JP2007113917A - 送配電線の劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で安価な装置構成にして送配電線の劣化を容易に検出できる。
【解決手段】検出器本体１Ａは、変流器５と、この変成電流から劣化判定を得る劣化判定回路２、３と、送信回路４と電源回路１を一体に構成して劣化検出対象の電線Ａに装着する。携帯端末１Ｂは、検出器本体１Ａからの劣化判定信号を無線または赤外線で受信する。
変流器は、劣化検出対象の電線にクランプ方式で装着する。劣化判定は、変流器の変成電流が設定するしきい値を越え、この検出出力が所定回数連続したときに劣化判定を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、活線状態の送配電線の劣化を検出する装置に関する。

送配電線は、その芯線の絶縁被覆が熱や経年変化により腐食することにより、芯線から鉄塔や電柱に漏電することがある。また、送配電線は、風雪による荷重や揺れで部分的な損傷や腐食が発生し、さらに常時通電による芯線の特性劣化（抵抗値増加）も起きる。

上記のような送配電線の劣化は、送配電系統にぶら下がる柱上変圧器などの電力設備／機器（負荷）に過電流が流れ、その故障に至る場合がある。

この対策として、各電力会社では、電線寿命を１５年〜２０年と定め、送配電線が寿命に達する前に電線取り替え工事を行っている。これでは、送配電線が劣化していない場合もそれを取り替えてしまうという、無駄なメンテナンスを施すことになる。

一方、工場やビルなどには、受電設備や発電設備、配電設備の監視装置が設けられており、この監視装置の１つの機能として電力設備／機器（負荷）の電流監視機能がある（例えば、特許文献１参照）。この電流監視機能を利用した電力設備／機器の電流異常の検出により、配電線の劣化判定を得ることが考えられる。
特開２００４−３６２５１０号公報

上記の監視装置は、送配電線の劣化検出に利用することができるが、その設置目的から高機能／多機能構成の高価（数万円〜数十万円）な装置になる。また、この監視装置はそれが設置されるビルや工場などの屋内の設備や機器につながる配電線の劣化検出機能でしかなく、市街や山林に広範囲で複雑に設備される送配電線の全ての劣化検出に適用できるものではない。

本発明の目的は、小型で安価な装置構成にして送配電線の劣化を容易に検出できる送配電線の劣化検出装置を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、変流器とこの変成電流から劣化判定を得る劣化判定回路を一体に構成して劣化検出対象の電線に装着し、変流器で検出する電線電流から電線の劣化の有無を判定した出力を得ると共に、劣化判定回路の電源を確保するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）活線状態の送配電線の劣化を検出する送配電線の劣化検出装置であって、
劣化検出対象の電線に装着されて該電線の電流を変成した出力を得る変流器と、劣化検出回路とを一体構成にした検出器本体とを備え、
前記検出器本体は、
前記変流器の変成電流から電線の劣化の有無を判定した出力を得る劣化判定回路と、
前記変流器の変成電流を電源として前記劣化判定回路の電源を得る電源回路とを備えたことを特徴とする。

（２）前記変流器は、劣化検出対象の電線にクランプ方式で装着する構造としたことを特徴とする。

（３）前記劣化判定回路は、前記変流器の変成電流が設定するしきい値を越えたことを検出する電流検出回路と、この電流検出回路の検出出力が所定回数連続したときに劣化判定を得る電線劣化判定回路とを備えたことを特徴とする。

（４）前記劣化判定回路は判定出力を無線または赤外線で地上側に発信する送信部を有し、前記劣化判定出力を地上側で受信して出力する携帯端末を備えたことを特徴とする。

（５）前記劣化判定回路は劣化判定出力を表示する表示器を有し、該表示器の表示状態を地上側から確認可能にしたことを特徴とする。

（６）前記電源回路に代えて、前記劣化判定回路に電源を供給できるバックアップ用キャパシタを備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、変流器とこの変成電流から劣化判定を得る劣化判定回路を一体に構成して劣化検出対象の電線に装着し、変流器で検出する電線電流から電線の劣化の有無を判定した出力を得ると共に、劣化判定回路の電源を確保するようにしたため、小型で安価な装置構成にして送配電線の劣化を容易に検出できる。

図１は、本発明の実施形態を示す劣化検出装置のブロック構成図であり、変流器と、この変成電流から劣化判定を得る劣化判定回路および電源回路を一体に構成して劣化検出対象の電線に装着する検出器本体１Ａと、この劣化判定信号を受信する携帯端末１Ｂとに分離した構成にされる。

検出器本体１Ａは、図１の例では、配電線Ａから柱上変圧器Ｂを介して需要家Ｃに給電する配電系統において、配電線Ａの電流を検出し、この検出電流から配電線の劣化の有無を判定する。携帯端末１Ｂは、地上側に位置する監視員が携帯し、検出器本体１Ａの判定結果を受信し、その表示出力や音声出力で監視員が認識可能にする。

図２は本実施形態における劣化検出態様の例を示し、変流器と検出器本体１Ａは検出対象となる電線に永久的または一時的に装着され、携帯端末１Ｂは監視員Ｍが携帯して検出器本体１Ａ近くに位置し、検出器本体１Ａからの判定信号を受信してＬＥＤ（発光ダイオード）等に表示することで、電線Ａの劣化有無を監視する。なお、図示では電線が単相の場合を示し、この場合はその一方の電線に検出器本体１Ａを装着して電流検出する構成になるが、高圧配電線などの３相電線の場合はそのうちの２相に検出器本体１Ａを装着して電流検出する構成とする。

検出器本体１Ａは、ＡＣ／ＤＣ電源１、電流検出回路２、電線劣化判定回路３、送信回路４、電流検出器５、バックアップ用キャパシタ６で構成される。この構成において、電流検出器５により検出した電流の大きさが閾値を越えているか否かを電流検出回路２で検出し、この検出信号を基に電線劣化判定回路３が電線劣化の有無を判定する。この判定結果は送信回路４が無線や赤外線で携帯端末１Ｂに送信する。この送信距離は、少なくとも地上側の携帯端末１Ｂに届く距離（数十メートル程度）であればよく、小電力の送信回路構成で済む。ＡＣ／ＤＣ電源１は、電流検出器５の変成電流を電源として各回路２〜４に必要な電源を供給する。

図３は、検出器本体１Ａの具体的な回路構成を示す。ＡＣ／ＤＣ電源１は、電流検出器５としての変流器の変成電流を全波整流ブリッジ回路で全波整流し、平滑コンデンサで平滑し、三端子レギュレータで一定電圧の直流出力Ｖ_DDを得る。これにより、外部電源（例えば、電池）を不要にし、また電池切れを無くす。

電流検出回路２は、電流検出器５としての変流器の変成電流に含まれる高調波やノイズをフィルタ部で除去し、この変成電流がしきい値設定部で設定する閾値を越えているか否かをフォトカプラによりオン／オフ信号として出力する。電線劣化判定回路３は、変成電流が閾値を越えた状態が連続して複数回続く場合にラッチングＩＣが電線劣化判定のラッチを行う。送信部４は、電線劣化判定回路３によるラッチ信号が印加された状態を発光ダイオード等の点灯で携帯端末１Ｂ側に送信する。

図４は、図３の構成における検出器本体１Ａの電流検出と劣化判定の動作波形を示す。電流検出器５で検出した電線の通電電流が電流検出回路２で設定する閾値を越えた期間をしきい値逸脱信号（オン／オフ信号）として取り出し、この信号に対して電線劣化判定回路３は一定周期でポーリングし、連続的にしきい値逸脱状態を越えたときにラッチ動作し、これを劣化判定信号とする。図示ではしきい値逸脱状態が４回確認された時刻ｔ１で電線劣化信号を発生する。

図５は、電流検出器５の他の実施形態を示す構成図である。同図（ａ）に示すように、電流検出器はドーナツ状で開閉操作可能な構造にされたコア（強磁性体）５Ａにトロイダル巻線５Ｂを施し、さらに外部をコーティング部材等で絶縁被覆した構成にされ、コア５Ａを開口させて電線Ａを挟み、コア５Ａを閉じ、クランプすることで電線Ａに装着する。この装着状態は同図の（ｂ）に示す。

この構成によれば、既存の変流器では電線を一旦切り離して変流器を挿入しなければならないのに対し、電線を切り離すことなく、そのままクランプすることで済み、既存の配電線への検出器本体の装着が簡単になる。例えば、図６に示すように、既存の変流器を使用した電流計測器ＡＭでは測定しようとする引き込み電線を切り離し（負荷切り離し）を必要とするが、図５の構成では電線をクランプすることで済む。また、検出器本体の保守点検にもクランプを解除して電線から取り外すのみで済む。この保守点検に際して、変流器による電源が確保できないが、前記のバックアップ用キャパシタ６を電源とすることで、電源を用意することなく保守点検を可能にする。

なお、本発明は、以上までに記載した実施形態に限定されるものでなく、種々の設計変更をして同等の作用効果を得ることができる。例えば、検出器本体１Ａと携帯端末１Ｂとの分離構成に代えて、携帯端末１Ｂを省いて検出器本体１Ａのみで構成し、その送信回路４を発光表示器として劣化判定結果を表示し、これを地上側の監視員が目視、または双眼鏡で視認する構成とする。

本発明の実施形態を示す劣化検出装置のブロック構成図。 実施形態における劣化検出態様の例。 実施形態における検出器本体１Ａの具体的な回路構成図。 実施形態における検出器本体１Ａの電流検出と劣化判定の動作波形図。 他の実施形態を示す電流検出器５の構成図。 従来の電流測定態様と本発明の測定態様を示す図。

符号の説明

１Ａ 検出器本体
１Ｂ 携帯端末
１ ＡＣ／ＤＣ電源
２ 電流検出回路
３ 電線劣化判定回路
４ 送信回路
５ 電流検出器
６ バックアップ用キャパシタ

Claims (6)

1. 活線状態の送配電線の劣化を検出する送配電線の劣化検出装置であって、
   劣化検出対象の電線に装着されて該電線の電流を変成した出力を得る変流器と、劣化検出回路とを一体構成にした検出器本体とを備え、
   前記検出器本体は、
   前記変流器の変成電流から電線の劣化の有無を判定した出力を得る劣化判定回路と、
   前記変流器の変成電流を電源として前記劣化判定回路の電源を得る電源回路とを備えたことを特徴とする送配電線の劣化検出装置。
2. 前記変流器は、劣化検出対象の電線にクランプ方式で装着する構造としたことを特徴とする請求項１に記載の送配電線の劣化検出装置。
3. 前記劣化判定回路は、前記変流器の変成電流が設定するしきい値を越えたことを検出する電流検出回路と、この電流検出回路の検出出力が所定回数連続したときに劣化判定を得る電線劣化判定回路とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の送配電線の劣化検出装置。
4. 前記劣化判定回路は判定出力を無線または赤外線で地上側に発信する送信部を有し、前記劣化判定出力を地上側で受信して出力する携帯端末を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送配電線の劣化検出装置。
5. 前記劣化判定回路は劣化判定出力を表示する表示器を有し、該表示器の表示状態を地上側から確認可能にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の送配電線の劣化検出装置。
6. 前記電源回路に代えて、前記劣化判定回路に電源を供給できるバックアップ用キャパシタを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の送配電線の劣化検出装置。
   

Images