JPH04315957A - 鉄塔取付機器の振動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば鉄塔を支持する
懸垂碍子等の鉄塔取付機器にクラックなどの不良箇所が
生じた場合に、それを確実、迅速かつ安全に検出するこ
とができる鉄塔取付機器の振動測定装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】本願発明者は、特開平２ー３５３５１号
公報に示すように架空送電線を支持する支持碍子の振動
測定装置を提案している。この測定装置は支持碍子を構
成する懸垂碍子の表面にレーザ光を照射して、該懸垂碍
子を機械的に振動させる碍子振動用レーザ光発生装置と
、懸垂碍子の表面に振動検出用のレーザ光を照射する振
動検出用レーザ光発生装置と、このレーザ光発生装置か
ら照射され、懸垂碍子から反射された反射レーザ光（物
体反射光）を受光する受光器と、反射レーザ光を原レー
ザ光と干渉させて、干渉光から懸垂碍子の振動を検出す
る振動検出装置と、振動検出装置から出力された検出信
号を可聴音声に変換するための音声変換装置とにより構
成されている。そして、可聴音の状態により懸垂碍子の
良否を判別するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記懸垂碍子の裏面は
通常沿面絶縁距離を長くとるため、笠部裏面のひだが同
心状に形成され、このひだの下面に振動検出用レーザ光
を照射すると、反射レーザ光の反射方向が変動し易く、
反射レーザ光を受光する装置へ正確に反射レーザ光を入
射するための調整作業が非常に面倒であった。さらに、
詳述すると振動検出用レーザ光は肉眼では確認が困難で
あり、従って、受光器により受光された状態を振動検出
装置の出力信号により判断して碍子にレーザ光が正常に
入射されているものと判断していた。又、複数の懸垂碍
子のうちどの段の懸垂碍子にレーザ光が照射されている
のかの判断も非常に難しいという問題があった。

【０００４】この発明の目的は取付機器への振動検出用
レーザ光の照射位置の調整を迅速かつ確実に行うことが
できる鉄塔取付機器の振動測定装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明においては、振動検出用レーザ光発生装置の
近傍に該レーザ光発生装置から取付機器に照射されるレ
ーザ光の照射方向と同方向に可視光線を照射する可視光
線照射装置を設け、前記取付機器の表面に照射された可
視光線の反射状態を確認するための反射確認装置を設け
るという手段をとっている。

【０００６】

【作用】この発明は可視光線照射装置から取付機器に可
視光線を照射すると、取付機器の表面のうちどの部分か
ら反射が最も強いかが反射状態確認装置により判断され
る。従って、この最も反射の強い取付機器の表面に対し
振動検出用レーザ光発生装置からレーザ光を照射する。 この状態で振動手段により取付機器が機械的に振動され
る。そして、取付機器から反射された振動検出用レーザ
光が受光手段に受光され、この受光された反射レーザ光
は振動検出手段に入力され取付機器の振動が検出される
。さらに、この振動検出手段からの出力信号が判別手段
により正常取付機器の振動データと比較されて取付機器
の良否が判別される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した第１実施例を図
１〜図５に基づいて説明する。図１に示すように、鉄塔
の支持アーム１には送電線４を支持する懸垂碍子連３が
吊下されている。この懸垂碍子連３は図４に示す懸垂碍
子２を直列に多数連結して構成されている。この懸垂碍
子２は碍子本体５と、その上部にセメント接着嵌合した
キャップ金具６と、下部にセメント接着したピン金具７
とにより構成されている。

【０００８】一方、地面の安定した箇所には懸垂碍子２
に機械的衝撃を与えるための碍子振動手段としてのパル
スレーザ光発生器８が設置され、前記碍子本体５の磁器
表面５ａにレーザ光を照射することにより、懸垂碍子２
を振動し得るようにしている。この実施例では前記パル
スレーザ光発生器８から、ＴＥＡ−ＣＯ２　レーザ（λ
＝１０．６μｍ、出力〜数Ｊ）が出力されるようにして
いる。前記レーザ光発生器８から照射されたＴＥＡ−Ｃ
Ｏ２　レーザ光が碍子表面に照射されると、照射面がパ
ルス的に加熱されて衝撃波が発生し、この効果によって
碍子は振動する。

【０００９】又、地面の安定した箇所に設置された機器
ケース９内には図２に示すように振動検出用レーザ光発
生装置及び受光手段を構成し、かつ碍子２の振動をレー
ザ光の干渉を利用して検出するためのレーザドップラ振
動測定装置１０が設置されている。又、前記機器ケース
９内には後述する可視光線照射装置１０が収容されてい
る。

【００１０】前記レーザドップラ振動測定装置１０の収
納ケース内には、図３に示すようにＨｅ−Ｎｅレーザ光
発生器１２が配置されている。このレーザ光発生器１２
からは（λ＝０．６４μｍ、出力〜数ｍＷ）の振動検出
用レーザ光Ｒ１が出力されるようになっている。このレ
ーザ光発生器１２の前方には該発生器１２から発射され
たレーザ光Ｒ１を２つに分岐させるための第１及び第２
のビームスプリッタ１３，１４が配置されている。そし
て、ビームスプリッタ１３，１４から直進したレーザ光
Ｒ１はレンズ１５を通り、懸垂碍子５に照射された後に
物体反射光として、レンズ１５に入り第２ビームスプリ
ッタ１４からミラー１６に入反射して第３ビームスプリ
ッタ１７に入力される。又、前記第１ビームスプリッタ
１３には一定の振動数（８０メガヘルツ）を加えるため
の音響光学素子（ＡＯＭ）１８が接続され、該音響光学
素子（ＡＯＭ）１８にはその駆動回路１９が設けられ、
さらに前記第１ビームスプリッタ１３から分岐された原
レーザ光（参照光）は、音響光学素子１８を介して前記
第３ビームスプリッタ１７に供給され、ここで碍子から
の物体反射光と光路差により干渉されるようになってい
る。さらに、前記第３ビームスプリッタ１７から出た振
動検出用レーザ光Ｒ１はアバランシェフォトダイオード
（ＡＰＤ）２０により電気信号に変換される。

【００１１】又、前記ＡＰＤ２０には、信号線により光
信号から変換された電気信号をＦＭ変調することによっ
て碍子２の振動周波数及び振動速度を検出するための振
動検出手段としての復調器２１が接続され、さらに該復
調器２１には振動の周波数及び速度の解析をするための
良否判別手段としての周波数解析装置（ＦＦＴアナライ
ザ）２２が接続されている。

【００１２】次に、図２により可視光線Ｒ２を懸垂碍子
２に照射するめたの可視光線照射装置１１について説明
する。前記収納ケース１１の近傍には可視光線発生器２
３が配置され、該発生器２３から出力された可視光線Ｒ
２は、第１可動支持体２４に支持された凹レンズ２５を
透過した後、第１〜第３のミラー２６，２７，２８に入
反射して振動検出用レーザ光Ｒ１を通過させるための穴
２９ａを有する穴開きミラー２９に入反射し、前記振動
検出用のレーザ光Ｒ１の照射方向と同方向に照射される
。この可視光線Ｒ２は第２可動支持体３０に支持された
凸レンズ３１に入り、ここから懸垂碍子２に照射される
ようにしている。この可視光線Ｒ２は、図５に示すよう
碍子本体５の裏面に対し円形に照射される。又、前記収
納ケース１１と穴開きミラー２９との間には凸レンズ３
２が配置されている。そして、前記レーザドップラ振動
測定装置１０から照射されたレーザ光Ｒ１はレンズ３２
を透過した後、穴開きミラー２９の穴２９ａから凸レン
ズ３１を透過して懸垂碍子２に照射され、該碍子２から
反射して凸レンズ３１から前記穴２９ａを通過した反射
レーザ光Ｒ１は凸レンズ３２によりレーザドップラ振動
測定装置１０内に導かれるようにしている。

【００１３】一方、前記レーザドップラ振動測定装置１
０の近傍には可視光線照射装置１１から懸垂碍子２に照
射された反射可視光線Ｒ２の撮影手段を構成するＣＣＤ
カメラ３３が配置され、該カメラ３３により図５に示す
反射強度の最も強い反射点Ｐが撮影され、この状態が該
カメラ３３に接続した図１に示す撮影手段を構成するモ
ニタテレビ３４により把握できるようにしている。

【００１４】前記機器ケース９は図１に示すように支持
テーブル３５に支持され、振動検出用レーザ光Ｒ１及び
可視光線Ｒ２の指向方向の調節が可能になっている。次
に、前記のように構成した鉄塔取付機器の振動測定装置
についてその動作を説明する。まず、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
発生器１２のレーザ光Ｒ１をシャッター（図示略）で遮
断した状態に保持し、可視光線照射装置１１を動作させ
て懸垂碍子２に可視光線Ｒ２を当てると、碍子本体５の
磁器表面５ａから反射されて、レーザドップラ振動測定
装置１０側へ帰還される。この帰還可視光線Ｒ２は機器
ケース９の近傍に配置したＣＣＤカメラ３３により捉え
られ、モニタテレビ３４に表示される。このため可視光
線Ｒ２の碍子本体５への照射状態が確認され、その中で
最も強く反射している強反射点Ｐが確認される。この強
反射点Ｐが碍子本体５において不鮮明であったり、現れ
ない場合には、レーザドップラ振動測定装置１０を支持
する支持テーブル３５を操作して、強反射点Ｐが碍子本
体５表面の適正位置に現れるようにする。

【００１５】次に、シャッターを開放した状態でＨｅ−
Ｎｅレーザ光発生器１２を動作してＨｅ−Ｎｅレーザ発
生器１２から振動測定用レーザ光Ｒ１を前記強反射点Ｐ
に指向するように照射すると、その反射レーザ光Ｒ１が
レーザドップラ振動測定装置１０に確実に帰還し、測定
作業が迅速に行われる。この状態でパルスレーザ発生器
８により懸垂碍子２を振動させる。すると、碍子２の本
体５の状態により検出される振動数が測定され、不良碍
子か否かが復調器２１及び周波数解析装置２２により解
析される。

【００１６】前記可視光線Ｒ２の照射形状は図５に示す
ように円形であるが、この円形の中心点に振動測定用レ
ーザ光Ｒ１が照射されるので、可視光線Ｒ２の照射され
た円の内側に強反射点Ｐが存在していれば、レーザ光Ｒ
１の位置を強反射点Ｐに一致するように操作することに
より、レーザ光Ｒ１を適正な照射位置にすることができ
る。

【００１７】さて、この第１実施例の振動測定装置にお
いては、機器ケース９内にレーザドップラ振動測定装置
１０から照射される振動検出用レーザ光Ｒ１と同軸方向
に可視光線Ｒ２を照射するための可視光線照射装置１１
を内蔵し、可視光線Ｒ２の照射状態を確認するＣＣＤカ
メラ３３及びモニタテレビ３４を設けたので、反射レー
ザ光Ｒ１を碍子本体５の表面５ａの適正位置に照射する
位置合わせ作業を容易かつ迅速に行うことができ、又、
振動測定作業を精度良く行うことができる。

【００１８】次に、この発明の第２実施例を図６に基づ
いて説明する。この第２実施例では、前述した第１実施
例の穴開きミラー２９に代えて、ハーフプリズム又はハ
ーフミラー４１を支持金具４２により支持している点及
び第２，３ミラー２７，２８を省略した点が第１実施例
と異なり、他の構成は第１実施例と同様である。この第
１実施例では可視光線照射装置１１から出力された可視
光線Ｒ２がミラー２６から凹レンズ２５を透過した後、
ハーフプリズム４１に入って反射し、振動検出用レーザ
光Ｒ１の光路と同軸方向に照射される。又、振動測定装
置１０から出力されたレーザ光Ｒ１はレンズ３２を透過
した後、ハーフプリズム又はハーフミラー４１を通り、
レンズ３１から懸垂碍子２に向かって照射され、反射レ
ーザ光Ｒ１は再びレンズ３１、ハーフミラー４１、レン
ズ３２を通り、振動測定装置１０に帰還される。

【００１９】この第２実施例においても、前記第１実施
例と同様に反射レーザ光Ｒ１を碍子本体５の表面５ａの
適正位置に照射する位置合わせ作業を容易かつ迅速に行
うことができ、又、振動測定作業を精度良く行うことが
できる。次に、この発明を具体化した第３実施例を図７
に基づいて説明する。この実施例においては、可視光線
発生器２３から出力された可視光線Ｒ２を凸レンズ４２
を通してミラー２６により反射した後、穴開きミラー２
９の穴２９ａを通し、さらにハーフミラー４３から凸レ
ンズ３１を通して碍子本体５に照射し、その反射可視光
線Ｒ２を凸レンズ３１、ハーフミラー４３、ミラー２９
、凸レンズ４５を通してＣＣＤカメラ３３に導くように
している。そして、碍子本体５の強反射点を確認した後
、ハーフミラー４３に連結固定したミラー４４を図示し
ない駆動機構によりハーフミラー４３の位置にミラー４
４が位置するように位置切り換え動作し、レーザドップ
ラ振動測定装置１０から振動検出用レーザ光Ｒ１をミラ
ー４４に入反射し、碍子本体５からの反射レーザ光Ｒ１
により碍子の振動を検出する。

【００２０】この第３実施例では反射可視光線Ｒ２を振
動検出用レーザ光Ｒ１の照射軸方向と同軸上でモニタす
ることができるので、碍子の強反射点へのレーザ光Ｒ１
の照射位置の調整を正確かつ迅速に行うことができる。 なお、この発明は前記両実施例に限定されるものではな
く、前記可視光線照射装置１１を機器ケース９外部に独
立してその近傍に平行して設けたり、レーザードップラ
振動測定装置１０に代えて、受光器を別体に配置した測
定装置を使用したり、さらに可視光線照射装置１１とし
てサーチライトを使用したりする等、この発明の趣旨を
逸脱しない範囲で任意に変更して具体化することもでき
る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は、可視
光線照射装置及び取付機器への可視光線の照射状態を確
認する撮影手段を設けたので、取付機器に対するレーザ
光の照射経路を光の最も強く反射する適正経路に迅速か
つ確実に調整することができ、測定精度を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を具体化した振動測定装
置全体を示す正面図である。

【図２】レーザードップラ振動測定装置を示す断面図で
ある。

【図３】レーザードップラ振動測定装置の要部詳細図で
ある。

【図４】懸垂碍子連の部分正面図である。

【図５】可視光線の照射状態を示す碍子本体の裏面図で
ある。

【図６】この発明の第２実施例を示すレーザードップラ
振動測定装置の断面図である。

【図７】この発明の第３実施例を示すレーザードップラ
振動測定装置の断面図である。

【符号の説明】

５　　碍子本体、８　　取付機器振動手段としてのパル
スレーザ光発生装置、１０振動検出用レーザ光発生装置
及び受光手段を構成するレーザードップラザ振動測定装
置、１１　　可視光線照射装置、１２　　Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ光発生器、２１振動検出手段としての復調器、２２
　　良否判別手段としての周波数解析装置、３３　　撮
影手段を構成するＣＣＤカメラ、３４　　撮影手段を構
成するモニタテレビ、Ｒ１　　振動検出用レーザ光、Ｒ
２　　可視光線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　取付機器を機械的に振動させる取付機
   器振動手段と、取付機器の表面に振動検出用のレーザ光
   を照射する振動検出用レーザ光発生装置と、前記振動検
   出用レーザ光発生装置から取付機器に照射されたレーザ
   光を該取付機器から反射させ、この反射レーザ光を受光
   する受光手段と、前記受光手段により受光された反射レ
   ーザ光により取付機器の振動を検出する振動検出手段と
   、前記振動検出手段からの出力信号を正常取付機器の振
   動と比較して不良取付機器か否かを判別する良否判別手
   段とにより構成した鉄塔取付機器の振動測定装置におい
   て、前記振動検出用レーザ光発生装置の近傍に該レーザ
   光発生装置から取付機器に照射されるレーザ光の照射方
   向と同方向に可視光線を照射する可視光線照射装置を設
   け、前記取付機器の表面に照射された可視光線の反射状
   態を確認するための反射確認装置を設けたことを特徴と
   する鉄塔取付機器の振動測定装置。