JP4161576B2

JP4161576B2 - Electric charging detection device

Info

Publication number: JP4161576B2
Application number: JP2002008497A
Authority: JP
Inventors: 敏北村
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: JP2003215174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統に設置される電気設備の導体部が課電または通電しているか否かを検出する課電通電検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電力系統には変電所や開閉所等の電気所が設けられ、これらの電気所には変圧器や開閉器等の電気設備が設置されている。そして、事故発生時や点検時にはこれらの電気所の電気設備の点検を行うことになる。
【０００３】
この場合、点検対象箇所の近傍に課電状態または通電状態の電気設備があるか否かを予め確認して、高圧が課電されている電気設備や電流が通電がされている電気設備に作業員が誤って近づかないように注意を促し作業員の安全を図っている。
【０００４】
電気設備の課電状態を認識する方法として、各種の検電器や計器用変成器（ＰＴ(potential transfomer)、ＰＤ(potentiol device)）が用いられている。検電器は、絶縁棒の先にネオン管などの検出部が取り付けられており、電気設備の導体部にその検出部を接触させて課電の有無を確認する。また、計器用変成器（ＰＴ、ＰＤ）は電気設備の導体部が接続された電路の電圧を降圧して電気設備の導体部の電圧を検出し、電気設備が課電されているか否かを判断する。
【０００５】
一方、電気設備の導体部に流れる電流を認識する方法として、各種の検流計や計器用変流器（ＣＴ(current transfomer)）が用いられている。検流計は、絶縁棒の先にＵ字型の強磁性体にコイルなどの検出部が取り付けられており、電気設備の導体部にその検出部を挟み込んで電流の大きさを検出する。また、計器用変流器（ＣＴ）は電気設備の導体部に直列に接続して電気設備の導体部の電流を検出し、電気設備の導体部に流れている電流の大きさを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、検電器により電気設備の導体部に電圧が課電しているか否かを判断する場合や、検流計により電気設備の導体部に流れる電流の大きさを検出する場合には、電気設備が高電圧になればなるほど絶縁耐力の大きな検電器や検流計を使用しなければならないので検電器や検流計は大型となり重量も重くなる。従って、高所の電気設備の導体部の課電状態や通電状態を検出することは困難となる。
【０００７】
一方、計器用変成器の検出電圧により電気設備の導体部が課電しているか否かを判断する場合や、計器用変流器の検出電流により電気設備の導体部が通電しているか否かを判断する場合には、計器用変成器や計器用変流器を予め設置しておかなければならず、検出点も計器用変成器や計器用変流器の設置位置に限定される。また、計器用変成器や計器用変流器は高電圧になるほど大きな絶縁耐力を必要とし高価となる。
【０００８】
そこで、本出願人は、特願２００１−１９７８０５号により、電気設備が見通せる地上の任意の地点から電気設備の導体部が課電状態または通電状態にあるか否かを検出できる発明を開示した。この発明では、交流課電または交流通電されている電気設備の導体部が課電電圧または通電電流の２乗で自励振動していることに着目し、その振動を検出して交流の課電電圧または交流の通電電流を可視化するようにした。また、直流課電に対しても電気設備の導体部近傍の空気に含まれる気体分子や微粒子の帯電により電気設備の導体部が振動することに着目し、その振動を検出して直流の課電電圧を可視化するようにした。これにより、目に見えない電気の可視化を実現している。
【０００９】
ところで、課電物体の振動振幅は交流の課電電圧または交流の通電電流の２乗に比例するが、電気設備の導体部に課電または通電される交流の課電電圧または交流の通電電流が小さい場合には、課電物体の振動振幅が小さくなりノイズにより交流の課電電圧または交流の通電電流の検出が困難になる場合がある。また、直流課電の場合には、電気設備の導体部近傍の空気に含まれる気体分子や微粒子の帯電により電気設備の導体部の振動を検出しているので、直流の課電電圧が低い場合には、周囲の各種振動により直流の課電電圧の検出が困難になることがある。
【００１０】
本発明の目的は、電気設備の導体部の課電電圧や通電電流が小さい場合であっても、また交流および直流を問わず適正に課電状態や通電状態を検出できる課電通電検出装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る課電通電検出装置は、電気設備の導体部に特定周波数の電磁波を照射して課電または通電されている電気設備の導体部に振動を発生させる電磁波発生器と、電気設備の導体部に波動を照射し入射波の振動数と反射波の振動数に基づいて前記電気設備の導体部の振動数および振動振幅を検出する振動検出器と、前記振動検出器で検出された前記電気設備の導体部の振動数および振動振幅に基づいて課電状態または通電状態を判定する演算処理装置と、前記演算処理装置で判定された課電状態または通電状態を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明に係る課電通電検出装置は、電気設備の導体部に特定周波数の電磁波を照射して課電または通電されている電気設備の導体部に振動を発生させると共に前記電磁波の入射波振動数と反射波振動数に基づいて前記電気設備の導体部の振動数および振動振幅を検出する振動検出器と、前記振動検出器で検出された前記電気設備の導体部の振動数および振動振幅に基づいて課電状態または通電状態を判定する演算処理装置と、前記演算処理装置で判定された課電状態または通電状態を出力する出力装置とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明に係る課電通電検出装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記演算処理装置は、特定振動数の振動振幅が所定値を超えているときは、課電状態または通電状態であると判定すること特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明に係る課電通電検出装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記出力装置は、前記演算処理装置で判定された課電状態または通電状態を前記振動振幅に対応して予め定められた色または数値で表示する表示装置を有していることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明に係る課電通電検出装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記出力装置は、前記演算処理装置で判定された課電状態または通電状態を前記振動振幅に対応して予め定められた音で出力するスピーカを有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明に係る課電通電検出装置は、請求項４の発明において、前記電気設備の映像を撮影するカメラを設け、前記表示装置は前記カメラで撮影された前記電気設備の振動部分に前記振動に対応した色または数値を表示することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図である。課電通電検出装置１５は、課電状態または通電状態にある電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動を検出し表示出力するものであり、電気の存在の有無を可視化できるようにしたものである。
【００１８】
ここで、電圧が課電され課電状態にある電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃは課電電圧により微少に振動している。また、電流が通電され通電状態にある電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃは通電電流により微少に振動している。この自励振動に加え、課電通電検出装置１５には、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃに特定周波数の電磁波を照射して課電または通電されている電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃに強制的に振動を発生させる電磁波発生器１６が設けられている。これら自励振動や強制振動の発生原理については後述する。
【００１９】
振動検出器１は電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃに波動を照射し入射波の振動数と反射波の振動数に基づいて電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動を検出するものであり、課電電圧や通電電流による導体部３ａ〜３ｃの自励振動や、課電または通電されている電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃへの電磁波発生器１６からの電磁波による強制振動の双方を検出する。
【００２０】
図１では、課電通電検出装置１５により、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの課電状態を検出する場合を示しており、以下、課電状態を検出する場合について説明する。
【００２１】
振動検出器１から照射される電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動を検出するための振動検出用の波動としては、例えばレーザー光を使用する。いま、そのレーザー光の入射速度をｖ_１、振動検出の対象物の振動速度をｖ_２、レーザー光の波長をλとすると、レーザー光の入射振動数Ｓ１および反射振動数Ｓ２は下記の（１）式、（２）式で示される。
【００２２】
Ｓ１＝ｖ_１／λ …（１）
Ｓ２＝ｖ_１／λ＋２ｖ_２／λ …（２）
振動検出器１は、下記の（３）式に示すように、レーザー光の入射振動数Ｓ１と反射振動数Ｓ２との差を演算して、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動数Ｓを検出する。
【００２３】
Ｓ＝Ｓ２−Ｓ１
＝２ｖ_２／λ …（３）
振動検出器１は演算処理装置４に接続されており、振動検出器１で検出された電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動は演算処理装置４で処理され、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃが課電状態であるときは、その課電状態が出力装置１２である表示装置５やスピーカ６に出力される。
【００２４】
図１では、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂが課電状態にあり、その電圧は５０ｋＶである場合を示している。すなわち、出力装置１２である表示装置５には、課電状態にある導体部３ａ、３ｂが予め定められた色で表示され、その近傍に課電電圧値が数値で表示される。
【００２５】
図２は演算処理装置４のブロック構成図である。振動検出器１で検出された電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動は、演算処理装置４の振動判定手段７に入力される。振動判定手段７は振動検出器１で検出された振動数Ｓの振動振幅が予め定めた所定値を超えているか否かを判定する。そして、所定値を超えている場合には電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃは課電状態であると判定する。
【００２６】
課電状態であるか否かだけの判断の場合には１個の所定値だけでよいが、課電電圧の大きさを視覚により直感的に分かるようにするために、通常は複数個の所定値を設ける。そして、入力された振動振幅がどの振幅範囲にあるかを判定するようにする。
【００２７】
このように、振動判定手段７は、所定値が１個の場合には、振動振幅値が所定値を超えていないときは「０」を出力し、所定値を超えたときは「１」を出力する。また、複数個の所定値が設けられているときは、振動振幅値がいずれの所定値未満であるときは「０」を出力し、第１の所定値を超え第２の所定値未満であるときは「１」を出力し、第２の所定値を超え第３の所定値未満であるときは「２」を出力し、以下同様に、第ｎの所定値を超え第ｎ＋１の所定値未満であるときは「ｎ」を出力する。
【００２８】
表示処理手段８は、振動判定手段７の出力信号に応じて予め定められた色を選択し、出力装置１２である表示装置５に表示出力する。例えば、所定値が１個の場合には、振動判定手段７の出力が「０」であるときには白色を出力し、振動判定手段７の出力が「１」であるときには赤色を出力する。これにより、対象物が課電状態や通電状態にあるときは赤色で表示されることになる。
【００２９】
一方、複数個の所定値を有する場合、例えば３個の所定値を有する場合には、振動判定手段７の出力が「０」であるときには白色を出力し、振動判定手段７の出力が「１」であるときには黄色を出力し、振動判定手段７の出力が「２」であるときには橙色を出力し、振動判定手段７の出力が「３」であるときには赤色を出力する。これにより、対象物の課電状態や通電状態の振動振幅に応じて色分け表示されることになる。
【００３０】
ここで、課電電圧の電圧値を数値で表示する場合には、予め入力装置１４から演算処理装置４の振動判定手段７に電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃを特定する情報を入力する。これは、一般に、電圧が課電された課電物体の振動振幅は、課電電圧さらには電磁波発生器１６から照射される電磁波の電界に比例するが、導体部３ａ〜３ｃ間の距離や導体部３ａ〜３ｃの形状、重量、固有振動数によって課電電圧の電圧値は変化するからである。
【００３１】
すなわち、導体部３ａ〜３ｃごとに振動振幅と課電電圧との相関関係が異なるので、演算処理装置４の記憶部１３に導体部３ａ〜３ｃごとに予め振動振幅と課電電圧との相関関係を記憶しておく。そして、演算処理装置４の振動判定手段７は振動振幅が入力されたときは、入力装置１４で特定された導体部３ａ〜３ｃの振動振幅と課電電圧との相関関係を記憶部１３から取り出し、その相関関係に基づいて振動振幅を課電電圧に変換して、その電圧値を表示処理手段８を介して表示装置５に出力する。これにより、色で表された導体部３ａ〜３ｃの課電状態と共にその課電電圧値が数値で表示される。なお、色および数値の双方を表示する場合を示しているが、いずれか一方を表示するものであっても良いことは言うまでもない。
【００３２】
次に、出力音処理手段９は、振動判定手段７の出力信号に応じて予め定められた音を選択し、出力装置１２であるスピーカ６に出力する。例えば、所定値が１個の場合には、振動判定手段７の出力が「０」であるときには無音を出力し、振動判定手段７の出力が「１」であるときには大きい音を出力する。これにより、導体部３ａ〜３ｃが課電状態にあるときは大きな音が出力されることになる。
【００３３】
一方、複数個の所定値を有する場合、例えば３個の所定値を有する場合には、振動判定手段７の出力が「０」であるときには無音を出力し、振動判定手段７の出力が「１」であるときには小さな音を出力し、振動判定手段７の出力が「２」であるときには普通の音を出力し、振動判定手段７の出力が「３」であるときには大きな音を出力する。これにより、導体部３ａ〜３ｃの課電状態の振動振幅に応じて大きさの異なる音が出力されることになる。
【００３４】
ここで、振動検出器１から照射されるレーザー光を導体部３ａ〜３ｃに対して上下左右に移動させると、導体部３ａ〜３ｃが振動している場合には導体部３ａ〜３ｃの形状が把握できる。この場合、導体部３ａ〜３ｃが振動していない場合には導体部３ａ〜３ｃの形状は把握できない。
【００３５】
そこで、カメラ１０を設け、電気設備２ａ〜２ｃの映像を撮影し表示装置５に表示する。そして、表示処理手段８により表示装置５に表示された電気設備２ａ〜２ｃの振動部分に振動振幅に対応した色を表示する。これにより、作業員はより直感的に電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの課電状態を把握できるようになる。
【００３６】
以上の説明は、課電通電検出装置１５により、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの課電状態を検出する場合について説明したが、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃに電流が流れている通電状態についても同様に検出できる。通電状態にある電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃが自励振動する原理および電磁波発生器１６からの電磁波で強制振動する原理については後述する。
【００３７】
ここで、課電通電検出装置１５は、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂが課電状態であるとき、通電状態であるときのいずれの場合も、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂが振動しているか否かで判断することになる。従って、振動だけの検出では課電状態であるか通電状態であるのかの識別ができない。そこで、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂが課電状態であるか通電状態であるかの識別は、予め電気機器を特定することにより識別する。
【００３８】
電力設備には、活線状態で課電はされているが電流は流れない導体部３が存在し、例えば、コロナ放電防止のためのシールドリングや事故時の電流通路として設けられているアーキングホーンは、課電はされているが電流は流れない。これに対し、電路は活線状態で通電状態となる。
【００３９】
そこで、予め記憶部１３に電気設備ごとに課電状態の電気設備か通電状態の電気設備かを記憶しておき、振動の検出を行う際に入力装置１４から演算処理装置４に対し電気設備を特定する情報を入力することにより、課電状態であるか通電状態であるかを識別する。これにより、課電状態である電気機器の場合には課電電圧が表示され、通電状態である電気機器の場合には通電電流が表示装置５に表示される。
【００４０】
次に、交流電圧または直流電圧が課電された課電物体、交流電流または直流電流が通電された通電物体が振動する原理について説明する。
【００４１】
（１）交流電圧課電のとき
（ａ）電磁波により強制的に振動を発生させない場合
図３は交流電圧が課電されている場合に課電物体が自励振動する原理についての説明図である。図３（ａ）は、電気設備２ａ、２ｂとして碍子１１ａ、１１ｂに導体部３ａ、３ｂをそれぞれ配置し、同相の単相交流電圧を印加したものを示している。このような電気設備２ａ、２ｂを並列に配置し、同相の単相交流電圧を印加すると、課電電圧が同相であることから電圧極性がプラスのときもマイナスのときも導体部３ａ、３ｂには反発力が働く。この反発力は課電電圧の大きさの２乗に比例する。
【００４２】
図３（ｂ）は、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂに発生する振動周波数の説明図である。導体部３ａ、３ｂの反発力は、課電電圧の２乗に比例してプラスおよびマイナスのときの双方で発生することから、振動振幅は課電電圧の２乗に比例し、振動周波数は導体部３ａ、３ｂに通電される単相交流電圧周波数の２倍となる。
【００４３】
いま、導体部３ａ、３ｂに作用する力をＦ_１、導体部３ａ、３ｂにチャージされる電荷をＱ、導体部３ａ、３ｂの表面の電界をＥ、導体部の電圧をＶ_ｍcosω_１ｔとすると、下記の（４）式〜（７）式が成立する。
【００４４】
Ｆ_１＝Ｑ・Ｅ …（４）
Ｑ∝Ｖ_ｍcosω_１ｔ …（５）
Ｅ∝Ｖ_ｍcosω_１ｔ …（６）
Ｆ_１∝（Ｖ_ｍcosω_１ｔ）^２＝Ｖ_ｍ ^２cos^２ω_１ｔ
＝（Ｖ_ｍ ^２／２）・（１＋cos２ω_１ｔ）
＝（Ｖ_ｍ ^２／２）・cos２ω_１ｔ＋（Ｖ_ｍ ^２／２） …（７）
（７）式から分かるように、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂには角周波数２ω_１で変化する力Ｆ_１が加わるので、この角周波数２ω_１の振動が発生する。電気設備２ａ、２ｂに印加される交流電圧の周波数ｆ_１（ω_１＝２πｆ_１）が商用周波数の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるときは、２倍の１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの振動周波数となる。振動検出器１は課電物体のこの振動数と振動振幅を検出することになる。
【００４５】
（ｂ）電磁波により強制的に振動を発生させる場合
交流電圧が課電された課電物体に対して、電磁波発生器１６から電磁波を照射して強制的に振動を発生させる原理について説明する。交流課電電圧Ｖ_ｍcosω_１ｔが印加されている導体部３ａ、３ｂに、電界がＥ_ｍcos ω_２ｔである電磁波を照射する。この場合、導体部３ａ、３ｂに作用する力Ｆ_２は、（４）式および（５）式より下記の（８）式で示される。
【００４６】
Ｆ_２＝Ｑ・Ｅ
∝Ｖ_ｍcosω_１ｔ・Ｅ_ｍcos ω_２ｔ
＝（Ｖ_ｍ・Ｅ_ｍ／２）｛cos（ω_１＋ω_２）ｔ＋cos（ω_１−ω_２）ｔ｝
…（８）
（８）式から分かるように、電磁波発生器１６から照射される電磁波により、振幅が（Ｖ_ｍ・Ｅ_ｍ／２）で、角周波数が（ω_１＋ω_２）と（ω_１−ω_２）との２種類の振動が発生する。いま、（８）式の第１項をＦ_２１、第２項をＦ_２２とすると、電気設備２ａ、２ｂに振動を与える力は、下記の（９）式、（１０）式、（１１）式で示される。なお、（９）式は（７）式と同じ式であり、交流電圧が課電され課電物体が自励振動する場合のものである。なお、Ｆ_１、Ｆ_２１、Ｆ_２２は力を示しているが、以下の説明では便宜上、振動Ｆ_１、Ｆ_２１、Ｆ_２２と呼ぶことにする。
【００４７】
Ｆ_１∝（Ｖ_ｍ ^２／２）・cos２ω_１ｔ＋（Ｖ_ｍ ^２／２） …（９）
Ｆ_２１∝（Ｖ_ｍ・Ｅ_ｍ／２）cos（ω_１＋ω_２）ｔ …（１０）
Ｆ_２２∝（Ｖ_ｍ・Ｅ_ｍ／２）cos（ω_１−ω_２）ｔ …（１１）
図４は、各々の角周波数（絶対値）での振動振幅（絶対値）をスペクトルで示した振動スペクトル図である。まず、角周波数２ω_１にて（９）式で示される自励振動が発生する。すなわち、電気設備２ａ、２ｂに印加される交流電圧の周波数ｆ_１（ω_１＝２πｆ_１）が商用周波数の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるときは、２倍の１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの振動周波数となる。この自励振動は角周波数２ω_１において振幅が（Ｖ_ｍ ^２／２）に比例する。振動検出器１は課電物体のこの振動数と振動振幅を検出することになる。なお、振動部分だけに着目することとなるので、（９）式の第２項は考慮に入れない。
【００４８】
また、電磁波の角周波数ω_２による振動Ｆ_２１、Ｆ_２２が発生する。（１０）式および（１１）式から分かるように、電磁波による振動Ｆ_２１は角周波数（ω_１＋ω_２）で振幅がＶ_ｍ・Ｅ_ｍ／２に比例し、振動Ｆ_２２は角周波数｜ω_１−ω_２｜で振幅がＶ_ｍ・Ｅ_ｍ／２に比例する。通常、電磁波発生器１６からの電磁波の周波数は、課電電圧や課電電流の周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）より大きい１０００Ｈｚ以上の周波数を用いる。つまり、電磁波の角周波数ω_２は（ω_２＞３ω_１）の領域の角周波数を用いるので、振動Ｆ_２１の角周波数（ω_１＋ω_２）および振動Ｆ_２２の角周波数｜ω_１−ω_２｜は、２ω_１より大きい値となる。これにより、振動Ｆ_２１の角周波数（ω_１＋ω_２）および振動Ｆ_２２の角周波数｜ω_１−ω_２｜を通信用電波が使用されていない帯域に選択することによってノイズの少ない状態で振動を検出でき、交流電圧の値が小さい場合であっても振動検出器１で適正に検出できる。
【００４９】
（２）直流電圧課電のとき
（ａ）電磁波により強制的に振動を発生させない場合
直流電圧が電気設備２の導体部３に直流電圧が課電された場合に電気設備２の導体部３に自励振動が発生する原理を説明する。電気設備２の導体部３に直流電圧が通電されると、導体部３の近傍の空気に含まれる気体分子や微粒子が帯電され、直流電圧の極性と気体分子や微粒子の帯電極性との間でクーロン力による吸引および反発が発生する。この吸引力や反発力により電気設備２の導体部３に振動が発生する。この振動は振動周波数は特定されないが、直流電圧が課電されていない場合の風等による振動とは異なった特性の振動である。振動検出器１は、課電物体のこの振動周波数と振動振幅とを検出することになる。
【００５０】
（ｂ）電磁波により強制的に振動を発生させる場合
直流電圧が課電された課電物体に対して、電磁波発生器１６から電磁波を照射して強制的に振動を発生させる原理について説明する。直流課電電圧Ｖ_ｍが印加されている導体部３に、電界がＥ_ｍcos ω_２ｔである電磁波を照射する。この場合、直流課電電圧Ｖ_ｍにより導体部３にチャージされる電荷Ｑは直流課電電圧Ｖ_ｍに比例することから、導体部３に作用する力Ｆ_３は、（４）式より下記の（１２）式で示される。
【００５１】
Ｆ_３＝Ｑ・Ｅ
∝Ｖ_ｍ・Ｅ_ｍcos ω_２ｔ …（１２）
（１２）式から分かるように、電磁波発生器１６から照射される電磁波により、振幅がＶ_ｍ・Ｅ_ｍに比例し、角周波数がω_２の振動が発生する。振動検出器１は、直流電圧が課電物体のこの振動周波数と振動振幅とを検出することになる。
【００５２】
図５は、直流電圧が課電された導体部３ａ、３ｂに対して、電磁波発生器１６から角周波数ω_２の電磁波が照射された場合の導体部３ａ、３ｂの振動スペクトルを示している。振動Ｆ_１１、Ｆ_１２は直流電圧Ｖ_ｍが課電されたことによる自励振動であり、その角周波数は周囲の状況によって変化し特定されない。振動Ｆ_３は電磁波発生器１６からの電磁波により発生した振動であり電磁波の角周波数ω_２で振動する。電磁波の角周波数ω_２を通信用電波が使用されていない帯域の角周波数に選択することによって、導体部３ａ、３ｂをノイズが少ない帯域で振動を検出することができる。また、振動振幅は照射する電磁波の電界Ｅ_ｍを変化させることにより適切な値とすることができる。これにより、直流電圧が課電された状態を振動検出器１で適正に検出できる。
【００５３】
（３）交流電流通電のとき
（ａ）電磁波により強制的に振動を発生させない場合
図６は、交流電流の通電物体が自励振動する原理についての説明図である。図６（ａ）は、電気設備２ａ、２ｂとして碍子１１ａ、１１ｂに導体部３ａ、３ｂをそれぞれ配置し、同相の単相交流電流を通電した場合を示している。このような電気設備２ａ、２ｂを並列に配置し、導体部３ａ、３ｂに同相の単相交流電流を通電すると、通電電流が同相であることから電圧極性がプラスのときもマイナスのときも導体部３ａ、３ｂには吸引力が働く。この吸引力は通電電流の大きさの２乗に比例する。
【００５４】
図６（ｂ）は、この場合に電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂに発生する振動周波数の説明図である。導体部３ａ、３ｂの吸引力は、通電電流の２乗に比例してプラスおよびマイナスのときの双方で発生することから、振動振幅は通電電流の２乗の関係に比例し、振動周波数は導体部３ａ、３ｂに通電される単相交流電流周波数の２倍となる。
【００５５】
いま、導体部３ａ、３ｂに作用する力をＦ_１、導体部３の表面の磁束密度をＢ、導体部３の通電電流をＩ_ｍcosω_１ｔとすると、下記の（１３）式〜（１５）式が成立する。
【００５６】
Ｆ_１＝Ｂ・Ｉ_ｍcosω_１ｔ …（１３）
Ｂ∝Ｉ_ｍcosω_１ｔ …（１４）
Ｆ_１∝（Ｉ_ｍcosω_１ｔ）^２＝Ｉ_ｍ ^２cos^２ω_１ｔ
＝（Ｉ_ｍ ^２／２）・（１＋cos２ω_１ｔ）
＝（Ｉ_ｍ ^２／２）・cos２ω_１ｔ＋（Ｉ_ｍ ^２／２） …（１５）
（１５）式から分かるように、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂには角周波数２ω_１で変化する力Ｆ_１が加わるので、この角周波数２ω_１の振動が発生する。電気設備２ａ、２ｂに通電される交流電流の周波数ｆ_１（ω_１＝２πｆ_１）が商用周波数の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるときは、２倍の１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの振動周波数となる。振動検出器１は通電物体のこの振動数と振動振幅を検出することになる。
【００５７】
（ｂ）電磁波により強制的に振動を発生させる場合
交流電流が通電された通電物体に対して、電磁波発生器１６から電磁波を照射して強制的に振動を発生させる原理について説明する。交流電流Ｉ_ｍcosω_１ｔが通電されている導体部３ａ、３ｂに磁界がＨ_ｍcos ω_２ｔである電磁波を照射する。この場合、導体部３の表面の磁束密度Ｂは、透磁率をμとすると、下記の（１６）式で示される。
【００５８】
Ｂ＝μＨ_ｍcos ω_２ｔ …（１６）
従って、導体部３ａ、３ｂに作用する力Ｆ_２は、（１３）式、（１４）式および（１６）式より下記の（１７）式で示される。
【００５９】
Ｆ_２＝Ｂ・Ｉ_ｍcosω_１ｔ
∝Ｈ_ｍcos ω_２ｔ・Ｉ_ｍcosω_１ｔ
＝（Ｉ_ｍ・Ｈ_ｍ／２）｛cos（ω_１＋ω_２）ｔ＋cos（ω_１−ω_２）ｔ｝ …（１７）
（１７）式から分かるように、電磁波発生器１６から照射される電磁波により、振幅が（Ｉ_ｍ・Ｈ_ｍ／２）に比例し、角周波数が（ω_１＋ω_２）と（ω_１−ω_２）との２種類の振動が発生する。いま、（１７）式の第１項をＦ_２１、第２項をＦ_２２とすると、電気設備２ａ、２ｂに振動を与える力は、下記の（１８）式〜（２０）式で示される。なお、（１８）式は（１５）式と同じ式であり、交流電流が通電され通電物体が自励振動する場合のものである。
【００６０】
Ｆ_１∝（Ｉ_ｍ ^２／２）・cos２ω_１ｔ＋（Ｉ_ｍ ^２／２） …（１８）
Ｆ_２１∝（Ｉ_ｍ・Ｈ_ｍ／２）cos（ω_１＋ω_２）ｔ …（１９）
Ｆ_２２∝（Ｉ_ｍ・Ｈ_ｍ／２）cos（ω_１−ω_２）ｔ …（２０）
これら（１８）式〜（２０）式は、交流電圧を課電した場合の（９）式〜（１１）式に相当し、（９）式〜（１１）式の電圧Ｖ_ｍが電流Ｉ_ｍに、電界Ｅ_ｍが磁界Ｈ_ｍに置き換わったものである。従って、各々の角周波数での振動スペクトルも図４で示した特性図と同様な特性となる。このことから、交流電流を通電させた通電物体の場合においても、交流電圧が課電された場合と同様に、その振動を検出することにより導体部３に交流電流が通電されているか否かの判定を行うことができる。
【００６１】
（４）直流電流通電のとき
図６に示した電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂに直流電流Ｉ_ｍを通電した場合には、導体部３ａ、３ｂに作用する力をＦ_１、導体部３の表面の磁束密度をＢとすると、下記の（２１）式〜（２３）式が成立する。
【００６２】
Ｆ_１＝Ｂ・Ｉ_ｍ …（２１）
Ｂ∝Ｉ_ｍ …（２２）
Ｆ_１∝Ｉ_ｍ ^２ …（２３）
導体部３ａ、３ｂに作用する力Ｆ_１は、導体部３ａ、３ｂに同一極性の直流電流が通電されている場合には吸引力が働き、逆極性の直流電流が通電されている場合には反発力が働く。しかしながら、導体部３ａ、３ｂに作用する力Ｆ_１は時間的に変化しないので、直流電流Ｉ_ｍを通電したことによる導体部３ａ、３ｂの振動は発生しない。
【００６３】
そこで、直流電流が通電された通電物体に対して、電磁波発生器１６から電磁波を照射して強制的に振動を発生させる。直流電流Ｉ_ｍが通電されている導体部３に対し、磁界がＨ_ｍcos ω_２ｔである電磁波を照射する。この場合、導体部３の表面の時間的に変化する磁束密度Ｂは（１６）式で示されるので、導体部３ａ、３ｂに作用する時間的変化を伴う力Ｆ_３は、下記の（２４）式で示される。
【００６４】
Ｆ_３＝Ｂ・Ｉ_ｍ
∝Ｉ_ｍ・Ｈ_ｍcos ω_２ｔ …（２４）
（２４）式から分かるように、電磁波発生器１６から照射される電磁波により、振幅がＩ_ｍ・Ｈ_ｍに比例し、角周波数がω_２の振動が発生する。振動検出器１は、通電物体の振動周波数と振動振幅とを検出することになる。この（２４）式は、直流電圧を課電した場合の（１２）式に相当し、（１２）式の電圧Ｖ_ｍが電流Ｉ_ｍに、電界Ｅ_ｍが磁界Ｈ_ｍに置き換わったものである。
【００６５】
図７は、電磁波発生器１６から角周波数ω_２の電磁波が導体部３に照射された場合の導体部３の振動特性を示している。振動Ｆ_３は電磁波により強制的に導体部３に与えた振動であり、振動振幅は（２４）式に示すようにＩ_ｍ・Ｈ_ｍに比例し、振動数は電磁波の角周波数ω_２で振動する。電磁波の角周波数ω_２を通信用電波で使用されていない帯域の角周波数に選択することによって、導体部３をノイズが少ない帯域で振動を検出することができる。また、振動振幅は照射する電磁波の磁界Ｈ_ｍを変化させることにより適切な値とすることができる。これにより、直流電圧が課電された状態を振動検出器１で適正に検出できる。
【００６６】
以上のように、電気機器の導体部の振動を検出することにより、その電気機器が課電状態にあるか通電状態にあるかを判定できる。また、入力装置１４から対象機器を特定することによって課電電圧または通電電流を併せて表示できる。
【００６７】
以上の説明では、振動検出器１はレーザー光を用いて入射振動数と反射振動数との差分により対象物の振動数を測定するようにしているが、レーザー光でなくてもドップラー効果が得られる波動であれば何でも良い。例えば、音波、超音波、レーザー光以外の電磁波等であっても良い。
【００６８】
また、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂを強制的に振動させる電磁波は、電磁波発生器１６から照射するようにしているが、振動検出器１の検出用波動として電磁波を用い、振動検出用と振動発生用の波動を兼用することも可能である。この場合には、電磁波発生装置１６を個別に設ける必要がない。
【００６９】
図８は、振動検出用と振動発生用とを兼用した振動検出器１Ａを用いて、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃに交流電流が通電されている通電状態を検出する場合の本発明の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図である。図８では、電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｂに電流が通電されている場合を示している。
【００７０】
図８に示すように、電流の通電状態を確認したい対象物に対し、振動検出器１Ａより電磁波を照射する。この電磁波により対象物である電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃは、交流電流が通電されているときには（１８）式で、直流電流が通電されているときには（２４）式で振動する。
【００７１】
振動検出器１は、電磁波を照射した対象物からの電磁波の反射波を受信し、入射振動数と反射振動数との差分により各々の電気設備２ａ〜２ｃの導体部３ａ〜３ｃの振動数を検出する。そして、演算処理装置４は、振動検出器１Ａで検出された対象物の振動を処理し、対象物の電流の通電状態を出力装置１２である表示装置５やスピーカ６に出力する。
【００７２】
図８では、電気設備２ａ、２ｂの導体部３ａ、３ｂが通電状態にあり、その電圧は３０．０Ａである場合を示している。すなわち、出力装置１２である表示装置５には、通電状態にある導体部３ａ、３ｂが予め定められた色で表示され、その近傍に通電電流値が数値で表示される。以上の説明では、通電状態を検出する場合について説明したが、電圧が課電された課電状態を検出する場合にも同様に適用できる言うまでもない。
【００７３】
次に、本発明の課電通電検出装置１５は、小型の振動検出器１を使用し表示装置５として液晶表示装置を使用し、振動検出器１、電磁波発生器１６、演算処理装置４、表示装置５、スピーカ６を一体型に形成し一人で携行可能な小型の課電通電検出装置１５を構成する。
【００７４】
図９は、一体化した本発明の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図である。筐体１７の内部に、振動検出器１、電磁波発生器１６、演算処理装置４、表示装置５、スピーカ６の本体を組み込み、筐体１７の表面部に、振動検出器１や電磁波発生器１６の送受信部、振動検出器１や電磁波発生器１６の操作パネル１８、表示装置５ａの表示面やスピーカ６の出力部６ａを配置する。なお、振動検出器１や電磁波発生器１６の送受信部は、図９の右側面に配置されることになる。
【００７５】
これにより、作業員は電気所の現場において、小型の課電通電検出装置１５を携行し、電気設備２の導体部３に向けてレーザー光を照射できる。そして、電気設備２の導体部３を彩色などにより映像表示あるいは写真表示できるので、迅速かつ直感的に課電状態や通電状態を把握できる。従って、課電または通電されている導体部の見落としや錯覚も防止でき電気安全が格段に向上する。
【００７６】
また、高所や課電または通電されている導体部の接近作業を回避できるだけでなく、課電または通電されている導体部の確認が短時間に行えるので作業効率も向上する。また、計器用変成器ＰＴ、ＰＤの代わりに用いることも可能であり、その場合には、低コストで高電圧設備の電圧状態を監視できる。
【００７７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、電気設備の導体部に対し振動発生用の特定周波数の電磁波を照射して課電または通電されている電気設備の導体部に振動を発生させ、振動検出器から検出用波動を照射して、その振動振幅を遠方より検出して課電状態または通電状態を検出し表示するので、課電状態または通電状態を可視化でき、電気設備の使用や保守等にあたる作業員が通電範囲を適正に把握できる。また、振動用電磁波の特定周波数を放送用電波が使用されていない帯域を選択し使用できるので、ノイズの少ない領域での検出が可能となり、課電電圧や課電電流が小さい場合であっても精度良く検出できる。
【００７８】
従って、工場、ビル、家庭の電気設備、あるいは鉄道、車両、船舶などの電気設備において、これら電気設備の使用や保守等にあたる作業員の感電などの事故を防ぎ、電気安全の一層の向上と電気設備の運用操作の迅速的確化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図。
【図２】本発明の実施の形態における演算処理装置のブロック構成図。
【図３】交流電圧の課電物体が自励振動する原理についての説明図。
【図４】交流電圧の課電物体の振動スペクトル図。
【図５】直流電圧の課電物体の振動スペクトル図。
【図６】交流電流の通電物体が自励振動する原理についての説明図。
【図７】直流電流の通電物体が電磁波発生器から照射される電磁波により振動した場合の振動スペクトル図。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図。
【図９】一体化した本発明の実施の形態に係る課電通電検出装置の外観構成図。
【符号の説明】
１…振動検出器、２…電気設備、３…導体部、４…演算処理装置、５…表示装置、６…スピーカ、７…振動判定手段、８…表示処理手段、９…出力音処理手段、１０…カメラ、１１…碍子、１２…出力装置、１３…記憶部、１４…入力装置、１５…課電通電検出装置、１６…電磁波発生器、１７…筐体、１８…操作パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an energization detection device for detecting whether or not a conductor portion of an electrical facility installed in an electric power system is energized or energized.
[0002]
[Prior art]
Generally, an electric station such as a substation and a switch station is provided in the power system, and electric facilities such as a transformer and a switch are installed in these electric stations. And when an accident occurs or at the time of inspection, the electric facilities at these electric stations are inspected.
[0003]
In this case, check in advance whether there are any electrical facilities that are in the energized or energized state in the vicinity of the inspection target location, and work on the electrical facilities that are energized with high voltage or that are energized with current. To ensure that workers are not accidentally approached, attention is paid to the safety of workers.
[0004]
Various electric detectors and instrument transformers (PT (potential transfomer), PD (potentiol device)) are used as a method for recognizing the electric power application state of electrical equipment. The voltage detector has a detection unit such as a neon tube attached to the end of an insulating rod, and checks the presence / absence of electric power by bringing the detection unit into contact with the conductor of the electrical equipment. Moreover, the transformer for measuring instruments (PT, PD) detects the voltage of the conductor part of the electrical equipment by reducing the voltage of the electrical circuit to which the conductor part of the electrical equipment is connected, and determines whether the electrical equipment is charged. to decide.
[0005]
On the other hand, as a method for recognizing a current flowing through a conductor portion of an electrical facility, various galvanometers and instrument current transformers (CT (current transfomer)) are used. In the galvanometer, a detection unit such as a coil is attached to a U-shaped ferromagnetic body at the tip of an insulating rod, and the magnitude of the current is detected by sandwiching the detection unit in a conductor part of electrical equipment. Moreover, a current transformer (CT) for an instrument is connected in series to the conductor part of the electrical equipment, detects the current of the conductor part of the electrical equipment, and detects the magnitude of the current flowing through the conductor part of the electrical equipment.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when it is determined whether or not a voltage is applied to the conductor part of the electrical equipment by the voltage detector, or when the magnitude of the current flowing through the conductor part of the electrical equipment is detected by the galvanometer, the electrical equipment Since the higher the voltage, the larger the dielectric strength and the galvanometer must be used, the galvanometer and galvanometer become larger and heavier. Therefore, it is difficult to detect the applied state and the energized state of the conductor part of the electrical equipment at a high place.
[0007]
On the other hand, when determining whether or not the conductor part of the electrical equipment is charged by the detection voltage of the instrument transformer, whether or not the conductor part of the electrical equipment is energized by the detection current of the instrument current transformer In this case, an instrument transformer or an instrument current transformer must be installed in advance, and the detection point is limited to the installation position of the instrument transformer or instrument current transformer. Also, instrument transformers and instrument current transformers require higher dielectric strength and become expensive as the voltage increases.
[0008]
Therefore, the present applicant disclosed, by Japanese Patent Application No. 2001-197805, an invention capable of detecting whether or not the conductor portion of the electrical equipment is in the applied state or the energized state from any point on the ground where the electrical equipment can be seen. In the present invention, attention is paid to the fact that the conductor portion of the electrical equipment that is AC-applied or AC-energized is self-excited by the square of the applied voltage or the energizing current, and the AC is applied by detecting the vibration. The voltage or alternating current was visualized. In addition, with regard to DC charging, we focused on the fact that the conductor part of the electrical equipment vibrates due to the charging of gas molecules and fine particles contained in the air in the vicinity of the conductor part of the electrical equipment. The voltage was visualized. This realizes visualization of invisible electricity.
[0009]
By the way, the vibration amplitude of the charged object is proportional to the square of the AC applied voltage or the AC energized current, but the AC applied voltage or AC applied current applied to the conductor part of the electrical equipment is If it is small, the vibration amplitude of the charged object may be small, and it may be difficult to detect an alternating applied voltage or an alternating applied current due to noise. In addition, in the case of direct current charging, the vibration of the conductor part of the electrical equipment is detected by charging of gas molecules and fine particles contained in the air near the conductor part of the electrical equipment, so the direct current applied voltage is low. In some cases, it is difficult to detect the DC applied voltage due to various surrounding vibrations.
[0010]
An object of the present invention is to provide an energization / energization detection device capable of properly detecting an energization state and an energization state regardless of whether the energization voltage or energization current of a conductor part of an electrical facility is small or whether it is AC or DC. Is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  An electric conduction detection apparatus according to the invention of claim 1 is an electromagnetic wave generator that irradiates a conductor part of an electrical facility with an electromagnetic wave of a specific frequency to generate vibration in the electrical part of the electrical equipment that is applied or energized, Waves are applied to the conductor part of the electrical equipment, and the vibration of the conductor part of the electrical equipment is based on the frequency of the incident wave and the frequency of the reflected wave.Number and vibration amplitudeA vibration detector for detecting a current state, an arithmetic processing device for determining an applied state or an energized state based on a vibration frequency and a vibration amplitude of a conductor portion of the electrical equipment detected by the vibration detector, and the arithmetic processing device And an output device that outputs the determined power application state or energization state.
[0012]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided a device for detecting energization and energization of a conductor part of an electrical equipment by irradiating the conductor part of the electrical equipment with a specific frequency to generate vibration in the conductor part of the electrical equipment being energized or energized. Vibration of the conductor part of the electrical equipment based on the wave frequency and reflected wave frequencyNumber and vibration amplitudeA vibration detector for detecting a current state, an arithmetic processing device for determining an applied state or an energized state based on a vibration frequency and a vibration amplitude of a conductor portion of the electrical equipment detected by the vibration detector, and the arithmetic processing device And an output device that outputs the determined power application state or energization state.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the arithmetic processing unit is configured such that when the vibration amplitude of a specific frequency exceeds a predetermined value, Or it is characterized by determining with it being an energized state.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the output device corresponds to the vibration amplitude corresponding to the applied state or the energized state determined by the arithmetic processing unit. And a display device for displaying in a predetermined color or numerical value.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first and second aspects of the invention, the output device corresponds to the vibration amplitude corresponding to the power application state or the current state determined by the arithmetic processing unit. And having a speaker that outputs a predetermined sound.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power application detection apparatus according to the fourth aspect of the present invention, wherein a camera for photographing an image of the electrical equipment is provided, and the display device is provided on a vibration portion of the electrical equipment photographed by the camera. A color or a numerical value corresponding to the vibration is displayed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is an external configuration diagram of a power application detection apparatus according to an embodiment of the present invention. The applied electricity detection device 15 detects and displays the vibration of the conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c in the applied state or the supplied state, and can visualize the presence or absence of electricity. Is.
[0018]
Here, the conductor portions 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c in which the voltage is applied and are in the applied state vibrate slightly due to the applied voltage. In addition, the conductor portions 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c that are energized with current are slightly vibrated by the energized current. In addition to this self-excited vibration, the applied electricity detection device 15 includes conductors of the electrical equipment 2a to 2c that are applied or energized by irradiating the conductor portions 3a to 3c of the electrical equipment 2a to 2c with electromagnetic waves of a specific frequency. An electromagnetic wave generator 16 that forcibly generates vibration is provided in the portions 3a to 3c. The generation principle of these self-excited vibrations and forced vibrations will be described later.
[0019]
The vibration detector 1 irradiates the conductors 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c with waves, and detects the vibration of the conductors 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c based on the frequency of the incident wave and the frequency of the reflected wave. Electromagnetic waves from the electromagnetic wave generator 16 to the conductor portions 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c that are applied or energized. Detects both forced vibrations caused by.
[0020]
FIG. 1 shows a case where the power application state of the conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c is detected by the power application energization detection device 15, and the case where the power application state is detected will be described below.
[0021]
As a wave for vibration detection for detecting the vibration of the conductor portions 3a to 3c of the electric facilities 2a to 2c irradiated from the vibration detector 1, for example, laser light is used. Now, let the incident speed of the laser light be v₁, The vibration speed of the object of vibration detection is v₂When the wavelength of the laser beam is λ, the incident frequency S1 and the reflection frequency S2 of the laser beam are expressed by the following equations (1) and (2).
[0022]
S1 = v₁/ Λ (1)
S2 = v₁/ Λ + 2v₂/ Λ (2)
As shown in the following equation (3), the vibration detector 1 calculates the difference between the incident frequency S1 and the reflected frequency S2 of the laser beam, and vibrates the conductor portions 3a to 3c of the electrical equipment 2a to 2c. The number S is detected.
[0023]
S = S2-S1
= 2v₂/ Λ (3)
The vibration detector 1 is connected to the arithmetic processing device 4, and the vibrations of the conductor portions 3a to 3c of the electric equipment 2a to 2c detected by the vibration detector 1 are processed by the arithmetic processing device 4 and the electric equipment 2a to 2c. When the conductor portions 3a to 3c are in the applied state, the applied state is output to the display device 5 and the speaker 6 which are the output devices 12.
[0024]
FIG. 1 shows a case where the conductor portions 3a and 3b of the electric facilities 2a and 2b are in an applied state and the voltage is 50 kV. In other words, on the display device 5 that is the output device 12, the conductor portions 3a and 3b that are in the charged state are displayed in a predetermined color, and the applied voltage value is displayed numerically in the vicinity thereof.
[0025]
FIG. 2 is a block diagram of the arithmetic processing unit 4. The vibrations of the conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c detected by the vibration detector 1 are input to the vibration determination means 7 of the arithmetic processing unit 4. The vibration determination means 7 determines whether or not the vibration amplitude of the vibration frequency S detected by the vibration detector 1 exceeds a predetermined value. And when exceeding the predetermined value, it determines with the conductor parts 3a-3c of the electric equipment 2a-2c being a power-applied state.
[0026]
In the case of determining whether or not it is in the charged state, only one predetermined value is required. However, in order to visually understand the magnitude of the applied voltage, a plurality of predetermined values are usually used. Set a value. Then, it is determined which amplitude range the input vibration amplitude is in.
[0027]
Thus, when the predetermined value is one, the vibration determination means 7 outputs “0” when the vibration amplitude value does not exceed the predetermined value, and outputs “1” when the vibration amplitude value exceeds the predetermined value. Output. In addition, when a plurality of predetermined values are provided, when the vibration amplitude value is less than any predetermined value, “0” is output, which exceeds the first predetermined value and is less than the second predetermined value. “1” is output, and when it exceeds the second predetermined value and is less than the third predetermined value, “2” is output, and similarly, it exceeds the nth predetermined value and is less than the (n + 1) th predetermined value. When “n”, “n” is output.
[0028]
The display processing unit 8 selects a predetermined color according to the output signal of the vibration determination unit 7 and outputs the selected color to the display device 5 that is the output device 12. For example, when the predetermined value is one, white is output when the output of the vibration determination means 7 is “0”, and red is output when the output of the vibration determination means 7 is “1”. As a result, when the object is in an applied state or an energized state, it is displayed in red.
[0029]
On the other hand, when there are a plurality of predetermined values, for example, when there are three predetermined values, white is output when the output of the vibration determining means 7 is “0”, and the output of the vibration determining means 7 is “1”. ”Is output in yellow, when the output of the vibration determination means 7 is“ 2 ”, it is output in orange, and when the output of the vibration determination means 7 is“ 3 ”, it is output in red. As a result, a color-coded display is performed according to the applied state of the object and the vibration amplitude of the energized state.
[0030]
Here, when the voltage value of the applied voltage is displayed as a numerical value, information for specifying the conductor portions 3a to 3c of the electrical equipments 2a to 2c is input in advance from the input device 14 to the vibration determination means 7 of the arithmetic processing device 4. To do. In general, the vibration amplitude of the charged object to which the voltage is applied is proportional to the applied voltage and the electric field of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave generator 16, but the distance between the conductor portions 3a to 3c and the conductor This is because the voltage value of the applied voltage varies depending on the shape, weight, and natural frequency of the parts 3a to 3c.
[0031]
That is, since the correlation between the vibration amplitude and the applied voltage is different for each of the conductor portions 3a to 3c, the correlation between the vibration amplitude and the applied voltage is previously stored in the storage unit 13 of the arithmetic processing unit 4 for each of the conductor portions 3a to 3c. Remember. Then, when the vibration amplitude is input, the vibration determination unit 7 of the arithmetic processing device 4 extracts the correlation between the vibration amplitude of the conductor portions 3a to 3c specified by the input device 14 and the applied voltage from the storage unit 13. The vibration amplitude is converted into an applied voltage based on the correlation, and the voltage value is output to the display device 5 via the display processing means 8. Thereby, the applied voltage value of the conductor portions 3a to 3c represented by colors is displayed numerically. In addition, although the case where both a color and a numerical value are displayed is shown, it cannot be overemphasized that any one may be displayed.
[0032]
Next, the output sound processing means 9 selects a predetermined sound according to the output signal of the vibration determination means 7 and outputs it to the speaker 6 which is the output device 12. For example, when the predetermined value is one, silence is output when the output of the vibration determination means 7 is “0”, and a loud sound is output when the output of the vibration determination means 7 is “1”. Thereby, when the conductor parts 3a-3c are in an electric power application state, a loud sound will be output.
[0033]
On the other hand, when there are a plurality of predetermined values, for example, when there are three predetermined values, silence is output when the output of the vibration determining means 7 is “0”, and the output of the vibration determining means 7 is “1”. ", A small sound is output, an ordinary sound is output when the output of the vibration determining means 7 is" 2 ", and a loud sound is output when the output of the vibration determining means 7 is" 3 ". As a result, sounds having different magnitudes are output according to the vibration amplitude of the conductor portions 3a to 3c in the applied state.
[0034]
Here, when the laser light emitted from the vibration detector 1 is moved vertically and horizontally with respect to the conductor portions 3a to 3c, when the conductor portions 3a to 3c are vibrating, the shapes of the conductor portions 3a to 3c are changed. I can grasp. In this case, when the conductor portions 3a to 3c are not vibrating, the shapes of the conductor portions 3a to 3c cannot be grasped.
[0035]
Therefore, the camera 10 is provided, and images of the electrical facilities 2 a to 2 c are taken and displayed on the display device 5. And the color corresponding to a vibration amplitude is displayed on the vibration part of the electric equipment 2a-2c displayed on the display apparatus 5 by the display process means 8. FIG. Thereby, an operator can grasp | ascertain the power-applied state of the conductor parts 3a-3c of the electric equipment 2a-2c more intuitively.
[0036]
Although the above description demonstrated the case where the electricity application state of the conductor parts 3a-3c of the electrical installations 2a-2c was detected by the electricity application energization detection apparatus 15, electric current was supplied to the conductor parts 3a-3c of the electrical installations 2a-2c. The energized state in which is flowing can be detected in the same manner. The principle of the self-excited vibration of the conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c in the energized state and the principle of forced vibration by the electromagnetic wave from the electromagnetic wave generator 16 will be described later.
[0037]
Here, in the case where the conductor portions 3a and 3b of the electrical facilities 2a and 2b are in the power-applied state and the conductor portion 3a of the electrical facilities 2a and 2b, the power-applying / energizing detection device 15 is provided. 3b is determined based on whether or not 3b vibrates. Therefore, it is impossible to identify whether the current state is the charged state or the energized state by detecting only the vibration. Therefore, the identification of whether the conductor portions 3a and 3b of the electric facilities 2a and 2b are in the applied state or in the energized state is performed by specifying the electric device in advance.
[0038]
The power equipment includes a conductor 3 that is charged in a live line state but does not flow current. For example, an arcing horn provided as a shield ring for preventing corona discharge or a current path in the event of an accident Is charged but no current flows. In contrast, the electric circuit is energized in a live line state.
[0039]
Therefore, the storage unit 13 stores in advance whether the electrical equipment is in the energized state or the energized state for each electrical equipment, and when the vibration is detected, the electrical equipment is connected to the arithmetic processing unit 4 from the input device 14. By inputting information to be identified, it is identified whether it is in a power-on state or an energized state. As a result, in the case of an electrical device that is in the power-applied state, the applied voltage is displayed, and in the case of an electrical device that is in the energized state, the energized current is displayed on the display device 5.
[0040]
Next, the principle of vibration of an applied object to which an AC voltage or a DC voltage is applied and an applied object to which an AC current or DC current is applied will be described.
[0041]
(1) When AC voltage is applied
(A) When vibration is not forcibly generated by electromagnetic waves
FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of the self-excited vibration of the charged object when an alternating voltage is applied. FIG. 3 (a) shows the electric equipment 2a and 2b in which conductor portions 3a and 3b are arranged on insulators 11a and 11b, respectively, and a single-phase AC voltage of the same phase is applied. When such electrical facilities 2a and 2b are arranged in parallel and a single-phase AC voltage of the same phase is applied, the applied voltage is the same phase, so that the conductor portions 3a and 3b are applied to the conductor portions 3a and 3b regardless of whether the voltage polarity is positive or negative. Repulsive force works. This repulsive force is proportional to the square of the magnitude of the applied voltage.
[0042]
FIG.3 (b) is explanatory drawing of the vibration frequency which generate | occur | produces in the conductor parts 3a and 3b of the electric equipment 2a and 2b. Since the repulsive force of the conductor portions 3a and 3b is generated in both positive and negative directions in proportion to the square of the applied voltage, the vibration amplitude is proportional to the square of the applied voltage, and the vibration frequency is the conductor. This is twice the frequency of the single-phase AC voltage that is applied to the parts 3a and 3b.
[0043]
Now, the force acting on the conductor portions 3a and 3b is F₁, Q is the charge charged in the conductor portions 3a and 3b, E is the electric field on the surface of the conductor portions 3a and 3b, and V is the voltage of the conductor portions._mcosω₁If t, then the following equations (4) to (7) are established.
[0044]
F₁= Q · E (4)
Q∝V_mcosω₁t (5)
E∝V_mcosω₁t (6)
F₁∝ (V_mcosω₁t)²= V_m ²cos²ω₁t
= (V_m ²/ 2) ・ (1 + cos2ω₁t)
= (V_m ²/ 2) ・ cos2ω₁t + (V_m ²/ 2) ... (7)
As can be seen from the equation (7), the conductor portions 3a and 3b of the electrical equipment 2a and 2b have an angular frequency of 2ω.₁Force F that changes with₁Is added, so this angular frequency 2ω₁Vibration occurs. Frequency f of AC voltage applied to electrical equipment 2a, 2b₁(Ω₁= 2πf₁) Is a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz, the vibration frequency is double 100 Hz or 120 Hz. The vibration detector 1 detects the vibration frequency and vibration amplitude of the charged object.
[0045]
(B) When vibration is forcedly generated by electromagnetic waves
The principle of forcibly generating vibration by applying an electromagnetic wave from the electromagnetic wave generator 16 to the charged object to which the AC voltage is applied will be described. AC charging voltage V_mcosω₁An electric field is applied to the conductor portions 3a and 3b to which t is applied._mcos ω₂Irradiate an electromagnetic wave of t. In this case, the force F acting on the conductor portions 3a and 3b₂Is represented by the following equation (8) from the equations (4) and (5).
[0046]
F₂= Q ・ E
∝V_mcosω₁t ・ E_mcos ω₂t
= (V_m・ E_m/ 2) {cos (ω₁+ Ω₂) T + cos (ω₁−ω₂) T}
(8)
As can be seen from the equation (8), the amplitude is (V) due to the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator 16._m・ E_m/ 2) and the angular frequency is (ω₁+ Ω₂) And (ω₁−ω₂) Are generated. Now, let the first term of equation (8) be F₂₁, The second term is F₂₂Then, the force which gives vibration to the electric equipment 2a and 2b is shown by the following formulas (9), (10) and (11). The equation (9) is the same as the equation (7), and is for the case where an alternating voltage is applied and the charged object vibrates by itself. F₁, F₂₁, F₂₂Indicates a force, but in the following description, for the sake of convenience, the vibration F₁, F₂₁, F₂₂I will call it.
[0047]
F₁∝ (V_m ²/ 2) ・ cos2ω₁t + (V_m ²/ 2) ... (9)
F₂₁∝ (V_m・ E_m/ 2) cos (ω₁+ Ω₂) T (10)
F₂₂∝ (V_m・ E_m/ 2) cos (ω₁−ω₂) T (11)
FIG. 4 is a vibration spectrum diagram showing the vibration amplitude (absolute value) at each angular frequency (absolute value) as a spectrum. First, angular frequency 2ω₁The self-excited vibration expressed by the equation (9) occurs. That is, the frequency f of the AC voltage applied to the electrical equipment 2a, 2b₁(Ω₁= 2πf₁) Is a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz, the vibration frequency is double 100 Hz or 120 Hz. This self-excited vibration has an angular frequency of 2ω₁The amplitude is (V_m ²/ 2). The vibration detector 1 detects the vibration frequency and vibration amplitude of the charged object. Note that the second term of the equation (9) is not taken into consideration because only the vibration part is focused.
[0048]
In addition, the angular frequency ω of electromagnetic waves₂Vibration F₂₁, F₂₂Will occur. As can be seen from the equations (10) and (11), the vibration F caused by electromagnetic waves F₂₁Is the angular frequency (ω₁+ Ω₂) And the amplitude is V_m・ E_m/ 2 in proportion to vibration F₂₂Is the angular frequency | ω₁−ω₂The amplitude is V_m・ E_mIs proportional to / 2. Usually, the frequency of the electromagnetic wave from the electromagnetic wave generator 16 is a frequency of 1000 Hz or higher, which is larger than the frequency of the applied voltage or applied current (50 Hz, 60 Hz). That is, the angular frequency ω of the electromagnetic wave₂ Is (ω₂> 3ω₁), The vibration frequency F is used.₂₁Angular frequency (ω₁+ Ω₂) And vibration F₂₂Angular frequency | ω₁−ω₂| Is 2ω₁Greater value. As a result, vibration F₂₁Angular frequency (ω₁+ Ω₂) And vibration F₂₂Angular frequency | ω₁−ω₂By selecting | for a band in which no communication radio wave is used, vibration can be detected with little noise, and the vibration detector 1 can properly detect even when the value of the AC voltage is small.
[0049]
(2) When DC voltage is applied
(A) When vibration is not forcibly generated by electromagnetic waves
The principle that self-excited vibration is generated in the conductor portion 3 of the electrical equipment 2 when the DC voltage is applied to the conductor portion 3 of the electrical equipment 2 will be described. When a DC voltage is applied to the conductor part 3 of the electrical equipment 2, gas molecules and fine particles contained in the air near the conductor part 3 are charged, and between the polarity of the DC voltage and the charge polarity of the gas molecules and fine particles. Suction and repulsion occur due to Coulomb force. Due to this attractive force and repulsive force, vibration is generated in the conductor portion 3 of the electrical equipment 2. Although the vibration frequency is not specified, this vibration has a characteristic different from that caused by wind or the like when no DC voltage is applied. The vibration detector 1 detects this vibration frequency and vibration amplitude of the charged object.
[0050]
(B) When vibration is forcedly generated by electromagnetic waves
The principle of forcibly generating vibration by applying an electromagnetic wave from the electromagnetic wave generator 16 to the charged object to which the DC voltage is applied will be described. DC charging voltage V_mIs applied to the conductor portion 3 to which E is applied._mcos ω₂Irradiate an electromagnetic wave of t. In this case, the DC charging voltage V_mThe charge Q charged in the conductor part 3 by the_mThe force F acting on the conductor part 3 is proportional to₃Is expressed by the following equation (12) from equation (4).
[0051]
F₃= Q ・ E
∝V_m・ E_mcos ω₂t (12)
As can be seen from the equation (12), the amplitude is V by the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator 16._m・ E_mAnd the angular frequency is ω₂Vibration occurs. The vibration detector 1 detects the vibration frequency and vibration amplitude of the applied object with a DC voltage.
[0052]
FIG. 5 shows an example in which the electromagnetic wave generator 16 outputs an angular frequency ω to the conductor portions 3a and 3b to which a DC voltage is applied.₂The vibration spectrum of the conductor portions 3a and 3b when the electromagnetic wave is irradiated is shown. Vibration F₁₁, F₁₂Is the DC voltage V_mIs a self-excited vibration caused by the applied voltage, and its angular frequency changes depending on the surrounding conditions and is not specified. Vibration F₃Is the vibration generated by the electromagnetic wave from the electromagnetic wave generator 16 and the angular frequency ω of the electromagnetic wave.₂Vibrate. Angular frequency ω of electromagnetic wave₂Is selected as the angular frequency of the band in which no communication radio wave is used, the vibration of the conductor portions 3a and 3b can be detected in a band with less noise. The vibration amplitude is the electric field E of the electromagnetic wave to be irradiated._mAn appropriate value can be obtained by changing. Thereby, the state in which the DC voltage is applied can be properly detected by the vibration detector 1.
[0053]
(3) When alternating current is applied
(A) When vibration is not forcibly generated by electromagnetic waves
FIG. 6 is an explanatory diagram of the principle of the self-excited vibration of the energized object of alternating current. FIG. 6A shows a case where the conductor portions 3a and 3b are respectively arranged in the insulators 11a and 11b as the electric facilities 2a and 2b, and a single-phase alternating current of the same phase is energized. When such electrical facilities 2a and 2b are arranged in parallel and a single-phase alternating current of the same phase is passed through the conductor portions 3a and 3b, the current is in-phase, so that the conductor is used both when the voltage polarity is positive and when it is negative. A suction force acts on the portions 3a and 3b. This attractive force is proportional to the square of the magnitude of the energization current.
[0054]
FIG. 6B is an explanatory diagram of the vibration frequency generated in the conductor portions 3a and 3b of the electric facilities 2a and 2b in this case. Since the attractive force of the conductor portions 3a and 3b is generated both in the plus and minus directions in proportion to the square of the energization current, the vibration amplitude is proportional to the square of the energization current, and the vibration frequency is the conductor. This is twice the frequency of the single-phase alternating current that is passed through the sections 3a and 3b.
[0055]
Now, the force acting on the conductor portions 3a and 3b is F₁, B is the magnetic flux density on the surface of the conductor 3, and I is the current flowing through the conductor 3._mcosω₁If t, then the following formulas (13) to (15) hold.
[0056]
F₁= B ・ I_mcosω₁t (13)
B∝I_mcosω₁t (14)
F₁∝ (I_mcosω₁t)²= I_m ²cos²ω₁t
= (I_m ²/ 2) ・ (1 + cos2ω₁t)
= (I_m ²/ 2) ・ cos2ω₁t + (I_m ²/ 2) ... (15)
As can be seen from the equation (15), the conductor portions 3a and 3b of the electrical equipment 2a and 2b have an angular frequency of 2ω.₁Force F that changes with₁Is added, so this angular frequency 2ω₁Vibration occurs. Frequency f of alternating current supplied to the electrical equipment 2a, 2b₁(Ω₁= 2πf₁) Is a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz, the vibration frequency is double 100 Hz or 120 Hz. The vibration detector 1 detects the vibration frequency and vibration amplitude of the energized object.
[0057]
(B) When vibration is forcedly generated by electromagnetic waves
The principle of forcibly generating vibration by irradiating an electromagnetic wave from an electromagnetic wave generator 16 to an energized object to which an alternating current is applied will be described. AC current I_mcosω₁A magnetic field is applied to the conductor portions 3a and 3b through which t is energized._mcos ω₂Irradiate an electromagnetic wave of t. In this case, the magnetic flux density B on the surface of the conductor portion 3 is expressed by the following equation (16), where μ is the magnetic permeability.
[0058]
B = μH_mcos ω₂t (16)
Therefore, the force F acting on the conductor portions 3a and 3b₂Is represented by the following equation (17) from the equations (13), (14) and (16).
[0059]
F₂= B ・ I_mcosω₁t
∝H_mcos ω₂t ・ I_mcosω₁t
= (I_m・ H_m/ 2) {cos (ω₁+ Ω₂) T + cos (ω₁−ω₂) T} (17)
As can be seen from the equation (17), the amplitude of the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator 16 is (I_m・ H_m/ 2) and the angular frequency is (ω₁+ Ω₂) And (ω₁−ω₂) Are generated. Now, let the first term of Equation (17) be F₂₁, The second term is F₂₂Then, the force which gives vibration to the electric equipment 2a and 2b is shown by the following formulas (18) to (20). Note that equation (18) is the same as equation (15), and is for the case where an alternating current is applied and the energized object vibrates by itself.
[0060]
F₁∝ (I_m ²/ 2) ・ cos2ω₁t + (I_m ²/ 2) ... (18)
F₂₁∝ (I_m・ H_m/ 2) cos (ω₁+ Ω₂) T (19)
F₂₂∝ (I_m・ H_m/ 2) cos (ω₁−ω₂) T (20)
These equations (18) to (20) correspond to equations (9) to (11) when an AC voltage is applied, and the voltage V in equations (9) to (11)._mIs the current I_mAnd electric field E_mIs magnetic field H_mIt has been replaced by. Therefore, the vibration spectrum at each angular frequency also has the same characteristics as the characteristic diagram shown in FIG. From this, even in the case of an energized object in which an alternating current is applied, whether or not the alternating current is applied to the conductor portion 3 by detecting the vibration as in the case where an alternating voltage is applied. Judgment can be made.
[0061]
(4) When direct current is applied
The direct current I is applied to the conductor portions 3a and 3b of the electrical equipment 2a and 2b shown in FIG._mIs applied, the force acting on the conductor portions 3a and 3b is F₁When the magnetic flux density on the surface of the conductor portion 3 is B, the following formulas (21) to (23) are established.
[0062]
F₁= B ・ I_m         ... (21)
B∝I_m              ... (22)
F₁∝I_m ²  ... (23)
Force F acting on conductor parts 3a and 3b₁The attraction force works when a direct current of the same polarity is applied to the conductor portions 3a and 3b, and the repulsive force works when a reverse polarity direct current is applied. However, the force F acting on the conductor portions 3a and 3b₁Does not change over time, so the direct current I_mThe conductor portions 3a and 3b are not vibrated due to energization.
[0063]
Therefore, an electromagnetic wave is radiated from the electromagnetic wave generator 16 to the energized object to which the direct current is applied to forcibly generate vibration. DC current I_mThe magnetic field is H against the conductor 3 that is energized._mcos ω₂Irradiate an electromagnetic wave of t. In this case, the magnetic flux density B that changes with time on the surface of the conductor part 3 is expressed by the equation (16), so that the force F accompanying the time change that acts on the conductor parts 3a and 3b.₃Is represented by the following equation (24).
[0064]
F₃= B ・ I_m
∝I_mH_mcos ω₂t (24)
As can be seen from the equation (24), the amplitude is I by the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave generator 16._m・ H_mAnd the angular frequency is ω₂Vibration occurs. The vibration detector 1 detects the vibration frequency and vibration amplitude of the energized object. This equation (24) corresponds to the equation (12) when a DC voltage is applied, and the voltage V in the equation (12)_mIs the current I_mAnd electric field E_mIs magnetic field H_mIt has been replaced by.
[0065]
FIG. 7 shows the angular frequency ω from the electromagnetic wave generator 16.₂The vibration characteristics of the conductor part 3 when the electromagnetic wave is irradiated to the conductor part 3 are shown. Vibration F₃Is the vibration forcibly applied to the conductor part 3 by the electromagnetic wave, and the vibration amplitude is I as shown in the equation (24)._mH_mThe frequency is proportional to the angular frequency ω of the electromagnetic wave.₂Vibrate. Angular frequency ω of electromagnetic wave₂Is selected as the angular frequency of the band not used in the communication radio wave, the vibration of the conductor 3 can be detected in a band with less noise. The vibration amplitude is the magnetic field H of the electromagnetic wave to be irradiated._mAn appropriate value can be obtained by changing. Thereby, the state in which the DC voltage is applied can be properly detected by the vibration detector 1.
[0066]
As described above, by detecting the vibration of the conductor portion of the electrical device, it is possible to determine whether the electrical device is in a power application state or an energization state. Further, by specifying the target device from the input device 14, the applied voltage or the energized current can be displayed together.
[0067]
In the above description, the vibration detector 1 uses laser light to measure the frequency of the object based on the difference between the incident frequency and the reflected frequency. However, the Doppler effect can be obtained even if it is not laser light. Any wave can be used. For example, electromagnetic waves other than sound waves, ultrasonic waves, and laser light may be used.
[0068]
The electromagnetic waves that forcibly vibrate the conductor portions 3a and 3b of the electrical equipment 2a and 2b are emitted from the electromagnetic wave generator 16, but the vibration detection is performed using the electromagnetic waves as the detection wave of the vibration detector 1. It is also possible to use both the vibration for generating vibration and the vibration. In this case, it is not necessary to provide the electromagnetic wave generator 16 individually.
[0069]
FIG. 8 shows a case in which an energized state in which an alternating current is being applied to the conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c is detected using the vibration detector 1A that is used for both vibration detection and vibration generation. It is an external appearance block diagram of the applied electricity detection apparatus which concerns on embodiment of invention. In FIG. 8, the case where the electric current is supplied with the conductor parts 3a-3b of the electric equipment 2a-2c is shown.
[0070]
As shown in FIG. 8, an electromagnetic wave is irradiated from the vibration detector 1 </ b> A to an object whose current is to be confirmed. The conductor portions 3a to 3c of the electrical facilities 2a to 2c, which are objects, are vibrated by the equation (18) when an alternating current is applied and by the equation (24) when a direct current is applied.
[0071]
The vibration detector 1 receives the reflected wave of the electromagnetic wave from the object irradiated with the electromagnetic wave, and determines the frequency of the conductor portions 3a to 3c of the respective electrical equipments 2a to 2c according to the difference between the incident frequency and the reflected frequency. To detect. Then, the arithmetic processing device 4 processes the vibration of the object detected by the vibration detector 1 </ b> A, and outputs the current conduction state of the object to the display device 5 or the speaker 6 that is the output device 12.
[0072]
FIG. 8 shows a case where the conductor portions 3a and 3b of the electric facilities 2a and 2b are in an energized state and the voltage is 30.0A. That is, on the display device 5 that is the output device 12, the conductor portions 3a and 3b that are in the energized state are displayed in a predetermined color, and the energized current value is displayed in the vicinity thereof as a numerical value. In the above description, the case where the energized state is detected has been described, but it goes without saying that the present invention can be similarly applied to the case where the energized state where voltage is applied is detected.
[0073]
Next, the energization detection device 15 of the present invention uses a small vibration detector 1 and a liquid crystal display device as the display device 5. The vibration detector 1, electromagnetic wave generator 16, arithmetic processing device 4, display The device 5 and the speaker 6 are integrally formed to constitute a small electric power application detection device 15 that can be carried alone.
[0074]
FIG. 9 is an external configuration diagram of the integrated power application detection device according to the embodiment of the present invention. The body of the vibration detector 1, the electromagnetic wave generator 16, the arithmetic processing device 4, the display device 5, and the speaker 6 is incorporated in the housing 17, and the vibration detector 1 and the electromagnetic wave generator 16 are mounted on the surface of the housing 17. The transmission / reception unit, the operation panel 18 of the vibration detector 1 and the electromagnetic wave generator 16, the display surface of the display device 5a and the output unit 6a of the speaker 6 are arranged. In addition, the transmission / reception part of the vibration detector 1 or the electromagnetic wave generator 16 is arrange | positioned on the right side surface of FIG.
[0075]
As a result, the worker can carry a small electric power supply / energization detector 15 at the site of the electric station and irradiate the laser beam toward the conductor portion 3 of the electric equipment 2. And since the conductor part 3 of the electric equipment 2 can be displayed as an image or a photograph by coloring or the like, it is possible to quickly and intuitively grasp the applied state and the energized state. Therefore, oversight or illusion of the conductor portion being charged or energized can be prevented, and the electrical safety is greatly improved.
[0076]
Moreover, not only can the work of approaching a high place, charging, or energized conductor part be avoided, but also the efficiency of work can be improved because the conductor part being energized or energized can be confirmed in a short time. Further, it can be used instead of the instrument transformers PT and PD, and in this case, the voltage state of the high voltage facility can be monitored at a low cost.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the conductor part of the electrical equipment is irradiated with an electromagnetic wave having a specific frequency for generating vibration to generate vibration in the conductor part of the electrical equipment that is applied or energized. A detector wave is emitted from the detector, and its vibration amplitude is detected from a distance to detect and display the applied or energized state, so that the applied or energized state can be visualized and the use and maintenance of electrical equipment, etc. The corresponding worker can properly grasp the energization range. In addition, because it is possible to select and use the band where the broadcasting radio wave is not used for the specific frequency of the electromagnetic wave for vibration, it is possible to detect in a low noise area, even when the applied voltage or the applied current is small. It can be detected with high accuracy.
[0078]
Therefore, in electrical equipment such as factories, buildings, and homes, or in electrical equipment such as railways, vehicles, and ships, accidents such as electric shock of workers who use or maintain these electrical equipment are prevented, and electrical safety is further improved. The facility operation can be quickly verified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external configuration diagram of a power application detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block configuration diagram of an arithmetic processing unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of the principle of self-excited vibration of an AC voltage applying object.
FIG. 4 is a vibration spectrum diagram of an AC voltage applying object.
FIG. 5 is a vibration spectrum diagram of a DC voltage applied object.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of the self-excited vibration of an energized object of alternating current.
FIG. 7 is a vibration spectrum diagram when an energized object of direct current is vibrated by an electromagnetic wave irradiated from an electromagnetic wave generator.
FIG. 8 is an external configuration diagram of an applied voltage detection device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an external configuration diagram of a power application detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration detector, 2 ... Electrical equipment, 3 ... Conductor part, 4 ... Arithmetic processing device, 5 ... Display apparatus, 6 ... Speaker, 7 ... Vibration determination means, 8 ... Display processing means, 9 ... Output sound processing means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Camera, 11 ... Insulator, 12 ... Output device, 13 ... Memory | storage part, 14 ... Input device, 15 ... Electric power distribution detection apparatus, 16 ... Electromagnetic wave generator, 17 ... Case, 18 ... Operation panel

Claims

Electromagnetic wave generator that irradiates the conductor part of electrical equipment to generate vibration on the conductor part of the electrical equipment that is applied or energized by irradiating the conductor part of the electrical equipment with a specific frequency, and vibration of incident wave by irradiating the conductor part of the electrical equipment A vibration detector for detecting a vibration frequency and a vibration amplitude of a conductor portion of the electric equipment based on the number and a vibration frequency of the reflected wave, and the vibration frequency and the vibration amplitude of the conductor portion of the electric equipment detected by the vibration detector And a power processing detection device comprising: an arithmetic processing device that determines a power application state or a power supply state based on the power supply; and an output device that outputs the power generation state or the power supply state determined by the arithmetic processing device. .

The electrical equipment is irradiated with electromagnetic waves having a specific frequency to generate vibrations in the electrical equipment conductors that are applied or energized, and the electrical equipment is based on the incident wave frequency and reflected wave frequency of the electromagnetic waves. A vibration detector for detecting the frequency and vibration amplitude of the conductor portion of the electrical equipment, and an operation for determining the applied state or the energized state based on the frequency and vibration amplitude of the conductor portion of the electrical equipment detected by the vibration detector A power application energization detection apparatus comprising: a processing device; and an output device that outputs a power application state or an energization state determined by the arithmetic processing device.

3. The applied current detection according to claim 1, wherein when the vibration amplitude of a specific frequency exceeds a predetermined value, the arithmetic processing unit determines that the current applied state or the current supplied state is present. apparatus.

The output device includes a display device that displays an applied state or an energized state determined by the arithmetic processing device in a predetermined color or numerical value corresponding to the vibration amplitude. Item 3. The apparatus for detecting electricity application according to claim 1 or 2.

2. The output device according to claim 1, wherein the output device includes a speaker that outputs a power application state or an energization state determined by the arithmetic processing device with a predetermined sound corresponding to the vibration amplitude. The electric charging energization detection apparatus according to claim 2.

5. The camera according to claim 4, further comprising: a camera that captures an image of the electrical equipment, wherein the display device displays a color or a numerical value corresponding to the vibration on a vibration portion of the electrical equipment captured by the camera. Electric charging detection device.