JP5211276B2 - 電磁誘導電圧予測方法 - Google Patents
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Description
(2) 交流架空送電線または交流式電気鉄道による磁束密度に起因して、前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道に隣接して敷設される埋設金属導体または架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を、敷設前に予測する電磁誘導電圧予測方法であって、磁束密度測定手段を前記埋設金属導体または前記架空金属導体の敷設予定ルートに沿って移動させながら、前記敷設予定ルートもしくは前記敷設予定ルート近傍における磁束密度の絶対値を測定し、測定した前記磁束密度の絶対値と、前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道と前記敷設予定ルートとの幾何学的な位置関係とに基づいて、敷設後の前記埋設金属導体または前記架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を演算することを特徴とする、電磁誘導電圧予測方法。
(3) 前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道の近傍に参照用磁束密度測定手段を固定し、前記磁束密度測定手段により測定される磁束密度と、前記参照用磁束密度測定手段により測定される磁束密度と、の位相差をあわせて測定することを特徴とする、(1)または(2)に記載の電磁誘導電圧予測方法。
(4) 前記磁束密度の前記敷設予定ルートに直交する成分について、前記磁束密度の絶対値および前記位相差に基づいて余弦成分及び/又は正弦成分を算出し、前記余弦成分および前記正弦成分それぞれについて、前記敷設予定ルートに沿って積算を行い、前記余弦成分の積算値及び/又は前記正弦成分の積算値を用いて、前記磁束密度の積算値を算出することを特徴とする、(1)〜(3)のいずれかに記載の電磁誘導電圧予測方法。
(5) 少なくとも2つの前記磁束密度測定手段を用いて、前記磁束密度の前記敷設予定ルートに直交する成分を計測することを特徴とする、(1)〜(4)のいずれかに記載の電磁誘導電圧予測方法。
金属製パイプラインは、一般に、絶縁性の高い塗覆装により周囲土壌と電気的に絶縁されており、この金属製パイプラインが、図1に示すように、交流架空送電線に近接して埋設される場合について、以下で説明する。
図3に、上記の参照用磁気センサ100、交流電圧計102および磁気センサ104を用いて実際に測定した磁束密度の一例を示す。図3は、一般によく用いられる三相2回線の交流架空送電線を流れる交流電流により発生した磁束密度の水平方向成分(y方向成分)と鉛直方向成分(z方向成分)とを、交流架空送電線を横切るように地表面にて実測した結果である。図3(a)は、実測した磁束密度の振幅を示しており、図3(b)は、磁束密度の鉛直方向成分が最大となる点における位相を基準とし、位相差を示したものである。図3(a)および図3(b)の横軸は、送電鉄塔10からの水平距離を表しており、原点(横軸の値が0の点)が送電鉄塔10の中央の位置を表している。また、この時、参照用磁気センサ100は、上記の磁束密度の鉛直方向成分が最大となる点に設置した。
続いて、図4および図5を参照しながら、三相2回線の交流架空送電線から発生した磁束密度を実際に測定した一例について説明する。以下に示す測定例では、図4に示した敷設状況にある金属製埋設パイプライン18について、当該金属製埋設パイプライン18に沿って測定を行なった。
<磁束密度の余弦成分と正弦成分の計算>
電磁誘導電圧(さらには、管対地交流電位)の予測にあたっては、まず、磁束密度のy方向成分Byと、磁束密度のz方向成分Bzとの余弦成分および正弦成分をそれぞれ計算する。余弦成分は、以下の式102および式103により算出することが可能である。
続いて、算出した余弦成分および正弦成分それぞれについて、y方向成分とz方向成分の積算を行なう。余弦成分の積算は、以下の式106および式107により行なわれる。
図8に、図7(c)に示した磁束密度積算値ΣBと、図4に示した金属製埋設パイプラインにおける管対地交流電位EACの測定結果とを、比較して示す。また、以下の表2に、ターミナルボックスT1、T2、T3における磁束密度積算値ΣBと、EACの値の比較を示す。
続いて、本実施形態に係る電磁誘導電圧予測方法の第2の演算方法について、以下に詳細に説明する。この演算方法は、金属製パイプラインの敷設予定ルートと、交流架空送電線との幾何学的位置関係を考慮に入れて演算を行い、敷設後に金属製パイプラインに発生する電磁誘導電圧および管対地交流電位を予測する方法である。
まず、送電鉄塔に単相交流方式の交流架空送電線が設けられている場合における電磁誘導電圧予測方法を、詳細に説明する。
hs:磁気センサSの測定位置(地表面からの高さ)
hp:金属製パイプラインの敷設予定深度
yp:磁気センサSおよび敷設予定ルートPの交流架空送電線Aからの水平離隔距離
a :交流架空送電線Aと敷設予定ルートPとの直線距離
c :交流架空送電線Aと磁気センサSとの直線距離
b :交流架空送電線Aと敷設予定ルートの鏡像P’との直線距離
d :磁気センサSと交流架空送電線の鏡像A’との直線距離
上述の説明では、単相の送電線に近接したパイプラインにおける電磁誘導電圧Vmを磁束密度Bから予測する手法について説明した。実際の送電線のほとんどは多相、具体的には三相交流方式であるが、取り扱いは基本的に単相を同じである。以下では、代表的な例として、三相交流方式で逆相の2回線垂直配列送電線を例に、この送電線に近接するパイプラインPにおける磁束密度Bと電磁誘導電圧Vmの関係について、詳細に説明する。
h2:交流架空送電線v,v’の地表面16からの高さ
h3:交流架空送電線w,w’の地表面16からの高さ
hs:磁気センサSの測定位置(地表面からの高さ)
hp:金属製パイプラインの敷設予定深度
yp:磁気センサSおよび敷設予定ルートPの送電鉄塔Aの中心からの水平離隔距離
g1:交流架空送電線u,u’の送電鉄塔Aの中心からの離隔距離(送電鉄塔のアーム長)
g2:交流架空送電線v,v’の送電鉄塔Aの中心からの離隔距離(送電鉄塔のアーム長)
g3:交流架空送電線w,w’の送電鉄塔Aの中心からの離隔距離(送電鉄塔のアーム長)
ai :各交流架空送電線と敷設予定ルートPとの直線距離
ci :各交流架空送電線と磁気センサSとの直線距離
bi:各交流架空送電線と敷設予定ルートの鏡像P’との直線距離
di:磁気センサSと各交流架空送電線の鏡像との直線距離
12 交流架空送電線
14 敷設予定ルート
16 地表面
18 金属製埋設パイプライン
20 照合電極
22 鏡面
100 参照用磁気センサ
102 電圧計
104 磁気センサ
Claims (5)
- 交流架空送電線または交流式電気鉄道による磁束密度に起因して、前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道に隣接して敷設される埋設金属導体または架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を、敷設前に予測する電磁誘導電圧予測方法であって、
磁束密度測定手段を前記埋設金属導体または前記架空金属導体の敷設予定ルートに沿って移動させながら、前記敷設予定ルートもしくは前記敷設予定ルート近傍における磁束密度の絶対値を測定し、
前記敷設予定ルートに沿って測定した前記磁束密度の絶対値を、前記敷設予定ルートに沿って積算し、
積算した前記磁束密度の絶対値に基づいて、敷設後の前記埋設金属導体または前記架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を演算する
ことを特徴とする、電磁誘導電圧予測方法。 - 交流架空送電線または交流式電気鉄道による磁束密度に起因して、前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道に隣接して敷設される埋設金属導体または架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を、敷設前に予測する電磁誘導電圧予測方法であって、
磁束密度測定手段を前記埋設金属導体または前記架空金属導体の敷設予定ルートに沿って移動させながら、前記敷設予定ルートもしくは前記敷設予定ルート近傍における磁束密度の絶対値を測定し、
測定した前記磁束密度の絶対値と、前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道と前記敷設予定ルートとの幾何学的な位置関係とに基づいて、敷設後の前記埋設金属導体または前記架空金属導体に発生する電磁誘導電圧を演算する
ことを特徴とする、電磁誘導電圧予測方法。 - 前記交流架空送電線または前記交流式電気鉄道の近傍に参照用磁束密度測定手段を固定し、
前記磁束密度測定手段により測定される磁束密度と、前記参照用磁束密度測定手段により測定される磁束密度と、の位相差をあわせて測定する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の電磁誘導電圧予測方法。 - 前記磁束密度の前記敷設予定ルートに直交する成分について、前記磁束密度の絶対値および前記位相差に基づいて余弦成分及び/又は正弦成分を算出し、
前記余弦成分および前記正弦成分それぞれについて、前記敷設予定ルートに沿って積算を行い、
前記余弦成分の積算値及び/又は前記正弦成分の積算値を用いて、前記磁束密度の積算値を算出する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の電磁誘導電圧予測方法。 - 少なくとも2つの前記磁束密度測定手段を用いて、前記磁束密度の前記敷設予定ルートに直交する成分を計測することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の電磁誘導電圧予測方法。
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