JP2013192308A - 過熱検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】電線接続端子部等の過熱発生想定箇所の過熱を昼夜を問わず確認でき、複数の過熱発生想定箇所の中から過熱している箇所を特定する過熱検知システムを提供する。
【解決手段】過熱検知システム１は、それぞれの電線接続端子部３に設けられて電線接続端子部３が所定の温度に達したときに過熱検知情報を送信する過熱検知器４と、過熱検知情報に基づき警報情報を発信する地上監視部５と、警報情報に基づきユーザに警報を発する警報器６とを有する。過熱検知器４は、所定温度に達したことを検知する過熱センサ４３と、過熱検知情報を地上監視部５に送信する警報送信部４４と、これらの機器を作動させる第１の電源部４２とを有する。地上監視部５は、受信した過熱検知情報に基づき当該情報を送信した過熱検知器を判別する警報受信部５２と、その判別した結果に基づき警報情報を発信する警報出力部５３と、これらの機器を作動させる第２の電源部５１とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電線同士を接続する電線接続端子部等の過熱発生想定箇所の過熱を検知してユーザに知らせることが可能な過熱検知システムに関する。

電気所における電線と電線を繋ぐ電線接続端子部には、圧縮端子が用いられている。圧縮端子は、電線の先端部を挿入して圧着させる円筒状に形成された電線固定部と、この電線固定部に一体的に形成された接続部とを有して構成され、接続部を互いに重ね合わせてボルトなどにより固定することで圧縮端子同士を接続して電線接続端子部を構成している。

この電線接続端子部は、屋外に設けられることもあるため、圧縮端子の接続部同士の間にゴミや水などの異物が付着することがある。このような異物は、電線接続端子部の抵抗となり、発生したジュール熱によって過熱し、電線が溶融するおそれがある。また、圧縮端子同士を固定するボルトの締め付け不足や、ボルトの緩みによる接触不良によっても圧縮端子が過熱するおそれがあり電線の溶融が懸念される。

このような電線接続端子部の過熱を発見するために、従来では、圧縮端子の接続部の周囲に温度の変化に応じて変色する示温テープを設けて目視による確認を行っている。一例としては、電線接続端子が接続部を有する端子部と、電線を外包するスリーブとから構成され、このスリーブは、温度変化によって変色する感温色素を混合した熱感応合成樹脂材料で形成されたものが公知となっている（特許文献１参照）。

また、電線接続端子部に設けられた温度検知器が所定の温度を検知することによって警報を発することも考えられており、一例としては、電力ケーブルの接続部と、この電力ケーブルの接続部に設けられ電力ケーブルの温度上昇に伴い感温素子が溶融してスイッチを遮断する温度検出部と、温度検出部の遮断に基づいて監視部に警報を送信する制御回路と、を備え、温度検出部は共通の制御回路に直列に接続された電力ケーブル接続部構造体が公知となっている（特許文献２参照）。

さらに、赤外線サーモグラフィカメラによって撮影された電線接続端子部の画像を解析することにより過熱を検知する方法も考えられており、一例としては、ケーブルを接続する圧縮端子を備えた端子箱に赤外線透過率が高い保護カバーが設けられ、端子箱の外部から赤外線サーモグラフィカメラによって圧縮端子の撮影が行われ、撮影された画像を画像解析システムにより解析する保護カバー付き電線接続端子部が公知となっている（特許文献３参照）。

実開平５−０９７０６１号公報 実開平６−０６０２４９号公報 特開２０１２−００５１８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のサーモラベルは、目視により監視するものであるため定期的に確認作業を行わなければならない問題があり、さらにサーモラベル自体は発光するものではないため夜間における確認は困難であり、常時確認できるものではない。このため、過熱の発見が遅れた場合は電線が溶融するおそれが依然としてある。

特許文献２に記載の電力ケーブル接続部構造体は、温度検出器が所定温度に達すると、制御回路から監視部に警報が発信されるように構成されているが、制御回路を設置する場所を確保しなければならないため、狭い場所では取り付けることができない問題がある。また、複数の電力ケーブルに温度検出器を取り付ける場合には、共通の制御回路に温度検出器が直列に接続されているので、過熱状態にある電線接続端子部を瞬時に判別できない問題がある。

また、特許文献２における電力ケーブルの接続部は絶縁体の被覆により覆われているので絶縁が保たれており、この被覆に温度検出器が設けられるため電力ケーブルの回路と温度検出器の回路とは独立した回路を形成している。したがって、複数の接続部の温度を検知するために各々の接続部に温度検出器を設けて直列に回路を接続しても短絡するようなおそれはない。
しかし、絶縁体による被覆がされていない電力ケーブルの接続部において、各々の接続部に設けられた温度検出器を直列に接続すると、電力ケーブル同士が通電することになり短絡するおそれがある。
特に、高電圧下の電線接続端子部においては、端子の接続部に絶縁体の被覆がなされていないことが多いため、短絡の危険性からこのような構成をとることができない。

また、特許文献３に記載の赤外線サーモグラフィカメラによって圧縮端子の過熱を検知する方法では、赤外線の強度が十分に得られない場合には誤診するおそれがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電線接続端子部等の過熱発生想定箇所の過熱を昼夜を問わず確認可能で、複数の過熱発生想定箇所がある場合に、その中から過熱している箇所を瞬時に特定することが可能で、絶縁処理がなされていない電線接続端子部においても使用が可能な過熱検知システムを提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明の過熱検知システムは、それぞれの過熱発生想定箇所（例えば、電線接続端子部）に設けられて前記過熱発生想定箇所が所定の温度に達したことを検知して過熱検知情報を送信する過熱検知器と、前記過熱検知器から送信された前記過熱検知情報に基づいて警報情報を発信する地上監視部と、前記地上監視部から発信された前記警報情報に基づいてユーザに警報を発する警報器と、から構成され、前記過熱検知器は、筐体の内部に、前記過熱発生想定箇所が所定の温度に達したことを検知する過熱センサと、前記過熱センサからの過熱の検知信号を受けて、この過熱センサが取り付けられている過熱検知器を判別し得る態様で前記過熱検知情報を前記地上監視部に送信する警報送信部と、前記過熱センサ及び前記警報送信部を作動させる電力を供給する第１の電源部と、を有し、前記地上監視部は、前記警報送信部から送信された過熱検知情報を受信すると共に、この過熱検知情報に基づいて当該情報を送信した過熱検知器を判別する警報受信部と、前記警報受信部が判別した結果に基づき、過熱している前記過熱発生想定箇所を判別し得る態様で前記警報情報を発信する警報出力部と、前記警報受信部及び前記警報出力部を作動させる電力を供給する第２の電源部と、を有することを特徴としている。

警報受信部は、警報送信部から送信された過熱検知情報に基づいて当該情報を発信した過熱検知器を判別することで、過熱発生想定箇所の過熱を昼夜を問わず確認可能となるとともに、複数の過熱発生想定箇所が設けられている場合に過熱している箇所を瞬時に特定することが可能となる。また、過熱検知器が過熱検知情報を送信するように構成されているため、地上監視部とは有線で接続されている必要性はなく、これらを分離して設置することも可能となるので設置場所の確保が容易にすることができ、また、それぞれの過熱検知器の回路が他の過熱検知器の回路と接続されていないため、絶縁処理がなされていない電線接続端子部においてもこれらが短絡することなく使用することができる。

ここで、警報送信部は、過熱検知器のそれぞれに対応した固有の周波数を有する電波によって過熱検知情報を発信し、警報受信部は、前記警報送信部から送信された電波の周波数により、過熱検知情報が発信された過熱検知器を判別するように構成してもよく、さらに、過熱検知器の第１の電源部は、乾電池と、光電池とを具備するようにしてもよい。

警報受信部が警報送信部から発信された電波の周波数で過熱検知器を判別することで、簡素な構成で過熱している過熱発生想定箇所を瞬時に判別することが可能となり、また第１の電源部に、乾電池と、光電池とが具備されることで、乾電池が切れた場合でも光電池から電力を供給することにより、過熱発生想定箇所の過熱を検知することが可能となる。なお、乾電池には、充電池も含まれ、たとえば、日中に光電池による電力の供給と充電地の充電を行い、夜間に充電池による電力の供給が行われるようにしてもよい。

さらにまた、過熱検知器は、発光部を備え、前記表示部は、前記過熱センサが所定の温度に達したことを検知したときに発光するようにしてもよい。
ここで、発光部は発光ダイオードなどの低電力で光を発するものがよい。

過熱検知器が発光部を有することで、複数の過熱発生想定箇所が近接して設けられている場合には、瞬時に過熱状態にある過熱発生想定箇所を判別することができ、また、夜間においても目視により過熱状態にある過熱発生想定箇所を確認することが可能となる。

また、前記過熱検知器の筐体は、絶縁体で形成されることが望ましい。
これにより、筐体内部に設けられた回路が電界による影響を受けることを防ぐことができ、過熱検知器の正常な稼動を保つことが可能になる。

以上述べたように、本発明の過熱検知システムは、警報受信部は、警報送信部から送信された過熱検知情報に基づいて当該情報を発信した過熱検知器を判別することで、電線接続端子部等の過熱発生想定箇所の過熱を昼夜を問わず確認可能となるとともに、複数の過熱発生想定箇所が設けられている場合に過熱している箇所を瞬時に特定することが可能となる。また、過熱検知器が過熱検知情報を送信するように構成されているため、地上監視部とは有線で接続されている必要性はなく、これらを分離して設置することも可能となるので設置場所の確保が容易にすることができる。また、それぞれの過熱検知器の回路が他の過熱検知器の回路と接続されていないため、絶縁処理がなされていない電線接続端子部においてもこれらが短絡することなく使用することができる。
このため、過熱発生想定箇所の巡視頻度を減らすことができ、ユーザの監視負担を低減することが可能となる。また、過熱発生想定箇所において過熱が発生した場合には、迅速な対応ができるため被害を最小限にすることが可能となる。さらに、過熱発生想定箇所が狭い場合でも過熱を検知することが可能となる。

図１は、本発明の過熱検知システムの概要を示すブロック図である。 図２は、圧縮端子を示した図であり、（ａ）は、その上面図である。（ｂ）は、圧縮端子同士を接続した状態を示す側面図である。 図３は、過熱検知器の全体を示した斜視図である。 図４は、過熱検知システムを構成する機器の回路図であり、（ａ）は、過熱検知器の回路図である。（ｂ）は、地上監視部の回路図である。（ｃ）は、警報器の回路図である。 図５は、過熱検知器を圧縮端子に取り付けた状態を示した図であり、（ａ）は、側面図である。（ｂ）は、上面図である。

以下、本発明の過熱発生想定箇所の過熱検知システムについて添付図面を参照して説明する。なお、ここでは、過熱発生想定箇所として高圧架線の電線接続端子部に適用した例について詳述する。

図１及び２に示すように、電線接続端子部の過熱検知システム１は、一対の圧縮端子２を接合して形成される電線接続端子部３に固定可能に形成された過熱検知器４と、過熱検知器４から送信された過熱検知情報に基づいて警報情報を発信する地上監視部５と、警報情報に基づいてユーザに警報を発する警報器６と、から構成されている。
なお、１箇所の電線接続端子部３につき１つの過熱検知器４が設けられ、本実施例においては、３つの過熱検知器４（４ａ，４ｂ，４ｃ）が設けられている。

圧縮端子２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中空の円筒状に形成され電線を押圧して圧着可能に形成された電線固定部２１と、この電線固定部２１に続いて形成され、平板状に形成された接続部２２とを有して構成されている。
接続部２２には、ボルト等を挿通可能な４つの固定孔２３が形成され、互いの固定孔２３を位置を合わせて圧縮端子２同士をボルトで固定することで、電線接続端子部３が形成されている。

過熱検知器４は、図２（ｃ）及び図３に示すように、絶縁体で形成された筐体４１の内部に、電線接続端子部３が所定の温度に達したことを検知し過熱の検知信号を発信する過熱センサ４３と、この過熱センサ４３からの過熱の検知信号を受けて、この過熱センサが取り付けられている過熱検知器を判別する過熱検知情報を地上監視部５に送信する警報送信部４４と、発光部４５と、これら過熱センサ４３と警報送信部４４と発光部４５とを作動させる電力を供給する第１の電源部４２と、を有して構成されている。

筐体４１は、絶縁体の樹脂やゴム等の素材で形成され、圧縮端子２の接続部２２の固定孔２３にボルトで取り付け可能に上面から底面にかけて貫通孔４７が形成されている。また上面には、ソーラーパネル状の光電池４２ｂと、発光部４５とが設けられている。なお、筐体４１は、ボルト以外にも接着剤、両面テープ等により固定してもよい。

第１の電源部４２は、乾電池４２ａと、光電池４２ｂとを有して構成され、乾電池４２ａの電力供給ができなくなった場合に、光電池４２ｂから電力が供給されるように構成されている。乾電池４２ａは、ボタン電池であることが望ましく、また光電池４２ｂは、シリコン太陽電池の他、化合物半導体などの素材によって形成されたソーラーパネル状のものである。

過熱センサ４３は、白金などの測温抵抗体、熱電対型、半導体温度センサ等によって構成される温度センサと、予め設定された所定温度に達すると回路に設けられたスイッチがＯＮにするように構成されるスイッチング素子とを具備する耐熱性のものである。そしてこのスイッチがＯＮにされることで過熱の検知信号を警報送信部４４と、発光部４５とに発信するようになっている。ここで、所定の温度は、圧縮端子に取り付ける前に設定されるもので、たとえば、９０〜１８０℃の電線やその周囲の素材の融点付近に設定することが望ましい。

警報送信部４４は、通電されることにより地上監視部５に過熱検知情報として電波を送信するもので、それぞれの過熱検知器（４ａ，４ｂ，４ｃ）に割り当てられた特定の周波数の電波を送信する送信機を有して構成されている。

発光部４５は、過熱センサ４３のスイッチがＯＮにされると警告灯を点灯または点滅するもので、警告灯には耐熱性の発光ダイオードが用いられることが望ましい。

また、図４（ａ）に示されるように、それぞれの過熱検知器（４ａ，４ｂ，４ｃ）の回路は、過熱センサ４３に設けられたスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３）がＯＮにされることで、第１の電源部４２から警報送信部４４の送信機（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）と、発光部４５（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）とに電力が供給されるように並列に構成されている。

地上監視部５は、警報送信部４４から発信された過熱検知情報を受信すると共に、この過熱検知情報に基づいて当該情報を送信した過熱検知器４を判別する警報受信部５２と、警報受信部５２の判別した結果に基づいて過熱が発生している電線接続端子部３を判別する警報情報を発信する警報出力部５３と、これら警報受信部５２と警報出力部５３とを作動させる電力を供給する第２の電源部５１と、を有して構成されている。

警報受信部５２は、たとえば、特定の周波数帯の電波を受信可能とした複数の受信機と、この受信機に接続され当該周波数帯の電波を受信した場合にスイッチをＯＮにする複数のスイッチング素子とから構成される。したがって、これらの受信機が過熱検知器（４ａ，４ｂ，４ｃ）から送信された特定の周波数の電波を受信することで、当該電波を送信した過熱検知器４（送信対象）を判別するように構成されている。

警報出力部５３は、警報情報を警報器６に送信するための複数の送信機を有し、それぞれの送信機は通電されることにより、警報受信部が判別した送信対象ごとに固有周波数の電波を警報器６に送信するように構成されている。したがって、送信対象を判別し得る周波数の電波を送信することで、過熱が発生している電線接続端子部３を判別可能な警報情報を送信するように構成されている。

また、図４（ｂ）に示すように、地上監視部５の回路は、それぞれの過熱検知器４の警報送信部４４の送信機（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の周波数に対応して電波を受信する警報受信部５２の受信機（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を有し、これらの受信機に接続された各スイッチ（ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ）がＯＮにされることで、警報出力部５３の送信機（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ）が通電されるように並列に回路が構成されている。なお、第２の電源部５１は、同図においては直流で示されているがこれに限らず交流のものであってもよい。

警報器６は、受電盤又は電気所の遠隔装置に設けられるもので、警報入力部６２と、過熱状態にある電線接続端子部の情報を表示する警報表示部６３と、警報音を発するスピーカ６４と、これら警報入力部６２と警報表示部６３とスピーカ６４とを作動させる電力を供給する第３の電源部６１と、から構成されている。

警報入力部６２は、特定の異なる周波数帯の電波のみを受信可能とした複数の受信機と、当該周波数帯の電波を受信した場合にスイッチをＯＮにする複数のスイッチング素子とから構成されている。

警報表示部６３は、発光ダイオードを複数配列した警告灯を有して構成されたもので、第３の電源部６１から電力が供給されると警告灯が点滅又は点灯し、当該警告灯が光る位置によって、過熱が発生している電線接続端子部３が判別可能に設けられている。

また、図４（ｃ）に示すように、警報器６の回路は、警報入力部６２の受信機（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ）に接続されたスイッチ（ＳＷα，ＳＷβ，ＳＷγ）がＯＮにされることで、第３の電源部６１から警報表示部６３の警告灯（Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ）とスピーカ６４とに電力が供給されるように構成されている。なお、第３の電源部６１は、同図においては直流で示されているがこれに限らず交流のものであってもよい。

以上で説明した過熱検知システム１の動作を説明する。
図５に示すように、圧縮端子２の固定孔２３にボルトで過熱検知器４を取り付ける。その後に、電線接続端子部３に埃や水などの異物が付着した等の原因により抵抗値が増大すると、ジュール熱により温度が上昇する。以下、この例において過熱検知器４ａが過熱を検知した場合について説明する。

過熱検知器４ａの過熱センサ４３は、電線接続端子部３が所定の温度まで達すると、スイッチＳＷ１をＯＮに切り替え警報送信部４４と、発光部４５とを通電する。回路が通電すると、警報送信部４４の送信機Ｔ１が電波を地上監視部５に送信するとともに、発光部４５の警告灯Ｌ１が点灯又は点滅を開始する。

地上監視部５の警報受信部５２の受信機Ｒ１は、電波を受信するとスイッチＳＷａをＯＮにして警報出力部５３に電力を供給する。警報出力部５３の送信機Ｔａは、特定の周波数の電波を警報器６に発信する。

警報器６の警報入力部６２の受信機Ｒａは、電波を受信するとスイッチＳＷαをＯＮにして警報表示部６３の警告灯Ｌａと、スピーカ６４とに電力を供給する。これにより警報表示部６３の警告灯Ｌａは、電力が供給されると点滅又は点灯を開始し、スピーカ６４は警告音を発する。

以上述べたように、本発明の電線接続端子部の過熱検知システム１は、警報受信部５２が、警報送信部４４から送信された過熱検知情報に基づいて当該情報を発信した過熱検知器４を判別することで、電線接続端子部３の過熱を昼夜問わず確認可能となるとともに、複数の電線接続端子部３が設けられている場合に過熱している電線接続端子部３を瞬時に特定することが可能となる。また、過熱検知器４が過熱検知情報を送信するように構成されているため、地上監視部５とは有線で接続されている必要性はなく、これらを分離して設置することも可能となるので設置場所の確保が容易にすることができる。また、それぞれの過熱検知器４の回路が他の過熱検知器４の回路と接続されていないため、絶縁処理がなされていない電線接続端子部３（特に高電圧下における端子部）においてもこれらが短絡することなく使用することができる。したがって、過熱検知器４の筐体４１は、絶縁体以外のものでも実施することができるが、筐体４１が絶縁体で形成された場合には、内部に設けられた回路が電界による影響を受けることを防ぐことができ、過熱検知器４の正常な稼動を保つことが可能になる。
また、警報受信部５２が警報送信部４４から発信された電波の周波数で過熱検知器４を判別することで、簡素な構成で過熱している電線接続端子部を瞬時に判別することが可能となり、また第１の電源部４２に、乾電池４２ａと、光電池４２ｂとを具備することで、乾電池４２ａが切れた場合でも光電池４２ｂから電力が供給されることにより、電線接続端子部３の過熱を常時検知することが可能となる。
さらに、過熱検知器４が発光部４５を有することで、複数の電線接続端子部３が近接して設けられている場合には、瞬時に過熱状態にある電線接続端子部３を判別することができ、また、夜間においても目視により過熱を確認することが可能となる。

なお、本実施例においては、地上監視部５の警報受信部５２は、受信した電波の周波数に基づいて過熱検知器を判別するように構成したが、これに限らず、たとえば、過熱検知器４の警報送信部４４が送信対象を特定可能な過熱検知情報をデータとして送信し、警報受信部がこのデータをデータベース等の記憶手段を参照することにより判別するように構成してもよい。
また、乾電池４２ａをボタン電池として実施したが、これに限られず、充電池でもよい。このようにすることで、たとえば、日中に光電池４２ｂによる電力の供給と充電地の充電を行い、夜間に充電池による電力の供給が行われるように構成してもよい。
さらに、周波数は、過熱検知器４ごとに変更するように説明したが、過熱検知器４が設けられている所定のブロックごとに変更するようにしてもよい。このようにすることで、周波数の設定を少なくすることが可能となる。
さらにまた、本実施例においては、高圧架線に用いられる電線接続端子部３の過熱を検知するように構成したが、これに限られず、たとえば、高所に設置される変圧器、遮断器、変流器等の機器の過熱を検知するようにしてもよく、上記の電力機器に限定されるものではない。
また、圧縮端子の過熱は、接続部２２に異物が付着して発生したものには限定されず、たとえば、接続部２２同士を固定するボルトの締め付け不足や、ボルトの緩みによって生じた接触不良によるものであってもよい。

１ 過熱検知システム
２ 圧縮端子
３ 電線接続端子部
４ 過熱検知器
４１ 筐体
４２ 第１の電源部
４３ 過熱センサ
４４ 警報送信部
４５ 発光部
５ 地上監視部
５１ 第２の電源部
５２ 警報受信部
５３ 警報出力部
６ 警報器
６２ 警報入力部
６３ 警報表示部

Claims (5)

1. それぞれの過熱発生想定箇所に設けられて前記過熱発生想定箇所が所定の温度に達したことを検知して過熱検知情報を送信する過熱検知器と、前記過熱検知器から送信された前記過熱検知情報に基づいて警報情報を発信する地上監視部と、前記地上監視部から発信された前記警報情報に基づいてユーザに警報を発する警報器と、から構成され、
   前記過熱検知器は、筐体の内部に、前記過熱発生想定箇所が所定の温度に達したことを検知する過熱センサと、前記過熱センサからの過熱の検知信号を受けて、この過熱センサが取り付けられている過熱検知器を判別し得る態様で前記過熱検知情報を前記地上監視部に送信する警報送信部と、前記過熱センサ及び前記警報送信部を作動させる電力を供給する第１の電源部と、を有し、
   前記地上監視部は、前記警報送信部から送信された過熱検知情報を受信すると共に、この過熱検知情報に基づいて当該情報を送信した過熱検知器を判別する警報受信部と、前記警報受信部が判別した結果に基づき、過熱している前記過熱発生想定箇所を判別し得る態様で前記警報情報を発信する警報出力部と、前記警報受信部及び前記警報出力部を作動させる電力を供給する第２の電源部と、を有する
   ことを特徴とする過熱検知システム。
2. 前記警報送信部は、前記過熱検知器のそれぞれに対応した固有の周波数を有する電波によって前記過熱検知情報を発信し、
   前記警報受信部は、前記警報送信部から送信された電波の周波数により、前記過熱検知情報が発信された過熱検知器を判別することを特徴とする請求項１に記載の過熱検知システム。
3. 前記過熱検知器の第１の電源部は、乾電池と、光電池とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の過熱検知システム。
4. 前記過熱検知器は、発光部を備え、
   前記発光部は、前記過熱センサが所定の温度に達したことを検知したときに発光することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の過熱検知システム。
5. 前記筐体は、絶縁体で形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の過熱検知システム。

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