JP4249322B2 - 電線損傷表示器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、落雷による送電線路の損傷の有無を表示するための電線損傷表示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
送電線路への落雷によって、落雷個所の架空地線等に素線切れなどの損傷を生ずる場合のあることが知られている。このような素線損傷が生じた場合にそのまま放置すると、他の素線にかかる荷重が増大して電線が断線し、地絡あるいは短絡事故を招来するばかりでなく、鉄塔径間の張力変化および断線で垂れ下がった電線などにより２次災害を生じるおそれがある。そのため、従来から、ヘリコプターによる送電線路の巡視あるいはラジコン操作の自走機などによって、送電線路の損傷を発見する方法がとられている。ヘリコプターによる巡視は、ヘリコプター上から送電線路の目視点検を行なうと共にビデオ撮影することにより、送電線路の損傷個所を発見しようとするものである。自走機による方法は、ビデオカメラを搭載した自走機をラジコン操作によって鉄塔径間の電線上を自走させ、ビデオ映像を目視点検することにより、送電線路の損傷個所を発見しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなヘリコプター巡視および自走機による方法では、落雷によって送電線路に損傷が生じたか否かを知る場合、長い距離にわたって送電線路を詳細に目視点検する必要があるので、送電線路の損傷発見の容易性を欠くばかりでなく、損傷発見に長時間を要することになるなどの問題点があった。
【０００４】
本発明は上記観点に基づいてなされたもので、その目的は、落雷によって送電線路に損傷が生じたか否かを的確に表示することができ、しかも、動作電源が不要で保守が極めて容易な電線損傷表示器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、落雷による送電線路の損傷の有無を表示するための表示器であって、前記送電線路への落雷によって流れる雷電流に基づいて電圧を発生する電圧発生手段と、前記送電線路に損傷を与える波形持続時間の長い落雷を前記送電線路が受けた場合に作動する損傷検出手段と、前記電圧発生手段によって充電される充電手段を有し、前記損傷検出手段が作動することで前記充電手段の充電電圧を出力する制御手段と、前記制御手段の出力によって駆動される表示手段とを有し、前記電圧発生手段が誘導コイルで、前記損傷検出手段がリードスイッチである電線損傷表示器によって、上記目的を達成する。
【０００６】
このような構成によれば、送電線路に落雷が生じると、それによって流れる雷電流に基づいて電圧発生手段が電圧を発生し、この電圧で制御手段の充電手段がが充電される。そして、当該落雷が送電線路に損傷を与える波形持続時間の長いものである場合に損傷検出手段が作動し、充電手段に充電された電圧によって表示手段が駆動される。送電線路に損傷を与えるのは、エネルギの大きな雷すなわち雷電流とその持続時間との積で与えられる電荷量の大きな雷である。雷電流の波高値が高くても波形持続時間が短い場合には電荷量が大きくはならないので、送電線路に損傷を生じることはない。これに対して、波高値が高い場合はもとより波高値が低い場合でも波形持続時間が長いと、電荷量が大きくなり、送電線路に素線溶損あるいは素線切れなどの損傷を与える。本発明では、このような送電線路に損傷を与える波形持続時間の長い落雷の場合に損傷検出手段が作動し表示手段が駆動されるので、落雷によって送電線路に損傷が生じたことを的確に表示することができる。しかも、雷電流に基づいて得られる電圧を動作電源として利用するので、電源を設ける必要がない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成図、図２は図１の構成を矢印Ａ方向からみた正面図である。
【０００８】
図において、１は電圧発生手段としての誘導コイル、２は損傷検出手段としてのリードスイッチ、３は制御手段、４は表示手段である。
【０００９】
誘導コイル１，リードスイッチ２および制御手段３は、樹脂製の本体ケース５に収納されている。本体ケース５は、一面に突設の円筒部６を有し他面に収納凹部７が形成された本体部材８と、収納凹部７を閉成するように本体部材８の他面に接合される背板部材９とを有している。本体部材８の円筒部６は自由端面が開放されており、その内部に制御手段３が収納されるようになっている。誘導コイル１およびリードスイッチ２は、背板部材９によって閉成される収納凹部７に収納されるようになっている。このような本体ケース５は、背板部材９の外表面を取付面として、送電線路の鉄塔の主柱材１０に背板部材９の外表面が密着するように固定される。
【００１０】
誘導コイル１は、本例では空心の角形ボビン１１に巻回して設けられ、鉄塔の主柱材１０に流れる雷電流で電圧を発生するように本体ケース５の収納凹部７に収納されている。角形ボビン１１に必要に応じて磁心を設けることができることは勿論である。リードスイッチ２は、図２に示すように誘導コイル１からの磁界の影響を受けないように誘導コイル１とは離間して設けられ、鉄塔の主柱材１０に流れる雷電流によって生じる磁界を受けるように本体ケース５の収納凹部７に収納されている。リードスイッチ２は、送電線路に損傷を与える波形持続時間の長い落雷があった場合に鉄塔の主柱材１０に流れる雷電流によって生じる磁界に応答して閉成するように、構成されている。送電線路は、電荷量が２０〜３０クーロン以上になると素線溶損が生じ、電荷量が更に高くなると素線溶断に至るので、例えば２０〜３０クーロンの電荷量を与える波形持続時間を有する雷電流によって生じる磁界でオンするように、リードスイッチ２が構成される。夏季雷に多くみられるように、波高値が高くても雷電流の波形持続時間が数十〜数百μｓｅｃと短い場合には、波形持続時間が極めて短いので電荷量は２０クーロン以下であり、送電線路に損傷を生じることはない。このような場合には、雷電流の波形持続時間が短いので、それによって生じる磁界には応答しきれず、リードスイッチ２はオンすることはない。これに対して、冬季雷に多くみられるように、波高値が夏季雷で多くみられるような波高値の数十分の一程度と低いにも拘らず、雷電流の波形持続時間が数十〜数百ｍｓｅｃと極めて長い場合には、電荷量が２０〜３０クーロン以上の大きな値となり、送電線路に素線溶損や素線溶断が生じる。このような場合には、雷電流の波形持続時間が長いので、それによって生じる磁界に応答してリードスイッチ２がオン状態になる。
【００１１】
制御手段３は、誘導コイル１に発生した電圧で後述のコンデンサ２２を充電し、リードスイッチ２が閉成することでその充電電圧を表示手段４に出力する。このような制御手段３は図３に示すような構成を有している。
【００１２】
図３は図１の制御手段３の一例を示す回路図で、第１の保護回路１２，整流回路１３，充電手段としての充電回路１４および第２の保護回路１５を有している。第１の保護回路１２は、過電圧防止用の両極性ダイオード１６とバリスタなどのサージ吸収素子１７との並列接続を有し、誘導コイル１に発生した電圧を入力して整流回路１３に与える。雷には正極性のものと負極性のものとがあるが、いずれの場合でも両極性ダイオード１６によって波高値が抑制され、後段回路への過電圧の流入が防止されるようになっていると共に、サージ吸収素子１７によって後段回路へのサージの流入が防止されるようになっている。整流回路１３は、４つのダイオード１８，１９，２０，２１からなるブリッジ整流回路で、整流電圧を充電回路１４に与える。充電回路１４は、整流回路１４からの整流電圧が与えられるコンデンサ２２と抵抗２３との並列接続を有し、その一方の出力端が表示手段４の後述するソレノイド３５の一端に接続され、他方の出力端がリードスイッチ２の一端に接続されるようになっている。リードスイッチ２の他端は表示手段４のソレノイド３５の他端に接続されるようになっている。第２の保護回路１５は、リードスイッチ２に並列に接続されるバリスタなどのサージ吸収素子２４を有し、後段回路へのサージの流入を防止するようになっている。このような制御手段３は、誘導コイル１に電圧が発生すると、第１の保護回路１２および整流回路１３を介して、充電回路１４のコンデンサ２２を抵抗２３との時定数に従って充電する。雷電流の波形持続時間が短くリードスイッチ２がオンしない場合には、コンデンサ２２の充電電圧は抵抗２３を通して放電する。一方、雷電流の波形持続時間が送電線路に損傷を与えるほどに長いと、リードスイッチ２のオンにより、表示手段４のソレノイド３５にコンデンサ２２の充電電圧を印加する。
【００１３】
表示手段４は、一端面が開放の円筒状の表示部ケース２６と、表示部ケース２６の開放端面を閉成する表示部蓋体２７と、表示部蓋体２７を開成する駆動手段２８とを有している。
【００１４】
表示部ケース２６は底部２６ａを有し、底部２６ａ側が本体ケース５の円筒部６の自由端面に固着されるようになっている。表示部ケース２６の内部中央部分にはシリンダ部材２９が底部２６ａから突設されており、シリンダ部材２９の自由端部の内周に環状のケース用永久磁石３０が設けられていると共に、このシリンダ部材２９の内部に駆動手段２８の後述するピストン３９が摺動自在に収納されている。表示部蓋体２７の内面中央部分には、表示部ケース２６のシリンダ部材２９の自由端部分を受容するように係合する係合円筒部材３１が突設されており、この係合円筒部材３１に、シリンダ部材２９のケース用永久磁石３０と位置対応するように環状の蓋用永久磁石３２が設けられている。ケース用永久磁石３０および蓋用永久磁石３２は互いに吸着するように着磁されており、両者の磁気吸着力によって表示部蓋体２７が表示部ケース２６を閉成するようになっている。表示部ケース２６には更に表示体３３が収納されている。表示体３３は、一端が表示部ケース２６に固定され他端が自由端になっているコイル状の表示スプリング３３ａと、表示スプリング３３ａの素線表面を覆うように設けられた例えば赤色などの表示布３３ｂとによって構成されている。表示体３３は、シリンダ部材２９の周囲に収納されるようになっており、表示部蓋体２７を開成する方向に付勢するようになっている。表示体３３の付勢力はケース用永久磁石３０と蓋用永久磁石３２との間の磁気吸着力よりも遥かに弱く、従って表示体３３の付勢力によって表示部蓋体２７が開成することはない。表示部蓋体２７はチェーン３４を介して表示部ケース２６に結合されている。
【００１５】
駆動手段２８は、制御手段３によって励磁されるソレノイド３５と、ソレノイド３５に移動自在に保持されたプランジャ３６と、プランジャ３６をソレノイド３５から突出する方向に付勢するプランジャ付勢スプリング３７と、プランジャ付勢スプリング３７の付勢力に抗してプランジャ３６を最引込み状態に吸着するプランジャ吸着マグネット３８と、プランジャ３６に係合しプランジャ３６の突出で表示部蓋体２７を外方に押出すピストン３９とを有している。ソレノイド３５は、本体ケース５の円筒部６内に収納されるように、表示部ケース２６の底部２６ａの外端面に保持されている。プランジャ３６は、表示部ケース２６の底部２６ａに形成された開口４０を通してシリンダ部材２９内のピストン３９に係合している。ピストン３９は、ケース用永久磁石３０の内周面およびシリンダ部材２９の内周面を摺動面とし、プランジャ３６がソレノイド３５から突出することで表部蓋体２７を外方に押出すようになっている。このような駆動手段２８は、制御手段３によってソレノイド３５が励磁されることで、プランジャ吸着マグネット３８の磁力を打消し、プランジャ付勢スプリング３７の付勢力と相俟ってプランジャ３６を突出させ、これによりピストン３９を移動させて、図４に示すように表示部蓋体２７を開成する。図４は表示手段４が作動した状態を示す図である。
【００１６】
図５は図１の構成の電線損傷表示器の動作説明図で、５０は図１で述べた電線損傷表示器、５１は送電線路の鉄塔、５２は送電線路の架空地線である。以下、図５を併用して図１の構成の動作を説明する。
【００１７】
電線損傷表示器５０は鉄塔５１の主柱材１０に前述したように取付けられる。電線損傷表示器５０が取付けられた状態で、例えば架空地線５２に落雷Ｓが生じたとすると、架空地線５２に雷電流Ｉｓが流れると共に、鉄塔５１に分流し、分流した雷電流Ｉｓ１が、電線損傷表示器５０が固定されている主柱材１０を通してグランドに流れる。主柱材１０に雷電流Ｉｓ１が流れることで、電線損傷表示器５０の誘導コイル１に電圧が発生し、これによって制御手段３のコンデンサ２２が充電される。落雷Ｓによる雷電流Ｉｓの波形持続時間が架空地線５２に損傷を与えるほどに長い場合には、鉄塔５１の主柱材１０に流れる雷電流Ｉｓ１も同様に波形持続時間が長くなるので、それによって生ずる磁界に応答してリードスイッチ２が閉成し、コンデンサ２２の充電電圧が表示手段４のソレノイド３５に与えられる。これにより、表示手段４のプランジャ３６がソレノイド３５から突出し、ピストン３９によって表示部蓋体２７がケース用永久磁石３０と蓋用永久磁石３２との磁気吸着力に抗して外方に押出され、表示体３３の付勢力とも相俟って、図４に示すように、表示部蓋体２７が開成して表示体３３が露出状態になり、送電線路の損傷が表示される。
【００１８】
送電線路の鉄塔の抵抗値は架空地線などよりも十倍以上大きいので、各鉄塔に分流する雷電流は大きな減衰を受ける。そのため、落雷個所に近い鉄塔ほど分流する雷電流が大になり、遠い鉄塔ほど小になるので、落雷個所に近い鉄塔５１に設けられた電線損傷表示器５０が作動することとなり、落雷個所を特定することができる。
【００１９】
一方、落雷Ｓによる雷電流Ｉｓの波形持続時間が短く、架空地線５２に損傷を与えない場合には、リードスイッチ２がオンになることはなく、コンデンサ２２に充電された電荷は抵抗２３を通して放電されることとなる。
【００２０】
なお、表示作動した表示手段４のリセットは、ピストン３９を押込むことによりプランジャ３６がプランジャ吸着マグネット３８によって吸着された図１の状態にし、表示体３３を表示部ケース２６に収納して表示部蓋体２７で閉成すればよい。表示部蓋体２７は磁気吸着力によって表示部ケース２６に結合されるので、極めて容易に表示部ケース２６を閉成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、落雷によって流れる雷電流に基づいて電圧発生手段が発生する電圧で充電手段を充電し、送電線路に損傷を与える波形持続時間の長い落雷があった場合に損傷検出手段が作動することによって、充電手段に充電された電圧で表示手段を駆動するように構成したので、落雷による送電線路の損傷を的確に表示することができ、しかも、動作電源が不要なため保守が極めて容易な電線損傷表示器を提供することができる。
【００２２】
また、送電線路の鉄塔に流れる雷電流で作動するように電圧発生手段および損傷検出手段を設けることとしたので、落雷個所の特定がしやすい電線損傷表示器を提供することができる。
【００２３】
更に、充電手段の電圧で励磁されるソレノイドによってプランジャおよびピストンを駆動することにより電線損傷を表示するようにしたので、表示作動した後、何らの部品交換も必要もなく再使用することができ、しかも、磁気吸着力を利用して表示部ケースと表示部蓋体とを結合するようにしているので、極めて簡単に再セットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図２】図２は図１の構成を矢印Ａ方向からみた正面図である。
【図３】図３は図１の制御手段の一例を示す回路図である。
【図４】図４は図１の表示手段が作動した状態を示す図である。
【図５】図５は図１の構成の電線損傷表示器の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 誘導コイル
２ リードスイッチ
３ 制御手段
４ 表示手段
５ 本体ケース
１０ 主柱材
２２ コンデンサ
２６ 表示部ケース
２７ 表示部蓋体
３０ ケース用永久磁石
３２ 蓋用永久磁石
３３ 表示体
３３ａ 表示スプリング
３５ ソレノイド
３６ プランジャ
３７ プランジャ付勢スプリング
３８ プランジャ吸着マグネット
３９ ピストン

Claims (4)

1. 落雷による送電線路の損傷の有無を表示するための表示器であって、
   前記送電線路への落雷によって流れる雷電流に基づいて電圧を発生する電圧発生手段と、
   前記送電線路に損傷を与える波形持続時間の長い落雷を前記送電線路が受けた場合に作動する損傷検出手段と、
   前記電圧発生手段によって充電される充電手段を有し、前記損傷検出手段が作動することで前記充電手段の充電電圧を出力する制御手段と、
   前記制御手段の出力によって駆動される表示手段と、
   を有し、前記電圧発生手段が誘導コイルで、前記損傷検出手段がリードスイッチである電線損傷表示器。
2. 取付面が前記送電線路の鉄塔に密着するように設けられる樹脂製の本体ケースを有し、この本体ケースに、前記鉄塔に流れる雷電流で作動するように前記電圧発生手段および前記損傷検出手段を収納配置すると共に、前記制御手段を収納した請求項１に記載の電線損傷表示器。
3. 前記表示手段が、
   前記本体ケースの取付面と反対側に設けられ、表示体を収納する端面開放の表示部ケースと、
   前記表示部ケースとの間の磁気吸着力により前記表示部ケースの開放端面を閉成する表示部蓋体と、
   前記制御手段の出力で励磁されるソレノイドを有し、前記ソレノイドが励磁されることで磁気吸着力に抗して前記表示部蓋体を開成して、前記表示体を露出させる駆動手段とを有する請求項２に記載の電線損傷表示器。
4. 前記駆動手段が、
   前記ソレノイドに移動自在に保持されたプランジャと、
   前記プランジャを前記ソレノイドから突出する方向に付勢するプランジャ付勢スプリングと、
   前記プランジャ付勢スプリングの付勢力に抗して前記プランジャを最引込み状態に吸着するプランジャ吸着マグネットと、
   前記プランジャに係合し、前記プランジャの突出で前記表示部蓋体を外方に押出すピストンとを有し、
   前記ソレノイドの励磁で前記プランジャ吸着マグネットの磁力を打消すことにより前記プランジャを突出させる構成を有すると共に、
   前記表示体が、前記表示部蓋体を開成方向に付勢する表示スプリングを有する請求項３に記載の電線損傷表示器。

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