JP2014045610A - 送電線着氷雪監視システム及び送電線着氷雪監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送電線における着氷雪を確実に検出することができる送電線着氷雪監視システム及び送電線着氷雪監視装置を提供すること。
【解決手段】送電線着氷雪監視システム１において、送電線着氷雪監視装置１０は、送電線１０２の一部であって送電線１０２を支持する鉄塔１０１に吊り渡されたジャンバー線１０３の上方に設けられた距離測定部１１が距離センサ２０によりジャンバー線１０３との距離を測定し、着氷雪量計測部１２が、距離測定部１１によって測定された距離に基づいて、ジャンバー線１０３における着氷雪量を計測し、計測した着氷雪量を中継器４０が監視処理装置５０に送信し、監視処理装置５０は、着氷雪判定部５１が、受信された着氷雪量に基づいて、着氷雪しているか否かを判定し、警報部５２が、着氷雪判定部５１によって着氷雪していると判定された場合、警報を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送電線着氷雪監視システム及び送電線着氷雪監視装置に関する。

従来より、発電所から電気を送るための送電線に対し、さまざまな安全対策が施されている。送電線に対する安全対策を怠り、例えば、電線に着氷雪すると、重量増加による断線や鉄塔倒壊・スリートジャンプ等による系統事故が発生し、良質な電気を供給することができなくなる。このような設備事故の要因となる着氷雪状況を検出する方法として、特許文献１から３が知られている。

特許文献１に開示された着雪検出装置は、送電線に取付けられたねじれ防止ダンパーの傾斜量を傾斜検出計により検出し、検出した傾斜量に基づいて送電線の着氷雪を検出する。

特許文献２の着雪検出装置は、ヒータが組み込まれた短尺電線と、電線の捻じり剛性を模倣したスプリングとにより、通電している架空電線の状態を模擬し、模擬した短尺電線を実際の架空電線の近傍に設置し、着雪に基づく重心移動に起因して短尺電線が回転することに基づいて、短尺電線の捻回を測定し、着氷雪を検出する。

特許文献３の着雪形状検出装置は、光源と反射光を受光する受光器とを備え被測定物までの距離を測定する変位センサが、電線を中心とした円周上に多数、固定配置される装置である。着雪形状検出装置は、配置された変位センサによって測定された距離データを総合的に処理して、着雪形状を検出する。

特開平０５−１４６０１８号公報 特開平０６−１５３３５１号公報 特開平１０−２６７６２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、センサが着氷雪のねじれによる傾斜量を検出するので、強風時にねじれ防止ダンパーが揺れやすい場合（例えば、複胴体電線の場合）、センサが揺れのねじれによる傾斜量を検出する。このような場合、特許文献１に開示された発明は、確実な着氷雪量を検出できない。また、ねじれ防止ダンパーに取付けたセンサが送電線の径間にあり、通常のメンテナンスや、装置不調時の対応が困難である。さらに、センサに着氷雪すると、センサが絶縁破壊を起こし、故障することも考えられる。

特許文献２に開示された発明は、実際の架空電線の模擬状態を測定するので、ヒータやスプリングの性能、設置場所等によって、着氷雪量を検出できない場合がある。さらに、センサ供給電源として太陽電池、バッテリを用いているが、長期間悪天候等の場合に影響を受けやすく、安定した電源供給に制約がある。また、特許文献３に開示された発明は、多数のセンサを必要とし、総合的なデータ処理をする必要があり、現実的でない。

そこで、送電線における着氷雪を確実に検出することができるシステムが求められている。

本発明は、送電線における着氷雪を確実に検出することができる送電線着氷雪監視システム及び送電線着氷雪監視装置を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） 送電線に着氷雪している量を監視する送電線着氷雪監視システムであって、前記送電線の一部であって前記送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられ、前記ジャンバー線との距離を測定する距離測定手段と、前記距離測定手段によって測定された距離に基づいて、前記ジャンバー線における着氷雪量を計測する着氷雪量計測手段と、前記着氷雪量計測手段によって計測された前記着氷雪量に基づいて、着氷雪しているか否かを判定する着氷雪判定手段と、前記着氷雪判定手段によって着氷雪していると判定された場合、警報を出力する警報手段と、を備える送電線着氷雪監視システム。

（１）の構成によれば、本発明に係る送電線着氷雪監視システムは、送電線の一部であって送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられた距離測定手段が、ジャンバー線との距離を測定し、着氷雪量計測手段が、距離測定手段によって測定された距離に基づいて、ジャンバー線における着氷雪量を計測し、着氷雪判定手段が、着氷雪量計測手段によって計測された着氷雪量に基づいて、着氷雪しているか否かを判定し、警報手段が、着氷雪判定手段によって着氷雪していると判定された場合、警報を出力する。

したがって、本発明に係る送電線着氷雪監視システムは、実際の送電線の一部であるジャンバー線における着氷雪量を計測するので、送電線における着氷雪を確実に検出することができる。

（２） 前記着氷雪判定手段は、前記着氷雪量が所定時間にわたって継続して所定量以上である場合に、着氷雪していると判定する、（１）に記載の送電線着氷雪監視システム。

したがって、（２）に係る送電線着氷雪監視システムは、送電線における着氷雪をさらに確実に検出することができる。

（３） 送電線に着氷雪している着氷雪量を計測し、計測した着氷雪量を監視処理装置に送信する送電線着氷雪監視装置であって、前記送電線の一部であって前記送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられ、ジャンバー線との距離を測定する距離測定手段と、前記距離測定手段によって測定された距離に基づいて、前記ジャンバー線における着氷雪量を計測する着氷雪量計測手段と、前記着氷雪量計測手段によって計測された着氷雪量のデータを前記監視処理装置に送信する送信手段と、を備える送電線着氷雪監視装置。

（３）の構成によれば、本発明に係る送電線着氷雪監視装置は、送電線の一部であって送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられ、ジャンバー線との距離を測定し、測定した距離に基づいて、ジャンバー線における着氷雪量を計測し、計測した着氷雪量のデータを監視処理装置に送信する。

したがって、本発明に係る送電線着氷雪監視装置は、送電線における着氷雪を確実に検出することができる。

（４） 前記送電線による誘導電圧に基づいて、前記距離測定手段、前記着氷雪量計測手段及び前記送信手段に電力を供給する電源手段をさらに備える（３）に記載の送電線着氷雪監視装置。

したがって、（４）に係る送電線着氷雪監視装置は、天候等に影響されずに常時監視し、送電線における着氷雪を確実に検出するためのデータを提供することができる。

本発明によれば、実際の電線の着氷雪量を測るので、電線が発する熱による着氷雪の融解を考慮した着氷雪量を計測でき、送電線における着氷雪を確実に検出することができる。また、本発明は、距離センサをジャンバー線の上方の鉄塔に設置することで、強風による影響や電線の種別に関係なく実際の電線に着氷雪している量を検出することができる。さらに、本発明は、送電線による誘導電圧を電源とするので、長期間、送電線における着氷雪を確実に検出することができる。よって、本発明によれば、運転員が電線の着氷雪量を確認でき、事故発生に備え、必要により系統切替等の事前処置を行うことができるようにすることができる。

本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視システムの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置の設置箇所の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視システムの構成の例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る監視処理装置の処理内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視システム１の一例を示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置１０の設置箇所の例を示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置１０の一例を示す図である。図４は、本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視システム１の構成の例を示す図である。

図１が示すように、送電線着氷雪監視システム１は、送電線着氷雪監視装置１０（中継器４０を含む）と、監視処理装置５０とを備えている。

送電線着氷雪監視装置１０は、送電線１０２を支持する鉄塔１０１に設置され、着氷雪を監視し、中継器４０を介して、データ（例えば、測定した距離、着氷雪量、気温データ等）を監視処理装置５０に送信する。監視処理装置５０は、送電線着氷雪監視装置１０から中継器４０を介して送信されたデータを受信し、着氷雪しているか否かを判定し、着氷雪していると判定した場合に警報を出力する。

図４が示すように、送電線着氷雪監視装置１０は、距離測定部１１と、着氷雪量計測部１２と、電源部１３と、中継器４０とを備えている。監視処理装置５０は、着氷雪判定部５１と、警報部５２とを備えている。以下、各部について説明する。

距離測定部１１は、送電線１０２の一部であって送電線１０２を支持する鉄塔１０１に吊り渡されたジャンバー線１０３の上方に設けられ、ジャンバー線１０３との距離を測定する。具体的には、距離測定部１１は、ジャンバー線１０３との距離を測定する距離センサ２０を備える。

図２及び図３が示すように、距離センサ２０（例えば、超音波センサ等）は、送波器により超音波をジャンバー線１０３に向け発信し、その反射波を受波器で受信することにより、距離Ｌを測定する。すなわち、距離センサ２０は、ジャンバー線１０３の鉛直上方でなくてもよいが、ジャンバー線１０３に着氷雪した氷雪３０１からの反射波を受信できるような位置に設置される。
具体的には、距離測定部１１は、気温を測定する温度センサを備え、測定された気温により音速の温度補正を行い、超音波の発信から受信までに要した時間と、温度補正された音速とに基づいて、送波器からジャンバー線１０３上の氷雪３０１までの距離Ｌを算出する。超音波の発信や受信には、例えば、圧電セラミック等を使用する。さらに、距離センサ２０は、距離調整ボリウムで設定した検出距離範囲内（例えば、着氷雪していないジャンバー線１０３までの距離を含む範囲内）に存在するものからの反射波のみを検出する。距離センサ２０は、鉄塔１０１に支持部３３によって接続されて接地されているので、異常電流等の影響を受けない。

着氷雪量計測部１２は、距離測定部１１によって測定された距離に基づいて、ジャンバー線１０３における着氷雪量を計測する。具体的には、着氷雪量計測部１２は、所定の基本距離から、距離測定部１１によって測定された距離Ｌを減算し、着氷雪量を計測する。所定の基本距離は、距離測定部１１と、着氷雪していないジャンバー線１０３との距離であって、送電線着氷雪監視装置１０の設置ごとに測定されて、設定されている基本距離である。

電源部１３は、送電線１０２による誘導電圧に基づいて、距離測定部１１、着氷雪量計測部１２及び中継器４０に電力を供給する。
例えば、誘導電圧は、図３のように、誘導バー３１にコイル３２を巻きつけ発生させる。別の例として、誘導電圧は、送電線１０２を囲むように装着されたフェライトコアに巻かれた誘導コイルに、送電線１０２を流れる交流電流に基づいて、発生させてもよい（図示せず）。電源部１３は、発生した誘導電圧による交流電流をＡＣ／ＤＣコンバータにより直流電流に変換し、距離センサ２０に供給する。また、電源部１３は、距離センサ２０以外に、各動作部（例えば、着氷雪量計測部１２や、データを送信する中継器４０等）にも電力を供給する。なお、予備電源として、例えば、蓄電池や、電池等を備えていてもよい。

中継器４０は、着氷雪量計測部１２によって計測された着氷雪量のデータを監視処理装置５０に送信する。中継器４０は、その他のデータ、例えば、距離測定部１１によって測定された距離データや、温度センサによって測定された気温等のデータも送信するとしてもよい。監視処理装置５０は、中継器４０から送信されたデータを受信する。

着氷雪判定部５１は、受信された着氷雪量に基づいて、リアルタイムに着氷雪しているか否かを判定する。具体的には、着氷雪判定部５１は、着氷雪量が所定時間（例えば、３０秒）にわたって継続して所定量以上である場合に、着氷雪していると判定する。
さらに、着氷雪判定部５１は、着氷雪量が継続して増加している場合に、着氷雪していると判定してもよい。ジャンバー線１０３に鳥が止まったり、ごみが付着したりした場合等のように、着氷雪量が突然増加した場合（例えば、１秒間に１ｃｍ以上の増加をした場合等）、着氷雪ではないと判定することができる。さらに、着氷雪判定部５１は、送電線着氷雪監視装置１０から受信した温度データによって示される鉄塔１０１近傍の気温が所定の温度以下（例えば、０℃以下）である場合に、着氷雪していると判定してもよい。着氷雪判定部５１は、送電線における着氷雪を確実に判定することができる。

着氷雪判定部５１は、鉄塔１０１によって支持された送電線１０２の三相のそれぞれに設置された送電線着氷雪監視装置１０のうち、いずれか１つの送電線着氷雪監視装置１０の測定に基づき着氷雪していると判定した場合、その鉄塔１０１についての送電線１０２の三相について着氷雪していると判定してもよい。

警報部５２は、着氷雪判定部５１によって着氷雪していると判定された場合、リアルタイムに警報を出力する。具体的には、警報部５２は、警報ランプの点灯や、警報音声の出力、警報メッセージの表示出力等を行うことによりリアルタイムに警報する。

図５は、本発明の一実施形態に係る送電線着氷雪監視装置１０の処理内容を示すフローチャートである。送電線着氷雪監視装置１０は、コンピュータ及びその周辺装置が備えるハードウェア並びに該ハードウェアを制御するソフトウェアによって構成され、以下の処理は、送電線着氷雪監視装置１０の制御部（例えば、ＣＰＵ）が所定のソフトウェアに従い実行する処理である。

ステップＳ１１において、送電線着氷雪監視装置１０（距離測定部１１）は、一定時間ごとに距離を測定する。より具体的には、送電線着氷雪監視装置１０は、一定時間（例えば、１秒）ごとに、距離センサ２０による超音波の発信から受信までに要した時間と、温度センサによる気温によって補正された音速とに基づいて、距離を算出する。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１２に移す。

ステップＳ１２において、送電線着氷雪監視装置１０（着氷雪量計測部１２）は、測定した距離に基づいて、着氷雪量を計測する。より具体的には、送電線着氷雪監視装置１０は、所定の基本距離（着氷雪していないときのジャンバー線１０３までの基本距離）から、ステップＳ１１によって測定された距離を減算し、着氷雪量を計測する。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１３に移す。

ステップＳ１３において、送電線着氷雪監視装置１０（中継器４０）は、計測した着氷雪量を送信する。より具体的には、送電線着氷雪監視装置１０は、ステップＳ１２で計測された着氷雪量と共に、測定された気温データ等を、中継器４０を介して送信する。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１１に移す。

図６は、本発明の一実施形態に係る監視処理装置５０の処理内容を示すフローチャートである。監視処理装置５０は、コンピュータ及びその周辺装置が備えるハードウェア並びに該ハードウェアを制御するソフトウェアによって構成され、以下の処理は、記憶部（例えば、ハードディスク）を備える監視処理装置５０の制御部（例えば、ＣＰＵ）が所定のソフトウェアに従い実行する処理である。

ステップＳ１０１において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、送電線着氷雪監視装置１０から着氷雪量を受信し、記憶する。より具体的には、監視処理装置５０は、着氷雪量や気温データを受信し、送電線着氷雪監視装置１０ごとに受信した時刻を対応付けて記憶部に記憶する。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１０２に移す。

ステップＳ１０２において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、タイマーをオン中か否かを判断する。より具体的には、監視処理装置５０は、受信したデータに対応する送電線着氷雪監視装置１０に対するタイマーがオン中か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０６に移し、ＮＯの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０３に移す。

ステップＳ１０３において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、着氷雪量が所定の量以上か否かを判断する。より具体的には、監視処理装置５０は、受信した着氷雪量が所定の量（例えば、１ｃｍ）以上か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０４に移し、ＮＯの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０１に移す。

ステップＳ１０４において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、記憶している着氷雪量が継続して増加していたか否かを判断する。より具体的には、監視処理装置５０は、送電線着氷雪監視装置１０ごとに受信した時刻に対応付けて記憶部に記憶された着氷雪量が、所定の増加（例えば、過去５分の間で３０秒ごとに増加等）をしていたか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０５に移し、ＮＯの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０１に移す。

ステップＳ１０５において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、タイマーをオンにする。より具体的には、監視処理装置５０は、受信したデータに対応する送電線着氷雪監視装置１０についてのタイマーをオンにする。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１０１に移す。

ステップＳ１０６において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、着氷雪量が所定の量以上か否かを判断する。より具体的には、監視処理装置５０は、受信した着氷雪量が所定の量（例えば、１ｃｍ）以上か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０７に移し、ＮＯの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０９に移す。

ステップＳ１０７において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、所定時間が経過か否かを判断する。より具体的には、監視処理装置５０は、受信したデータに対応する送電線着氷雪監視装置１０についてのタイマーによる経過が所定時間（例えば、３０秒）になったか否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０８に移し、ＮＯの場合、監視処理装置５０は、処理をステップＳ１０１に移す。

ステップＳ１０８において、監視処理装置５０（警報部５２）は、警報を出力する。より具体的には、監視処理装置５０は、受信したデータに対応する送電線着氷雪監視装置１０における着氷雪を報知するための警報ランプの点灯や、警報音声の出力、警報メッセージの表示出力等を行う。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１０１に移す。

ステップＳ１０９において、監視処理装置５０（着氷雪判定部５１）は、タイマーをオフにする。より具体的には、監視処理装置５０は、受信したデータに対応する送電線着氷雪監視装置１０についてのタイマーをオフにする。その後、送電線着氷雪監視装置１０は、処理をステップＳ１０１に移す。

本実施形態によれば、送電線着氷雪監視システム１は、送電線着氷雪監視装置１０と監視処理装置５０とを備える。送電線着氷雪監視装置１０は、送電線１０２の一部であって送電線１０２を支持する鉄塔１０１に吊り渡されたジャンバー線１０３の上方に設けられた距離測定部１１が距離センサ２０によりジャンバー線１０３との距離を測定し、着氷雪量計測部１２が、距離測定部１１によって測定された距離に基づいて、ジャンバー線１０３における着氷雪量を計測し、計測した着氷雪量を中継器４０が監視処理装置５０に送信する。監視処理装置５０は、着氷雪判定部５１が、受信した着氷雪量に基づいて、着氷雪しているか否かを判定し、警報部５２が、着氷雪判定部５１によって着氷雪していると判定された場合、警報を出力する。着氷雪判定部５１は、着氷雪量が継続して増加し、所定時間（例えば、３０秒）にわたって継続して所定量以上（例えば、１ｃｍ以上）である場合に、着氷雪していると判定する。したがって、送電線着氷雪監視システム１は、送電線１０２における着氷雪を確実に検出することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。
例えば、送電線着氷雪監視装置１０は、計測した着氷雪量データを監視処理装置５０に送信するとしたが、測定した距離データを送信するとしてもよい。この場合、監視処理装置５０は、送電線着氷雪監視装置１０ごとに、着氷雪していないときのジャンバー線までの基本距離を送電線着氷雪監視装置１０から送信されて記憶し、記憶した基本距離から、送信された距離データを減算して着氷雪量を算出する。
また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 送電線着氷雪監視システム
１０ 送電線着氷雪監視装置
１１ 距離測定部
１２ 着氷雪量計測部
１３ 電源部
２０ 距離センサ
４０ 中継器
５０ 監視処理装置
５１ 着氷雪判定部
５２ 警報部

Claims (4)

1. 送電線に着氷雪している量を監視する送電線着氷雪監視システムであって、
   前記送電線の一部であって前記送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられ、前記ジャンバー線との距離を測定する距離測定手段と、
   前記距離測定手段によって測定された距離に基づいて、前記ジャンバー線における着氷雪量を計測する着氷雪量計測手段と、
   前記着氷雪量計測手段によって計測された前記着氷雪量に基づいて、着氷雪しているか否かを判定する着氷雪判定手段と、
   前記着氷雪判定手段によって着氷雪していると判定された場合、警報を出力する警報手段と、
   を備える送電線着氷雪監視システム。
2. 前記着氷雪判定手段は、
   前記着氷雪量が所定時間にわたって継続して所定量以上である場合に、着氷雪していると判定する、
   請求項１に記載の送電線着氷雪監視システム。
3. 送電線に着氷雪している着氷雪量を計測し、計測した着氷雪量を監視処理装置に送信する送電線着氷雪監視装置であって、
   前記送電線の一部であって前記送電線を支持する鉄塔に吊り渡されたジャンバー線の上方に設けられ、ジャンバー線との距離を測定する距離測定手段と、
   前記距離測定手段によって測定された距離に基づいて、前記ジャンバー線における着氷雪量を計測する着氷雪量計測手段と、
   前記着氷雪量計測手段によって計測された着氷雪量のデータを前記監視処理装置に送信する送信手段と、
   を備える送電線着氷雪監視装置。
4. 前記送電線による誘導電圧に基づいて、前記距離測定手段、前記着氷雪量計測手段及び前記送信手段に電力を供給する電源手段をさらに備える請求項３に記載の送電線着氷雪監視装置。
   

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