JP3618573B2

JP3618573B2 - 電線腐食診断方法及び装置

Info

Publication number: JP3618573B2
Application number: JP8493899A
Authority: JP
Inventors: 淳治福田; 泰雄小島
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000275165A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線腐食診断方法及び装置に係わり、特に通電状態にある電線（活線）の腐食状態を診断する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
送電線ありは配電線等の電線の保守点検の一環として、電線の腐食状態の診断が行われる。この場合、電線の腐食は、活線状態にある電線を地上あるいは上空から赤外線カメラによって撮影し、電線の表面温度を評価することによって診断される。この腐食診断法は、電線が腐食すると通電に有効な電線の断面積が減少して電気抵抗が上昇する、すなわち、腐食によって電線の表面温度が上昇する現象を利用したものである。このように腐食によって表面温度が変化する電線を赤外線カメラによって撮影し、該赤外線カメラの撮影画像を解析することにより、電線の腐食状態を非接触かつ離れた位置から診断することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術には、以下のような問題点があった。すなわち、電線をある程度離れた位置から撮影するため、赤外線カメラの撮影画像には電線と共にその背景が捉えられることになる。この背景に応じて、赤外線カメラによって捉えられる電線表面から放射される赤外線の検出精度が変化するので、電線の表面温度の検出精度が低下し、結果として腐食診断の精度が低下する。
【０００４】
また、赤外線カメラは、電線表面から放射される赤外線を捉えるため、この赤外線の放射状態つまり電線表面の熱放射の状態によって、電線の表面温度の検出に誤差が生じる。例えば、電線表面に付着物が存在した場合等、赤外線の放射状態が変化することになるので、腐食診断の精度が低下する。
【０００５】
さらに、上空から電線を赤外線カメラによって撮影する場合は、ヘリコプター等から電線を撮影するが、地上からの撮影の場合に比較して撮影距離が離れているので、赤外線カメラの撮影画像中に占める電線画像部分の割合が低下する。このように電線画像部分の割合が低下すると、撮影画像を解析して得られる電線の表面温度の識別精度が低下する。この結果、腐食診断の精度が低下することになる。また、電線画像部分の割合が低下すると、電線の腐食位置を正確に特定し難いという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、以下の点を目的とするものである。
（１）電線の腐食診断精度の向上を図る。
（２）電線の腐食位置をより正確に特定する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、電線腐食診断方法に係わる第１の手段として、電線の腐食状態を判定するための物理量を電線に装着されたデータ収集手段を走行させることにより順次取得し、該データ収集手段によって収集された物理量に基づいて電線の腐食状態を判定するという手段を採用する。
【０００８】
また、電線腐食診断方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、物理量として電線に通電される電流と表面温度とを検出し、該表面温度が前記電流に基づいて算出された表面温度の算出値よりも大きい場合に、電線が腐食していると判定するという手段を採用する。
【０００９】
電線腐食診断方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、物理量として電線表面の渦電流を検出し、この渦電流を当該渦電流と腐食レベルとの相関関係を示すデータと比較することにより、電線の腐食程度を判定するという手段を採用する。
【００１０】
電線腐食診断方法に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、物理量を電線の位置に対応させて取得し、電線の軸線方向における腐食位置を特定するという手段を採用する。
【００１１】
一方、本発明では、電線腐食診断装置に係わる第１の手段として、電線に装着され、電線の腐食状態を判定するための物理量を電線に沿って走行しつつ順次取得するデータ収集手段と、該データ収集手段によって収集された物理量に基づいて電線の腐食状態を判定する腐食判定手段とを具備する手段を採用する。
【００１２】
また、電線腐食診断装置に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、電線に通電される電流と表面温度とを物理量として検出するようにデータ収集手段を構成し、電線の表面温度が前記電流に基づいて算出された表面温度の算出値よりも大きい場合に電線が腐食していると判定するように腐食判定手段を構成するという手段を採用する。
【００１３】
電線腐食診断装置に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、物理量として電線表面の渦電流を検出するようにデータ収集手段を構成し、この渦電流を当該渦電流と腐食レベルとの相関関係を示すデータと比較することにより電線の腐食程度を判定するように腐食判定手段を構成するという手段を採用する。
【００１４】
さらに、電線腐食診断装置に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、物理量を電線の位置に対応させて取得するようにデータ収集手段を構成し、電線の軸線方向における腐食位置を特定するように腐食判定手段を構成するという手段を採用する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる電線腐食診断方法及び装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、活線腐食診断装置を自走式の活線データ収集ロボット（データ収集装置）と腐食判定装置（腐食判定手段）とから構成したものである。
【００１６】
図１は、活線データ収集ロボットの概要構成を示す正面図である。この図において、符号Ａは活線データ収集ロボット、またＢは腐食診断対象物の電線である。活線データ収集ロボットＡは、渦流探傷部１、温度検出部２、電流検出部３、走行コロ４及び検出部開閉機構５から構成されている。
【００１７】
このうち、渦流探傷部１は、非破壊探傷手段として周知の渦電流探傷センサであり、励起磁界の作用によって電線Ｂの表面に発生した渦電流をインピーダンスの変化として検出するものである。温度検出部２は、電線Ｂの表面温度を検出するものである。電流検出部３は、電線Ｂに通電される送電電流を検出するものであり、例えばＣＴ（変流器）である。走行コロ４は、電線Ｂの表面に当接状態とされ、回転することにより当該活線データ収集ロボットＡを電線Ｂに沿って走行させるものである。
【００１８】
これら渦流探傷部１と温度検出部２と電流検出部３とは、電線Ｂについて上記各種物理量（渦電流，表面温度，送電電流）を検出する検出部を構成するものである。検出部開閉機構５は、このような検出部が所定姿勢で電線Ｂに対向するように検出部を開閉するものである。当該活線データ収集ロボットＡは、検出部開閉機構５によって検出部が開状態とされることにより電線Ｂに対して取付可能状態となり、また検出部開閉機構５によって検出部が閉状態とされることにより、検出部が電線Ｂに対して所定位置に対峙し、上記物理量を検出可能状態となる。
【００１９】
図２は、このような活線データ収集ロボットＡの機能構成を示すブロック図である。この図において、フィルタ１ａは、上記渦流探傷部１の出力から送電電流の周波数成分を除去するものである。位相検波器１ｂは、フィルタ１ａの出力信号を位相検波することにより、上記インピーダンスの振幅成分（Ｘ成分）及び位相成分（Ｙ成分）とを出力するものである。Ｘ・Ｙ成分分離部１ｃは、上記Ｘ成分とＹ成分とを分離してデータ収録部６に出力するものである。
【００２０】
データ収録部６は、制御部７から入力される制御信号に基づいて、上記インピーダンスのＸ成分とＹ成分及び温度検出部２から入力された表面温度並びに電流検出部３から入力された送電電流を記憶するものである。制御部７は、通信部８から入力されたコマンドに基づいて、上記走行コロ４を回転駆動させて当該活線データ収集ロボットＡを電線Ｂに沿って走行させるとともに、所定の走行距離毎にその走行位置と共に上記インピーダンスのＸ成分とＹ成及び表面温度並びに送電電流を収集データとしてデータ収録部６に記憶させる。通信部８は、図示しないコントローラと通信を行うものであり、コントローラから受信したコマンドを制御部７に出力するものである。
【００２１】
続いて、図３は、腐食判定装置の機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、腐食判定装置Ｃは、演算部１０、記憶部１１、腐食データベース１２、表示部１３及び操作部１４等から構成されるものである。例えば、この腐食判定装置Ｃは、汎用コンピュータに腐食診断プログラムを搭載し、かつ腐食データベース１２を付加することによって実現される。
【００２２】
演算部１０は、記憶部１１に記憶された腐食診断プログラムに基づいて活線データ収集ロボットＡから取得した上記収集データに所定の処理を施すことにより、電線Ｂの腐食状態を判定するものである。記憶部１１は、腐食診断プログラムを記憶すると共に、活線データ収集ロボットＡから取得された収集データを記憶するものである。
【００２３】
腐食データベース１２は、上記渦電流と電線Ｂの腐食度の関係を示す多数の腐食度データを、例えば電線Ｂの種類毎に記憶したデータベースである。表示部１３は、演算部１０における制御の下に、演算部１０による腐食判定の結果及び収集データ等を表示するものである。操作部１４は、キーボードやマウス等、演算部１０に各種指示を入力するためのものである。
【００２４】
次に、このように構成された活線腐食診断装置を用いた電線Ｂの腐食診断方法について説明する。
【００２５】
例えば、送電設備を構成する電線Ｂの腐食状態を診断する場合、検出部開閉機構５によって検出部が開状態とされることにより、活線データ収集ロボットＡが活線状態にある電線Ｂに取付られる。そして、検出部開閉機構５によって検出部が閉状態とされることにより、検出部は電線Ｂの腐食診断に係わる上記各種物理量を検出可能な状態とされる。
【００２６】
当該活線データ収集ロボットＡは、例えば送電設備を構成する鉄塔において、鉄塔間に付線された電線Ｂの一端に装着される。このような活線データ収集ロボットＡの電線Ｂへの装着は、作業員の操作によって行われるものである。
【００２７】
続いて、作業員が操作するコントローラからのデータ収集開始指示が無線を介して通信部８に受信されると、当該指示は通信部８から制御部７に入力される。この結果、制御部７は走行コロ４を回転駆動させ、活線データ収集ロボットＡは電線Ｂの他端、つまり当該電線Ｂのもう一方の鉄塔に向かって電線Ｂ上を走行する。この走行開始と共に、上記渦流探傷部１と温度検出部２と電流検出部３とは、電線Ｂについて各種物理量（渦電流，表面温度，送電電流）の検出をそれぞれ開始する。
【００２８】
制御部７は、この走行開始と共に走行開始位置を基点とする走行位置を算出し、所定距離走行する度に上記各種物理量を走行位置データと共にデータ収録部６に記憶させる。すなわち、データ収録部６には、電線Ｂの各走行位置に対応する渦電流，表面温度，送電電流がそれぞれ記憶される。そして、活線データ収集ロボットＡが電線Ｂの他端まで走行すると当該区間のデータ収集が終了する。
【００２９】
このようにして活線データ収集ロボットＡに取得された電線Ｂの各位置の渦電流，表面温度，送電電流は、腐食判定装置Ｃに入力されて、記憶部１１に記憶される。そして、腐食判定装置Ｃは、これら物理量について図４に示す処理を行うことにより、電線Ｂの各位置における電線Ｂの腐食の有無及びその腐食度を判定する。
【００３０】
すなわち、上記演算部１０は、電線Ｂの各位置の物理量を記憶部１１から読み込むと（ステップＳ１）、まず送電電流のジュール熱による電線温度ｔ１（電線Ｂの表面における温度）を算出する（ステップＳ２）。このように送電電流に基づいて理論的に算出された電線温度ｔ１は、温度検出部２によって実際に測定された電線Ｂの表面温度ｔ２と比較され（ステップＳ３）、ｔ１＜ｔ２の場合は電線Ｂが異常に発熱しているので腐食が発生していると判定（腐食判定）され（ステップＳ４）、ｔ１≧ｔ２の場合には、電線Ｂに異常発熱は発生していないので腐食が生じていないと判定（非腐食判定）される（ステップＳ５）。
【００３１】
このように送電電流と表面温度とに基づいて腐食の有無が判定されると、次に渦電流に基づいて電線Ｂの腐食度が判定される。すなわち、演算部１０は、記憶部１１から読み込んだ渦電流と電線Ｂの種類とに基づいて腐食データベース１２を検索し（ステップＳ６）、電線Ｂの腐食度を判定する（ステップＳ７）。上述したように、腐食データベース１２には、渦電流と電線Ｂの腐食度の関係を示す多数の腐食度データが電線Ｂの種類毎に記憶されているので、渦流探傷部１によって測定された電線Ｂの渦電流と電線Ｂの種類とに基づいて電線Ｂの腐食度を判定することができる。
【００３２】
そして、演算部１０は、電線Ｂの全ての位置について腐食の有無と腐食度とを判定すると、この判定結果を表示部１３に出力して表示させる（ステップＳ８）。すなわち、表示部１３には、電線Ｂの各位置毎に腐食判定結果と腐食度が表示される。このとき、演算部１０は、記憶部１１に記憶された渦電流，表面温度，送電電流をも表示部１３に表示させる。作業員は、これら表示情報に基づいて当該電線Ｂの腐食状態を最終的に判断する。
【００３３】
本実施形態によれば、電線Ｂから物理量として検出された渦電流，表面温度，送電電流に基づいて電線Ｂの腐食が診断されるので、従来の腐食診断方法に比較して電線Ｂの腐食の有無と腐食度とをより精度良く診断することができる。また、電線Ｂの複数の位置について渦電流，表面温度，送電電流を取得し、各位置について腐食の有無と腐食度とを判定するので、電線の腐食位置をより正確に特定することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形が考えられる。
【００３５】
（１）上記実施形態では、腐食の有無に加えて腐食度をも診断するために電線Ｂの渦電流をも測定しているが、腐食度を診断する必要がない場合には、活線データ収集ロボットＡの構成から渦流探傷部１、フィルタ１ａ、位相検波器１ｂ及びＸ・Ｙ成分分離部１ｃを削除すると共に、腐食判定装置ＣにおいてステップＳ６〜Ｓ８の処理を削除してもよい。この場合、活線データ収集ロボットＡ及び腐食判定装置Ｃの構成を簡略化することが可能である。
【００３６】
（２）上記実施形態では、電線Ｂに装着される活線データ収集ロボットＡの構成をできるだけ簡略化するために、活線データ収集ロボットＡに対して腐食判定装置Ｃを別体として構成したが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではない。活線データ収集ロボットＡに腐食の有無と腐食度の判定機能を持たせてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる電線腐食診断方法及び装置によれば、以下のような効果が得られる。
【００３８】
（１）電線の腐食状態を判定するための物理量を電線に装着されたデータ収集手段を走行させることにより順次取得し、データ収集手段によって収集された物理量に基づいて電線の腐食状態を判定するので、従来に比較してより精度良く電線の腐食を診断することができる。
【００３９】
（２）物理量として電線に通電される電流と表面温度とを検出し、該表面温度が前記電流に基づいて算出された表面温度の算出値よりも大きい場合に、電線が腐食していると判定するので、腐食の有無を従来よりも精度良く診断することができる。
【００４０】
（３）物理量として電線表面の渦電流を検出し、この渦電流を当該渦電流と腐食レベルとの相関関係を示すデータと比較することにより、電線の腐食程度を判定するので、電線の腐食度を従来よりも精度良く診断することができる。
【００４１】
（４）物理量を電線の位置に対応させて取得し、電線の軸線方向における腐食位置を特定するので、電線の腐食位置を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概要構成を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態における活線データ収集ロボットの機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における腐食判定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ……活線データ収集ロボット
Ｂ……電線
Ｃ……腐食判定装置
１……渦流探傷部
２……温度検出部
３……電流検出部
４……走行コロ
５……検出部開閉機構
６……データ収録部
７……制御部
８……通信部
１０……演算部
１１……記憶部
１２……腐食データベース
１３……表示部
１４……操作部

Claims

電線の腐食状態を判定するための物理量として、電線の送電電流と表面温度と電線表面の渦電流とを電線に装着されたデータ収集手段を走行させることにより順次取得し、
該データ収集手段によって収集された物理量のうち、表面温度が前記送電電流に基づいて算出された表面温度の算出値よりも大きい場合に電線が腐食していると判定し、電線が腐食していると判定した場合には、渦電流を当該渦電流と腐食レベルとの相関関係を示すデータと比較することにより電線の腐食程度を判定する
ことを特徴とする電線腐食診断方法。
物理量を電線の位置に対応させて取得し、電線の軸線方向における腐食位置を特定することを特徴とする請求項１記載の電線腐食診断方法。
電線に装着され、電線の腐食状態を判定するための物理量としての電線の送電電流と表面温度と電線表面の渦電流とを電線に沿って走行しつつ順次取得するデータ収集手段と、
該データ収集手段によって収集された物理量のうち、表面温度が前記送電電流に基づいて算出された表面温度の算出値よりも大きい場合に電線が腐食していると判定し、電線が腐食していると判定した場合には、渦電流を当該渦電流と腐食レベルとの相関関係を示すデータと比較することにより電線の腐食程度を判定する腐食判定手段と、
を具備することを特徴とする電線腐食診断装置。
データ収集手段は、物理量を電線の位置に対応させて取得し、腐食判定手段は、電線の軸線方向における腐食位置を特定することを特徴とする請求項３記載の電線腐食診断装置。