JP2019176848A - 電気柵の監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のポストに張設されたワイヤに、高電圧を印加して動物に電気ショックを与える電気柵の漏電時に漏電個所を特定することができる電気柵の監視装置を提供する。【解決手段】所定間隔で地面に立設されたポスト１に張設される導電性のワイヤ２、及びワイヤに高電圧を印加する電源装置３を備える電気柵１０の監視装置２０であり、ワイヤ２の電流を最低２つの電流測定装置２１で測定し、電流測定値が閾値を越えるとトリガ信号発生装置２２が発生したトリガ信号を送信装置２４に送信させ、各電流測定装置２１はトリガ信号が発信されると、自己が測定した電流測定値を外部に送信し、各電流測定装置２１からの電流測定値を受信した管理装置２５が、受信した複数の電流測定値を比較することにより、隣接する電流測定装置２１の間の電流値が最も大きいワイヤ２の部分を漏電個所として特定する監視装置２０である。【選択図】図３

Description

本発明は電気柵の監視装置に関し、特に、電気柵に電流測定装置を設けて電気柵の漏電もしくは通電不良個所を特定できる電気柵の監視装置に関する。

電気柵は、放牧している家畜の逃走防止や、野生動物による耕作地への侵入防止対策として、外部から隔離すべき領域の外縁に張り巡らされるものである。電気柵は、間隔を隔てて大地に立設される複数本のポスト（支柱）と、ポストの高さ方向に所定間隔で掛け渡されて張設される導電性のワイヤとを備える。このように、電気柵を隔離すべき領域の外縁に張り巡らせる場合は、電気柵はループ状をしている。一方、電気柵はループ状のもの以外にも、始点と終点を備えるライン状の電気柵もあり、始点と終点の途中で柵が分岐して、終点が複数ある電気柵もある。

ポストはおよそ３〜５ｍの間隔で地面に埋め込まれる。また、ボストに張設されるワイヤの本数及びワイヤの間隔は、電気柵で通過を防ぐ動物の種類によって異なり、例えば、イノシシ用の電気柵には地面から２０ｃｍ間隔でポストに２段程度のワイヤが張設される。そして、ワイヤには電源装置から高圧の電圧が印加され、動物がワイヤに触れると電気ショックによって動物に心理的恐怖感を与えることができるので、以後、動物が電気柵に近付かないようになる。このような電気柵は、有刺鉄線、石垣、ネットフェンスなどの物理的な柵に比べて低コストであり、動物が柵を越えて移動することを確実に防止することができるため、近年、広く普及している。

ワイヤに高電圧を一定の時間間隔で通電する電源装置は、１００Ｖの交流電源や鉛蓄電池等のバッテリに接続されてワイヤに数千ボルト高電圧の電力を供給する。近年では、ソーラーパネルが接続された電源装置もある。電源装置には給電端子とアース端子があり、給電端子がワイヤに接続され、アース端子が地面に埋め込んだアース棒に接続される。ワイヤが電源装置の給電端子に接続されると、ワイヤには数千ボルト、具体的には５０００Ｖ〜８０００Ｖの高電圧（高圧パルス）が印加される。ポストが導電性の場合、ワイヤはポストに取り付けられた絶縁碍子に架線されて張設される。また、ポストが絶縁材で形成されている場合は、ワイヤは直接ポストに張設される。

ワイヤは地面に対して絶縁されるように架線され、ワイヤには数千ボルトの電圧が一定間隔、例えば０．７５秒以上の間隔の低周波数で印加される。このとき、ワイヤが地面に対して完全に絶縁されている場合は、ワイヤの電圧は大きく上下するが、ワイヤを流れる電流値は、発生しないか、極めて小さい。これは、ワイヤの先にはワイヤに印加された電気によって作動する機器が接続されていないので、ワイヤには殆ど電流が流れないためである。

ところが、電気柵は野外に設置されるため、風雨、倒木、降雪によってワイヤが断線する可能性があると共に、ワイヤに地面に生える雑草が触れて漏電する可能性がある。そして、ワイヤが断線するとワイヤに電圧が印加されなくなって電気柵の機能が失われ、ワイヤに漏電が発生するとワイヤの電圧が降下して電気柵の機能が損なわれる。電気柵の機能が損なわれるこれ以外の原因としては、ワイヤの接続不良、ワイヤ自体の導通不良などがある。

そこで、電気柵のワイヤに印加される電圧を監視することにより、電気柵のワイヤの断線や漏電を検出する提案がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の電気柵用電圧測定装置では、電圧測定部で測定した電圧を、無線通信部によって無線ＬＡＮを介して外部の電圧監視端末に送信して電圧を監視している。

特許第６１６１９０１号

特開２０１１−３０４５２号公報

特開２００９−１４５８３号公報

実用新案登録第３０７３５０８号

ところが、特許文献１に提案の電気柵のワイヤの断線や漏電を検出する方法では、漏電でワイヤに印加された電圧が低下すると、ワイヤは電気柵全体が繋がっているので、電気柵全体のワイヤの電圧が下がる。このため、電気柵に電圧測定部が複数あっても、同時に多くの電圧測定部から同様の電圧低下信号が送信され、漏電個所が特定できないという課題があった。

例えば、電源装置から最も近い場所に第１電圧センサがあり、そこから所定距離離れた場所に第２電圧センサがあり、最も遠い場所に第３電圧センサが設けられている場合を考える。ワイヤに漏電が発生していない場合でも、ワイヤにはインピーダンスがあり、電源装置から離れるほど電圧降下が発生する。このため、第１電圧センサの測定値が８０００Ｖである場合、第２電圧センサの測定値が７９００Ｖ、第３電圧センサの測定値が７８００Ｖのように、電源装置からセンサまでの距離がある程、電圧降下が大きい。

ここで、第２電圧センサと第３電圧センサの間の区間で雑草による漏電が発生した場合を想定した実験を行って、各電圧センサの測定値を検証した。漏電を僅かにした場合の測定結果は、第１電圧センサの測定値が７０００Ｖ、第２電圧センサの測定値が６９００Ｖ、第３電圧センサの測定値が６８００Ｖであった。また、漏電を大きくした場合の測定結果は、第１電圧センサの測定値が２０００Ｖ、第２電圧センサの測定値が１９００Ｖ、第３電圧センサの測定値が１８００Ｖであった。このように、ワイヤに漏電が発生すると、漏電が大きくなるほど電圧センサの測定値は低下するが、電源装置からの距離に応じた電圧降下の傾向は、漏電が無い場合と変わらないので、漏電の発生個所を特定することができなかった。

更に、電圧センサの周囲の地面の導電性により、電源装置から遠い電圧センサの電圧測定値の方が高く表示される場合がある。これに加えて、電気柵の電源装置から遠い末端部分の電圧は、反射波の影響で他の部分の電圧よりも上昇する場合があり、電圧のみの監視では、漏電個所の特定を困難にしていた。

本発明の目的は、ループ状、直線状を問わず、電気柵において漏電が発生した場合に、電気柵のワイヤに流れる電流を測定することにより、ワイヤの漏電個所を特定することができる電気柵の監視装置を提供することである。

１つの形態によれば、地面に所定間隔で立設される複数本のポスト、複数本のポストに掛け渡されて張設される導電性のワイヤ、及びワイヤに１個所で接続してワイヤに高電圧を印加する電源装置を備え、ワイヤに触れた動物に電気ショックを与える電気柵に設けられた、電気柵の監視装置であって、ワイヤを流れる電流を所定位置で測定する少なくとも２つの電流測定装置と、電流測定装置から送信された信号を受信する管理装置とを備え、電流測定装置には、ワイヤを流れる電流を測定する電流センサと、電流センサによって測定された電流測定値が、予め設定された閾値を越えるとトリガ信号を発生して送信装置に入力するトリガ信号発生装置と、トリガ信号がトリガ信号発生装置から入力されると、トリガ信号及び電流測定値を外部に送信する送信装置と、他の電流測定装置から送信されたトリガ信号を直接受信或いはトリガ信号を受信した管理装置からの指令信号を受信し、受信した信号を自己の電流測定装置の送信装置に入力して自己の電流測定装置の電流センサが測定した電流測定値を外部に送信させる受信装置と、が設けられ、管理装置は表示器を備え、各電流測定装置から送信された電流測定値を受信すると、受信した複数の電流測定値を表示器に表示することにより、電気柵における漏電個所を視認できるようにしたことを特徴とする電気柵の監視装置が提供される。

本発明の電気柵の監視装置によれば、電気柵に漏電が発生した場合に、各電流測定装置が測定した電流測定値を管理装置において比較すれば、電流測定値の大きさから漏電個所を特定することができる。この結果、ワイヤに印加された電圧がワイヤ全体で低下しても、ワイヤの漏電個所を迅速に特定することができるという効果がある。また、漏電や切断等の状況把握が正確に把握できるようになり、保守維持管理が迅速に行えるようになる。更に、検出した電流変化の大きさにより、漏電の深刻さを判断できるという効果もある。

（ａ）は一般的な電気柵の構造を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示した電気柵の電源部分の詳細な構造を示す構造図である。 （ａ）は図１（ａ）、（ｂ）に示した電気柵に外部から動物が侵入しようとしてワイヤに接触し、電気ショックを受けた時の電流の流れを示す説明図、（ｂ）は図１（ａ）、（ｂ）に示した電気柵に雑草が触れて漏電が生じた時の電流の流れを示す説明図である。 （ａ）は本発明の電気柵の監視装置の第１の実施例の構造を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）に示した電流測定装置の内部構成の一例を示すブロック構成図である。 （ａ）は図３（ａ）に示した電流測定装置に使用される電流センサの一例の構造を示す斜視図、（ｂ）は図３（ａ）に示した電流測定装置に使用される電流センサの他の例の構造を示す斜視図である。 本発明の電気柵の監視装置の第２の実施例の構造を示す平面図である。 本発明の電気柵の監視装置の第３の実施例の構造を示す平面図である。 （ａ）は電流測定装置に電圧測定装置と通信機が設けられた実施例の、電流測定装置の構造例を示すブロック図、（ｂ）は電気柵の監視装置に電圧測定装置が単独で設けられた実施例の電圧測定装置の構造例を示すブロック図である。 本発明の電気柵の監視装置の第４の実施例の構造を示す平面図である。 本発明の電気柵の監視装置の第５の実施例の構造を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の電気柵の監視装置の第６の実施例の構造を示す平面図、（ｂ）は、本発明の電気柵の監視装置の第７の実施例の構造を示す平面図、（ｃ）は、本発明の電気柵の監視装置の第８の実施例の構造を示す平面図である。

以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の実施例を説明する前に、本発明を為すに至った経緯について、従来の電気柵を例にとって説明する。

図１（ａ）は一般的な電気柵１０の構造を示すものである。電気柵１０は、耕作地のような領域Ｒに外部から野生動物Ａが侵入して耕作物を食い荒らされるのを防ぐために設置される。電気柵１０は、外部と隔離する領域Ｒの境界に沿って、地面に所定間隔で複数本のポスト１が立設され、この複数本のポスト１に導電性のワイヤ２が掛け渡されて張設される。ポスト１が金属製等の導電性を備える場合は、碍子等の絶縁体を介してワイヤ２が掛け渡される。図１（ａ）には、矩形状の領域Ｒの境界にそって立設されたポスト１にワイヤ２が張設されている状態が示されている。

領域Ｒの周囲に立設されたポスト１に張設されたワイヤ２には、ワイヤ２に高電圧を印加する電源装置３が接続される。通常、電源装置３はワイヤ２に１個所の接続点４で接続されるが、複数の電源装置３がワイヤ２に複数個所の接続点４で接続される場合や、１つの電源装置３のワイヤ２への接続点４が複数ある場合もある。この例の電源装置３は交流電源５、例えば、１００Ｖの商用電源５に接続されており、電源装置３の内部で高電圧（例えば８０００Ｖ）のパルス状の交番電圧に変換される。電源装置３には＋端子３１と−端子３２があり、＋端子３１が給電線３４でワイヤ２との接続点４に接続される。また、−端子３２は、アース線３５で接地される。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した電気柵１０の電源装置３とワイヤ２との接続部分の詳細な構造を示すものである。ポスト１にはワイヤ２が碍子のようなワイヤ保持具６を介して複数段に掛け渡されており、電源装置３の＋端子３１は給電線３４で複数段のワイヤ２の１本に接続点４で接続されている。電源装置３と接続されない他の段のワイヤ２は、電源装置３に接続されるワイヤ２に接続線２Ａによって接続しており、複数段のワイヤ２には同じ電圧が印加される。電源装置３は支柱８で地面Ｇに立設されており、電源装置３の近傍の地面Ｇにはアース棒３０が埋め込まれている。アース棒３０は、電源装置３に合わせた必要本数が埋め込まれ、各アース棒３０は連絡棒３０Ｃで接続されている。アース棒３０は、アース線３５により電源装置３の−端子３２に接続される。符号３３は電源装置３のオンオフスイッチである。

図２（ａ）は、図１（ａ）、（ｂ）に示した電気柵１０に外部からイノシシのような動物Ａが領域Ｒに侵入しようとしてワイヤ２に接触し、電気ショックを受けた時の電流の流れを示す説明図である。例えば、動物Ａの鼻がワイヤ２に触れると、ショックを与えるパルス電流が、太い線で示すように動物の鼻から体内を抜けて地面Ｇに流れる。地面Ｇに流れた電流は、アース棒３０、アース線３５で回収され、電源装置３に戻る。この電流経路で動物Ａがショックを受け、以後は電気柵１０に近付かなくなる。

図２（ｂ）は、図１（ａ）、（ｂ）に示した電気柵１０に、地面Ｇに生えた雑草Ｗが触れて漏電が生じた時の電流の流れを示す説明図である。耕作地のような領域Ｒは人手により雑草が取り除かれるが、領域Ｒの外部に雑草Ｗが生えると、成長した雑草Ｗが電気柵１０のワイヤ２に触れることがある。すると、ワイヤ２から電流が破線で示すように雑草Ｗを介して地面Ｇに流れ、アース棒３０から電源装置３に戻る漏電が発生する。ワイヤ２に漏電が発生すると、ワイヤ２の電圧が低下し、電気柵１０の動物排除能力が損なわれる。そこで、本発明は、電気柵１０に雑草Ｗ等による漏電が発生した時に、確実に漏電個所を特定できて漏電の原因を取り除くことができる電気柵の監視装置を提供するものである。

図３（ａ）は、本発明の電気柵の監視装置２０の第１の実施例の構造を示すものである。電気柵１０の構造は、図１（ａ）で説明した一般的な電気柵１０の構造と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。電気柵１０には、領域Ｒの周囲に立設された複数本のポスト１、複数本のポスト１に張設されたワイヤ２、ワイヤ２に高電圧を印加する電源装置３が備えられている。

第１の実施例では、領域Ｒの周囲に張り巡らされたワイヤ２の所定個所、例えばこの実施例では４か所に電流測定装置２１を設け、ワイヤ２を流れる電流を測定することができるようにしている。電流測定装置２１を設ける間隔は任意であるが、ワイヤ２の均等な長さ毎に設けるようにすることができる。また、ワイヤ２を、電源装置３のワイヤへの接続点４から電気的に最も離れた位置Ｐまでの左側に位置する第１区間のワイヤ２Ｌと、右側に位置する第２区間のワイヤ２Ｒに分けた場合に、電流測定装置２１は第１区間のワイヤ２Ｌと第２区間のワイヤ２Ｒの夫々に対して、少なくとも１つ設置すれば良く、設置数は第１区間と第２区間で異なっていても良い。

図３（ｂ）は各電流測定装置２１の構造の一例を示すものである。ワイヤ２を流れる電流は電流センサ２１Ｓによって測定され、電流測定装置２１の内部には、トリガ信号発生装置２２、受信装置２３及び送信装置２４があり、受信装置２３と送信装置２４にはアンテナ７が接続されている。

トリガ信号発生装置２２には、電流センサ２１Ｓからの電流測定値ＩＭが入力される。トリガ信号発生装置２２には予め閾値Ｔが設定されており、電流測定値ＩＭが閾値Ｔと比較される。トリガ信号発生装置２２は、入力された電流測定値ＩＭが閾値Ｔを越えるとトリガ信号ＴＳを出力する。閾値Ｔは固定値ではなく、変更できるようにしても良い。なお、トリガ信号発生装置２２は、入力された電流測定値ＩＭが１回だけ閾値Ｔを越えるとトリガ信号ＴＳを出力するのではなく、複数回閾値Ｔを越えた場合、或いは連続して電流測定値ＩＭが閾値Ｔを越える状態が続いた場合にトリガ信号ＴＳを出力するようにできる。また、電流センサ２１ＳがＨ型コイルを使用する場合には、漏電時にワイヤを流れる電流によりＨ型コイルが生成した電力の大きさで、トリガ信号発生装置２２にトリガ信号ＴＳを出力させることができる。また、漏電時にワイヤを流れる電流がそれほど大きくない場合は、Ｈ型コイルが生成する電力も大きくないので、トリガ信号発生装置２２に設けた図示を省略したコンデンサにＨ型コイルが生成した電力を蓄えておき、コンデンサに溜まった電力が所定量に達したら、トリガ信号発生装置２２にトリガ信号ＴＳを出力させることもできる。

トリガ信号発生装置２２から出力されたトリガ信号ＴＳは、送信装置２４に入力される。送信装置２４にトリガ信号ＴＳが入力されると、送信装置２４は、アンテナ７を通じてトリガ信号ＴＳと、電流センサ２１Ｓによって測定された電流測定値ＩＭを、電流の流れる向きと共に外部に送信する。各電流測定装置２１には、固有番号が割り振られており、送信装置２４は、トリガ信号ＴＳと電流測定値ＩＭを外部に送信する際に、電流測定装置２１に割り振られた固有番号も合わせて送信する。なお、各電流測定装置２１がトリガ信号ＴＳ、電流測定値ＩＭ及び固有番号を外部に送信する際には電力が必要であるが、各電流測定装置２１における消費電力の削減については適宜行うことができるので、ここでは説明を省略する。

一方、電流センサ２１Ｓによって測定された電流測定値ＩＭが閾値Ｔを越えていない電流測定装置２１では、トリガ信号発生装置２２がトリガ信号ＴＳを発生しないので、送信装置２４は動作をしない。そこで、少なくとも１つの電流測定装置２１のトリガ信号発生装置２２からトリガ信号ＴＳ、電流測定値ＩＭ及び固有番号が送信された場合は、トリガ信号ＴＳを送信していない他の電流測定装置２１からも電流測定値ＩＭ及び固有番号が送信されないと、ワイヤの漏電個所の特定が困難である。そこで、或る電流測定装置２１からトリガ信号ＴＳが送信された場合は、トリガ信号ＴＳを送信していない他の電流測定装置２１からも電流測定値ＩＭ及び固有番号を送信させる。

この場合、トリガ信号ＴＳを送信していない他の電流測定装置２１の受信装置２３にトリガ信号ＴＳを受信させ、他の電流測定装置２１から電流測定値ＩＭ及び固有番号を送信させることができる。また、トリガ信号ＴＳを受信した管理装置２５が、トリガ信号ＴＳを送信していない他の電流測定装置２１に電流測定値ＩＭ及び固有番号を送信させる指令を送信することにより、他の電流測定装置２１に電流測定値ＩＭ及び固有番号を送信させることもできる。このように、複数ある電流測定装置２１の中の少なくとも１つの電流測定装置２１がトリガ信号ＴＳを電流測定値ＩＭ及び固有番号と共に送信を送信すると、トリガ信号ＴＳを送信していない他の電流測定装置２１からも電流測定値ＩＭ及び固有番号が外部に送信され、これらは全て管理装置２５で受信される。

管理装置２５は、全ての電流測定装置２１から受信した電流測定値ＩＭを比較し、比較結果から隣接する電流測定装置２１の間のワイヤ２に流れる電流値を計算する。比較した２つの電流測定装置２１を流れる電流が同じ向きの場合は、ワイヤ２に流れる電流値は比較した電流測定値ＩＭの差である。一方、比較した２つの電流測定装置２１を流れる電流が逆向きの場合は、ワイヤ２に流れる電流値は比較した電流測定値ＩＭの和となる。電流測定装置２１の位置は受信した固有番号により特定できるので、管理装置２５はワイヤ２に流れる電流値が大きい個所を漏電個所と特定できる。管理装置２５は、全ての電流測定装置２１から電流測定値ＩＭを受信した時に、漏電警報を出力するように構成することができる。また、管理装置２５に表示器を設けておき、どの電流測定装置２１の間のワイヤ２で漏電が発生しているかを表示するようにしても良い。更に、漏電が発生した場合、管理装置２５はその表示器に各電流測定装置２１からの電流測定値ＩＭ及び固有番号だけを表示し、漏電個所の特定は表示器を見た管理者が行うようにすることもできる。

図４（ａ）は、図３（ａ）に示した電流測定装置２１に使用される電流センサ２１Ｓの一例の構造を示すものである。この例の電流センサ２１Ｓでは、ケーブル２の周囲に磁性体コア４１が配置され、ケーブル２が磁性体コア４１を貫通している。磁性体コア４１には巻線４２が巻かれており、巻線４２の両端部が抵抗４３で接続されている。ケーブル２に交流電流が流れると磁束が発生し、磁性体コア４１に電流が流れるので、抵抗４３の両端に電圧が発生する。この電圧を測定することにより、ケーブル２に流れる交流電流値を測定することができる。

図４（ｂ）は図３（ａ）に示した電流測定装置２１に使用される電流センサ２１Ｓの他の例の構造を示すものである。この例の電流センサ２１Ｓでは、ケーブル２の周囲に磁性体コア４１が配置され、ケーブル２が磁性体コア４１を貫通している。磁性体コア４１の一部にはホール素子４４が組み込まれており、ホール素子４４は、ケーブル２を流れる電流の周りに発生する磁界をホール効果によって電圧に変換する。ホール素子４４から出力される電圧は小さい（数十ｍＶ）ので、電源４５とアンプ４６で増幅することにより、ケーブル２に流れる電流（直流、交流、パルス電流）の値を測定することができる。

更に、図示は省略するが、ケーブルの近傍にＨ型コイルを配置し、Ｈ型コイルに発生する誘導電流を用いた電流測定装置や、ケーブルに直接接続する回路を設ける電流測定装置もある。よって、電流測定装置は、ワイヤを流れる電流を測定できるものであれば、その形式にこだわるものではない。

図５は、本発明の電気柵の監視装置２０の第２の実施例の構造を示すものであり、電気柵１０の構造は、図３（ａ）で説明した電気柵１０の構造と同じである。第２の実施例では、領域Ｒの周囲に張り巡らされたワイヤ２の６か所に電流測定装置２１が設けられている点が第１の実施例と異なる。即ち、第２の実施例では、電源装置３のワイヤ２への接続点４から電気的に最も離れた位置Ｐまでの左側に位置する第１区間のワイヤ２Ｌに３つの電流測定装置２１が設けられており、右側に位置する第２区間のワイヤ２Ｒにも３つの電流測定装置２１が設けられている。電気柵１０は固定ではなく、囲う領域Ｒの変更によりワイヤ長が延長されたり、短縮されたりする。第２の実施例では第１の実施例に対して電流測定装置２１の数を増やしているが、逆に減らすことも可能である。そして、ワイヤ２の長さが変更されれば、電源装置３のワイヤ２への接続点４から電気的に最も離れた位置Ｐの位置も変わる。電気柵１０における位置Ｐ，第１区間、第２区間は、電気柵１０の構造を説明するための便宜上のものである。

図６は、本発明の電気柵の監視装置２０の第３の実施例の構造を示すものである。第３の実施例では、電気柵１０の構造が、図３（ａ）で説明した電気柵１０の構造と異なる。第３の実施例では、電気柵１０のポスト１の配置は第１の実施例と同じであるが、ワイヤ２が、電源装置３から電気的に最も離れた位置Ｐの左側に位置する第１区間のワイヤ２Ｌと、右側に位置する第２区間のワイヤ２Ｒの２つに分断されている。電源装置３の＋端子３１は２つに分岐され、オンオフスイッチ３３Ｌを介して接続点４Ｌで第１区間のワイヤ２Ｌに接続され、オンオフスイッチ３３Ｒを介して接続点４Ｒで第２区間のワイヤ２Ｒに接続されている。第１区間のワイヤ２Ｌと第２区間のワイヤ２Ｒは、電源装置３から電気的に最も離れた位置Ｐにおいて接続されていない。

４つの電流測定装置２１の配置は第１の実施例と同じであり、第１区間のワイヤ２Ｌに２つ、第２区間のワイヤ２Ｒに２つ配置されている。第３の実施例の電気柵の監視装置２０では、電気柵１０の一方のワイヤ２Ｌ又は２Ｒがオンオフスイッチ３３Ｌ，３３Ｒによって電源装置３０と切り離されている場合、通電されていない方のワイヤに設置された電流測定装置２１の警報発生装置２２と送信器２３の電源はオフされる。なお、ワイヤ２の分断は２つに限定されるものではなく、領域Ｒの周囲で３か所以上に分断しても良い。また、１つの電気柵１０の中のワイヤ２を部分的に電源装置３０と切り離す実施例の他に、隣接する電気柵１０がある場合は、それぞれの電気柵１０を独立に電源装置３０から切り離す構造が可能である。

ここで、電気柵の監視装置２０に、電流測定装置２１の他に電圧測定装置を組み込んだ実施例を説明する。電圧測定装置は、図７（ａ）に示すように、電圧測定装置２７として各電流検出装置２１の内部に設けても良く、また、図７（ｂ）に示すように、単独の電圧測定装置２７として電気柵１０のワイヤ２に取り付けても良い。

各電流測定装置２１に電圧測定装置２７を内蔵させる場合は、図７（ａ）に示すように、各電流測定装置２１に電圧センサ２７Ｓが接続されており、電圧センサ２７Ｓが測定した電圧測定値ＶＭが電流測定装置２１に入力される。電流測定装置２１に内蔵された電圧測定装置２７は、受信装置２３と送信装置２４に接続している。また、電圧測定装置２１には閾値ＲＶが設定されており、電圧測定値ＶＭが閾値ＴＶを下回った場合には、電流測定値ＩＭに関係なく、電圧測定装置２１は送信装置２４を通じて電圧測定値ＶＭを外部に送信することができる。

電圧測定装置２７を電流測定装置２１の電流検出動作に関連させる場合は、電圧測定装置２７に、受信装置２３が受信したトリガ信号ＴＳが入力されるようにする。そして、受信装置２３からトリガ信号ＴＳが入力されたら、電圧測定装置２７は送信装置２４を通じて電圧測定値ＶＭを外部に送信することができるようにすれば良い。こうすれば、管理装置２５は各電流検出装置２１からの電流測定値ＩＭの受信時に、各電流検出装置２１の位置におけるワイヤの測定電圧値ＶＭも受信することができるので、漏電判定の精度が向上する。

一方、単独の電圧測定装置２７をワイヤ２に取り付ける場合は、図７（ｂ）に示すように、受信装置２８と送信装置２９を電圧測定装置２７に内蔵させる。受信装置２８は、各電流測定装置２１から発信されたトリガ信号ＴＳを受信できるものであり、送信装置２９は測定した電圧測定値ＶＭを外部に送信できるものである。受信装置２８を設ける理由は、電圧測定装置２７は、電気柵１０が正常状態の時は、ワイヤ２の電圧を測定する必要がないためである。電圧測定装置２７がワイヤ２の電圧を測定するのは、電気柵１０に漏電が生じてトリガ信号ＴＳが何れかの電流測定装置２１から発信され、これを受信装置２８が受信した電気柵１０の異常状態の場合のみで良い。

図８は、本発明の電気柵の監視装置２０の第４の実施例の構造を示す平面図である。第４の実施例では、ポスト１の配置により、領域Ｒの周囲に円弧状にワイヤ２が張り巡らされている。電源装置３は、電源接続用の１つのポスト１Ａから引き出された延長ワイヤ２Ｅに接続点４で接続している。この実施例には５つの電流測定装置２１Ａ〜２１Ｅが設けられており、電流測定装置２１Ａは、延長ワイヤ２Ｅの接続点４とポスト１Ａの間の部分に設けられている。また、電流測定装置２１Ｂ，２１Ｃは、ポスト１Ａの両側に位置するワイヤ２に設けられており、電流測定装置２１Ｄ，２１Ｅは、円弧状のワイヤ２を略三等分する位置に設けられているが、電流測定装置２１Ｄ，２１Ｅのワイヤ２における位置は限定されるものではない。

第４の実施例の電気柵の監視装置２０では、電流測定装置２１Ａが検出した電流測定値により電気柵１０の全体に流れる電流値を測定することができる。また、電流測定装置２１Ｂ，２１Ｃが検出した電流測定値により、漏電がポスト１Ａに対して右方向か左方向かのどちらの方向に多く流れるかが分かる。更に、電流測定装置２１Ｄ，２１Ｅが検出した電流測定値により、漏電がどの電流測定装置２１の間の部分のワイヤ２で発生しているのかが分かる。

第４の実施例では、例えば、電気柵１０の全体個所で漏電が発生している場合を考えるが、流れる電流値は電気柵１０の構造によって異なるので、電流値の大きさはレベルと記載する。また、各電流測定装置２１は、流れる電流の向きも測定できるものである。電流測定装置２１Ａに流れる電流をレベル２７、電流測定装置２１Ｂに矢印の向きに流れる電流をレベル１７、電流測定装置２１Ｃに矢印の向きに流れる電流をレベル１０、電流測定装置２１Ｄに矢印の向きに流れる電流をレベル８、電流測定装置２１Ｅに矢印の向きに流れる電流をレベル４とする。この場合、電流測定装置２１Ｂと電流測定装置２１Ｄの間にはレベル９の漏れ電流があり、電流測定装置２１Ｃと電流測定装置２１Ｅの間にはレベル６の漏れ電流があることが分かる。一方、電流測定装置２１Ｄと電流測定装置２１Ｅに流れる電流の向きは逆なので、電流測定装置２１Ｄと電流測定装置２１Ｅの間には合計レベル１２の漏れ電流があることになり、この区間の漏電が最も深刻であることが分かる。このように、各電流測定装置２１Ａ〜２１Ｅの電流検出値を比較することにより、漏電個所の特定、及び漏電が大きい場所の特定を行うことができる。

図９は、本発明の電気柵の監視装置２０の第５の実施例の構造を示す平面図である。第５の実施例では、電気柵１０で守るべき３つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が隣接してあり、それぞれの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の周囲に３つのループ状の電気柵１０があるが、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の隣接部分の電気柵１０のワイヤ２は共用ワイヤ２Ｄとなっている。また、領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の周囲に３つのループ状の電気柵１０には全て１つの電源装置３から電圧が印加されている。なお、本図には管理装置の図示は省略してある。

電流測定装置２１は、領域Ｒ１を囲む電気柵１０には２つ設けられているが、領域Ｒ２と領域Ｒ３には共用ワイヤ２Ｄがあるために、共用ワイヤ２Ｄの部分には１つの電流測定装置２１だけが設けられている。また、電源装置３から最も遠い部分のワイヤ２には電圧測定装置２７が設けられている。このように、電気柵１０で守るべき領域が隣接する場合は、隣接する部分のワイヤ２と電流測定装置は共通に使用することができる。なお、図９における符号９はドアを示しており、このドア９は、領域Ｒ１〜Ｒ３を行き来する場合に開けられるものである。

図１０（ａ）は、本発明の電気柵の監視装置２０の第６の実施例の構造を示す平面図である。これまでに説明した電気柵はループ状であったが、第６の実施例の電気柵は始端（電源装置３が接続される側）と終端（自由端）を備えるライン状をしている。電気柵がライン状の場合は、電流測定装置２１は始端と終端の間に配置されたポスト１に張設されたワイヤ２に等間隔に近い間隔で設けることができる。この実施例では、複数の電流測定装置２１の電流測定値に差がある場合、差の最も大きい電流測定装置２１の間の区間が最大の漏電個所を示すことになる。

図１０（ｂ）は、本発明の電気柵の監視装置２０第７の実施例の構造を示す平面図である。第７の実施例の電気柵も始端と終端を備えるライン状をしているが、第６の実施例の電気柵との相違は、ワイヤ２が途中の分岐点２Ｄで分岐されて２つの終端を備える点である。ワイヤ２は、始端から分岐点２Ｄまでに設けられた基部ワイヤ２Ｂと、分岐点２Ｄの先に設けられた２つの分岐ワイヤ２Ｅとを備えている。この実施例では、電流測定装置２１は、基部ワイヤ２Ｂの電源装置３の接続点４の近傍の分岐点２Ｄ側に１つ設けられ、２つの分岐ワイヤ２Ｅの分岐点２Ｄに近い部分にそれぞれ１つずつ設けられている。この構造では、分岐ワイヤ２Ｅに設けられた電流測定装置２１の測定値の比較により、どちらの分岐ワイヤ２Ｅに漏電が発生したかを特定することができる。

図１０（ｃ）は、本発明の電気柵の監視装置２０の第８の実施例の構造を示す平面図である。第８の実施例の電気柵は第７の実施例と同様に、ライン状のワイヤ２が途中の分岐点２Ｄで分岐されて２つの終端を備える点である。ワイヤ２は、始端から分岐点２Ｄまでに設けられた基部ワイヤ２Ｂと、分岐点２Ｄの先に設けられた２つの分岐ワイヤ２Ｅとを備える点も同様である。第８の実施例が第７の実施例と相違する点は、電流測定装置２１が、２つの分岐ワイヤ２Ｅのうちの一方にだけ分岐点２Ｄに近い部分にだけ設けられている点である。この構造では、基部ワイヤ２Ｂに設けられた電流測定装置２１が電流を検出し、分岐ワイヤ２Ｅに設けられた電流測定装置２１が電流を検出した場合に、分岐ワイヤ２Ｅに漏電が発生したかを特定することができる。

ところで、電流測定装置２１には何らかの電源が必要になる。一般にテスター等で電流を測定する場合は、９Ｖの電圧で３０〜４０ｍＡの電流が必要である。電流測定装置２１にテスターと同様の電流が必要であるとすると、電流測定装置２１を単三型の乾電池６本で常時稼働させた場合は、３，４日で電池が消耗し、電流計測ができなくなる。

このため、電流測定装置２１をバッテリで動作させる場合の電池寿命を延ばす方法としては、２通り考えられる。１つは、電流測定装置２１の待機中の消費電力を下げる方法である。この方法では、Ｈ型コイルを用意し、ワイヤ２に沿わせる。コイルの先には逆流防止ダイオードを設け、コイル両端にはオペアンプを設ける。待機中にワイヤに漏電が発生すると、ワイヤに多くの電流がワイヤを流れ、誘導によってコイルに起電力が発生するので、これを一定時間、または一定回数、電流測定装置２１内のトリガ信号発生装置に内蔵されたコンデンサに蓄え、蓄えた電力でオペアンプを介して電流測定回路を稼働させて電流測定を行わせる。更に、起電力発生回数をカウントして、カウント数が所定数に達したら、バッテリで電流測定回路を稼働させて電流測定を行わせることも可能である。この方法では、バッテリの消費電流が１５０μＡ以下に抑えることができる。もう１つの方法は、一定時間毎に電流センサを稼働させる方法である。この方法では、リアルタイムで電気柵の漏電を監視することはできないが、節電が可能になる。そして、電流測定回路は、閾値を上回る電流を所定回数以上検出した場合にトリガ信号を出力するようにすれば、省電力化が可能になる。

ワイヤの電流値の測定結果には、（ａ）電流値が通常域を上回った場合、（ｂ）全く発生していないところから電流値が測定できた場合、（ｃ）電流値がある値から０になった場合がある。（ａ）の場合は、草等の接触により漏電がひどくなってきた場合であり、（ｂ）、（ｃ）の場合は意識的に電気柵の電源を切った場合と、事故等でワイヤが途中で切断された場合である。（ｂ）、（ｃ）の場合では、電源が意識的に切られた場合は、電流センサがこれを認識して、この状態が変化しない限り待機し、電流測定は行わない。逆に、電気柵の電源装置によりパルス電気の通電が開始されていた場合は、電気柵の監視モードに入れば良い。

この（ａ）から（ｃ）の動作で、電流センサの実稼働時間と、送信時間を少なくすることができ、効率的、かつ省電力のシステムが構築できる。また、電流測定時に必要なのは、電流波形の波高の最高値のみであるので、ピークホールド回路を設けて、必要以外の電流測定を行わないようにすることで、更に節電が可能となる。

また、電気柵の監視装置に電圧センサを併用する理由は、電気柵の監視装置では、電気柵に電圧が印加されていないと電流センサは機能しないからである。そこで、電源装置から最も遠方にあるところ、ワイヤの終端付近に取り付ける電流センサには電圧センサも内蔵させれば、末端まで必要な電圧が印加されて電気柵が機能しているかをチェックできるようになる。

以上説明したように、本発明の電気柵の監視装置は、比較的大規模な電気柵の維持管理にも利用できるが、同時に、地域に分散する小規模な電気柵の管理にも利用でき、経済的価値は大きい。

１ ポスト
２ ワイヤ
３ 電源装置
６ ワイヤ保持具
７ アンテナ
１０ 電気柵
２０ 監視装置
２１ 電流測定装置
２１Ｓ 電流センサ
２２ トリガ信号発生装置
２３、２８ 受信装置
２４、２９ 送信装置
２５ 管理装置
２７ 電圧測定装置
３０ アース棒
３３、３３Ｌ、３３Ｒ オンオフスイッチ
３４ 給電線
３５ アース線
Ａ 動物
ＴＳ トリガ信号
Ｇ 地面
Ｒ 領域（耕作地）
Ｗ 雑草

Claims (15)

1. 地面に所定間隔で立設される複数本のポスト、前記複数本のポストに掛け渡されて張設される導電性のワイヤ、及び前記ワイヤに１個所で接続して前記ワイヤに高電圧を印加する電源装置を備え、前記ワイヤに触れた動物に電気ショックを与える電気柵に設けられた、電気柵の監視装置であって、
   前記ワイヤを流れる電流を所定位置で測定する少なくとも２つの電流測定装置と、前記電流測定装置から送信された信号を受信する管理装置とを備え、
   前記電流測定装置には、
   前記ワイヤを流れる電流を測定する電流センサと、
   前記電流センサによって測定された電流測定値が、予め設定された閾値を越えるとトリガ信号を発生して送信装置に入力するトリガ信号発生装置と、
   前記トリガ信号が前記トリガ信号発生装置から入力されると、前記トリガ信号及び前記電流測定値を外部に送信する送信装置と、
   他の電流測定装置から送信された前記トリガ信号を直接受信或いは前記トリガ信号を受信した前記管理装置からの指令信号を受信し、受信した信号を自己の電流測定装置の送信装置に入力して自己の電流測定装置の電流センサが測定した電流測定値を外部に送信させる受信装置と、が設けられ、
   前記管理装置は表示器を備え、各電流測定装置から送信された電流測定値を受信すると、受信した複数の電流測定値を前記表示器に表示することにより、前記電気柵における漏電個所を視認できるようにしたことを特徴とする電気柵の監視装置。
2. 前記管理装置は、受信した複数の電流測定値を比較し、比較した複数の電流測定値の値が最も大きい電流測定装置を、漏電個所に最も近いと特定して前記表示器に表示することを特徴とする請求項１に記載の電気柵の監視装置。
3. 前記管理装置は、受信した複数の電流測定値を比較し、隣接する前記電流測定装置の間のワイヤに流れる電流を計算して、流れる電流の値が最も大きいワイヤの部分に漏電個所があると特定することを特徴とする請求項１に記載の電気柵の監視装置。
4. 前記電流測定装置は、所定時間間隔で前記ワイヤを流れる電流を測定し、電流測定値が前記閾値を越えると基準時間内で前記ワイヤを流れる電流を測定し続け、前記基準時間経過後も電流測定値が前記閾値を越えていた場合に、前記トリガ信号発生装置がトリガ信号を発生することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
5. 前記電流測定装置には電圧測定装置が併設されており、
   前記電圧測定装置は前記受信装置と前記送信装置に接続していて、電圧測定値を送信できるように構成され、
   前記電圧測定装置は、前記受信装置が前記トリガ信号を受信した時、所定時間毎、及び前記電圧測定値が別の閾値よりも低下した時に、前記電圧測定値を前記装置装置によって前記管理装置に送信するように構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
6. 前記電流測定装置には固有番号が与えられており、
   前記送信装置は送信時に、前記固有番号を前記管理装置に送信し、
   前記管理装置は、受信した固有番号により、受信した前記電流測定値及び前記電圧測定値を送信した前記電流測定装置を特定することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
7. 前記電気柵が、前記電源装置が接続された始端と、前記ワイヤに何も接続されない終端とを備える構造であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
8. 前記電気柵の前記ワイヤが、前記始端と前記ワイヤの分岐点との間に位置する基部ワイヤと、前記分岐点に一端が接続し、他端が何も接続されない終端である複数の分岐ワイヤとから形成された構造であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
9. 前記電気柵が、外部と隔離する領域の境界に沿って、ループ状に設けられた電気柵であり、前記電源装置はループ状の前記ワイヤの１個所に接続されている構造であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
10. 前記ループ状の前記ワイヤが、前記電源装置の前記ワイヤへの接続点から電気的に最も離れた位置までの左側に位置する第１区間のワイヤと右側に位置する第２区間のワイヤに分かれており、前記電流測定装置は前記第１区間のワイヤと前記第２区間のワイヤの夫々に対して、少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電気柵の監視装置。
11. 前記電源装置は、前記第１区間のワイヤと前記第２区間のワイヤに対して独立に電源を供給可能に前記第１区間のワイヤと前記第２区間のワイヤに接続されており、
    前記第１区間のワイヤと前記第２区間のワイヤのうちの一方のワイヤにだけ、前記電源装置から高電圧が印加されている場合は、高電圧が印加されていない区間のワイヤに設けられた前記電流測定装置は機能を停止していることを特徴とする請求項９に記載の電気柵の監視装置。
12. Ｎを２以上の整数として、隔離する領域がＮ個あって隣接しており、各領域の境界部には共通のワイヤが張設されることを特徴とする請求項９に記載の電気柵の監視装置。
13. 前記電流測定装置に予め設定される閾値は変更が可能である請求項１から１２の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
14. 前記電流測定装置の１つが、前記電源装置に設けられていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。
15. 前記電流測定装置は、所定時間毎に前記ワイヤを流れる電流を測定することを特徴とする請求項１から１４の何れか１項に記載の電気柵の監視装置。

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