JP2017131019A - 送電設備の点検システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＰＳや自動飛行のための装置を不要にし、送電線の事故点に迅速にかつ確実に到着し、また、無人飛行体が送電線に衝突することを防止する、送電設備の点検システムを提供する。【解決手段】 本システムは、送電線１３０とＯＰＧＷ１５０とを支持する各鉄塔１１０１、１１０２鉄塔に設けられ、ＯＰＧＷ１５０を利用して通信を行う無線装置１０と、変電所Ａ１に飛行可能な状態で待機し、無線装置１０と無線通信を行う無人飛行体２０と、変電所Ａ１に設けられ、ＯＰＧＷ１５０を利用して無線装置１０と通信を行う制御装置３０と、制御装置３０と通信を行う管理装置４０とを備えている。そして、制御装置３０と管理装置４０とにより、設定された目標点までの飛行経路でありＯＰＧＷ１５０に沿うような飛行経路を生成し、無線装置１０を経て無人飛行体２０に飛行経路を送信する。無人飛行体２０は、受信した経路に従って目標点まで飛行する。【選択図】 図１

Description

この発明は、無人飛行体を利用して送電設備の送電線等を点検する、送電設備の点検システムに関する。

送電設備の送電線は落雷などの被害を受けやすく、被害が大規模停電に発展することも多い。したがって、停電が発生した際には、電力事業者は、雷撃を受けたと推測される箇所(以降、事故点と記す)の状況確認をする必要がある。そのため、電力事業者は、現地へ人員を派遣し、被害の状況を確認する必要がある。これにより、電力事業者は被害に対する対応策を検討する。

しかし、送電線には山間部や海峡横断部を通るものがある。送電線の事故点が山間部や海峡横断部の送電線である場合、担当者が現地に到着するまでに時間を要するため、事故様相の把握が遅くなってしまうという問題がある。その解決策として、無人飛行体を用いた巡視が提案されている。提案されている第１のシステム（例えば、特許文献１参照。）は、情報収集用カメラや距離センサを備え、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して自律飛行可能な無人飛行体を用いて、送電線に接近する樹木の点検、敷地の点検、線下地状況の点検および鉄塔の点検などを行う。また、第２のシステム（例えば、特許文献２参照。）は、無人ヘリコプターに自動飛行装置と監視カメラ、離隔検出カメラおよびテレメータ手段を搭載し、地上局との間でデータの送受信をして、送電線の状態を監視する。

特開２００５−２６５６９９号公報 特開平４−４９８０３号公報

しかし、先に述べた第１のシステムには、次の課題がある。第１のシステムによれば、作業員が無人飛行体を現地付近まで直接運ぶ必要がある。このため、現地の送電線の状態を確認するのに時間を要してしまう問題がある。この結果、社会的影響の大きい送電線の断線事故のような、緊急性を有する事故の場面では、初動対応が遅れてしまう可能性がある。さらに、第１のシステムによれば、ＧＰＳが使用されているので、システムにＧＰＳ用のアンテナや受信装置を必要とする。

また、第２のシステムには、次の課題がある。第２のシステムによれば、カメラなどを搭載した無人飛行体を用いて、遠方制御により送電線の周囲を旋回しながら巡視を行う必要がある。しかし、送電線のような細長い物体に対しては、衝突防止用赤外線センサが有効に動作しなかったり、距離間隔を見誤ったりする場合がある。こうした場合には、無人飛行体が送電線に衝突する可能性がある。特に、充電された送電線に無人飛行体が近づくことで、重大な停電事故を引き起こしてしまう可能性がある。さらに、第２のシステムによれば、自動飛行装置を装備する必要もある。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、ＧＰＳや自動飛行のための装置を不要にし、送電線の事故点に迅速にかつ確実に到着し、また、無人飛行体が送電線に衝突することを防止する、送電設備の点検システムを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、送電線を含む送電設備に設定された目標点を点検するための送電設備の点検システムであって、前記送電線と光ファイバ複合架空地線とを支持する各鉄塔に設けられ、前記光ファイバ複合架空地線を利用して通信を行う無線装置と、前記送電線を引き込む電気所に飛行可能な状態で待機し、前記無線装置と無線通信を行う無人飛行体と、前記電気所に設けられ、前記光ファイバ複合架空地線を利用して前記無線装置と通信を行う第１の飛行制御手段と、前記第１の飛行制御手段と通信を行う第２の飛行制御手段と、を備え、前記第２の飛行制御手段は、前記目標点から前記電気所まで至る全飛行経路であって、前記光ファイバ複合架空地線に沿った全飛行経路を決定し、この全飛行経路を前記第１の飛行制御手段に送信し、前記第１の飛行制御手段は、前記全飛行経路を受信すると、この全飛行経路に含まれる各鉄塔の中で前記電気所に隣接する鉄塔を目標鉄塔として選択し、前記電気所の位置と前記目標鉄塔との位置とから、前記目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を前記光ファイバ複合架空地線と前記無線装置とを経て前記無人飛行体に送信する第１の処理と、前記無人飛行体が前記目標鉄塔に到着すると、次の目標鉄塔を選択し、前記目標鉄塔と前記次の目標鉄塔との位置から、前記次の目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を前記光ファイバ複合架空地線と前記無線装置とを経て前記無人飛行体に送信する第２の処理と、前記無人飛行体が目標鉄塔に到着する毎に前記第２の処理を繰り返し、この処理の繰り返しにより、前記全飛行経路の中で目標点に隣接する鉄塔まで無人飛行体を誘導し、前記無人飛行体は、前記第１の飛行制御手段からの前記各部分飛行経路により、前記全飛行経路中の鉄塔を順に飛行し、前記全飛行経路の中で目標点に隣接する鉄塔まで到達する、ことを特徴とする送電設備の点検システムである。

請求項１の発明による送電設備の点検システムは、送電線を含む送電設備に設定された目標点を点検する。このために、送電設備の点検システムは、無線装置と、無人飛行体と、第１の飛行制御手段と、第２の飛行制御手段とを備えている。そして、第２の飛行制御手段は、目標点から電気所まで至る全飛行経路を決定し、この全飛行経路を第１の飛行制御手段に送信する。第１の飛行制御手段は、全飛行経路を受信すると、目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を光ファイバ複合架空地線と無線装置とを経て無人飛行体に送信する第１の処理と、無人飛行体が目標鉄塔に到着すると、次の目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を光ファイバ複合架空地線と無線装置とを経て無人飛行体に送信する第２の処理と、無人飛行体が目標鉄塔に到着する毎に第２の処理を繰り返し、目標点に隣接する鉄塔まで無人飛行体を誘導する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の送電設備の点検システムにおいて、前記無人飛行体は、撮影用のカメラを備え、撮影した画像を前記第２の飛行制御手段に向けて送信し、前記第２の飛行制御手段は、前記無人飛行体からの画像を受信すると、この画像を表示する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の送電設備の点検システムにおいて、前記無人飛行体は、前記送電線から発生する磁界の大きさを検出する磁界センサを備え、この磁界センサが検出した磁界の大きさにより、前記送電線と接触しないように飛行を制御する、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電設備の点検システムにおいて、前記無人飛行体は、前記目標鉄塔との距離を測定する距離計を備え、この距離計が測定した距離により、前記目標鉄塔と衝突しないように飛行を制御する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、全飛行経路の中で、無人飛行体が待機している変電所から隣接する鉄塔を始点とし、目標点に隣接する鉄塔を終点として、全飛行経路の中の各鉄塔を順に、つまり光ファイバ複合架空地線に沿うように、無人飛行体が飛行して行く。この結果、目標点に隣接する鉄塔まで到達して、無人飛行体による点検を可能な状態にすることができ、また、ＧＰＳや自動飛行のための装置を不要にし、無人飛行体を確実にかつ迅速に目標点に到達させることができる。

請求項２の発明によれば、全飛行経路を決定する第２の飛行制御手段が目標点の画像を表示するので、第２の飛行制御手段側で目標点の様子を画像で確かめることを可能にする。

請求項３の発明によれば、磁界センサが検出した磁界の大きさにより飛行を制御するので、送電線との接触を防ぐことができる。

請求項４の発明によれば、距離計が測定した距離により飛行を制御するので、目標鉄塔との衝突を防ぐことができる。

この発明の実施の形態１による送電設備の点検システムの一例を示す構成図である。 無線装置の一例を示す構成図である。 無人飛行体の一例を示す構成図である。 制御装置の一例を示す構成図である。 管理装置の一例を示す構成図である。 変電所データの一例を示す図である。 送電線データの一例を示す図である。 鉄塔データの一例を示す図である。 径間長データの一例を示す図である。 全飛行経路作成処理の一例を示すフローチャートである。 送電線に沿う経路について説明する図である。 部分飛行経路作成処理の一例を示すフローチャートである。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態による送電設備の点検システム（以下、「点検システム」と記す）は図１に示すような送電設備に用いられている。ここで、図１の送電設備について簡単に説明する。送電設備の鉄塔１１０_１、１１０_２を含む鉄塔は、間隔を空けて設置されている。この実施の形態では、鉄塔１１０_１の名称を「ＢＡ１番鉄塔」とし、鉄塔１１０_２の名称を「ＢＡ２番鉄塔」とする。鉄塔１１０_１、１１０_２は、送電線１３０を支持している。以下では、送電線１３０の名称を「ＢＡ線」とする。送電線１３０は電気所である変電所Ａ_１に引き込まれ、この実施の形態では、送電線１３０には変電所Ａ_１から高電圧が加えられている。送電線１３０を雷から防護するためには、接地されている架空地線（ＧＷ）が設けられている。そして、架空地線に通信用の光ファイバを組み入れたものがＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線）１５０である。これにより、ＯＰＧＷ１５０を利用したデータ伝送が可能になる。

なお、図１では、鉄塔１１０_１、１１０_２は送電設備の中の鉄塔の一部を表したものである。

事故点標定装置２１０は、送電設備に発生した事故点を標定する。例えば送電線１３０に落雷が発生したときには、電気的な変化、例えばサージ電流が送電線１３０に発生する。事故点標定装置２１０は、送電線１３０に送電する変電所Ａ_１と、変電所Ａ_１に対向すると共に例えば送電線１３０から受電する変電所（図示を省略）から、通信網ＮＷを経て、落雷時のサージ電流を表す電流信号を受信する。そして、事故点標定装置２１０は、落雷発生からサージ電流が変電所Ａ_１に到達するまでの時間と、変電所Ａ_１に対向する変電所にサージ電流が到達するまでの時間とを基に、事故点を算出する。この後、事故点標定装置２１０は、算出した事故点を表す事故点標定信号を生成し、通信網ＮＷを経て管理装置４０に事故点標定信号を送信する。この実施の形態では、事故点標定信号は、経度と緯度とで事故点を表している。

こうした電気設備に対して点検システムが利用される。この点検システムは、先の図１に示すように、送電設備の鉄塔１１０_１、１１０_２に設置されている、図２の無線装置１０と、図３に示す無人飛行体２０と、変電所等の変電所Ａ_１に設置されている図４の制御装置３０と、電気事業者の管理センターＢに設置されている、図５の管理装置４０とを備えている。

鉄塔１１０_１、１１０_２などの各鉄塔には、無線装置１０が設置されている。無線装置１０は基本的に各鉄塔に設置されている。無線装置１０は、無人飛行体２０と無線で通信するためのものである。このために、無線装置１０は、先の図２に示すように、無線通信部１１と、記憶部１２と、処理部１３と、光通信部１４とを備えている。

記憶部３２は、各種のデータを記憶する記憶装置である。無線装置１０が設置されている鉄塔１１０_１についてのデータとして、この鉄塔１１０_１を識別するための識別番号をあらかじめ記憶している。

無線通信部１１は、無線により無人飛行体２０と信号の送受信をする無線機である。無線通信部１１は、無人飛行体２０との近距離での通信を可能にしている。このために、無線通信部１１は、アンテナ（図示を省略）等を備えている。

光通信部１４は、ＯＰＧＷ１５０に接続されている。そして、光通信部１４は、処理部１３から受け取った電気信号を光信号に変換し、この光信号を送信信号としてＯＰＧＷ１５０に送信する。また、光通信部１４は、ＯＰＧＷ１５０から受信した光信号を電気信号に変換し、この電気信号を受信信号として処理部１３に送る。

処理部１３は、光通信部１４が受信した受信信号に付加されている識別番号を調べる。次に、無線装置１０は、あらかじめ記憶部１２に記憶している識別番号と、受信信号の識別番号とが一致したときに、受信信号を受け入れ、不一致のときには、受信信号を破棄する。つまり、処理部１３は、識別番号を基にして、自装置宛の信号を受信する。

また、処理部１３は、無線通信部１１からの受信信号を、変電所Ａ_１などに送信信号として送信するときには、あらかじめ記憶部１２に記憶している識別番号を送信信号に付加する。この後、処理部１３は、光通信部１４を制御して、送信信号を光信号に変換して変電所Ａ_１の制御装置３０などに送信する。つまり、処理部４２は、識別番号を基にして、変電所Ａ_１宛に信号を送信する。

また、処理部１３は、光通信部１４が受信した受信信号が、制御装置３０からの部分飛行経路である場合には、無線通信部１１を制御して、この部分飛行経路を無人飛行体２０に送信する。

また、処理部１３は、光通信部１４を経て、管理センターＢの管理装置４０からの運転停止命令や操作信号を受け取ると、無線通信部１１を制御して、直ちに運転停止命令や操作信号を無人飛行体２０に送信する。

さらに、処理部１３は、無線通信部１１を経て、無人飛行体２０からの画像信号を受け取ると、この画像信号に識別番号を付加し、光通信部１４を制御して、この画像信号を変電所Ａ_１の制御装置３０に宛てて送信する。

鉄塔１１０_２を含む他の無線装置も無線装置１０と同様である。

管理センターＢの管理装置４０は、電気設備に関する管理を行う。このために、管理装置４０は、先の図５に示すように、通信部４１と、処理部４２と、記憶部４３と、入力部４４と、出力部４５とを備えている。

記憶部４３は、各種のデータを記憶する記憶装置である。記憶部４３が記憶しているデータには、変電所Ａ_１を含む各変電所についてのデータ、つまり変電所データがある。この変電所データの一例を図６に示す。この変電所データには、各変電所の名称に対応して、変電所を識別するための識別番号と、変電所の設置場所とが記憶されている。変電所の設置場所は経度と緯度とで表されている。また、変電所データには、変電所の構内に設置されている鉄塔の名称と、変電所に引き込まれている送電線の名称とが記憶されている。さらに、変電所データには、無人飛行体が飛行可能な状態で格納されているかどうかが、無人飛行体の有無で記憶されている。

また、記憶部４３が記憶しているデータには、送電線１３０を含む送電線についてのデータ、つまり送電線データがある。この送電線データの一例を図７に示す。この送電線データには、各送電線の名称に対応して、鉄塔の名称が記憶されている。この鉄塔は、例えば送電線１３０である「ＢＡ線」を支持するための鉄塔１１０_１、１１０_２である「ＢＡ１番鉄塔」、「ＢＡ２番鉄塔」である。

記憶部４３が記憶しているデータには、鉄塔１１０_１、１１０_２を含む各鉄塔についてのデータ、つまり鉄塔データがある。この鉄塔データの一例を図８に示す。この鉄塔データには、各鉄塔の名称に対応して、鉄塔を識別するための識別番号と、鉄塔の設置場所とが記憶されている。鉄塔の設置場所は経度と緯度とで表されている。また、鉄塔データには、鉄塔の高さを表す鉄塔高が記憶されている。さらに、鉄塔データには、無人飛行体と通信可能な無線装置の有無が記憶されている。なお、鉄塔データに、例えば「ＡＡ構内鉄塔」とあるのは、変電所Ａ_１である「ＡＡ変電所」の構内に設置されている鉄塔であり、図１ではその記載を省略している。

記憶部４３が記憶しているデータには、鉄塔１１０_１、１１０_２を含む各鉄塔間についてのデータ、つまり径間長データがある。この径間長データの一例を図９に示す。この径間長データには、対象となる２つの鉄塔の名称に対応して、これらの鉄塔間の距離である径間長が記憶されている。

このように、記憶部４３は各種のデータをあらかじめ記憶している。

通信部４１は、通信網ＮＷに接続されている。これにより、通信部４１は、事故点標定装置２１０や変電所Ａ_１の制御装置３０を含む各変電所の制御装置と信号の送受信をする。

入力部４４は、担当者による指示などを入力するための装置である。例えば、入力部４４には、担当者によって無人飛行体２０に対する運転停止命令や操作信号が入力される。運転停止命令は無人飛行体２０の飛行を停止するための命令であり、操作信号は担当者による無人飛行体２０の飛行を指示するための信号である。入力部４４は、入力された運転停止命令や操作信号を直ちに処理部４２に送る。一方、出力部４５は、処理部４２の制御によって、画像の表示などを行う装置である。

処理部４２は、各種の処理を行うものである。例えば、処理部４２は、無人飛行体２０などのための全飛行経路作成処理を行う。処理部４２は、通信部４１から事故点標定信号を受け取ると、例えば図１０に示す全飛行経路作成処理を行う。処理部４２は、図１０に示す全飛行経路作成処理を開始すると、事故点標定信号から事故点の経度と緯度とを調べる（ステップＳ１）。なお、この実施の形態では、送電線１４０を含む送電設備に設定された事故点を目標点としているが、目標点はこれに限定されることはなく、巡視の対象などを目標点としてもよい。

この後、処理部４２は、ステップＳ１で調べた経度と緯度とから、事故点がある送電線を挟むように支持する２つの鉄塔であり、事故点を挟むように事故点に隣接する２つの鉄塔を調べる（ステップＳ２）。具体的には、処理部４２は、送電線データ（図７）を参照し、事故点付近で隣接する１組の鉄塔を任意で抽出する。この後、処理部４２は、鉄塔データ（図８）を参照し、隣接する１組の鉄塔の設置場所を表す経度と緯度とを調べる。そして、処理部４２は、例えば事故点の経度・緯度に隣接する２つの鉄塔の経度・緯度を比較する。ここで、事故点の経度をｍ、隣接する鉄塔の経度をＭ１、Ｍ２とし、事故点の緯度をｎ、隣接する鉄塔の緯度をＮ１、Ｎ２とすると、処理部４２は、
Ｍ１≦ｍ≦Ｍ２
Ｎ１≦ｎ≦Ｎ２
の関係が成り立ったときに、事故点のある送電線が２つの隣接する鉄塔で支持されていると判断する。なお、先の経度および緯度についての２つの関係が成り立たないときには、処理部４２は、別の隣接する１組の鉄塔を選択し、同じように調べていく。

事故点のある送電線を支持する鉄塔を調べる方法は、これに限定されない。例えば、鉄塔の位置を書き込まれた地図データを参照して、事故点の経度、緯度から事故が発生した送電線を支持する鉄塔を調べる方法などがある。

ステップＳ２が終了すると、処理部４２は、事故点のある送電線を支持する２つの鉄塔と、事故点との間の距離（以下、「事故距離」という）をそれぞれ算出する（ステップＳ３）。例えばステップＳ３で、処理部４２は、事故点の経度および緯度と、２つの鉄塔の経度および緯度とにより、一方の鉄塔から事故点までの距離である第１の事故距離と、他方の鉄塔から事故点までの距離である第２の事故距離とを算出する。これらの事故距離は、鉄塔データ（図８）を参照して得た、事故点のある送電線を支持する２つの鉄塔の経度および緯度（鉄塔データ）と、事故点の経度および緯度とから得ることができる。

ステップＳ３が終了すると、処理部４２は、事故点から変電所に向かう経路であり、かつ、送電線に沿う経路をすべて調べる（ステップＳ４）。具体的には、処理部４２は、ステップＳ２で調べた２つの鉄塔の名称を、鉄塔データ（図８）を参照して調べる。次に、処理部４２は、送電線データ（図７）を参照して、２つの鉄塔の名称から、この２つの鉄塔が支持する送電線の名称を調べる。この後、処理部４２は調べた送電線を辿って行く。

例えば図１１に示すように、事故点を挟むように隣接する２つの鉄塔の１つである「ＢＢ２番鉄塔」については、処理部４２は上流側に向かって矢印３０１方向に鉄塔を辿って行く。つまり、処理部４２は、矢印３０１方向に「ＢＢ線」の送電線を辿って行く。同じように、事故点に隣接する２つの鉄塔の１つである「ＢＢ３番鉄塔」については、下流側に向かって矢印３０２方向に鉄塔を辿って行く。つまり、処理部４２は、矢印３０２方向に「ＢＢ線」の送電線を辿って行く。

送電線の「ＢＢ線」を辿って行き、分岐点である鉄塔の「ＢＡ２番鉄塔」に辿り着いたときには、処理部４２は、送電線データ（図７）を参照して、「ＢＡ２番鉄塔」に対して上流側の方向３１１に「ＢＡ線」の送電線を辿り、また、「ＢＡ２番鉄塔」に対して下流側の方向３１２に「ＢＡ線」の送電線を辿って行く。図１１の場合、処理部４２は、
第１の経路：事故点−「ＢＢ線」−「ＢＡ線」−「ＡＡ変電所」
第２の経路：事故点−「ＢＢ線」−「ＢＡ線」−「ＡＢ変電所」
の２つの含む各経路を調べる。

この後、処理部４２は、ステップＳ４で調べた各経路の中から、辿りつく変電所が無人飛行体を格納している経路を選択する（ステップＳ５）。ステップＳ５で、処理部４２は、送電線データ（図７）を参照して構内鉄塔に辿り着くと、構内鉄塔の名称により変電所データ（図６）を参照して無人飛行体を格納しているかを調べる。そして、処理部４２は、無人飛行体を格納している変電所に辿り着く経路を選択する。

この後、処理部４２は、ステップＳ５で選択した経路に設置されている鉄塔を調べる（ステップＳ６）。ステップＳ６で、処理部４２は、送電線データ（図７）を参照して、選択した各経路に設置されている鉄塔の名称を調べる。

この後、処理部４２は、ステップＳ６で調べた各鉄塔に対応する径間長から、ステップＳ５で選択した経路の距離を算出する（ステップＳ７）。ステップＳ７で、処理部４２は、径間長データ（図９）を参照し、ステップＳ６で調べた鉄塔の名称により鉄塔間の径間長を調べる。次に、鉄塔間の径間長を積算し、ステップＳ３で算出した事故距離を加えて、経路の距離つまり事故点から変電所までの距離を算出する。

この後、処理部４２は、ステップＳ７で算出した経路の中から、事故点から変電所までの距離が最短の経路を選択し（ステップＳ８）、選択した経路に関連するデータを調べる（ステップＳ９）。ステップＳ９で、処理部４２は、鉄塔データ（図８）を参照し、選択した経路に設置されている各鉄塔の識別番号と、この識別番号に対応する設置場所、鉄塔高などを調べる。さらに、処理部４２は、選択した経路の事故点の１つ先に設置されている鉄塔のデータを調べる。そして、この鉄塔については、事故点から１つ先の鉄塔までの事故距離を付加する。例えば、図１１の場合、第１の経路、つまり、
第１の経路：事故点−「ＢＢ線」−「ＢＡ線」−「ＡＡ変電所」
が最短であると、第１の経路の中の「ＢＢ２番鉄塔」から事故点に向かう経路の１つ先の鉄塔が「ＢＢ３番鉄塔」である。そして、処理部４２は、第１の経路に関連するデータに対して、事故点から「ＢＢ３番鉄塔」までの事故距離を付加する。

ステップＳ９が終了すると、処理部４２は、ステップＳ８で選択した経路と、ステップＳ９で調べた、経路中の各鉄塔のデータと、事故点から１つ先の鉄塔のデータを全飛行経路とする（ステップＳ１０）。そして、処理部４２は、通信網ＮＷを経て、この全飛行経路に接続されている変電所の制御装置に、全飛行経路を送信する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で、処理部４２は、全飛行経路の送り先である変電所Ａ_１の識別番号を経路に付加し、通信部４１を制御し、通信網ＮＷを経て変電所Ａ_１に宛てて全飛行経路を送信する。

こうした全飛行経路作成処理が終了した後、処理部４２は、通信部４１を経て、変電所の制御装置から画像信号を受け取ると、出力部４５を制御して、この画像信号により画像を表示する。つまり、出力部４５は送電線の画像を表示する。

ところで、処理部４２は、入力部４４から運転停止命令や操作信号を受け取ると、通信部４１を経て、運転停止命令や操作信号を直ちに変電所に宛てて送信する。変電所は、選択された経路に接続されている変電所である。

変電所Ａ_１は、変電設備（図示を省略）を備えている。そして、変電所Ａ_１は、構内に鉄塔を備え、変電設備からこの構内鉄塔を経て、電気を送電線１３０に供給している。また、変電所Ａ_１は、無人飛行体２０を飛行可能なように、構内に格納している。さらに、変電所Ａ_１は、送電線１３０に供給する電流の大きさを電流測定装置で計測している。

こうした変電所Ａ_１の制御装置３０は、ＯＰＧＷ１５０を利用して、無人飛行体２０の飛行を制御する。このために、制御装置３０は、先の図４に示すように、無線通信部３１と記憶部３２と処理部３３と通信部３４と光通信部３５とを備えている。

記憶部３２は、制御装置３０が設置されている変電所Ａ_１についてのデータ、つまり変電所Ａ_１の名称、識別番号、経度・緯度で示される設置場所、構内鉄塔の名称、引き込まれている送電線の名称をあらかじめ記憶している。また、記憶部３２は、処理部３３が行う処理手順をあらかじめ記憶している。さらに、記憶部３２は、通信部３４が受信したデータを一時的に記憶する。

無線通信部３１は、構内またはその近隣の無人飛行体２０と無線により信号の送受信をする無線機である。無線通信部３１は、無人飛行体２０との近距離での通信を可能にしている。このために、無線通信部３１は、アンテナ（図示を省略）等を備えている。

通信部３４は、通信網ＮＷに接続されている。これにより、通信部３４は、管理センターＢの管理装置４０と信号の送受信をする。

光通信部３５は、ＯＰＧＷ１５０に接続されている。そして、光通信部３５は、処理部３３から受け取った電気信号を光信号に変換し、この光信号をＯＰＧＷ１５０に送信する。また、光通信部３５は、ＯＰＧＷ１５０から受信した光信号を電気信号に変換し、この電気信号を受信信号として処理部３３に送る。

処理部３３は、無人飛行体２０を飛行させるための部分飛行経路作成処理を行う。処理部３３は、通信部３４から全飛行経路を受け取ると、この全飛行経路を記憶部３２に記憶すると共に部分飛行経路作成処理を行う。以下の説明では、具体例としては、全飛行経路が示す経路が、先の図１１に示すような、
第１の経路：事故点−「ＢＢ線」−「ＢＡ線」−「ＡＡ変電所」
である場合について説明する。また、この場合の鉄塔のデータは、
「ＡＡ構内鉄塔」−「ＢＡ１番鉄塔」−「ＢＡ２番鉄塔」−「ＢＢ１番鉄塔」−「ＢＢ２番鉄塔」、「ＢＢ３番鉄塔」
の識別番号と設置場所と鉄塔高とである。さらに、「ＢＢ３番鉄塔」については、事故距離が付加されている。

処理部３３は、例えば図１２に示す部分飛行経路作成処理を開始すると、記憶部３２に記憶している全飛行経路を参照し、全飛行経路が示す経路に沿って、最初に、変電所Ａ_１に対して直近の鉄塔を選択する（ステップＳ２１）。具体的には、処理部３３は、変電所Ａ_１から直近の鉄塔１１０_１を最初に選択して、最初の目標鉄塔とする。

ステップＳ２１が終了すると、処理部３３は、選択した鉄塔つまり目標鉄塔のデータを、全飛行経路を参照して調べる（ステップＳ２２）。具体的には、処理部３３が調べる、鉄塔１１０_１に関連するデータは、この鉄塔１１０_１の識別番号と設置場所と鉄塔高とである。

ステップＳ２２が終了すると、処理部３３は、鉄塔のデータから、無人飛行体２０が次の目標鉄塔まで飛行するための部分飛行経路を生成する（ステップＳ２３）。具体的には、処理部３３は、ステップＳ２２で調べた鉄塔１１０_１に関連するデータの中から、鉄塔高を調べて無人飛行体２０が飛行する高さである飛行高度を決定して部分飛行経路とする。また、処理部３３は、記憶部３２にあらかじめ記憶している変電所Ａ_１の設置場所を表す経度・緯度と、ステップＳ２２で調べた最初の鉄塔１１０_１の設置場所を表す経度・緯度とにより、無人飛行体２０が飛行する方位である飛行方向を決定して部分飛行経路とする。さらに、処理部３３は、変電所Ａ_１に備えられている電流測定装置で測定した電流値から、送電線１３０に発生する磁界の大きさを調べる。処理部３３は、電流値に応じて発生する磁界の大きさを、過去の磁界の測定データから調べる。そして、処理部３３は、調べた磁界の大きさを基に、無人飛行体２０が送電線に接触しない距離に対応する磁界の大きさである、許容磁界強度を部分飛行経路とする。許容磁界強度は、変電所から送電線に流れる電流に応じて異なる。

ステップＳ２３が終了すると、処理部３３は、生成した部分飛行経路を無人飛行体２０に送信する（ステップＳ２４）。具体的には、処理部３３は、無線通信部３１を制御し、生成した部分飛行経路を、構内に待機している無人飛行体２０に無線で送信する。

ステップＳ２４が終了すると、処理部３３は無人飛行体２０からの信号待ちの状態になる。処理部３３は、無人飛行体２０が直近の鉄塔に到着したことを示す到着通知を、光通信部３５を経て目標鉄塔から受け取ると（ステップＳ２５）、次の未選択の鉄塔があるかどうかを判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で、未選択の次の鉄塔があると、処理部３３は、最初の目標鉄塔に隣接する次の鉄塔を選択する（ステップＳ２７）。具体的には、ステップＳ２７で、処理部３３は、鉄塔１１０_２を次の目標鉄塔とする。

ステップＳ２７が終了すると、処理部３３は、選択した鉄塔に関連するデータを、記憶部３２に記憶している全飛行経路を参照して調べる（ステップＳ２８）。処理部３３は、先のステップＳ２２と同様にして、次の目標鉄塔である鉄塔１１０_２のデータを調べる。

ステップＳ２８が終了すると、処理部３３は、選択した鉄塔のデータから、無人飛行体２０が飛行するための部分飛行経路を生成する（ステップＳ２９）。具体的には、処理部３３は、ステップＳ２８で調べた鉄塔１１０_２のデータの中から、鉄塔高を調べて無人飛行体２０が飛行する高さである飛行高度を決定する。また、処理部３３は、無人飛行体２０が到着した鉄塔１１０_１の経度および緯度と、次の鉄塔１１０_２の経度および緯度とから無人飛行体２０が飛行する方向を決定し、部分飛行経路とする。また、処理部３３は、調べた許容磁界強度を部分飛行経路とする。さらに、選択した鉄塔が、事故点から１つ先に設置されている鉄塔である場合には、処理部３３は、ステップＳ２９で、部分飛行経路に対して事故距離を付加して部分飛行経路とする。

ステップＳ２９が終了すると、処理部３３は、光通信部３５を制御して、ステップＳ２７で選択した鉄塔の無線装置１０に、生成した部分飛行経路を送信する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０では、処理部３３は、全飛行経路を参照し、生成した部分飛行経路に対して鉄塔１１０_２の識別番号を付加して送信する。

処理部３３は、ステップＳ３０が終了すると、処理をステップＳ２５に戻す。一方、ステップＳ２６で未選択の鉄塔が無ければ、処理部３３は部分飛行経路作成処理を終了する。

こうした部分飛行経路作成処理が終了した後、処理部３３は、光通信部３５を経て、無人飛行体２０からの、事故点がある送電線の画像信号を受け取ると、通信部３４を制御して、この画像信号を管理センターＢの管理装置４０に送信する。

ところで、処理部３３は、通信部３４を経て管理装置４０から無人飛行体２０に対する運転停止命令や操作信号を受け取ると、光通信部３５を制御して、この運転停止命令や操作信号を、すべての無線装置１０に向けて直ちに送信する。

無人飛行体２０は、遠隔操縦や誘導による制御で飛行する無人の飛行体である。無人飛行体２０は、必要に応じて変電所に、直ちに飛行できる状態で格納されている。こうした無人飛行体２０は、図３に示すように、無線通信部２１と、カメラ２２と、赤外線距離計２３と、磁界センサ２４と、飛行制御部２５と、飛行部２６と、記憶部２７とを備えている。

無線通信部２１は、変電所Ａ_１に設置されている制御装置３０や、鉄塔１１０_１、１１０_２などに設置されている無線装置１０と、無線による信号の送受信をする。

カメラ２２は、飛行制御部２５の制御によって送電線等の撮影を行う。カメラ２２は、撮影した画像を表す画像信号を飛行制御部２５に送る。赤外線距離計２３は、赤外線を利用して、鉄塔までの距離を測定する。赤外線距離計２３は、測定した距離を表す距離信号を飛行制御部２５に送る。磁界センサ２４は、送電線１３０などが発生する磁界の大きさを検出する。そして、磁界センサ２４は、検出した磁界の大きさである検出磁界強度を飛行制御部２５に送る。

記憶部２７は、各種のデータを記憶する記憶装置である。記憶部２７は、無人飛行体２０が鉄塔に接触することを防ぐための距離であって、鉄塔に接近可能な距離を接近距離としてあらかじめ記憶している。また、記憶部２７は、無人飛行体２０が鉄塔に到着したことを示すための距離を、到着距離としてあらかじめ記憶している。

飛行部２６は、飛行制御部２５の制御によって、無人飛行体２０が備えるプロペラ（図示を省略）を回転し、無人飛行体２０の始動、上昇・下降、前進・後進、左旋回・右旋回などを行う。

飛行制御部２５は飛行部２６を制御する。これにより、飛行制御部２５は無人飛行体２０の飛行を制御する。このとき、飛行制御部２５は、無線通信部２１から受け取った部分飛行経路、赤外線距離計２３からの距離信号、磁界センサ２４からの検出磁界強度を基にして飛行部２６を制御する。これにより、飛行制御部２５を搭載する無人飛行体２０が事故点に向かって飛行する。例えば、飛行制御部２５は、変電所Ａ_１の構内で待機状態のときに、最初の部分飛行経路を受け取ると始動する。そして、飛行制御部２５は、部分飛行経路に含まれる飛行高度と飛行方向とにより、無人飛行体２０の基本的な飛行を制御し、無人飛行体２０の飛行を開始する。これにより、飛行制御部２５は、無人飛行体２０が部分飛行経路が示す鉄塔１１０_１つまり最初の目標鉄塔に向かうための飛行高度と飛行方位を維持するように、飛行部２６を制御する。

飛行制御部２５は、飛行部２６を制御しているとき、例えば無人飛行体２０が鉄塔１１０_１に向かって飛行しているときに、赤外線距離計２３からの距離信号を参照する。この後、距離信号が示す距離が、あらかじめ記憶部２７に記憶されている到達距離になると、飛行制御部２５は、鉄塔１１０_１に到着したことを表す到着通知を、無線通信部２１を制御して鉄塔１１０_１の無線装置１０に送信する。

なお、赤外線距離計２３からの距離信号が示す距離が、あらかじめ記憶部２７に記憶されている接近距離になる場合がある。この場合には、鉄塔から離れる方向に飛行するための制御を、飛行制御部２５が飛行部２６に対して行う。これにより、無人飛行体２０は接触回避飛行をして、鉄塔に衝突することを防いでいる。また、飛行制御部２５が鉄塔１１０_１に向かう制御を飛行部２６に対して行っているときに、磁界センサ２４からの検出磁界強度が、部分飛行経路が示す許容磁界強度より大きくなる場合がある。この場合には、検出磁界強度が小さくなる方向に飛行するための制御を、飛行制御部２５が飛行部２６に対して行う。これにより、飛行制御部２５は、無人飛行体２０が送電線１４０に接近することを防いでいる。

この後、飛行制御部２５は、無線通信部２１から順次に部分飛行経路を受け取ると、最初の部分飛行経路を受け取ったときと同じようにして、飛行部２６を制御していく。そして、無線通信部２１から受け取った部分飛行経路に対して事故距離が付加されていると、飛行制御部２５は、赤外線距離計２３を参照し、事故点から１つ先に設置されている鉄塔との距離が事故距離に達するまで無人飛行体２０が飛行するように、飛行部２６を制御する。そして、飛行制御部２５は、赤外線距離計２３からの距離信号により、鉄塔との距離が事故距離に達したと判断すると、無線通信部２１を制御して、到着通知を変電所の制御装置３０に送信する。

飛行制御部２５は、こうした飛行部２６に対する制御、つまり事故点に到達するまでの飛行経路を記憶部２７に記憶していく。また、飛行制御部２５は、事故点に到達するまでの間、無線通信部２１を制御して、カメラ２２が撮影した画像を管理センターＢの管理装置４０に送信してもよく、また、事故点に到達してからカメラ２２による撮影を開始してもよい。

そして、無人飛行体２０が事故距離を飛行して、事故点に到達すると、カメラ２２は、事故点がある送電線を撮影する。このとき、飛行制御部２５は、あらかじめ設定されている撮影用の飛行ルートに沿って、かつ、磁界センサ２４からの検出磁界強度が部分飛行経路が示す許容磁界強度より大きくならないように、事故点がある送電線を撮影してもよい。また、管理センターＢの管理装置４０からの操作信号で飛行して、事故点がある送電線を撮影してもよい。つまり、飛行制御部２５は、無線通信部２１を経て、管理装置４０からの操作信号を受け取ると、現在行っている飛行部２６に対する制御を中止する。そして、飛行制御部２５は、受け取った操作信号の指示に従って、飛行部２６を制御する。

飛行制御部２５は、カメラ２２から送電線の画像信号を受け取ると、無線通信部２１を制御して、この画像信号を鉄塔の無線装置１０に宛てて送信する。飛行制御部２５は、送電線の撮影を終了すると、事故点まで飛んで来た飛行経路とは逆の経路を飛行して変電所Ａ_１に戻る。

ところで、飛行制御部２５は、無線通信部２１を経て、管理装置４０からの運転停止命令を受け取ると、現在行っている飛行部２６に対する制御を中止する。そして、飛行制御部２５は、これまでに記憶部２７に記憶している飛行経路とは逆の経路を飛行して変電所に戻る。

次に、この実施の形態による点検システムの作用について説明する。送電線１３０に落雷が発生すると、事故点標定装置２１０が落雷による事故点を調べ、この事故点を表す事故点標定信号を生成する。この後、事故点標定装置２１０は、通信網ＮＷを経て、生成した事故点標定信号を管理センターＢの管理装置４０に送信する。

管理センターＢの管理装置４０は、事故点標定信号を受信すると、全飛行経路作成処理を行う。これにより、管理装置４０は、無人飛行体２０が待機している変電所から事故点までの経路が最短の変電所Ａ_１を選択し、この経路に設置されている鉄塔のデータなどを含む全飛行経路を作成する。この全飛行経路は、無人飛行体２０が、鉄塔の各無線装置１０による誘導で飛行するために必要なデータである。この後、管理装置４０は、通信網ＮＷを経て、作成した全飛行経路を変電所Ａ_１の制御装置３０に送信する。

変電所Ａ_１の制御装置３０は、全飛行経路を受信すると、部分飛行経路作成処理を行う。そして、制御装置３０は、作成した部分飛行経路を各鉄塔を経て、無人飛行体２０に送る。つまり、制御装置３０は、
第１の経路：事故点−「ＢＢ線」−「ＢＡ線」−「ＡＡ変電所」
である経路に設置されている、
「ＡＡ構内鉄塔」−「ＢＡ１番鉄塔」−「ＢＡ２番鉄塔」−「ＢＢ１番鉄塔」−「ＢＢ２番鉄塔」
に対して、無人飛行体２０からの到着通知を受け取る毎に、部分飛行経路を送信していく。これにより、無人飛行体２０は、「ＡＡ構内鉄塔」、「ＢＡ１番鉄塔」、「ＢＡ２番鉄塔」、「ＢＢ１番鉄塔」、「ＢＢ２番鉄塔」に沿って順次に飛行する。つまり、無人飛行体２０は、各鉄塔の無線装置１０と変電所Ａ_１の制御装置３０との通信を可能にするＯＰＧＷ１５０に沿って、変電所Ａ_１から「ＢＢ２番鉄塔」まで飛行する。

そして、無人飛行体２０が「ＢＢ２番鉄塔」から次の「ＢＢ３番鉄塔」に向かうが、この「ＢＢ３番鉄塔」に飛行するための部分飛行経路には、事故距離が付加されている。このために、無人飛行体２０は、「ＢＢ３番鉄塔」から事故距離だけ手前の位置、つまり、事故点に到達する。ここで、事故点のある送電線をカメラ２２が撮影する。このとき、無人飛行体２０は、あらかじめ設定されている撮影用の飛行ルートに沿って、または、操作信号の指示に従い、かつ、磁界センサ２４による検出磁界強度が部分飛行経路が示す許容磁界強度より大きくならないように、つまり、送電線１４０に接触しないように飛行して、事故点の画像をカメラ２２で撮影する。そして、無人飛行体２０は、ＯＰＧＷ１５０を経て、撮影した画像を表す画像信号を、変電所Ａ_１の制御装置３０に送信する。もちろん、無人飛行体２０がＯＰＧＷ１５０に沿って飛行中でも、カメラ２２で撮影した画像を現す画像信号を送信するようにしてもよい。

変電所Ａ_１の制御装置３０は、ＯＰＧＷ１５０を経て、事故点がある送電線の画像信号を受信すると、通信網ＮＷを経て、この画像信号を管理センターＢの管理装置４０に宛てて送信する。管理装置４０は、受信した画像信号を基に画像を出力する。管理センターＢの担当者は、管理装置４０に表示された画像により、送電線１３０の状態を調べる。

ところで、管理センターＢの担当者が無人飛行体２０の運転を停止させる場合や、無人飛行体２０を手動で飛行させる場合には、これらの指示を管理装置４０に入力する。これにより、管理装置４０は、無人飛行体２０に対する運転停止命令や操作信号を変電所Ａ_１に宛てて送信する、運転停止命令や操作信号は、管理装置４０から通信網ＮＷ、制御装置３０、無線装置１０を経て、無人飛行体２０に送信される。無人飛行体２０は、運転停止命令や操作信号を受信すると、これらの指示に従って飛行する。

こうして、この実施の形態による点検システムによれば、無人飛行体がＯＰＧＷに沿うように飛行するので、ＧＰＳや自動飛行のための装置の搭載を不要にすることができる。また、この点検システムによれば、夜間などの視界が限定される場合でも、送電線が発生する磁界を検出して飛行や撮影を行うので、送電線衝突の危険がなくなる。また、この点検システムによれば、事故時の巡視だけでなく、普段のヘリコプターによる巡視の代わりや、変電所構内の監視にも利用できる。また、この点検システムによれば、無人飛行体２０による上空からの撮影により、作業員が昇塔しなくても、鉄塔やコン柱に作られた営巣の状態なども確認できる。

１０ 無線装置
２０ 無人飛行体
３０ 制御装置（第１の飛行制御手段）
４０ 管理装置（第２の飛行制御手段）
１１０_１、１１０_２ 鉄塔
１３０ 送電線
１５０ ＯＰＧＷ
２１０ 事故点標定装置
Ａ_１ 変電所

Claims (4)

1. 送電線を含む送電設備に設定された目標点を点検するための送電設備の点検システムであって、
   前記送電線と光ファイバ複合架空地線とを支持する各鉄塔に設けられ、前記光ファイバ複合架空地線を利用して通信を行う無線装置と、
   前記送電線を引き込む電気所に飛行可能な状態で待機し、前記無線装置と無線通信を行う無人飛行体と、
   前記電気所に設けられ、前記光ファイバ複合架空地線を利用して前記無線装置と通信を行う第１の飛行制御手段と、
   前記第１の飛行制御手段と通信を行う第２の飛行制御手段と、
   を備え、
   前記第２の飛行制御手段は、前記目標点から前記電気所まで至る全飛行経路であって、前記光ファイバ複合架空地線に沿った全飛行経路を決定し、この全飛行経路を前記第１の飛行制御手段に送信し、
   前記第１の飛行制御手段は、前記全飛行経路を受信すると、この全飛行経路に含まれる各鉄塔の中で前記電気所に隣接する鉄塔を目標鉄塔として選択し、前記電気所の位置と前記目標鉄塔との位置とから、前記目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を前記光ファイバ複合架空地線と前記無線装置とを経て前記無人飛行体に送信する第１の処理と、前記無人飛行体が前記目標鉄塔に到着すると、次の目標鉄塔を選択し、前記目標鉄塔と前記次の目標鉄塔との位置から、前記次の目標鉄塔までの部分飛行経路を決定し、この部分飛行経路を前記光ファイバ複合架空地線と前記無線装置とを経て前記無人飛行体に送信する第２の処理と、前記無人飛行体が目標鉄塔に到着する毎に前記第２の処理を繰り返し、この処理の繰り返しにより、前記全飛行経路の中で目標点に隣接する鉄塔まで無人飛行体を誘導し、
   前記無人飛行体は、前記第１の飛行制御手段からの前記各部分飛行経路により、前記全飛行経路中の鉄塔を順に飛行し、前記全飛行経路の中で目標点に隣接する鉄塔まで到達する、
   ことを特徴とする送電設備の点検システム。
2. 前記無人飛行体は、撮影用のカメラを備え、撮影した画像を前記第２の飛行制御手段に向けて送信し、
   前記第２の飛行制御手段は、前記無人飛行体からの画像を受信すると、この画像を表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送電設備の点検システム。
3. 前記無人飛行体は、前記送電線から発生する磁界の大きさを検出する磁界センサを備え、この磁界センサが検出した磁界の大きさにより、前記送電線と接触しないように飛行を制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の送電設備の点検システム。
4. 前記無人飛行体は、前記目標鉄塔との距離を測定する距離計を備え、この距離計が測定した距離により、前記目標鉄塔と衝突しないように飛行を制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電設備の点検システム。

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