JP5290866B2

JP5290866B2 - 架空送電線の腐食検知方法及び装置

Info

Publication number: JP5290866B2
Application number: JP2009123994A
Authority: JP
Inventors: 隆博早川
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Fujikura Ltd; Viscas Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Fujikura Ltd; Viscas Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: JP2010273469A

Description

本発明は、架空送電線の腐食検知方法と、それに用いる腐食検知装置に関するものである。

従来の架空送電線の腐食検知方法は、架空送電線に移動用の宙乗り機をセットし、作業者がその宙乗り機に乗って移動しながら電線の腐食を目視又は腐食検知装置で確認する方法が一般的である（非特許文献１参照）。これに用いる腐食検知装置としては、携帯型Ｘ線撮影装置や渦流探傷装置などがある。

また、架空送電線は腐食により電線外径が縮小することに着目し、架空送電線にリングを締め付け固定しておくと、腐食が発生したときに電線外径縮小によりリングの締め付け力がなくなってリングが電線長手方向に移動するので、そのリングの移動を地上から観測して腐食を検知する方法も公知である（特許文献１）。

電線・ケーブル技術委員会編「電気学会技術報告第９６８号」第５６〜５７頁：電気学会２００４年６月３０日特開２００４−１４０８８７号公報

しかし、従来の宙乗り機による腐食検知方法は、高所作業であるため危険を伴うだけでなく、作業者が宙乗り機に乗って電線上を移動するため作業者に大きな負担がかかる、という問題がある。また宙乗り機や腐食検知装置を電線にセットして作業を行うため、送電を停止する必要がある。

一方、架空送電線にリングを取り付ける腐食検知方法は、上記のような問題点を解消できる。
しかし電線の腐食の形態は、架設された電線の環境条件によって異なり、電線の表面側から進行する腐食と、内部から進行する腐食の、２種類の腐食が確認されており、腐食により電線外径が縮小する場合だけでなく、増大する場合もある。すなわち、電線の表面側から腐食が進行する場合、電線表面の金属が腐食により剥落し電線外径が縮小する。また、電線の内部から腐食が進行する場合は腐食生成物が電線内部に蓄積することから電線外径の増大となって現れる。
前記架空送電線にリングを取り付ける腐食検知方法では、電線外径が増大する腐食は検知することができない。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、腐食検知に高所作業を必要とせず、しかも電線外径が増大する腐食と縮小する腐食の双方を検知できる架空送電線の腐食検知方法と、それに用いる腐食検知装置を提供することにある。

本発明に係る架空送電線の腐食検知方法は、架空送電線の外周に周方向の一部が開閉可能なリングを取り付け、このリングの開閉端を歪みゲージが埋め込まれた軸力検出ボルトとナットで締め付けることにより、架空送電線にリングによる締め付け力を加えると共に前記軸力検出ボルトに軸力を発生させ、この状態で、架空送電線に腐食が発生したときの架空送電線の外径増大又は外径縮小による軸力検出ボルトの軸力の変化を、前記歪みゲージが接続された歪み計で測定することにより架空送電線の腐食を検知することを特徴とするものである。

また本発明に係る架空送電線の腐食検知装置は、
架空送電線の外周に取り付けられる周方向の一部が開閉可能なリングと、
このリングの開閉端を締め付けて架空送電線にリングにより締め付け力を加える、歪みゲージが埋め込まれた軸力検出ボルト及びナットと、
前記軸力検出ボルトの軸力の変化を歪みゲージの抵抗変化として測定する歪み計と、
前記歪み計の測定結果を送信する送信器と、
前記歪み計及び送信器の電源としてのバッテリーとを備え、
架空送電線に腐食が発生したときの架空送電線の外径増大又は外径縮小による軸力検出ボルトの軸力の変化を前記歪み計で測定し、測定結果を前記送信器により架空送電線から離れた所にある受信器へ送信するようになっていることを特徴とするものである。

本発明に係る架空送電線の腐食検知装置において、前記歪み計、送信器及びバッテリーは架空送電線に取り付けられたボックスに収容されており、前記バッテリーは前記ボックスの外面に取り付けられた太陽電池パネルから充電されるようになっていることが好ましい。

また本発明に係る架空送電線の腐食検知装置は、前記ボックスの内部又は外部に、前記軸力検出ボルトと同じ構造の温度補正用ボルトが設置され、この温度補正用ボルトの出力を用いて、腐食検知への温度変化の影響を低減することが好ましい。

また本発明に係る架空送電線の腐食検知装置において、前記温度補正用ボルトは、前記軸力検出ボルトの付近に、前記リングの開閉端に締め付け力を加えることなく、軸力を発生させた状態で設置され、この温度補正用ボルトの検出値により、軸力検出ボルトの軸力の変化のうち架空送電線の腐食による軸力変化以外の軸力の変化を低減する軸力補正を行い、架空送電線の腐食による軸力検出ボルトの軸力の変化以外の軸力の変化の影響が小さい軸力の変化を測定するようになっていることが好ましい。

本発明は、架空送電線に取り付けたリングに締め付け力を加えるボルトの軸力を測定して架空送電線の腐食を検知するので、電線外径が増大する腐食はボルトの軸力の増加として検知することができ、電線外径が縮小する腐食はボルトの軸力の減少として検知することができる。またボルトの軸力の変化を歪み計で電気的に測定するため、測定結果を無線で送ることが可能であり、高所作業を必要としない。

本発明に係る架空送電線の腐食検知装置の一実施例を示す（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。図１の腐食検知装置のブロック回路図。図１の腐食検知装置に用いる軸力検出ボルトの断面図。図１の腐食検知装置の歪み計内に設けられるブリッジ回路の説明図。架空送電線が腐食により、（Ａ）は外径が増大した状態を、（Ｂ）は外径が縮小した状態を示す説明図。本発明に係る架空送電線の腐食検知装置の他の実施例を示すブロック回路図。本発明に係る架空送電線の腐食検知装置のさらに他の実施例を示す正面図。図７の腐食検知装置のブロック回路図。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施例１＞図１〜図４は本発明の一実施例を示す。図において、１は鉄塔間に架設されたＡＣＳＲ等の架空送電線、３Ａ、３Ｂは架空送電線１を外周から締め付ける第一及び第二のリング、５Ａ、７Ａは第一のリング３Ａに締め付け力を加える第一のボルト及びナット、５Ｂ、７Ｂは第二のリング３Ｂに締め付け力を加える第二のボルト及びナット（ナット７Ｂは図示省略）、９は二つのボルト５Ａ、５Ｂに吊り下げられて架空送電線１に取り付けられたボックス、１１はボックス９の外面に取り付けられた太陽電池パネルである。ボックス９内には図２に示すようにバッテリー１３、歪み計１５及び送信器１７などが収容されている。

二つのリング３Ａ、３Ｂはそれぞれ、金属などの剛性を有する材料で形成された一対の半円形部材１９の一端側をヒンジピン２１で連結して他端側を開閉可能とし、当該他端側に外向きに一対の被締め付け片２３を突設したものである。被締め付け片２３にはボルト穴（図示せず）が形成されており、このボルト穴にボルト５Ａ、５Ｂを挿通して、ナット７Ａ、７Ｂを締め付けることで、リング３Ａ、３Ｂがそれぞれ架空送電線１を締め付けるようになっている。

ボックス９の上端には二つの支持片２５Ａ、２５Ｂが一体に設けられており、この支持片２５Ａ、２５Ｂにもボルト穴（図示せず）が形成されている。ボックス９は、この支持片２５Ａ、２５Ｂをリング３Ａ、３Ｂの被締め付け片２３の間に配置して、支持片２５Ａ、２５Ｂのボルト穴（図示せず）にボルト５Ａ、５Ｂを挿通することで、リング３Ａ、３Ｂに吊り下げ支持されている。第一のリング３Ａの被締め付け片２３は、ボルト５Ａとナット７Ａで締め付けたときに、支持片２５Ａを締め付けないように（支持片２５との間に隙間ができるように）形成されている。第二のリング３Ｂの被締め付け片２３も同様であるが、第二のリング３Ｂの被締め付け片２３は支持片２５Ｂを締め付けるように形成することもできる。

第一のボルト５Ａは、図３に示すように、軸線方向に形成された孔内に歪みゲージ２７を挿入し、接着剤などで埋め込み固定することにより、軸力を検出できるようにした軸力検出ボルトである（特開平６−３４７３４９号公報、特開２００５−９１０８６号公報等参照）。歪みゲージ２７のリード線２９はボックス９内の歪み計１５に接続されている。第二のボルト５Ｂは通常のボルトである。

歪み計１５は、図４に示すようなブリッジ回路３１を備えており、前記歪みゲージ２７はブリッジ回路３１の一辺に抵抗Ｒ１として接続されている。ブリッジ回路３１は歪みゲージ２７の抵抗変化を電圧変化として出力する。歪み計１５は上記ブリッジ回路３１とその出力をサンプリング処理する信号処理回路などを備えた一般的なもので、その出力信号（測定値）は送信器１７から無線で地上（監視所等）の受信器（図示せず）に送られる。歪み計１５及び送信器１７の電力はバッテリー１３から供給され、バッテリー１３は太陽電池パネル１１の発生電力で充電される。

上記のように第一のボルト即ち軸力検出ボルト５Ａとナット７Ａで第一のリング３Ａを締め付けると、当該リング３Ａにより架空送電線１に締め付け力が加わると共に、軸力検出ボルト５Ａに軸力が発生する。軸力検出ボルト５Ａに所定の軸力を発生させた状態で、歪み計１５を出力がゼロ（又は一定の値）になるように設定しておく。

架空送電線１に腐食が発生していないときは、出力ゼロの状態が継続するので、腐食が発生していないと判断できる。もし架空送電線１に腐食が発生して、図５（Ａ）に二点鎖線で示すように架空送電線１の外径が増大すると、リング３Ａを拡径しようとする力が発生するため、軸力検出ボルト５Ａの軸力が大きくなり、歪みゲージ２７の抵抗値Ｒ１が大きくなって、ブリッジ回路３１のバランスが崩れ、歪み計１５が電線外径増大に応じた出力を発生する。この出力は送信器１７で監視所に送られるので、監視所では電線外径が増大する腐食が発生したことを検知できる。

また、架空送電線１に腐食が発生して、図５（Ｂ）に二点鎖線で示すように架空送電線１の外径が縮小すると、リング３Ａが軸力検出ボルト５Ａの締め付け力で縮径するため、軸力検出ボルト５Ａの軸力が小さくなり、歪みゲージ２７の抵抗値Ｒ１が小さくなって、ブリッジ回路３１のバランスが崩れ、歪み計１５が電線外径縮小に応じた出力を発生する。この出力は送信器１７で監視所に送られるので、監視所では電線外径が縮小する腐食が発生したことを検知できる。

この実施例では、第二のリング３Ｂを締め付ける第二のボルト５Ｂに通常のボルトを用いたが、第二のボルト５Ｂにも軸力検出ボルトを用いて、二つの軸力検出ボルトで架空送電線の腐食を検知するようにすることもできる。

また、この実施形態では、第一のリング３Ａを締め付ける軸力検出ボルト５Ａにボックス９を吊り下げるようにしたが、第一のリング３Ａと軸力検出ボルト５Ａは架空送電線１を締め付けるだけとし、ボックス９は別の取り付け手段により架空送電線１に取り付けるようにしてもよい。

＜実施例２＞図６は本発明の他の実施例を示す。この実施例は、ボックス９内に温度補正用ボルト３３を収納したものである。温度補正用ボルト３３は軸力検出ボルト５Ａと同じ構造で、内部にボルト３３の温度変化を検出するための歪みゲージ３５が埋め込まれている。この歪みゲージ３５はリード線３７により歪み計１５内のブリッジ回路３１（図４参照）に抵抗Ｒ２として接続されている。上記以外の構成は実施例１と同じである。
すなわち、温度補正用ボルト３３は、前記軸力検出ボルト５Ａの付近に、前記リング３Ａ、３Ｂの開閉端の被締め付け片２３、２３に締め付け力を加えることなく、軸力を発生させた状態で設置されている。これにより架空送電線１の腐食による軸力検出ボルト５Ａの軸力の変化以外の軸力の変化を温度補正用ボルト３３で検出して軸力補正を行い、軸力検出ボルト５Ａの軸力の変化のうち、架空送電線１の腐食による軸力変化以外の軸力の変化が低減された軸力の変化を測定することができる。

上記のような構成にすると、温度補正用ボルト３３は軸力検出ボルト５Ａの近くに配置されるため、温度変化も軸力検出ボルト５Ａとほぼ同じになる。その結果、歪みゲージ２７の温度変化による抵抗変化と、歪みゲージ３５の温度変化による抵抗変化がほぼ同じになるので、軸力検出ボルト５Ａの温度変化に基づくブリッジ回路３１の出力変化を打ち消すことができ、より精度の高い腐食検知を行うことができる。

＜実施例３＞図７及び図８は本発明のさらに他の実施例を示す。この実施例は、実施例２で使用したのと同じ温度補正用ボルト３３を、軸力検出ボルト５Ａの直下の支持片２５Ａに形成されたボルト穴に挿通し、ナット３９で締め付け固定したものである。支持片２５Ａの長さが実施例１の場合より長くなっているが、それ以外の構成は実施例１、２と同じである。

このような構成にすると、軸力検出ボルト５Ａの温度変化に基づくブリッジ回路３１の出力変化を打ち消すことができるだけでなく、温度変化以外の要因例えば電線１の振動などに基づくブリッジ回路３１の出力変化をも打ち消すことが可能となり、さらに精度の高い腐食検知を行うことができる。

１：架空送電線
３Ａ、３Ｂ：リング
５Ａ：第一のボルト（軸力検出ボルト）
５Ｂ：第二のボルト
７Ａ、７Ｂ：ナット
９：ボックス
１１：太陽電池パネル
１３：バッテリー
１５：歪み計
１７：送信器
１９：半円部材
２１：ヒンジピン
２３：被締め付け片
２５Ａ、２５Ｂ：支持片
２７：歪みゲージ
２９：リード線
３１：ブリッジ回路
３３：温度補正用ボルト
３５：歪みゲージ
３７：リード線
３９：ナット

Claims

架空送電線の外周に周方向の一部が開閉可能なリングを装着し、このリングの開閉端を歪みゲージが埋め込まれた軸力検出ボルトとナットで締め付けることにより、架空送電線にリングによる締め付け力を加えると共に前記軸力検出ボルトに軸力を発生させ、この状態で、架空送電線に腐食が発生したときの架空送電線の外径増大又は外径縮小による軸力検出ボルトの軸力の変化を、前記歪みゲージが接続された歪み計で測定することにより架空送電線の腐食を検知することを特徴とする架空送電線の腐食検知方法。
架空送電線の外周に取り付けられる周方向の一部が開閉可能なリングと、
このリングの開閉端を締め付けて架空送電線にリングにより締め付け力を加える、歪みゲージが埋め込まれた軸力検出ボルト及びナットと、
前記軸力検出ボルトの軸力の変化を歪みゲージの抵抗変化として測定する歪み計と、
前記歪み計の測定結果を送信する送信器と、
前記歪み計及び送信器の電源としてのバッテリーとを備え、
架空送電線に腐食が発生したときの架空送電線の外径増大又は外径縮小による軸力検出ボルトの軸力の変化を前記歪み計で測定し、測定結果を前記送信器により架空送電線から離れた所にある受信器へ送信するようになっていることを特徴とする架空送電線の腐食検知装置。
前記歪み計、送信器及びバッテリーは架空送電線に取り付けられたボックスに収容されており、前記バッテリーは前記ボックスの外面に取り付けられた太陽電池パネルから充電されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の架空送電線の腐食検知装置。
前記ボックスの内部又は外部に、前記軸力検出ボルトと同じ構造の温度補正用ボルトが設置され、この温度補正用ボルトの出力を用いて、腐食検知への温度変化の影響を低減することを特徴とする請求項３記載の架空送電線の腐食検知装置。
前記温度補正用ボルトは、前記軸力検出ボルトの付近に、前記リングの開閉端に締め付け力を加えることなく、軸力を発生させた状態で設置され、この温度補正用ボルトの検出値により、軸力検出ボルトの軸力の変化のうち架空送電線の腐食による軸力変化以外の軸力の変化を低減する軸力補正を行い、架空送電線の腐食による軸力検出ボルトの軸力の変化以外の軸力の変化の影響が小さい軸力の変化を測定することを特徴とする請求項４記載の架空送電線の腐食検知装置。