JP7135745B2 - コロナ放電の発生箇所特定装置、コロナ放電の発生箇所特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、コロナ放電の発生箇所特定装置、コロナ放電の発生箇所特定方法に関する。

例えば、降雨の際に、送電線における電線の表面に付着した水滴から生じるコロナ放電に起因して、コロナ騒音（ジリジリ、ザーザー、ブーン等と聞こえる耳障りな音）が発生することがある。コロナ騒音は、電源周波数の２倍の周波数成分を含む自然界にはない音質であるため、人間に感知されやすい。そのため、地域住民からコロナ騒音が聞こえる等の苦情を受けた場合、コロナ騒音の発生箇所を特定し、コロナ放電が発生しなくなるような対策を実施する必要がある。例えば、コロナ騒音の発生箇所を特定する場合、地域住民からの情報に基づいてコロナ騒音が発生したと予測される地点に架設されている送電線の周囲に録音装置（例えばＩＣレコーダ）を設置し、録音装置に長期的且つ継続的に録音されている音の中からコロナ騒音と思われる音を抽出する作業を行っている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００６－２３０８６号公報

しかし、コロナ騒音の発生箇所を特定するために、長時間に亘る録音内容の中からコロナ騒音と思われる音を抽出しなければならないため、作業者の負担が大きくなることに伴って、コロナ騒音と思われる音を精度よく抽出できず、その結果、コロナ放電の発生箇所を精度よく特定できなくなる虞があった。

そこで、本発明は、作業者の負担を軽減しつつコロナ放電の発生箇所を精度よく特定することが可能な、コロナ放電の発生箇所特定装置及びコロナ放電の発生箇所特定方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本発明は、送電線におけるコロナ放電の発生箇所を特定する装置であって、前記送電線の周囲における電界の周波数を測定する測定部と、前記電界の周波数を前記送電線から供給される電力の電源周波数と比較する比較部と、前記電界の周波数が前記電源周波数よりも高い場合、前記送電線の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音する第１記録部と、を備えている。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、作業者の負担を軽減しつつコロナ放電の発生箇所を精度よく特定することが可能となる。

本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置の設置例を示す図である。 本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置を示すブロック図である。 本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置の動作を示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝＝コロナ放電＝＝＝
例えば、鉄塔に架設される送電線は、周囲の空気によって絶縁されている。しかし、送電線の表面における電位傾度の波高値が約３０ｋＶ／ｃｍに達すると、周囲の空気が絶縁力を失うことによって、送電線の表面から薄光及び音を伴う部分的な放電（コロナ放電）が発生する。コロナ放電は発生に関して送電線の劣化や天候（例えば降雨）等の様々な要因の影響を受けるが、コロナ放電が発生すると、電力損失、電波障害、通信障害、電線腐食等を引き起こすこととなる。そこで、電力会社においては、早期に、コロナ放電の発生箇所を特定し、コロナ放電が発生しなくなるための対策を実施する必要がある。

＝＝＝発生箇所特定装置の設置例＝＝＝
図１は、本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置の設置例を示す図である。

電力会社の作業員が、コロナ放電が発生しなくなるための作業を実施することができるように、発生箇所特定装置１は、本実施形態においてコロナ騒音が発生する条件として予め設定されている条件が成立した場合、送電線１００の周囲における音を録音するとともに送電線１００の周囲における紫外線映像を録画する装置である。つまり、発生箇所特定装置１は、送電線１００の周囲における音を録音する録音装置１０（第１記録部）と、送電線１００の周囲における紫外線映像を録画する録画装置２０（第２記録部）と、送電線１００の周囲における電界の周波数を測定する電界周波数測定装置３０と、を含んで構成されている。録音装置１０、録画装置２０、電界周波数測定装置３０の機能の詳細については後述する。録音装置１０は、送電線１００の表面からコロナ放電が発生している期間にコロナ騒音（ジリジリ、ザーザー、ブーン等の耳障りな音）を録音することができるように、又、録画装置２０は、送電線１００の表面からコロナ放電が発生している期間に紫外線映像を録画することができるように、それぞれ鉄塔２００に近い位置（例えば鉄塔２００に隣り合う建物の壁）に設置されている。更に、電界周波数測定装置３０は、送電線１００の周囲における電界の周波数を測定することができるように、鉄塔２００上における送電線１００の架設位置に近い位置に設置されている。

＝＝＝発生箇所特定装置の構成＝＝＝
図２は、本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置を示すブロック図である。

発生箇所特定装置１は、コロナ放電の発生箇所を特定するために、上記の録音装置１０、録画装置２０、電界周波数測定装置３０を含んで構成されている。

＜電界周波数測定装置＞
コロナ放電が発生しているときの送電線１００の周囲における電界の周波数は、送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも高くなることが知られている。そこで、電界周波数測定装置３０は、コロナ放電の発生箇所を特定するために、送電線１００の周囲における電界の周波数を測定する。

電界周波数測定装置３０は、測定部３１、計時部３２、比較部３３、出力部３４を有する。電界周波数測定装置３０は、例えばマイクロプロセッサを含んで構成され、測定部３１、計時部３２、比較部３３、出力部３４の機能は、マイクロプロセッサのソフトウエア処理によって実現されることとしてもよい。

測定部３１は、送電線１００の周囲における電界の周波数を測定する。尚、測定部３１による測定動作は、所定周期で行われてもよいし、外部からの指示に従って行われてもよい。

計時部３２は、現在時刻を計時する、又、計時部３２は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなっている期間と、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して低くなっている期間と、を計時する。

比較部３３は、測定部３１による測定結果が供給されることによって、送電線１００の周囲における電界の周波数を、送電線１００から供給される電力の電源周波数と比較する。比較部３３は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなると、コロナ放電が発生している可能性が高いため、録音開始信号を生成する。一方、比較部３３は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなくなると、コロナ放電が発生していない可能性が高いため、録音停止信号を生成する。尚、送電線１００から供給される電力の電源周波数を示すデータは、比較部３３に予め設定されていることとする。

出力部３４は、録音開始信号及び録音停止信号を無線によって録音装置１０に送信する。

＜録音装置＞
録音装置１０は、電界周波数測定装置３０から送信されてくる録音開始信号及び録音停止信号に従って、コロナ騒音が発生している期間に、送電線１００の周囲における音を録音する装置であって、例えばＩＣレコーダを採用することによって実現される。

録音装置１０は、記録部１１及び出力部１２を有する。

コロナ騒音が発生しているときの音圧レベルは、コロナ騒音が発生していないときの音圧レベルよりも高くなることが知られている。そこで、記録部１１は、録音開始信号が入力されると、録音動作を開始し、送電線１００の周囲における音のうち基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音する。一方、記録部１１は、録音停止信号が入力されると、録音動作を停止する。例えば、記録部１１は、マイクロプロセッサのソフトウエア処理によってＩＣレコーダの録音開始及び録音停止を制御するように構成されている。尚、基準音圧レベルはコロナ騒音が発生していないときの所定の音圧レベルであって、基準音圧レベルを示すデータは記録部１１に予め設定されていることとする。

出力部１２は、記録部１１に記録されている音データを、コロナ放電の発生箇所を特定するための根拠となる情報として出力する。

このように、録音装置１０は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間高くなる条件が成立した場合、コロナ放電が発生していると見做して、送電線１００の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音することとなる。

＜録画装置＞
録画装置２０は、コロナ騒音が発生している期間に、送電線１００の周囲における紫外線映像を録画する装置であって、マイクロプロセッサを含んで構成されている。

録画装置２０は、ＵＶカメラ部２１と、マイクロプロセッサのソフトウエア処理によって実現される機能として、記録部２２及び出力部２３を有する。

ＵＶカメラ部２１は、電界周波数測定装置３０から録音開始信号が入力されると、送電線１００の周囲における紫外線映像の撮影を開始し、電界周波数測定装置３０から録音停止信号が入力されると、送電線１００の周囲における紫外線映像の撮影を停止する。尚、ＵＶカメラ部２１は、送電線１００を広範囲に撮影することが可能な広角度レンズを備えていることが望ましい。

記録部２２には、ＵＶカメラ部２１が稼働されることによって、ＵＶカメラ部２１から送電線１００の周囲における紫外線映像が入力される。又、記録部２２には、送電線１００の周囲における音の音圧レベルが基準音圧レベルよりも高くなると、記録部１１から録画開始信号が入力され、送電線１００の周囲における音の音圧レベルが基準音圧レベルよりも高くなくなると、記録部１１から録画停止信号が入力される。つまり、記録部１１が送電線１００の周囲における音のうち基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音している期間、記録部２２は送電線１００の周囲における紫外線映像を録画することとなる。

出力部２３は、記録部２２に記録されている紫外線映像データを、コロナ放電の発生箇所を特定するための根拠となる情報として出力する。

このように、録画装置２０は、送電線１００の周囲における音の音圧レベルが基準音圧レベルよりも高くなると、コロナ放電が発生していると見做して、送電線１００の周囲における紫外線映像を録画することとなる。

＝＝＝発生箇所特定装置の動作＝＝＝
図３は、本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置１の動作を示すフローチャートである。

先ず、電界周波数測定装置３０は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも一定時間継続して高くなっているか否かを判定する（ステップＳ１）。送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなっていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、コロナ放電が発生している可能性が低いため、電界周波数測定装置３０はステップＳ１の判定動作を再度実行する。一方、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなっている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、コロナ放電が発生している可能性が高いため、録音装置１０は、録音開始信号が発生してから録音停止信号が発生するまでの期間、送電線１００の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を抽出し、そのときの現在時刻の情報と紐付けて録音する（ステップＳ２）。

次に、録画装置２０は、録音装置１０が送電線１００の周囲における音のうち基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音している期間、送電線１００の周囲における紫外線映像を録画する（ステップＳ３）。

次に、電界周波数測定装置３０は、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも一定時間継続して高くなっていないか否かを判定する（ステップＳ４）。送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも引き続き継続して高くなっている場合（ステップＳ４：ＮＯ）、コロナ放電が発生している可能性が高いため、録音装置１０はステップＳ２の動作を再度実行し、録画装置２０はステップＳ３の動作を再度実行する。一方、送電線１００の周囲における電界の周波数が送電線１００から供給される電力の電源周波数よりも一定時間継続して高くなっていない場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、コロナ放電が発生していない可能性が高いため、録音装置１０は録音停止信号の発生によって録音動作を停止し、録画装置２０は録音装置１０の録音動作の停止に伴って録画動作を停止し（ステップＳ５）、電界周波数測定装置３０はステップＳ１の判定動作を再度実行する。

このように、コロナ放電は発生したと見做される条件が成立した場合、送電線１００の周囲における音及び紫外線映像を記録することが可能となる。

＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態に係るコロナ放電の発生箇所特定装置１は、送電線１００の周囲における電界の周波数を測定する測定部３１と、電界の周波数を送電線１００から供給される電力の電源周波数と比較する比較部３３と、電界の周波数が電源周波数よりも高い場合、送電線１００の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音する記録部１１と、を備えている。

更に、比較部３３は、電界の周波数が電源周波数よりも一定時間以上高くなると、記録部１１が録音を開始するための信号を生成する。

更に、比較部３３は、電界の周波数が電源周波数よりも高くなくなると、記録部１１が録音を停止するための信号を生成する。

更に、記録部１１が基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音している期間、送電線１００の周囲における紫外線映像を記録する録画装置２０を備えている。

更に、電界周波数測定装置３０は、送電線１００が架設されている鉄塔２００上の所定位置に設置され、録音装置１０及び録画装置２０は、鉄塔２００に近い位置に設置されている。

更に、基準音圧レベルは、コロナ放電が発生していない場合の所定の音圧レベルである。

そして、本実施形態のコロナ放電の発生箇所特定装置１によれば、作業者の負担を軽減しつつ、送電線１００の周囲における音及び紫外線映像を根拠としてコロナ放電の発生箇所を精度よく特定することが可能となる。

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１ 発生箇所特定装置
１０ 録音装置
１１，２２ 記録部
１２，２３，３４ 出力部
２０ 録画装置
２１ ＵＶカメラ部
３０ 電界周波数測定装置
３１ 測定部
３２ 計時部
３３ 比較部

Claims (7)

1. 送電線におけるコロナ放電の発生箇所を特定する装置であって、
   前記送電線の周囲における電界の周波数を測定する測定部と、
   前記電界の周波数を前記送電線から供給される電力の電源周波数と比較する比較部と、
   前記電界の周波数が前記電源周波数よりも高い場合、前記送電線の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音する第１記録部と、
   を備えたことを特徴とするコロナ放電の発生箇所特定装置。
2. 前記比較部は、前記電界の周波数が前記電源周波数よりも一定時間以上高くなると、前記第１記録部が録音を開始するための信号を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコロナ放電の発生箇所特定装置。
3. 前記比較部は、前記電界の周波数が前記電源周波数よりも高くなくなると、前記第１記録部が録音を停止するための信号を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のコロナ放電の発生箇所特定装置。
4. 前記第１記録部が前記基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音している期間、前記送電線の周囲における紫外線映像を録画する第２記録部
   を更に備えたことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のコロナ放電の発生箇所特定装置。
5. 前記測定部は、前記送電線が架設されている鉄塔上の所定位置に設置され、
   前記第１記録部及び前記第２記録部は、前記鉄塔に近い位置に設置される
   ことを特徴とする請求項４に記載のコロナ放電の発生箇所特定装置。
6. 前記基準音圧レベルは、前記コロナ放電が発生していない場合の所定の音圧レベルである
   ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載のコロナ放電の発生箇所特定装置。
7. 送電線の周囲における電界の周波数を測定するステップと、
   前記電界の周波数を前記送電線から供給される電力の電源周波数と比較するステップと、
   前記電界の周波数が前記電源周波数よりも高い場合、前記送電線の周囲における音のうち、基準音圧レベルよりも高い音圧レベルの音を録音するステップと、
   を含むことを特徴とするコロナ放電の発生箇所特定方法。

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