JP4979626B2 - 電線支持装置及び監視システム - Google Patents

Description

本発明は、直流電力ケーブルからの漏電を検出する電線支持装置及びこの電線支持装置から出力される漏電情報を監視する監視システムに関する。

直流電気鉄道の変電所の内部や電車線路の一部において、直流電力ケーブルは、「クリート」と呼ばれる電線支持装置により壁、ケーブルラック、若しくは、床等の構造体に取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。このような直流電力ケーブルの絶縁（被覆部）が劣化すると、漏電が発生する可能性がある。この漏電は、その初期段階においては数Ａ程度と小さいため検知することが難しい。
特開２００７−２５９５９１号公報

交流電力ケーブルの場合、ケーブルが劣化・故障すると漏れ電流が遮蔽層に流れるため、この漏れ電流に基づく故障検知装置が実用化されている。しかしながら一般に、直流電気鉄道用のケーブルは、交流電力用ＣＶ−Ｔケーブル等と異なり、遮蔽層（シールド）を有しておらず、その漏れ電流は直接このケーブルが取り付けられている構造物（上述の壁、ケーブルラック、床等）に流れるため、検出することが難しいという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、直流電力ケーブルの被覆部の劣化により発生する漏電を検知する機能を有した電線支持装置、及び、この電線支持装置から出力される漏電情報を監視する監視システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る電線支持装置（例えば、実施形態におけるクリート１０）は、導電性の芯線が絶縁性の被覆部で覆われた直流電力ケーブルが配設される構造体に取り付けられ、当該直流電力ケーブルを支持するものあって、直流電力ケーブルを支持する支持部（例えば、実施形態における第１半体２０及び第２半体３０）と、この支持部に設けられ、直流電力ケーブルの被覆部の外周面と接触する第１電極と、支持部に設けられ、構造体と接触する第２電極と、支持部に設けられ、第１電極及び第２電極に電気的に接続され、当該第１電極及び第２電極の間に発生する電圧若しくは当該第１電極及び第２電極の間に流れる電流を検出する漏電検知部と、この漏電検知部により電圧若しくは電流が検出されたときに、漏電情報を出力する処理部と、を有する。

このような本発明に係る電線支持装置において、支持部が、当該支持部を貫通し、構造体に螺合される導電性のボルトにより当該構造体に固定されるように構成されているときに、第２電極が、ボルトと電気的に接続することにより、構造体と接続されるように構成されることが好ましい。

また、本発明に係る監視システムは、処理部が、漏電情報を電波として出力するように構成された上述の電線支持装置と、この電線支持装置から出力される漏電情報を監視する監視装置と、電線支持装置から送信された漏電情報を受信して監視装置に送信する受信器と、を有して構成される。

また、本発明に係る監視システムは、上述の電線支持装置と、この電線支持装置から出力される漏電情報を監視する監視装置と、電線支持装置及び監視装置を接続する通信ケーブルと、を有し、電線支持装置の処理部が、漏電情報を、通信ケーブルを介して監視装置に送信するように構成される。

あるいは、本発明に係る監視システムは、支持部に設けられたＩＣタグを有し、処理部が漏電情報をＩＣタグに記憶するように構成された上述の電線支持装置と、ＩＣタグと非接触通信をして当該ＩＣタグに記憶されている漏電情報を読み出すリーダ装置と、を有して構成される。

本発明に係る電線支持装置及び監視システムを以上のように構成すると、従来は発見することが極めて困難であった直流電力ケーブルの漏電を早期に検知することができるようになり、高信頼の運転用直流電力供給（鉄道サービス）を提供することができる。

以下、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明に係る電線支持装置（以下、「クリート１０」と呼ぶ）の構成について説明する。このクリート１０は、壁、ケーブルラック、床等の構造体Ｓに取り付けられ、導電性の芯線Ｃａとこの芯線Ｃａを覆うように設けられた絶縁性の被覆部Ｃｂとを有する直流電力ケーブルＣを支持するものであり、構造体Ｓに取り付けられる第１半体２０と、この第１半体２０との間に配置された直流電力ケーブルＣを挟持する第２半体３０とから構成される。第１半体２０と第２半体３０との対向する面には、直流電力ケーブルＣの直径の外形と略同一大きさの溝２１，３１が形成されており、直流電力ケーブルＣはこの溝２１，３１に挟持される。また、この第１及び第２半体２０，３０には、位置整合して貫通する複数のネジ孔２２，３２が設けられており、このネジ孔２２，３２にボルト４０を挿入し、構造体Ｓに螺合させることにより、第１及び第２半体２０，３０で挟持した直流電力ケーブルＣを構造体Ｓに固定するように構成されている。

第１半体２０の溝２１内には、この溝２１に挿入された直流電力ケーブルＣの外周（被覆部）と接触するように第１電極２３が取り付けられており、また、この第２半体２０の構造物Ｓと接触する面には第２電極２４が取り付けられている。なお、この第２電極２４は構造体Ｓと直接接触していなくても、第１半体２０の内部において、ネジ孔２２内に挿入された導電性のボルト４０と接触するように設けられていても良い。そして、この第１半体２０の内部には、第１電極２３と第２電極２４との間に発生する電位差（電圧）若しくはこの第１電極２３と第２電極２４との間に流れる電流を検知する漏電検知部２５と、漏電が検知されたときの処理を行う処理部２６とが設けられている。なお、図２においては、第１半体２０の溝２１に第１電極２３を設けた場合について示しているが、第２半体３０の溝３１にも第１電極を設け、直流電力ケーブルＣを覆うようにしても良い。この場合、溝２１及び溝３１に取り付けられた第１電極は、溝２１，３１で直流電力ケーブルＣを挟持するときに、電気的に接触するように配置する必要がある。

直流電力ケーブルＣの漏電故障は、多くの場合、クリート１０により支持されている被覆部Ｃｂの破損により発生する。そのため、この被覆部Ｃｂが破損して芯線Ｃａから電流が漏れることにより、構造物ＳとケーブルＣとの間に発生する電位差（電圧）若しくはこの間に流れる電流を漏電検知部２５で検出することにより、直流電力ケーブルＣの損傷を早期に発見して漏電事故を防止することができる。なお、この第１及び第２半体２０，３０は、例えばエポキシ樹脂等を成型して構成されており、検知部２５及び処理部２６は第１半体２０とともに一体にモールドすることにより、このクリート１０の取り扱いを容易にすることができる。

それでは、次に、漏電検知部２５で漏電を検知したときの処理に係る２つの実施例について説明する。

（第１実施例）
まず、図３を用いて第１実施例について説明する。第１半体２０における処理部２６には、漏電検知部２５で漏電が検出されたときにアンテナ２７ａを介して漏電情報を電波として発信する発信部２７（発信された漏電情報を「検出信号」と呼ぶ）と、この発信部２７及び漏電検知部２５が作動するための電力を供給する電源部２８とから構成されている。なお、電源部２８は、バッテリをこの第１半体２０に内蔵しても良いし、第１及び第２電極２３，２４を流れる漏電電流を漏電検知部２５及び処理部２６の動作のための電力として供給するように構成しても良い。

一方、このクリート１０が取り付けられている周囲に、アンテナ５１ａを備え、第１半体２０の発信部２７から送信される検出信号を受信する受信器５１と、受信器５１で受信された検出信号を監視して、クリート１０で発生する漏電を監視する監視装置５２とから構成される監視システム５０が設けられている。例えば、クリート１０毎に固有の識別番号を割り当てておき、発信部２７が漏電を検知して検出信号を送信するときにこの識別番号を含めることにより、監視装置５２は、どのクリート１０で漏電が発生しているのかを識別して管理することができ、漏電箇所を迅速に把握して、直流電力ケーブルＣによる送電の停止やこの直流電力ケーブルＣの取り替え工事等を行うことができる。

なお、クリート１０は、直流電力ケーブルＣが配設されている方向に沿って、所定の間隔を空けて配置されているので、所定の個数のクリート１０毎にグループに分け、それらのグループの各々に対して１台の受信器５１を設けるように構成することができる。もちろん、監視装置５２は、１台で、すべての受信器５１から送信される検出信号を監視し、この直流電力ケーブルＣ全体を管理するように構成することができる。また、クリート１０間に通信用のケーブルを敷設し、無線で検出信号を送信する代わりにこの通信用のケーブルを介して検出信号を監視装置５３に送信するように構成することも可能である。この場合は、受信器５１は不要である。

（第２実施例）
次に、図４を用いて第２実施例について説明する。この第２実施例においては、処理部２６は、発信部２７の代わりに記録部２９が設けられており、第１半体２０に設けられたＩＣタグ６０に漏電情報を記憶するように構成されている。ここで、ＩＣタグ６０は、不揮発性の読み書き可能な記憶部を有し、外部のリーダ装置５３から送信される電波により、非接触でこの記憶部の情報を読み書き可能に構成されたＩＣチップである。なお、漏電検知部２５及び処理部２６に対する電源の供給方法は、第１実施例と同様である。

記録部２９は、漏電検知部２５により直流電力ケーブルＣの漏電が検知されると、クリート１０の識別番号に加えて、漏電情報をＩＣタグ６０の記憶部に書き込む。ここで、漏電情報としては、漏れ電流や電圧の最大値を記憶するように構成しても良いし、この最大値に加えて検出した日時を記憶するように構成しても良い。また、ＩＣタグ６０の記憶部に常に最新の漏電情報を書き込むようにしても良いし、所定の回数の漏電情報を履歴情報として複数記憶するように構成しても良い。そして、検査員がリーダ装置５３を携帯して直流電力ケーブルＣが配設されている現場に行き、各クリート１０の近傍においてこのリーダ装置５３から電波を発射して、ＩＣタグ６０の記憶部に記憶されている識別情報及び漏電情報を読み出す。このとき、リーダ装置５３が読み出した日時（検査日時）を送信してＩＣタグ６０の記憶部に書き込み、合わせて前回の検査日時をＩＣタグ６０の記憶部から読み出すように構成しても良い。クリート１０のＩＣタグ６０に漏電情報が記憶されているときは、リーダ装置５４で読み出したときに検査員に警告を発するか、若しくは、無線または有線に関わらず、リーダ装置５３で収集した漏電情報を監視装置５２に送信してこの監視装置５２で管理するように構成される。

このように、漏電検知部２５で検出した漏電情報を一旦、クリート１０に設けられたＩＣタグ６０に蓄積することにより、受信器５１の設置や通信用ケーブルの敷設が不要となるため、簡単な構成で直流電力ケーブルＣの漏電を検出することができる。また、漏電情報の蓄積にＩＣタグ６０を用いると、漏電情報の外部への送信は、リーダ装置５３から放射される電波から電力を得て行われるため、送信のための特別な電力源が不要となる。そのため、電源部２８は、漏電検知部２５で検出された漏電情報をＩＣタグ６０に書き込む記録部２９の動作のためにだけ用いられるため、電源部２８の容量は小さくて済む。さらに、このＩＣタグ６０に漏電情報の履歴を記憶することにより、直流電力ケーブルＣの被覆部に微細な劣化が発生し、降雨により水が付着しているときだけ漏電が発生する場合でも、その情報を記録することができるので、この直流電力ケーブルＣの劣化を早期に発見して対策を行うことが可能となる。

本発明に係るクリート及びこのクリートに支持される直流電力ケーブルの斜視図である。 上記クリートの正面図であって、（ａ）は第１及び第２半体を分離した状態を示し、（ｂ）は第１及び第２半体で直流電力ケーブルを挟持して構造体に取り付けた状態を示す。 第１実施例に係るクリート及び監視システムの構成を示すブロック図である。 第２実施例に係るクリート及び監視システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ クリート（電線支持装置） ２０ 第１半体（支持部）
２３ 第１電極 ２４ 第２電極 ２５ 漏電検知部 ２６ 処理部
３０ 第２半体（支持部） ４０ ボルト ５０ 監視システム
５１ 受信器 ５２ 監視装置 ５３ リーダ装置 ６０ ＩＣタグ
Ｃ 直流電力ケーブル Ｃａ 芯線 Ｃｂ 被覆部 Ｓ 構造体

Claims (5)

1. 導電性の芯線が絶縁性の被覆部で覆われた直流電力ケーブルが配設される構造体に取り付けられ、当該直流電力ケーブルを支持する電線支持装置であって、
   前記直流電力ケーブルを支持する支持部と、
   前記支持部に設けられ、前記直流電力ケーブルの前記被覆部の外周面と接触する第１電極と、
   前記支持部に設けられ、前記構造体と接触する第２電極と、
   前記支持部に設けられ、前記第１電極及び前記第２電極に電気的に接続され、当該第１電極及び第２電極の間に発生する電圧若しくは当該第１電極及び第２電極の間に流れる電流を検出する漏電検知部と、
   前記漏電検知部により前記電圧若しくは前記電流が検出されたときに、漏電情報を出力する処理部と、を有する電線支持装置。
2. 前記支持部が、当該支持部を貫通し、前記構造体に螺合される導電性のボルトにより当該構造体に固定されるように構成されているときに、
   前記第２電極が、前記ボルトと電気的に接続することにより、前記構造体と接続されるように構成された請求項１に記載の電線支持装置。
3. 前記処理部が、前記漏電情報を電波として出力するように構成された請求項１または２に記載の電線支持装置と、
   前記電線支持装置から出力される前記漏電情報を監視する監視装置と、
   前記電線支持装置から送信された前記漏電情報を受信して前記監視装置に送信する受信器と、を有する監視システム。
4. 請求項１または２に記載の電線支持装置と、
   前記電線支持装置から出力される前記漏電情報を監視する監視装置と、
   前記電線支持装置及び前記監視装置を接続する通信ケーブルと、を有し、
   前記電線支持装置の前記処理部が、前記漏電情報を、前記通信ケーブルを介して前記監視装置に送信するように構成された監視システム。
5. 前記支持部に設けられたＩＣタグを有し、前記処理部が前記漏電情報を前記ＩＣタグに記憶するように構成された請求項１または２に記載の電線支持装置と、
   前記ＩＣタグと非接触通信をして当該ＩＣタグに記憶されている前記漏電情報を読み出すリーダ装置と、を有する監視システム。

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