合物或有机硅等来覆盖表面。通过这样的加工处理，表面上的水分易于弹开而被去除，从而可以抑制由水分的渗透引起的FRP的电阻特性的劣化、进而抑制伴随于此的电损失。

另外，本实施方式所涉及的支承体30在长条状体31的一端31a和电线路的支承物101之间，具备内置变压器1的壳体33。

如图1中的(a)所示，壳体33是抑制积雪的上表面具有倾斜的三角屋顶的箱状体，为了将变压器1的一次侧的另一端侧接地，从而其为金属制。

另外，本实施方式所涉及的电源装置10具备：角形避雷器(放电电极)2，其连接在变压器1的一次侧的一端侧(高压侧)以及变压器1的一次侧的另一端侧(接地侧)之间，使打雷引起的高电压放电并抑制电压；以及短路地线(短路接地机构)3，其防止作业者的触电。

这里，在变压器1中，将进行了以下5个假设的虚拟的变压器称为理想变压器1a，即，作为第1假设就是所有磁通只通过铁芯并与两绕组交链，作为第2假设就是可以忽略绕组的电阻，作为第3假设就是可以忽略铁损，作为第4假设就是可以忽略铁芯的饱和，作为第5假设就是铁芯的导磁率无限大且也可以忽略激励电流。

在理想变压器1a中，根据假设，设定为所有磁通只通过铁芯并与两绕组交链。但是，在实际的变压器1中，除了与一次以及二次的两绕组交链的主磁通外，还存在只与一次绕组交链而不与二次绕组交链的磁通、以及只与二次绕组交链而不与一次绕组交链的磁通，这些被称为漏磁。

由该漏磁引起的电动势可以作为由与没有漏磁的理想变压器1a的一次绕组以及二次绕组分别串联连接的电感产生的电抗电压下降来处理。因此，如果将一次漏电抗设为x₁，二次漏电抗设为x₂，则其影响如图2中的(a)所示，可以表示为与理想变压器1a的一次绕组以及二次绕组分别串联连接的漏电抗x₁、x₂。

另外，在理想变压器1a中根据假设而忽略了绕组的电阻，但是由于实际的变压器中绕组有电阻，所以伴随着由其引起的电压下降和铜损。因此，如果将一次绕组的电阻设为r₁，二次绕组的电阻设为r₂，则其影响如图2中的(a)所示，可以表示为与理想变压器1a的一次绕组以及二次绕组分别串联连接的电阻r₁、r₂。

另外，为了将一次和二次的耦合线圈作为理想变压器1a，如图2中的(a)所示，只要与一次线圈并联设置激励电流的通路即可。该分流由成为铁损电流的通路的激励电导g₀和成为磁化电流的通路的激励电纳b₀的并联电路构成。

这样，如图2中的(a)所示，变压器1可以表示为由一次绕组的电阻r₁、一次漏电抗x₁、激励电纳b₀、激励电导g₀、理想变压器1a、二次绕组的电阻r₂以及二次漏电抗x₂构成的等效电路。

另外，虽然变压器1中的、由一次绕组的电阻r₁和一次漏电抗x₁构成的合成阻抗Z₁、以及由二次绕组的电阻r₂和二次漏电抗x₂构成的合成阻抗Z₂将作用为微量电压下降，但是这里的电压下降一般非常小，对电路的影响小所以可以忽略。

此外，变压器1的激励电纳b₀只要是决定了使感应电极20对置的架空电线102的种类、感应电极20的式样、感应电极20以及架空电线102之间的间隙，则以满足与感应电极20的接地静电电容C₀的并联谐振的条件的方式适当选择变压器1的一次绕组的匝数或铁芯的特性即可。然而，一般而言架空电线102的种类是多样的，有时也会根据需要的电力来增大感应电极20的尺寸，另外，根据支承物101的状况经常产生不得不变更感应电极20以及架空电线102间的间隙等的情况。因此，采用如下方式将有利于现场适应性，即，相对于假定的感应电极20的接地静电电容C₀的阻抗将变压器1的激励电纳b₀的阻抗设定为稍低，使变压器1的二次侧的电容器C₁增减从而成为谐振状态。

这里，使用图2中的(c)对通过感应电极20的接地静电电容C₀以及变压器1的二次侧的电容器C₁和变压器1的激励电纳b₀来并联谐振的电源装置10的作用效果。

此外，以下的说明中，省略表示电压V以及电流I的向量的、在文字上附加的点。

首先，供给至负载200的电力P(＝电压V×电流I)通过将施加给负载200(负载电阻R)的电压V₀和流过负载200(负载电阻R)的电流I_R的相乘来得到。

与此相对，如图2中的(c)所示，来自各相(A相、B相、C相)的架空电线102的充电电流被向量合成，在感应电极20的接地静电电容C₀和负载电阻R中作为充电电流I_C0以及电流I_R流动。然而，感应电极20的接地静电电容C₀与负载电阻R并联存在，由此并联合成阻抗降低，其结果是电压V_E的大部分施加到合成静电电容C_N而只有微量电压施加到负载电阻R，从而不能得到充分的电力。

因此，使感应电极20的接地静电电容C₀以及变压器1的二次侧的电容器C₁和变压器1的激励电纳b₀并联谐振，来将在感应电极20的接地静电电容C₀中流动的充电电流I_C0电抵消，作为仅负载电阻R高的阻抗，将通过与合成静电电容C_N的分压而得到的施加到负载200(负载电阻R)的电压V₀保持为最大限度。

其结果是，将合成感应电极20的接地静电电容C₀和变压器1的激励电纳b₀和变压器1的二次侧的电容器C₁的一次侧换算值合成后的阻抗保持为无限大(∞)，由此如图2中的(b)所示，可以视为单纯的等效电路。

此外，通过将变压器1的一次绕组卷绕数万次～数十万次，从而能够使由在铁损量电阻R₀(激励电导g₀)中流动的电流I_R0引起的损失极其小。

因此，本实施方式所涉及的电源装置中，在负载200中流动几乎全部的电流，从而成为相对于负载200电流的流入效率良好的电源装置10。

接下来，针对本实施方式所涉及的积雪防止部32的作用效果，使用不具备积雪防止部32的电源装置310中的积雪实验的实验结果来进行说明。此外，积雪实验是在冬季(2014年12月29日～2015年1月5日)进行。

用于实验的电源装置310如图3中的(b)所示，具备：被配置为与架空电线102大体平行对置的长度为2.3m的3条感应电极311、内置有对使该感应电极311感应的电压进行降压的变压器的壳体312、将感应电极311以及壳体312固定在支承物101(送电铁塔的主柱部101b)上的安装金属件313。另外，在感应电极311以及壳体312之间用绝缘性的臂部314连结，该臂部314的表面被氟树脂制的管覆盖。另外，在臂部314安装有氟树脂制的圆盘315，对雨、结露以及积雪实施了一定的对策。

积雪实验的实验设备如图3中的(a)所示，电源装置310、拍摄电源装置310的积雪状态的照相机320以及照射电源装置310的投光器330在架空电线102(最下相的跳线)附近，被安装于支承物101(送电铁塔的主柱部101b)。

电源装置310经由导线电缆341，与电源装置控制箱(控制电路)317连接，与具备网关、数据记录仪以及3G线路用天线的监视箱342连接。

照相机320经由照相机用电缆321与监视箱342连接。

监视箱342经由配电线343、低压引线344、在内部设置有供电变压器的配电板345、导入电缆346被供给工业电源。

另外，照相机320以及投光器330由监视箱342经由AC100V电源线347以及分支箱348被供给商用电源。

监视箱342发送电源装置310的拍摄数据和来自电源装置310的输出(供给电力)的测定数据。

图4中的(a)是表示积雪实验的实验结果的图表。

图4中的(a)中，横轴为观测时间，纵轴为来自电源装置310的供给电力[W]，以15分钟1次的间隔制图。

另外，下表1是表示电源装置310的积雪状态和来自电源装置310的供给电力的关系的表。

[表1]

此外，积雪实验中，为了测定来自电源装置310的输出，使用图4中的(b)所示的电路。

图4中的(b)中，V_AC是通过变压器将被感应电极311感应的电压降压的电压(交流)，V_DC是通过整流桥转换为直流后的电压，C是与整流桥的二次侧连接的用于电压波形的平滑化的电容器，I₁是在控制电路中流动的电流，I₂是在齐纳二极管中流动的电流，R是电流检测电阻，V_OUT是输出部的电压。

图4中的(b)中，在输出部未连接负载的情况下，电流I₁微小，由于在电路整体流动的电流的大部分流入齐纳二极管，因此电路的电力供给量与在齐纳二极管和电流检测电阻R的电力消耗量几乎相等。

因此，图4中的(a)所示的图表的输出值是根据电流检测电阻R的电压值，来计算并求出在齐纳二极管中流动的电流值，并通过与电压V_DC的值的相乘来求出供给电力的值，所述齐纳二极管是为了将无负载时持续供给到电路的电力作为热来消耗而设置的。

此外，如图4中的(a)以及表1所示，也有在积雪多时供给电力降低的时间段、积雪比较少时供给电力也显著降低的时间段。

因此，验证了在积雪时产生电力损失的机制。

首先，图5中的(a)表示进行了积雪实验的电源装置310的示意图。

在图5中的(a)中，从电极部(感应电极311)到变压器(高压TR)的布线为止的高电位部(高压绝缘电线316)由于交流有效值达到约13kV，因此为了防止作业者的触电而用绝缘物覆盖。另外，壳体312是金属制的箱体，与铁塔连接而成为地电位。另外，图5中的(a)中，感应电压E是在高电位部以及地电位部之间产生的电位差。

这里，图5中的(b)表示在绝缘物的表面积雪的情况下的电源装置310的示意图，图6中的(a)表示因该情况的电源装置310的积雪而新产生的电路的等效电路。此外，图5中的(b)中，符合B的部分是未积雪的部分。

另外，图6中的(a)中，C_SH是在电极部(感应电极311)和其周围附着的雪400之间形成的静电电容，R_SH是在电极部(感应电极311)侧附着的雪400的电阻值。此外，该静电电容C_SH由于感应电极311较长，所以成为比较大的静电电容。

另外，图6中的(a)中，C_SL是由于在臂部314附着的雪400而在高压绝缘电线316和其周围附着的雪400之间形成的静电电容，R_SL是在臂部313以及壳体312间附着的雪400的电阻值。

另外，图6中的(a)中，R_B是未积雪的圆盘315背面的表面电阻，几乎无限大(∞)。

特别是，在静电电容C_SH、电阻R_SH以及电阻R_B的串联部中，由于电阻R_B无限大，所以通过串联分压，电压的大部分施加在具有无限大的电阻值的R_B。因此，在静电电容C_SH、电阻R_SH以及电阻R_B的串联部中，几乎不流动电流，静电电容C_SH、电阻R_SH以及电阻R_B的串联部中的电力损失几乎为零。

因此，可以忽略静电电容C_SH、电阻R_SH以及电阻R_B的串联部，如图6中的(b)所示，图6中的(a)所示的等效电路可以通过由静电电容C_SL以及电阻R_SL构成的更简单的等效电路来表示。

此外，由于电阻R_SL是积雪时的雪400的电阻，因此大体降低到数100MΩ的程度。

另一方面，静电电容C_SL可以根据高压绝缘电线316的导体外径d[mm]，臂部314的直径D[mm]和长度、以及绝缘物的相对介电常数ε(≈2.7(实测值))，来通过以下数学式(1)求出。

另外，数学式(1)中如果将臂部314的长度设为L_A[mm]，则成为以下数学式(2)。

[数学式1]

[数学式2]

根据数学式(2)，例如，在绝缘物的相对介电常数ε为2.7，臂部314的直径D为35mm，高压绝缘电线316的导体外径d为4.1mm，臂部314的长度L_A为170mm的情况下(ε＝2.7，D＝35[mm]，LA＝170[mm])，静电电容C_SL大致为12pF(C_SL≈12[pF])。

这里，求出C－R串联连接时的静电电容C与电阻R与电力损失P的关系式。

首先，如图6中的(c)所示，将C－R的串联电路置换为等效的C_p－R_p的并联电路。

在这种情况下，串联电路的阻抗Z以及导纳Y如以下数学式(3)表示，并联电路的导纳Y_p如以下数学式(4)表示。

[数学式3]

[数学式4]

另外，根据数学式(3)以及数学式(4)，能够计算出以下数学式(5)。

另外，根据电力P和感应电压E和电流I的关系式(P＝EI＝E²/R_p)，能够计算出以下数学式(6)。

[数学式5]

[数学式6]

根据数学式(6)，如果分别知道串联电路的静电电容C以及电阻R的值，就能够计算出电力损失P[W]。

根据数学式(6)，求出静电电容C_SL、电阻R_SL以及电力损失P的关系的图表如图7所示。

此外，图7所示的图表是将数学式(6)转换为以下数学式(7)，例如，将电力损失P固定为0.01[W](P＝0.01)，对电阻R(R_SL)依次输入不同值来求出静电电容C(C_SL)，将电阻R_SL与静电电容C_SL关系汇总为表，并进行图表化。

[数学式7]

另外，在图7中，向下箭头(↓)表示在静电电容C_SL为12pF的情况下(C_SL＝12pF)，电阻R_SL由于积雪而降低时的电力损失的推移。

此外，根据图7可知，即使是静电电容C_SL为12pF以上的较大的值，也会产生相同的现象。

这里，在感应电极311或高压绝缘电线316中，虽然也取决于感应电极311的大小，但是在积雪时将至少形成数10pF程度的静电电容C_SH、C_SL。

因此，可知为了抑制电力损失，需要将电阻R_SL维持在至少10⁹Ω以上，优选10¹⁰Ω以上的电阻值。

此外，积雪时的表面电阻R_B因积雪开始融化而显著降低，如果气温维持在0℃～2℃，则冰融状的雪附着在圆盘315背面，维持在10⁸Ω程度。

另外，在这次的积雪实验中，针对图5中的(b)所示的符合B的部分未积雪的情况，对产生积雪时的电力损失的机制进行了说明，但是如果实验现场的风向变化，在圆盘315的背面也附着雪，则静电电容C成为远远大于这次的实验结果的值，通过图7所示的向下箭头(↓)将引起图表的右侧的现象。

因此，积雪实验中使用的电源装置310中，虽然将感应电极311或臂部314用绝缘物绝缘，但是仍产生电力损失的理由是因为积雪时的C－R串联连接。因此，在考虑抑制电力损失的对策的基础上，将在电源装置310不积雪的沿面至少设置在一部分是十分重要的。特别是，优选能够承受伴随着侧风的电源装置310的侧面的积雪。

如上所述，本实施方式的电源装置10具备配设在长条状体31的中间、且与长条状体31之间具有空隙32a的积雪防止部32，从而防止空隙32a附近的积雪，并将在感应电极20周围附着的雪和在臂部(支承体30的长条状体31)周围附着的雪断开，使得产生由断开的部分所引起的无限大的表面电阻，从而可以抑制在感应电极20周围附着的雪的电阻R和感应电极20以及积雪间的静电电容C所引起的CR损失。

特别是，电源装置10将支承体30的长条状体31的延伸方向设为与地面300大致垂直，由此能够使伞状体的积雪防止部32的作用效果最大化。

(本发明的第2实施方式)

图8中的(a)是表示第2实施方式的电源装置的概略结构的概略结构图，图8中的(b)是表示图8中的(a)所示的电源装置的内部结构的剖视图。在图8中，与图1至图7相同的附图标记表示相同或者相当部分，省略其说明。

如图8所示，本实施方式所涉及的支承体30的积雪防止部32在空隙32a的上侧具备封闭空间32b，在该封闭空间32b内置变压器1、角形避雷器2以及短路地线3。

此外，虽然在图8未图示，但是在变压器1的二次侧相对于二次绕组并联连接的电容器C₁与第1实施方式相同，例如，配设于电源装置10的控制箱(控制电路)。

在该第2实施方式中，只有在积雪防止部32的封闭空间32b内置变压器1的方面与第1实施方式不同，除了在积雪防止部32的封闭空间32b内置变压器1所带来的作用效果以外，均起到与第1实施方式相同的作用效果。

前述的第1实施方式所涉及的电源装置10中，由于壳体33内置变压器1、角形避雷器2以及短路地线3，因此壳体33的外形变大，在壳体33的上部容易积雪，有可能使在感应电极20的周围附着的雪与在臂部(支承体30的长条状体31)的周围附着的雪连结。在这种情况下，第1实施方式所涉及的电源装置10不能产生无限大的表面电阻，从而有可能无法抑制CR损失引起的电力损失。

与此相对的，本实施方式所涉及的电源装置10通过在积雪防止部32的封闭空间32b内置变压器1，从而去除空隙32a下的壳体33而抑制空隙32a下的积雪，并且成为使变压器1的一次侧的高压绝缘电线41不配设在空隙32a下的构造。

这里，在变压器1的二次侧的低压电缆51的周围积雪的情况下，在低压电缆51以及积雪间产生静电电容，并且低压电缆51以及地面300间的电压低，因此作为电力损失极小可以忽略。

即，本实施方式所涉及的电源装置10通过使高压绝缘电线41不配设在空隙32a下(使低压电缆51配设在空隙32a下)，从而即使在空隙32a下的长条状体31的周围积雪的情况下，也能够将低压电缆51以及积雪间的静电电容和由雪的电阻引起的CR损失抑制到能够忽略的水准。

(本发明的第3实施方式)

图9中的(a)是表示第3实施方式所涉及的电源装置的概略结构的说明图，图9中的(b)是表示图9中的(a)所示的长条状体的概略结构的说明图。图10中的(a)是表示图9中的(a)所示的电源装置的内部结构的立体图，图10中的(b)是表示图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的内侧的立体图。图11中的(a)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的主视图以及后视图，图11中的(b)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的左视图以及右视图，图11中的(c)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的俯视图，图11中的(d)是图9中的(a)所示的积雪防止部的罩的仰视图。图12是表示图9中的(a)所示的积雪防止部的内部的布线状况的布线图。图9～图12中，与图1至图8相同的附图标记表示相同或者相当部分，省略其说明。

本实施方式所涉及的积雪防止部32如图9～图12所示，由以下构成：台座34，其载置变压器1、角形避雷器2和短路地线3、以及用于与积雪防止部32的外部的低压电缆51连接的低压插座4，并且将2条感应电极20在同一直线上设为一对，使感应电极20的长边方向平行地对三对感应电极20以等间隔(正三角形的顶点位置)进行配设；以及FRP制的罩35，其除了底部覆盖台座34。

此外，本实施方式的台座34如图10中的(a)所示，具备：以呈角120°向三方向突出的2块板状体34a、连结2块板状体34a的各顶点间的3根筒状体34b、配设在2根筒状体34b之间形成台座34的底面的底板34c。

另外，如图12所示，台座34的各筒状体34b在大致中央具备对两端实施了螺纹切削加工的金属制的连结部21，直径35mm的感应电极20的一端与连结部21分别螺合，一对感应电极20的两端之间的间隔为2m。

另外，如图10中的(b)以及图11所示，罩35是底部开口，并具有沿着三对感应电极20的配置的三角屋顶的房子状，台座34下形成为空隙32a。这样，由于罩35为具有三角屋顶的房子状，所以沿着三对感应电极20的配置能够使上部的外形尽可能减小，并且能够确保底部的开口面积。

进而，本实施方式所涉及的支承体30的长条状体31如图9中的(b)所示，具备：包含相对于地面300倾斜的一端31a的倾斜部31c、包含相对于地面300大致垂直的另一端31b的垂直部31d，一端31a被固定于电线路的支承物101(更具体而言就是主柱部101b)。

另外，长条状体31的一端31a使用附带水平角调整功能的安装金属件36，被固定于支承物101，配设在长条状体31内的低压电缆51从一端31a引出，与未图示的控制电路连接，供给电力。

另外，在长条状体31的另一端31b安装有FRP制的管37，并且覆盖氟树脂制的软管38，由此能够减少雨或露等引起的湿润所导致的电力损失。

此外，本实施方式所涉及的电源装置10如图9中的(b)所示，用安装金属件36将支承体30安装在电线路的支承物101后，如图9中的(a)所示，使长条状体31的另一端31b与积雪防止部32的台座34的设置支架34d嵌合，并且设置为将与低压电缆51连接的低压插销5插入低压插座4。

另外，本实施方式所涉及的变压器1用硅橡胶浇铸法封闭，将提高耐电压性能。

此外，在变压器1的二次侧相对于二次绕组并联连接的电容器C₁在图9～图12未图示，然而与第1实施方式相同地，例如，被配置在电源装置10的控制箱(控制电路)。

该第3实施方式中，只有支承体30的长条状体31具备倾斜部31c以及垂直部31d的方面与第2实施方式不同，除了倾斜部31c以及垂直部31d的作用效果以外，均起到与第2实施方式相同的作用效果。

本实施方式所涉及的电源装置10使从长条状体31的一端31a与电线路的支承物101的固定部分(长条状体31的根)积雪并堆积的雪经由倾斜部31c，从垂直部31d(积雪防止部32)分离，从而可以进一步抑制积雪防止部32的积雪与长条状体31的根的积雪的连结。

此外，如图9所示，针对本实施方式的长条状体31(倾斜部31c、垂直部31d)图示了倾斜部31c为从一端31a向垂直部31d向上倾斜的大致“へ”字形状，但是倾斜部31c也可以是从一端31a向垂直部31d向下倾斜的“レ”字形状。

由此，电源装置10将从长条状体31的根的积雪所引起的雪的堆积导向下方，从而能够进一步抑制积雪防止部32的积雪与长条状体31的根的积雪的连结。

另外，如图11中的(a)所示，积雪防止部32的罩35将与电线路的支承物101(即，主柱部101b)对置的面(上表面)设为倾斜面，使剖面呈大致等腰三角形的屋顶，但是也可以是将与电线路的支承物101对置的面设为垂直面，使剖面呈大致直角三角形的屋顶。

由此，电源装置10使附着在积雪防止部32的上部的雪滑到长条状体31(倾斜部31c)的相反的一侧，不会使雪落在长条状体31(倾斜部31c)上，能够防止在长条状体31(倾斜部31c)上的积雪。

(其他的实施方式)

此外，上述的各实施方式中，虽然采用了相对于将送电线和铁塔主柱间设计为近距离的主要的铁塔(电线路的支承物101)，在铁塔(电线路的支承物101)的主柱设置电源装置10，且将长条状体31的延伸的方向设为接近送电线的方向(上方)的形式，但电源装置10并不限于这样的方式，也可以针对设置地域特有的铁塔或多种多样的形状的铁塔以及其利用方式来灵活地适用。

例如，500kV级别等高送电电压的铁塔(支承物101)中，一般而言，为了抑制跳线的弛度而将铁塔的高度抑制得较低，构成为在跳线部沿着刚性高的金属管，从两侧的拉伸绝缘子拉起金属管。另外，在强风刮起电线的强风地域、冰雪多的大雪地方中，为了防止冰凌的混线现象(sleet jump)引起的事故(由垂直布线彼此之间的混线引起的短路事故)，如图13中的(a)所示，设计为使构成铁塔(上述支承物101)的横臂金属架部101a的前出宽度(偏移)a、b以及c的相互间的长度的差值较大。

这样的情况下，一般而言，设计为使铁塔的横臂金属架部(构成电线路的支承物101的横臂金属架部101a)与送电线的间隔小于铁塔的主柱部(构成电线路的支承物101的主柱部101b)与送电线的间隔的方式，所以如图13中的(b)所示，从更高效地得到较强电力的观点来看，优选将电源装置10安装在铁塔的横臂金属架部101a。

这里，如上所述，构成支承体30的积雪防止部32只要是配设在长条状体31的中间，在与长条状体31间具有向长条状体31延伸的下方开口的空隙32a的结构，则不会特别限定长条状体31的延伸的方向是上方(向上的方向)还是下方(向下的方向)。

由此，这样的铁塔(电线路的支承物101)中，相比于送电线与铁塔主柱间的间隔相比，送电线与铁塔横臂金属架间的间隔被设计为近距离，所以通过在铁塔的横臂金属架部101a设置电源装置10，且将长条状体31的延伸的方向设置为接近送电线的方向(下方)，从而可以从送电线得到更强的电场强度，其结果是能够实现电源装置10得到的电力的增大。

即，如图13中的(c)所示，本实施方式所涉及的电源装置10为长条状体31朝向下方延伸而在另一端31b配设感应电极20的结构，积雪防止部32能够构成为空隙32a的开口朝向长条状体31的另一端31b侧的下方形成。

另外，如图13中的(d)所示，支承体30构成为在积雪防止部32的下部配置感应电极20，使与感应电极20连接的绝缘电线(高压绝缘电线41)配设在长条状体31内。

通过本使实施方式所涉及的电源装置10如上述那样安装在铁塔的横臂金属架部101a的下部，从而与安装在铁塔的主柱部101b的情况相比配置在高的电场强度的区域，可以更稳定地得到高的电力。进一步地，此时，即使由于积雪，雪(接地电相位当)从横臂金属架部101a侧堆积，因夹有空隙32a，所以能够断开在感应电极20周围附着的雪和从横臂金属架部101a侧堆积的雪，继续维持高阻抗状态，从而能够稳定地抑制电力损失。

此外，上述的各实施方式所涉及的电源装置10中，虽然对于空隙32a的形状不特别限定，但是更优选地，积雪防止部32形成为使朝向长条状体31的延伸方向的下方侧，相对于长条状体31的空隙32a的剖面宽度d阶段性地放大。这样的空隙32a例如如图14中的(a)～(c)所示，例示为吊钟形状、具有直线的斜面的圆锥形状、倾斜面缓缓平稳的伞形状，能够形成为使相对于长条状体31的空隙32a的剖面宽度d阶段性地放大，并达到剖面宽度D的开口的锥形。

这样，由于空隙32a具有朝向延伸方向的下方侧以锥形放大的形状，因此电源装置10即使是在积雪防止部32的上部附着雪，沿着积雪防止部32的锥形斜面雪因自重而滑行，与长条状体31保持隔离并易于自然落下，因此可以避免积雪引起的接地短路，从而更稳定地得到电力。

附图标记说明

1变压器，1a理想变压器，2角形避雷器，3短路地线，4低压插座，5低压插销，10电源装置，20感应电极，21连结部，30支承体，31长条状体，31a一端，31b另一端，31c倾斜部，31d垂直部，32积雪防止部，32a空隙，32b封闭空间，33壳体，34台座，34a板状体，34b筒状体，34c底板，34d设置支架，35罩，36安装金属件，37管，38软管，40输入部，41高压绝缘电线，50输出部，51低压电缆，101支承物，101a横臂金属架部，101b主柱部，102架空电线，200负载，300地面，310电源装置，311感应电极，312壳体，313安装金属件，314臂部，315圆盘，316高压绝缘电线，317电源装置控制箱，320照相机，321照相机用电缆，330投光器，341导线电缆，342监视箱，343配电线，344低压引线，345配电板，346导入电缆，347AC100V电源线，348分支箱，400雪。

Claims (7)

1.一种电源装置，其特征在于，该电源装置具备：

感应电极，其被配设为与架设于电线路的支承物上的架空电线对置；

支承体，其固定于上述电线路的支承物，并支承上述感应电极；

变压器，其相对于上述感应电极以及地面间的浮动静电电容并联连接，且使一次电压降压而输出二次电压；

电容器，其相对于二次绕组并联连接至上述变压器的二次侧；

输出部，其从上述变压器的二次侧的两端引出，将由上述浮动静电电容以及电容器和上述变压器的激励电纳构成的并联电路作为并联谐振电路，向负载供给电力，

上述支承体具备：

长条状体，其被配设为一端固定于电线路的支承物侧，另一端从该电线路的支承物隔离并支承上述感应电极；以及

积雪防止部，其被配设在上述长条状体的中间，在与该长条状体之间具有朝向上述长条状体延伸的下方开口的空隙。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

就上述积雪防止部而言，上述长条状体朝向上方延伸并在另一端配设上述感应电极，上述空隙的开口朝向上述长条状体的一端侧的下方形成。

3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

就上述积雪防止部而言，上述长条状体朝向下方延伸并在另一端配设上述感应电极，上述空隙的开口朝向上述长条状体的另一端侧的下方形成。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电源装置，其特征在于，

上述支承体的长条状体具备：包含相对于地面大致垂直的上述另一端的垂直部、以及包含相对于地面倾斜的上述一端的倾斜部。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电源装置，其特征在于，

上述支承体的长条状体的一端固定于上述电线路的支承物，

上述支承体的积雪防止部在上述空隙的上侧的空间内置上述变压器。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的电源装置，其特征在于，

上述支承体在上述长条状体的一端与上述电线路的支承物之间具备内置上述变压器的壳体。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的电源装置，其特征在于，

就上述积雪防止部而言，相对于上述长条状体的上述空隙的剖面宽度形成为朝向上述长条状体的延伸方向的下方侧阶段性地放大。