JP2008132880A - 埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法および埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、磁束密度を測定する手段を用いて送電線あるいは交流式電気鉄道から発生する磁束密度を検出し、磁束密度測定手段からの出力信号を用いて、送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流の周波数および位相を検出し、送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流と同一の周波数を有する検出信号147を発生させ、検出信号に所定の位相差を付加することで、位相を調整した相殺信号149を埋設パイプラインに設けられた誘導起電力発生手段110に印加することで、埋設パイプラインに誘導起電力を発生させて、送電線あるいは交流式電気鉄道に起因する電磁誘導電圧、更には、管対地交流電位を低減する埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法及び低減装置が提供される。
【選択図】図1
Description
以下に、図1〜図7を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法および埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置について、説明する。図1は、本実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置を説明するための模式図である。図2Aは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体を説明するための斜視図である。図2Bは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体を説明するための断面図である。図3Aは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体として、大地を帰路とした回路を有する誘導起電力発生用導体を説明するための斜視図である。図3Bは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体として、大地を帰路とした回路を有する誘導起電力発生用導体を説明するための断面図である。図4Aは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体として、複数回往復する回路を有する誘導起電力発生用導体を説明するための斜視図である。図4Bは、本実施形態に係る誘導起電力発生用導体として、複数回往復する回路を有する誘導起電力発生用導体を説明するための断面図である。図5は、本実施形態に係る変圧器を説明するための斜視図である。図6は、本実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置における信号の流れを説明するためのブロック図である。図7は、送電線中を流れる交流電流に起因して生じる電磁誘導電圧、変圧器による誘導起電力、および相殺後の電圧の波形を説明するためのグラフ図である。
誘導起電力発生器110は、送電線7を流れる交流電流に起因した電磁誘導電圧が発生しているパイプライン1に、電磁誘導電圧を低減・相殺するための誘導起電力を発生させる装置である。この誘導起電力発生器110として、例えば、パイプライン1に沿って設置される誘導起電力発生用導体や、励磁コイルを用いた変圧器等がある。
続いて、相殺信号発生器130について、説明する。相殺信号発生器130は、検出器150にて検出した所定の周波数を有する交流電圧信号である検出信号に任意の位相を付加することで相殺信号を発生させ、パイプライン1に設置された誘導起電力発生器110に対して、発生した相殺信号を印加する装置である。ここで、位相を付加するとは、相殺信号発生装置130で発生した相殺信号に対して、相殺信号の位相を進めたり、または遅らせたりすることを意味する。付加する位相差は、電磁誘導電圧低減装置100の使用者が任意の値に決定することが可能である。
Ec=Ep ・・・(式3)
とすると、相殺された電圧は、
ΔE=0 ・・・(式4)
となる。すなわち、送電線7を流れる交流電流に起因する電磁誘導の影響を、除去することが可能となり、パイプライン1に発生した管対地交流電位を除去することが可能となる。
続いて、検出器150について、詳細に説明する。誘導起電力発生器110に送電線7による電磁誘導電圧119と180度の位相差を持つ誘導起電力121を発生させるためには、検出器150により、電磁誘導電圧119と連動する信号を検出する必要がある。信号の種類として、例えば、送電線7からの磁束密度、パイプライン1における任意の2点間の電位差、パイプライン1と大地3との間の電位差、またはパイプライン1の管内電流の4種類が挙げられる。これら4種類の信号は、いずれも電磁誘導電圧119と同一の周波数を有している。これらいずれかの信号を、相殺信号発生器130に検出信号147として入力する。
続いて、図12および図13を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置200および埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法について、詳細に説明する。図12は、本実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置200における信号の流れを説明するためのブロック図である。図13は、本実施形態に係る埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置200を説明するための模式図である。
3 大地
5 送電鉄塔
7 送電線
100,200 電磁誘導電圧低減装置
110,210 誘導起電力発生器
111 誘導起電力発生用導体
113,114 誘導起電力発生用導体を流れる交流電流
115,116 誘導起電力発生用導体を流れる交流電流により発生する磁界
117 発信器
119 送電線による電磁誘導電圧
121 誘導起電力発生器による誘導起電力
122 低減後のパイプラインの電位差
125 変圧器
126 鉄心
127 貫通孔
128 巻線
130,230 相殺信号発生器
131,231 位相調整器
133 発電機
135 整流器
137 電力増幅器
139 出力変圧器
141 増幅器
143 ローパスフィルタ
145 振幅調整器
150,250 検出器
151,251 磁気センサ
153,313 導線
155,311 基準電極
157 電流センサ
310 振幅調整用検出器
Claims (16)
- 送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因して埋設パイプラインに生じている電磁誘導電圧を低減する、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法であって:
磁束密度を検出する手段を設け、前記送電線あるいは交流式電気鉄道から発生する磁束密度を検出し、
前記磁束密度の検出信号を用いて、前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流の周波数および位相を検出し、
前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流と同一の周波数を有する検出信号を発生させ、
前記検出信号に所定の位相差を付加して、位相を調整した相殺信号を前記埋設パイプラインに設けられた誘導起電力発生手段に印加することで、前記埋設パイプラインに誘導起電力を発生させて、前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因する電磁誘導電圧を低減することを特徴とする、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因して埋設パイプラインに生じている電磁誘導電圧を低減する、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法であって:
前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流の周波数および位相を検出し、
前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流と同一の周波数を有する検出信号を発生させ、
前記検出信号に所定の位相差を付加して、位相を調整した相殺信号を、前記埋設パイプラインに沿って、当該埋設パイプラインと前記送電線あるいは交流式電気鉄道とが並行している範囲に設けられた誘導起電力発生用導体に印加することで、前記埋設パイプラインに誘導起電力を発生させて、前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因する電磁誘導電圧を低減することを特徴とする、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 磁束密度を検出する手段を設け、前記送電線あるいは交流式電気鉄道から発生する磁束密度を検出し、
前記磁束密度の検出信号の周波数および位相を調整することを特徴とする、請求項2に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 少なくとも2以上の前記磁束密度を検出する手段を設け、
前記少なくとも2以上の磁束密度を検出する手段からの検出信号を合成して用いることを特徴とする、請求項1または3に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 少なくとも2以上の電位測定手段を前記埋設パイプラインに設け、任意の2つの前記電位測定手段間での交流電位差信号を測定し、
測定された前記交流電位差信号を用いて、前記検出信号の周波数および位相を調整することを特徴とする、請求項2に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 前記埋設パイプラインと、前記埋設パイプラインが埋設されている大地と、の間の交流電位を測定する電位測定手段を設けて、前記埋設パイプラインと前記大地との交流電位差信号を測定し、
測定された前記交流電位差信号を用いて、前記検出信号の周波数および位相を調整することを特徴とする、請求項2に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 前記電磁誘導電圧に起因して前記埋設パイプラインを流れる交流電流を測定する電流測定手段を前記埋設パイプラインに設け、
前記電流測定手段により測定される交流電流を用いて、前記検出信号の周波数および位相を調整することを特徴とする、請求項2に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。 - 前記相殺信号の振幅を更に調整することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減方法。
- 送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因して埋設パイプラインに生じている電磁誘導電圧を低減する、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置であって:
前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流の周波数と位相とを検出する検出器と、
前記検出器が検出した検出信号の位相を調整することで、前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流と同一の周波数を有し、当該送電線あるいは交流式電気鉄道に起因する前記電磁誘導電圧を相殺する相殺信号を発生する相殺信号発生器と、
前記相殺信号が印加されることで、前記埋設パイプラインに誘導起電力を発生させる誘導起電力発生器と、
を備え、
前記検出器は、前記送電線あるいは交流式電気鉄道から発生する磁束密度を検出する磁気センサであることを特徴とする、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。 - 送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流に起因して埋設パイプラインに生じている電磁誘導電圧を低減する、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置であって:
前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流の周波数と位相とを検出する検出器と、
前記検出器が検出した検出信号の位相を調整することで、前記送電線あるいは交流式電気鉄道に流れる交流電流と同一の周波数を有し、当該送電線あるいは交流式電気鉄道に起因する前記電磁誘導電圧を相殺する相殺信号を発生する相殺信号発生器と、
前記相殺信号が印加されることで、前記埋設パイプラインに誘導起電力を発生させる誘導起電力発生器と、
を備え、
前記誘導起電力発生器は、前記埋設パイプラインに沿って、当該埋設パイプラインと前記送電線あるいは交流式電気鉄道とが並行している範囲に設けられた、誘導起電力発生用導体であることを特徴とする、埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。 - 前記検出器は、前記送電線あるいは交流式電気鉄道から発生する磁束密度を検出する磁気センサであることを特徴とする、請求項10に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。
- 前記検出器として、少なくとも2以上の磁気センサを用い、
前記少なくとも2以上の磁気センサからの検出信号を合成して用いることを特徴とする、請求項9または11に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。 - 前記検出器は、前記埋設パイプラインにおける任意の2点間の電位差を測定する電位差測定器であることを特徴とする、請求項10に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。
- 前記検出器は、前記埋設パイプラインの大地に対する電位を測定する電位差測定器であることを特徴とする、請求項10に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。
- 前記検出器は、前記埋設パイプラインに生じる電磁誘導電圧に起因する交流電流を測定する電流測定器であることを特徴とする、請求項10に記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。
- 前記相殺信号の振幅を調整する振幅調整器を更に備えることを特徴とする、請求項9〜15のいずれかに記載の埋設パイプラインの電磁誘導電圧低減装置。
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