JP2007263923A - 送電用架線金具の腐食劣化診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないサンプリングデータで高精度な腐食状況の把握を行うこと可能な送電用架線金具の腐食劣化診断方法を提供する。
【解決手段】架線金具の腐食状況を推定する予測式をサンプリングデータから求める際に、影響因子として、標高と海岸距離と濡れ時間とを用いる。濡れ時間とは、湿度が８０％以上で、かつ気温が０℃以上である状態の継続時間である。また、腐食状況を腐食速度として把握し、この腐食速度から特定の架線金具の余寿命を推定する。送電設備が表示される地図画面上に、推定された余寿命を表示する。
【選択図】図１

Description

この発明は、送電用架線金具の腐食劣化診断方法に関するものである。

送電用架線金具の腐食劣化を診断する際には、腐食劣化状態を的確に把握する必要がある。その方法としては、例えば、特許文献１に開示されているように、カラー画像解析による評価方法がある。また、この方法を利用して腐食劣化を診断する方法は、例えば、特許文献２に開示されている。

この方法は、送電鉄塔の画像診断システムと地図情報システムとを利用して各地に建設されている送電鉄塔の所在地と劣化診断結果を地図上に色分けしたマーカーにより表示し、地図情報による鉄塔の建設地の地形条件・周辺環境等を用いて腐食環境がほぼ同一とみなせる鉄塔を選定し、選定した鉄塔の劣化診断結果と経過年数から選定地域の腐食速度を統計処理により算出し、この腐食速度を用いて補修時期の評価を行うという方法である。
特開２００１−４５２５号公報 特開２００３−１６９４１５号公報

このように、上記特許文献２に記載の腐食劣化診断方法は、腐食環境がほぼ同一とみなせる鉄塔を選定し、選定した鉄塔の劣化診断結果と経過年数から腐食速度を算出する方法であるために、劣化診断結果、すなわちサンプリングデータとしては、腐食環境がほぼ同一とみなせる鉄塔ごとに複数のデータが必要となる。この結果、多くのデータを必要とする。また、選定地域内のデータ未採取の鉄塔に対する腐食速度の推定手法が補間法であるために、その速度推定精度が充分に高いとはいい難い。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、少ないサンプリングデータで高精度な腐食状況の把握を行うこと可能な送電用架線金具の腐食劣化診断方法を提供することにある。

そこで請求項１の送電用架線金具の腐食劣化診断方法は、架線金具の腐食状況を推定する予測式をサンプリングデータから求める際に、影響因子として、少なくとも標高と海岸距離とを用いることを特徴としている。

上記請求項１の送電用架線金具の腐食劣化診断方法では、予測式から送電用架線金具の腐食劣化状況を診断する。この予測式は、影響因子として、少なくとも標高と海岸距離とを用いる。標高とは、鉄塔設置位置の高さであり、海岸距離とは、鉄塔設置位置の海岸までの距離である。これら情報は、既存の設備情報から容易に入手可能である。

請求項２の送電用架線金具の腐食劣化診断方法は、さらに濡れ時間を影響因子として用いることを特徴としている。

上記濡れ時間とは、湿度が８０％以上で、かつ気温が０℃以上である状態の継続時間である。

請求項３の送電用架線金具の腐食劣化診断方法は、上記腐食状況を腐食速度として把握し、この腐食速度から特定の架線金具の余寿命を推定することを特徴としている。

請求項３の送電用架線金具の腐食劣化診断方法では、予測式から求めた腐食速度から、送電用架線金具の余寿命を推定する。

請求項４の送電用架線金具の腐食劣化診断方法は、送電設備が表示される地図画面上に、上記推定された余寿命を表示することを特徴としている。

上記請求項４の送電用架線金具の腐食劣化診断方法では、送電設備が表示される地図画面上に余寿命を表示することができるので、点検箇所等の把握が容易となる。

請求項１の送電用架線金具の腐食劣化診断方法によれば、予測式から送電用架線金具の腐食劣化状況を診断するので、劣化状況の診断の容易化を図って、劣化状況を効率的に把握することができる。また、影響因子として、少なくとも標高と海岸距離とを用いた予測式から算出される劣化状況は信頼性に優れ、安定した劣化状況の把握が可能となる。また、これら影響因子の鉄塔ごとの把握が容易であるので、コストの低減化及び作業者の労力の軽減を図ることができる。

請求項２の送電用架線金具の腐食劣化診断方法によれば、影響因子として、濡れ時間を付加するので、腐食劣化状況を一段と精度良く把握することが可能となる。

請求項３の送電用架線金具の腐食劣化診断方法によれば、送電用架線金具として使用できる残りの期間（余寿命）を把握することができるので、改修又は交換時の判断基準の明確化を図ることができる。このため、余寿命が尽きるまでに架線金具等を改修又は交換することができ、送電設備が損傷等するのを事前に防止して、この送電設備を長期にわたって安定した状態で使用することができる。また、交換時期を把握することができるので、十分に使用に耐える状態であるにも係わらず架線金具等を新しいものに交換してしまうことがなくなり、不必要な部材交換作業を回避することができると共に、コストの低減を達成できる。このように、この腐食劣化診断方法では、劣化状況と余寿命の予測が可能であり、点検及び改修計画（時期と箇所）が立て易く、保全業務の効率化を図れる。

請求項４の送電用架線金具の腐食劣化診断方法によれば、送電設備が表示される地図画面上に余寿命を表示するので、点検箇所等の把握が容易となる。このため、送電設備に対する劣化状況の監視を安定して行うことができ、実際に保守点検作業を行う部位（箇所）の減少を図ることができ、保全業務の簡略化を図ることができる。

次に、この発明の送電用架線金具の腐食劣化診断方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、腐食劣化診断を行うのに際しては、１．実測データ（サンプリングデータ）の採取、２．予測式の策定、３．余寿命の算出という手順で各ステップを実行する必要がある。以下、各ステップについて説明する。

［サンプリングデータの採取］
腐食による劣化の診断を行う場合、サンプリング調査を行って、単年度当たりの腐食量の実測データを検出することになるが、この実測データを得る方法としては、架線金具をカメラ等の撮影機器を使用することによる画像処理によるもの、測定ゲージ等を使用することによって、腐食寸法を測定するもの等がある。上記実測データを画像処理にて得るものでは、腐食状態を複数の腐食ランク（腐食量）に分類し、写し出されている画像から架線金具がそのいずれの腐食ランク（腐食量）に入るかを調べることで実測データを得ることができる。例えば、架線金具の亜鉛めっき層の変色を観察することで腐食ランク（腐食量）が把握できる。具体的には、図１に示すように、架線金具が、母材（鋼又は鉄）１上に第１の合金層２と第２の合金層３とが設けられ、さらに、この第２の合金層３上に亜鉛層４が設けられている場合の上記腐食ランクとしては、次のように決定することができる。すなわち、Ａ：亜鉛層４の下層である第２の合金層３が露出していないが、亜鉛層４が変色している状態の腐食ランク（亜鉛めっき層は約０〜３０％腐食）、Ｂ：亜鉛層４がなくなり、第２の合金層３が露出した状態（斑点状錆が発生している状態）の腐食ランク（亜鉛めっき層は約４０〜７０％腐食）、Ｃ：第２の合金層３がなくなり、第１の合金層２が露出してこの第１の合金層２に腐食孔が形成されて、この腐食孔に腐食生成物５が溜まっている状態（赤褐色錆が発生している状態）の腐食ランク（亜鉛めっき層は約８０〜９０％腐食）、Ｄ：母材１に小さな腐食孔が形成されると共に、母材に腐食生成物５が溜まっている状態（黒褐色錆が発生している状態）の腐食ランク（亜鉛めっき層は約１００％腐食）、Ｅ：母材１に大きな腐食孔が形成され、母材に大量の腐食生成物５が溜まっている状態（いわゆる錆こぶが発生している状態）の腐食ランク（亜鉛めっき層は約１００％腐食）、という５種類の腐食ランク（腐食量）である。架線金具の取替えの目安としては、上記Ｃ、Ｄランクが現実的であり、上記Ｅランクに達している場合には、機械的強度の低下を招いていることが予想されることから、できるだけ早急に架線金具の取替えが必要である。なお、この際、画像処理において、デジタル画像の色情報を数値化することによって、腐食ランクを決定することになる。すなわち、各ランクの割合を求め、これに基づいてこの架線金具等の腐食ランクを決定するのである。また、画像処理によるものに代えて、測定ゲージ等を使用することによって、腐食寸法を測定すれば、一段と高精度に腐食量の把握が可能である。さらに、サンプリング金具の残存亜鉛めっき付着量の測定データから単年度当たりの腐食量を求めても良く、このようにすればさらに高精度に腐食量を把握することが可能である。

［予測式の策定］
本発明者等は、上記腐食量の調査の結果、以下のような知見を得た。それは、以下に列挙するような環境では、腐食劣化が生じ易い傾向があるということである。
１．標高高地域であること
これは、風の集束が強いことに加えて、気温差が大きいため、霧の発生、金具の結露の発生頻度が高く、降水量も多いことから、濡れ時間が長くなるためと考えられる。一般に、金属の大気腐食の環境としては、濡れ大気腐食（肉眼で見えるような結露水の膜が存在する場合）、湿り大気腐食（肉眼で見えないような薄い液膜が存在する場合）、乾き大気腐食（金属表面に液膜が存在しない場合）に大別され、この中で「湿り大気腐食」が最も腐食の進行が早いといわれており、標高高地域にこの現象の発生頻度が高くなっているものと考えられる。
２．海岸からの距離が近いこと
腐食促進因子である海塩粒子の付着量が多いためと考えられる。
３．河川や湖、貯水湖等の水源が近いこと
大気中への水分の補給が容易であり、相対湿度が高くなり易いので、上記同様に、「湿り大気腐食」の発生頻度が高くなっているためと考えられる。

なお、亜硫酸ガスに含まれる硫黄成分の付着が生じた場合には、さらに加速度的に腐食が進行することは公知であるため、ここでは、亜硫酸ガスの存在、硫酸化現象、塩酸化現象についての検討結果は省略する。

そして、予測式の策定に際して用いた影響因子としては、上記１〜３の状況を的確に示すものであって、さらに、容易にデータ収集が可能であり、また、鉄塔ごとにデータの収集が可能であることから、「標高」「海岸距離」「濡れ時間」を採用した。標高とは、鉄塔設置位置の高さ（ｍ）であり、海岸距離とは、鉄塔設置位置の海岸までの距離（ｋｍ）である。また、濡れ時間とは、湿度が８０％以上で、かつ気温が０℃以上である状態の継続時間（時間／年）である。

上記影響因子を用いた「重回帰分析手法」における亜鉛めっき消失量（μｍ／年）の予測式においては、各影響因子（標高、海岸距離、濡れ時間）を、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３とし、それぞれの影響因子に係る単相関係数を、Ａ１、Ａ２、Ａ３とすると、
亜鉛めっき消失量＝（Ａ１＊Ｘ１）＋（Ａ２＊Ｘ２）＋（Ａ３＊Ｘ３）＋（Ａ０定数）
として与えられる。

上記予測式を用いて求めた推定消失量と実測消失量との相関を、図２、図３にそれぞれ示している。図２は、都道府県を対象地域とした相関であり、図３は、それよりもさらに広い地域を対象地域とした相関である。図２の場合、重相関係数は約０．８５０、図３の場合、重相関係数は約０．８３５となっており、充分な予測精度が得られた。

［余寿命の算出］
上記予測式（腐食予測式）から、この上記各腐食ランクに達する時期を算出することができる。このため、腐食に対する限界量として、例えば、使用寿命を上記腐食ランクＣとすれば、何年後（又は何月後）に各架線金具がこの腐食ランクＣに達するのかを判断することができ、この架線金具の交換時期を推定することができる。また、予測式（腐食予測式）から、各ランクに達する時期を把握して、この時期に対応して実際に点検するようにすることも可能であって、点検周期を決定することができる。

この劣化診断方法において、図示省略するが、送電設備が表示される地図画面上に、上記予測式から算出した劣化状況と、限界量に達するまでの期間である余寿命とを表示するようにしてもよい。このように表示するようにすれば、点検箇所や限界量に達する箇所の把握が容易となる。このため、架線金具に対する腐食劣化状況の監視を安定して行うことができ、実際に保守点検作業を行う部位（箇所）の減少を図ることができ、保全業務の簡略化を図ることができる。なお、この場合、地図上に様々な情報を重ねて表示したり、分析したりするシステムであるＧＩＳ（Geographical Information Systems：地理情報システム）等を利用することができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

腐食ランクを説明するための説明図である。 予測式を用いて求めた特定地域の推定消失量と実測消失量との相関を示すグラフである。 予測式を用いて求めた広範特定地域の推定消失量と実測消失量との相関を示すグラフである。

符号の説明

１・・母材、２・・第１の合金層、３・・第２の合金層、４・・亜鉛層、５・・腐食生成物

Claims (4)

1. 架線金具の腐食状況を推定する予測式をサンプリングデータから求める際に、影響因子として、少なくとも標高と海岸距離とを用いることを特徴とする送電用架線金具の腐食劣化診断方法。
2. さらに濡れ時間を影響因子として用いることを特徴とする請求項１の送電用架線金具の腐食劣化診断方法。
3. 上記腐食状況を腐食速度として把握し、この腐食速度から特定の架線金具の余寿命を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２の送電用架線金具の腐食劣化診断方法。
4. 送電設備が表示される地図画面上に、上記推定された余寿命を表示することを特徴とする請求項３の送電用架線金具の腐食劣化診断方法。