JP2948703B2 - 送電線路用碍子の振動検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば電線を支持する
懸垂碍子等にクラック等の不良箇所が生じた場合に、そ
れを確実、迅速かつ安全に検出することができる送電線
路用碍子の振動検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願発明者は、特開平２−３５３５１号
公報に示すように架空送電線を支持する碍子装置の振動
検出装置を提案している。この検出装置は碍子装置を構
成する懸垂碍子の表面にレーザ光を照射して、該懸垂碍
子を機械的に振動させる碍子振動用レーザ光発生装置を
備えている。又、この検出装置は懸垂碍子の表面に振動
検出用のレーザ光を照射する振動検出用レーザ光発生装
置と、このレーザ光発生装置から照射され、懸垂碍子か
ら反射された反射レーザ光（物体反射光）を受光する受
光器とを備えている。さらに、この検出装置は反射レー
ザ光を原レーザ光（参照光）と干渉させて、干渉光から
懸垂碍子の振動を検出する振動検出装置と、振動検出装
置から出力された検出信号を可聴音声に変換するための
音声変換装置とを備えている。そして、可聴音の状態に
より懸垂碍子の良否を判別するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記懸垂碍子の裏面は
通常沿面絶縁距離を長くとるため、笠部裏面のひだが同
心状に形成されている。測定対象物での照射光がスポッ
ト的であるため、碍子からの反射光が戻る確率が低く、
ＩＴＶカメラでモニタしても反射光が戻る位置がわから
ず、実用的な時間で振動検出ができなかった。

【０００４】この発明の目的は碍子への振動検出用レー
ザ光の照射位置の調整を迅速かつ確実に行うことができ
る送電線路用碍子の振動検出装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明においては、収納ケース内に送電線路用碍
子の表面に向かって振動検出用レーザ光を対物レンズを
通して照射する振動検出用レーザ光発生器を設けるとと
もに、前記碍子からの反射位置を確認するための反射確
認光発生器を設け、前記振動検出用レーザ光発生器と前
記対物レンズとの間の光軸上に前記振動検出用レーザ光
と反射確認光を同軸とするための分光用プリズムを配置
し、振動検出用レーザ光と反射確認光を同軸で前記碍子
の表面に照射可能にするという手段をとっている。

【０００６】又、請求項２記載の発明は、請求項１の振
動検出装置において、収納ケース内に送電線路用碍子の
表面に向かって振動検出用レーザ光を対物レンズを通し
て照射する振動検出用レーザ光発生器を設けるととも
に、前記碍子からの反射位置を確認するための反射確認
光発生器を設け、前記振動検出用レーザ光発生器と対物
レンズとの間の光軸上に前記振動検出用レーザ光と反射
確認光を同軸とするための回折格子を配置し、振動検出
用レーザ光と反射確認光を同軸で前記碍子の表面に照射
可能にするという手段をとっている。

【０００７】

【作用】この発明では、振動検出用レーザ光発生器から
出力された振動検出用レーザ光が対物レンズを通して送
電線路用碍子の表面に照射される。又、反射確認光発生
器から出力された反射確認光は分光用プリズム又は回折
格子によって振動検出用レーザ光と同軸となり、対物レ
ンズを通して前記碍子の表面に照射される。このため、
碍子の表面にビーム径の大きい反射確認光とビーム径の
小さい振動検出用レーザ光が同心上に照射される。碍子
からの反射確認光をＩＴＶカメラでとらえると、反射確
認光の反射は碍子の反射ポイントが強くなり、又、振動
検出用レーザ光は光強度が高いため、強反射点でなくて
も照射位置が高輝度となる。これらの二点の光の反射位
置を一致させるように振動検出用レーザ光発生器のレー
ザ照射方向を調整することにより照射位置の調整を迅速
かつ確実に行なうことができる。

【０００８】又、この発明は分光用プリズム又は回折格
子により光軸を一致するようにしているので、振動検出
用レーザ光及び反射確認光の強度低下が防止され、両光
のパワーを上げる必要がない。このため、ハーフミラー
等を用いて２つの光を同軸にするのに比べコンパクト化
が可能である。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した第１実施例を図
面に基づいて説明する。図２に示すように、鉄塔１の支
持アームには送電線４を支持する懸垂碍子連３が吊下さ
れている。この懸垂碍子連３は図３に示す送電線路用碍
子としての懸垂碍子２を直列に多数連結して構成されて
いる。この懸垂碍子２は碍子本体５と、その上部にセメ
ント接着嵌合したキャップ金具６と、下部にセメント接
着したピン金具７とにより構成されている。

【００１０】一方、地面の安定した箇所には懸垂碍子２
に機械的に振動を与えるためのスピーカ８が設置され、
前記碍子５に空間を介して音圧を与えて同懸垂碍子２が
振動するようにしている。

【００１１】又、図２に示すように地面の安定した箇所
に設置された収納ケース９内には、図１に示すように碍
子２の振動をレーザ光の干渉を利用して検出するための
振動検出用レーザ光発生器としての外部共振器形半導体
レーザ発生器１２が装設されている。又、前記収納ケー
ス９内には反射確認用レーザ光発生装置１１が収容され
ている。

【００１２】前記半導体レーザ発生器１２からは（λ＝
０．７８μｍ、出力〜数十ｍＷ）の振動検出用レーザ光
５１が出力されるようになっている。このレーザ光発生
器１２の前方には振動検出用レーザ光５１を２つに分岐
させるための第１偏光ビームスプリッタ１３と、照射レ
ーザ光５１を直進させ、かつ対象物つまり懸垂碍子２か
らの反射レーザ光５２を直角方向へ反射させるための第
２偏光ビームスプリッタ１４が配置されている。

【００１３】又、前記両ビームスプリッタ１３，１４の
間には例えば焦点距離が５０ｍｍ程度の第１中間レンズ
１５が配置され、対物レンズ１９とコリメータ形のレン
ズ配置としてレーザ光５１のビーム径を拡大して懸垂碍
子２に照射するようにしている。さらに、前記第１中間
レンズ１５の前方にはレーザ光５１を反射するための第
１ミラー１６が配置され、該ミラー１６と前記第２ビー
ムスプリッタ１４との間には、分光用プリズム１７が配
置されている。又、前記第２ビームスプリッタ１４の前
方には、λ／４板１８が配置され、該λ／４板１８の前
方には対物レンズ１９が取着されている。

【００１４】前記対物レンズ１９としては、例えば口径
φ１００ｍｍ、焦点距離６００ｍｍ程度のものが使用さ
れる。なお、照射レーザ光５１のビーム径φは５〜１０
ｍｍ程度の平行光とする。

【００１５】前記第１偏光ビームスプリッタ１３、第１
中間レンズ１５を直進したレーザ光５１は第１ミラー１
６で反射された後、分光用プリズム１７で屈折されて第
２偏光ビームスプリッタ１４に導かれる。その後該第２
偏光ビームスプリッタ１４から直進するレーザ光５１
は、λ／４板１８を透過して対物レンズ１９を通り、懸
垂碍子２の碍子本体５に照射される。その後、物体反射
レーザ光５２として再び対物レンズ１９に入り、第２偏
光ビームスプリッタ１４までは照射経路と同経路を通
り、該第２偏光ビームスプリッタ１４により直角方向へ
反射されて、後述する第２ミラー２４に入反射される。

【００１６】又、前記第１ビームスプリッタ１３の側方
には振動検出用レーザ光５１から分岐された参照光５４
に一定の振動数（８０メガＨｚ）を低下させるための音
響光学素子（ＡＯＭ）２０が接続され、該音響光学素子
２０にはその駆動回路２１が設けられている。この音響
光学素子（ＡＯＭ）２０の下流側には第３ビームスプリ
ッタ２２が配置されている。前記第２偏向ビームスプリ
ッタ１４から偏向された反射レーザ光５２は第２ミラー
２４により入反射されて前記第３ビームスプリッタ２２
へ入射される。さらに、この第２ミラー２４の下流側に
は、電動スライドステージ２５において位置調節可能に
支持された第３中間レンズ２６と、干渉フィルタ２７と
が配置されている。そして、第２ビームスプリッタ１４
により反射された物体反射レーザ光５２を第３中間レン
ズ２６に導き、該レンズ２６により反射レーザ光５２を
平行光に調整した後、干渉フィルタ２７により振動検出
用レーザ光５２のみを透過し、第３ビームスプリッタ２
２に入射するようにしている。さらに、前記参照光５４
は、音響光学素子２０を通って第３ビームスプリッタ２
２に入射され、ここで碍子からの物体反射レーザ光５２
と参照光５４とが干渉されるようになっている。

【００１７】さらに、前記第３ビームスプリッタ２２に
より干渉された干渉光は、アバランシェホトダイオード
（ＡＰＤ）２３により電気信号に変換される。又、前記
アバランシェホトダイオード２３には、図２，４に示す
ように碍子の振動速度に比例した出力信号に変換するた
めの復調器２８が接続されている。該復調器２８には懸
垂碍子の振動数及びレベルの解析を行うための周波数解
析装置（ＦＦＴアナライザ）２９が接続されている。

【００１８】次に、図１により反射確認用レーザ光５３
を懸垂碍子２に照射するための反射確認用レーザ光発生
装置１１について説明する。前記収納ケース９の下部に
は反射確認用可視レーザ光５３を発生する反射確認光発
生器としての反射確認用可視光半導体レーザ光発生器３
１が、前記レーザ光発生器１２と平行に、かつ同方向に
配置されている。このレーザ光発生器３１から出力され
た可視レーザ光５３は、収納ケース９内の所定位置に配
置した第３ミラー３２により入反射される。この第３ミ
ラー３２と前記分光用プリズムとの間には、反射確認用
レーザ光５３のビーム径を拡大するための第３中間レン
ズ３３が配置されている。そして、前記第１ミラー１６
から反射され分光用プリズム１７により屈折した振動検
出用レーザ光５１の光軸と、前記第３中間レンズ３３か
ら分光用プリズム１７により屈折した反射確認用レーザ
光５３の光軸とが同軸となるように、前記第１ミラー１
６、第３ミラー３２及び分光用プリズム１７を配置して
いる。又、分光用プリズム１７により屈折するととも
に、第２ビームスプリッタ１４、λ／４板１８を透過
し、対物レンズ１９を透過した確認用レーザ光５３は、
振動検出用レーザ光５１とともに懸垂碍子２へ照射され
るようにしている。なお、この実施例では前記第３中間
レンズ３３の焦点距離を２０ｍｍとしている。

【００１９】反射確認用レーザ光５３は懸垂碍子２から
反射された後、直近に設置された赤外延長型ＩＴＶカメ
ラ３９を通してモニタテレビ３０により、その反射状態
が表示される。このため、図５に示すような反射確認用
レーザ光５３の碍子本体５への照射状態が確認され、そ
の中で最も強く反射している強反射点Ｅが確認される場
合には、図２においてレーザ光５１，５３の照射方向を
変えるミラー駆動装置３７を操作して、第４ミラー３８
の方向を調整し、レーザ光５１の位置を強反射点Ｅに一
致するように操作する。この動作によりレーザ光５１を
碍子本体５表面の適正な照射位置に照射することが可能
となる。強反射点Ｅが碍子本体５において不鮮明であっ
たり、表れない場合にも、ミラー駆動装置３７を操作し
て、第４ミラー３８の配置位置を調整することにより強
反射点Ｅが碍子本体５の表面に表れるようにする。

【００２０】次に、外部共振器形半導体レーザ発生器１
２から振動検出用レーザ光５１を前記強反射点Ｅに指向
するように照射すると、その反射レーザ光５２が第４ミ
ラー３８に入反射された後、対物レンズ１９を通して収
納ケース９内の振動検出装置に確実に帰還し、振動の測
定作業が迅速に行われる。この状態で、スピーカ８によ
り懸垂碍子２を振動させる。すると、碍子本体５の固有
振動数が測定され、不良碍子か否かが周波数解析装置２
９により解析される。

【００２１】さて、この発明の第１実施例の振動検出装
置においては、半導体レーザ光発生器１２から照射され
る振動検出用レーザ光５１と、反射確認用レーザ光発生
装置１１から出力される反射確認用レーザ光５３とを同
軸にするための第１ミラー１６，第３ミラー３２及び分
光用プリズム１７を内蔵している。このため、ハーフミ
ラーで合成したときのような検出用レーザ光５１及び反
射確認用レーザ光５３の強度低下を防止することができ
る。従って、レーザ発生器１２，３１の出力を増強する
ことなく、両レーザ光５１，５３を懸垂碍子２に適正強
度で確実に照射することができる。又、反射確認用レー
ザ光５３の中心に振動検出用レーザ光５１が照射されて
いるので、強反射点Ｅへの振動検出用レーザ光５１の照
射方向の調整を迅速に行うことができ、検出作業の能率
を向上することができる。

【００２２】次に、請求項１記載の発明を具体化した第
２実施例を図６に基づいて説明する。この実施例では振
動検出用レーザ光５１と反射確認用レーザ光５３とを同
一光軸上に誘導する構成が前記第１実施例と異なる。こ
の実施例では半導体レーザ発生器１２と第１ミラー１６
との間に第１ビームエクスパンダ４１を配置している。
又、前記可視光半導体レーザ光発生器３１と第３ミラー
３２との間に第２ビームエクスパンダ４２を配置してい
る。さらに、前記両ミラー１６，３２の下方には、該ミ
ラーから反射されたレーザ光５１，５３を同一光軸上に
載せるための回析格子４３を配置している。

【００２３】前記回析格子４３の下流側にはレーザ光５
１，５３のビーム径を増大して第２ビームスプリッタ１
４側に導くための第４中間レンズ４４が配置されてい
る。さらに、このレンズ４４を透過したレーザ光５１，
５３は第５ミラー４５で入反射された後、前記第２ビー
ムスプリッタ１４に入射される。

【００２４】上述の振動検出装置においても、第１，第
３ミラー１６，３２及び回析格子４３により振動検出用
レーザ光５１と反射確認用レーザ光５３とが同一光軸上
に誘導されるので、両レーザ光の強度を低下することな
く碍子の振動検出精度を向上することができる。

【００２５】なお、この発明は前記両実施例に限定され
るものではなく、懸垂碍子２から反射された反射確認用
レーザ光５３を収納ケース９内の受光ユニット（図示
略）により受光して、その反射状態を確認するようにす
ることもできる。又、反射確認用レーザ光５３に代えて
不可視光線を使用する等、この発明の趣旨を逸脱しない
範囲で各部の構成を任意に変更して具体化することもで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は反射確
認用光を振動検出用レーザ光の同光軸上に乗せるための
分光用プリズム又は回析格子を配置したので、振動検出
用レーザ光及び反射確認用光のそれぞれの強度を低下す
ることなく、例えばＩＴＶカメラで対象物をモニタする
ことにより適正位置にレーザ光及び確認用光を送電線路
用碍子に照射することが可能となるため、振動の測定精
度及び作業能率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送電線路用碍子の振動検出装置の第１
実施例を示す断面図である。

【図２】振動検出装置全体を示す正面図である。

【図３】懸垂碍子連の部分正面図である。

【図４】振動検出装置の概略斜視図である。

【図５】レーザ光及び反射確認用光の照射状態を示す碍
子本体の裏面図である。

【図６】本発明の送電線路用碍子の振動検出装置の第２
実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 送電線路用碍子としての懸垂碍子、５ 碍子本体、
９ 収納ケース、１１反射確認用レーザ光発生装置、１
２ 振動検出用レーザ光発生器としての外部共振器形半
導体レーザ発生器、１５ 第１中間レンズ、１９ 対物
レンズ、３１反射確認光発生器としての反射確認用可視
光半導体レーザ発生器、３２ 第３ミラー、３３ 第３
中間レンズ、５１，５２ 振動検出用レーザ光、５３
反射確認用可視レーザ光、５４ 参照光。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋月 優宏 愛知県名古屋市瑞穂区市丘町２丁目38番 ２号 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収納ケース内に送電線路用碍子の表面に
   向かって振動検出用レーザ光を対物レンズを通して照射
   する振動検出用レーザ光発生器を設けるとともに、前記
   碍子からの反射位置を確認するための反射確認光発生器
   を設け、前記振動検出用レーザ光発生器と前記対物レン
   ズとの間の光軸上に前記振動検出用レーザ光と反射確認
   光を同軸上とするための分光用プリズムを配置し、振動
   検出用レーザ光と反射確認光を同軸で前記碍子の表面に
   照射可能にした送電線路用碍子の振動検出装置。
2. 【請求項２】 収納ケース内に送電線路用碍子の表面に
   向かって振動検出用レーザ光を対物レンズを通して照射
   する振動検出用レーザ光発生器を設けるとともに、前記
   碍子からの反射位置を確認するための反射確認光発生器
   を設け、前記振動検出用レーザ光発生器と対物レンズと
   の間の光軸上に前記振動検出用レーザ光と反射確認光を
   同軸上とするための回折格子を配置し、振動検出用レー
   ザ光と反射確認光を同軸で前記碍子の表面に照射可能に
   した送電線路用碍子の振動検出装置。