JPWO2019163050A1 - Power transmission and distribution equipment inspection system - Google Patents
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Abstract
電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムである。飛行体は、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、測定点から対象となる支持柱と送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備える。処理装置は、測定部により測定された第1距離と第2距離とに基づいて、地際点から固定点までの距離を算出する第1算出部と、第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える。Inspection of power transmission and distribution equipment including a flying object and a processing device for inspecting power transmission and distribution equipment configured by a transmission and distribution line for transmitting and distributing electricity and a plurality of support columns installed at predetermined intervals and supporting the transmission and distribution line. System. The flying object flies according to a flight path including a predetermined measurement point, a first distance from the measurement point to an edge point which is a boundary between the target support pillar and the foundation ground, and a target support from the measurement point. A measuring unit is provided for measuring a second distance to a fixing point for fixing the column and the transmission and distribution line. The processing device is configured to calculate a distance from a ground point to a fixed point based on the first distance and the second distance measured by the measurement unit, and to calculate a distance calculated by the first calculation unit. A determination unit that determines whether the difference exceeds a predetermined difference by comparing with a reference value.
Description
本発明は、送配電設備を点検する送配電設備点検システムに関する。 The present invention relates to a power transmission and distribution equipment inspection system for inspecting power transmission and distribution equipment.
架空送配電線への接近樹木の点検、敷地の点検、線下地状況の点検および鉄塔の点検などを無人飛行体を用いて行うことが知られている(例えば、特許文献1)。また、送配電線を支持する支持柱は、支持柱自体の重量、送配電線の重量や張力、支持柱に付着する氷雪の重量などにより、垂直方向に荷重が加わり、沈み込んだり、または、浮き上がったりすることがある。 It is known that an unmanned aerial vehicle performs inspection of trees approaching an overhead transmission and distribution line, inspection of a site, inspection of a line base condition, inspection of a steel tower, and the like (for example, Patent Document 1). In addition, the support column that supports the transmission and distribution lines is vertically loaded due to the weight of the support columns themselves, the weight and tension of the transmission and distribution lines, the weight of ice and snow attached to the support columns, and sinks, or May float.
しかしながら、従来の送配電設備を点検するシステムでは、このような支持柱の沈み込みや浮き上がりが考慮されていない。 However, the conventional system for inspecting power transmission and distribution equipment does not consider such sinking or lifting of the support pillar.
本発明では、支持柱の沈み込みや浮き上がりを含めた送配電設備の点検を行うことができる送配電設備点検システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power transmission and distribution equipment inspection system capable of inspecting power transmission and distribution equipment including sinking and lifting of a support column.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の送配電設備点検システムは、電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムであって、前記飛行体は、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、前記測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、前記測定点から前記対象となる支持柱と前記送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備え、前記処理装置は、前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記地際点から前記固定点までの距離を算出する第1算出部と、前記第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a power transmission and distribution equipment inspection system of the present invention includes a transmission and distribution line for transmitting and distributing electricity, and a plurality of supports installed at predetermined intervals and supporting the transmission and distribution line. A power transmission and distribution equipment inspection system including a flying object for inspecting power transmission and distribution equipment constituted by pillars and a processing device, wherein the flying object flies according to a flight path including a predetermined measurement point, and the measurement point And a second distance from the measurement point to a fixed point for fixing the target support column and the transmission / distribution line from the measurement point to a ground point which is a boundary between the target support column and the foundation ground. And a measuring unit that measures a distance from the ground point to the fixed point based on the first distance and the second distance measured by the measuring unit. 1 calculation section and the first calculation section Distance is compared with a reference value, the difference is and a determination unit for determining whether or exceeds a predetermined difference.
前記処理装置は、前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記対象となる支持柱の傾きを算出する第2算出部を備え、前記判定部は、前記第2算出部により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定することが好ましい。 The processing device includes a second calculation unit that calculates a tilt of the target support column based on the first distance and the second distance measured by the measurement unit, and the determination unit includes: It is preferable that the slope calculated by the second calculator is compared with a reference value to determine whether the difference exceeds a predetermined difference.
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる第1電線張力と、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する他方の支持柱との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部を備え、前記判定部は、前記第3算出部により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。 The processing device is based on a result measured by the measurement unit, the target support column, the first wire tension applied between one of the support columns adjacent to the target support column, A third calculating unit configured to calculate a second wire tension applied between the target supporting column and the other supporting column adjacent to the target supporting column; and the determining unit includes the third calculating unit. It is preferable to determine whether the sum of the combined tension of the first wire tension and the second wire tension calculated by the above and the wind pressure load applied to the target support column exceeds a predetermined value.
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる電線張力を算出する第4算出部を備え、前記判定部は、前記第4算出部により算出された電線張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。 The processing device calculates a wire tension applied between the target support column and one of the support columns adjacent to the target support column based on a result measured by the measurement unit. Preferably, a calculation unit is provided, and the determination unit preferably determines whether a sum of the wire tension calculated by the fourth calculation unit and a wind pressure load applied to the target support column exceeds a predetermined value. .
前記飛行体は、点検対象を撮像する撮像部を備え、前記処理装置は、同じ測定点において、前記撮像部により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部を備え、前記判定部は、前記差分検出部により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。 The flying object includes an imaging unit that captures an image of an inspection target, and the processing device includes a difference detection unit that detects a difference between an image captured last time by the imaging unit and an image captured this time at the same measurement point. Preferably, the determination unit determines whether the difference detected by the difference detection unit exceeds a predetermined value.
本発明によれば、支持柱の沈み込みや浮き上がりを含めた送配電設備の点検を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an inspection of the power transmission / distribution facilities including the sinking or rising of the support pillar can be performed.
水力を利用して電気を発電する水力発電システムでは、取水ダムまたは水槽に設置した取水ゲート等の動力電源を供給するため、発電所または一般配電線から分岐して、取水ダムまたは水槽まで電線が延線されている。この電線は、えん堤線または水槽線などと称される。 In a hydroelectric power generation system that generates electricity using hydraulic power, power is supplied from a power plant or a general distribution line to supply power to an intake gate installed in an intake dam or water tank. It has been extended. This electric wire is referred to as an embankment line or an aquarium line.
えん堤線は、発電所から取水ダムまでの数キロメートルに及んで敷設されることがある。えん堤線は、例えば、半年に1回の頻度で作業員により巡視され、異常の有無が点検され、また、6年に1回の頻度で外観の定期点検が実施される。 The embankment line may be laid for several kilometers from the power plant to the intake dam. For example, the embankment line is patroled by a worker once every six months to check for abnormalities, and a periodic inspection of the appearance is performed once every six years.
えん堤線は、発電所から取水ダムまでを最短距離で結ぶように敷設される。えん堤線は、例えば、山麓沿いの車道または林道に敷設されたり、樹木などを伐採して森林の中に敷設される。 The embankment line is laid so as to connect the power plant to the intake dam with the shortest distance. The embankment line is laid, for example, on a road or a forest road along the foot of the mountain, or is laid in a forest by cutting down trees.
作業者は、えん堤線に沿って移動しながら送配電設備の巡視を行うため、労力および時間がかかる。また、前回巡回したときに送配電設備を撮影した写真などの情報があればよいが、このような情報がない場合、作業者は、前回の記憶に基づいて点検することになり、送配電設備のわずかな変化を把握し、送配電設備に異常が生じることを予測することは困難である。 Since the worker patrols the power transmission and distribution equipment while moving along the embankment line, labor and time are required. In addition, information such as a photograph of the power transmission and distribution equipment when it was last visited may be sufficient, but if there is no such information, the worker will perform an inspection based on the previous memory, and the power transmission and distribution equipment will be checked. It is difficult to grasp the slight change of the power transmission and to predict that the transmission and distribution equipment will be abnormal.
また、目視による巡視では、送配電設備が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することはできず、改めて送配電設備を停電させて測量等の調査を行う必要がある。 Further, in the visual inspection, it is not possible to determine whether or not the power transmission and distribution equipment is in a state that can withstand the strength assumed at the time of installation, and it is necessary to perform a survey, such as surveying, by stopping the power transmission and distribution equipment again.
本発明では、作業員の負担を軽減しつつ、送配電設備の点検を行い、送配電設備が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することを目的とする。 An object of the present invention is to inspect power transmission and distribution facilities while reducing the burden on workers, and determine whether the power transmission and distribution facilities are in a state that can withstand the strength assumed at the time of installation.
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、飛行体10により送配電設備100の周辺を飛行しつつ測定を行い、処理装置20により測定結果を処理することを示す概念図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing that the measurement is performed while flying around the power transmission and
送配電設備100は、発電所により発電された電気を送配電する送配電線(以下、電線という。)101と、所定間隔で設置され、電線101を支持する複数の支持柱102とにより構成される。電線101は、三相交流の場合、3本の単位で構成され、単相交流の場合、2本の単位で構成される。支持柱102は、鉄塔または電柱などである。
The power transmission and
飛行体10は、飛行経路に含まれている飛行ルートRに基づいて飛行しながら送配電設備100の周辺を飛行する。また、飛行体10は、飛行ルートRに含まれている所定の測定点において、測定点から支持柱102までの距離などを測定する。処理装置20は、飛行体10によって測定された結果に基づいて、送配電設備100の点検を行う。
The
図2は、飛行体10と処理装置20とを備える送配電設備点検システム1の構成を示す図である。飛行体10には、制御部11と、記憶部12と、姿勢センサ13と、測位部14と、測定部15と、撮像部16と、通信部17と、が搭載されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the power transmission and distribution
飛行体10は、飛行および空中静止(ホバリング)が可能に構成された無人航空機(UAV、Unmanned Air Vehicle)、ドローン、マルチコプタ等であり、制御部11の制御によって、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行する。なお、飛行経路は、例えば、飛行プログラムにより実現される。
The
制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置である。 The control unit 11 is, for example, an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit).
記憶部12は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリーその他の記憶装置のうち少なくとも1つであり、制御部11によって読み出される各種のデータを記憶する。記憶部12には、飛行プログラムが保存されている。 The storage unit 12 is, for example, at least one of a hard disk drive, a solid state drive, a flash memory, and other storage devices, and stores various data read by the control unit 11. The storage unit 12 stores a flight program.
飛行プログラムには、少なくとも、飛行体10が飛行する経路である飛行ルートと、支持柱102を測定する箇所である測定点と、測定点において空中静止する時間情報などが含まれている。飛行ルートおよび測定点は、座標情報により構成されている。座標情報は、例えば、緯度と経度とにより構成されている。測定点は、飛行ルート上に複数個所指定されている。
The flight program includes at least a flight route, which is a route on which the
姿勢センサ13は、飛行体10の角度(姿勢)、加速度、角速度または角加速度を検出する計測器である。姿勢センサ13は、例えば、ジャイロセンサまたは加速度センサなどにより実現される。制御部11は、姿勢センサ13により検出されたデータに基づいて、飛行時や空中静止時などの飛行体10の姿勢制御を行う。
The attitude sensor 13 is a measuring device that detects the angle (posture), acceleration, angular velocity, or angular acceleration of the
測位部14は、複数個の衛星から発射された時刻信号を受信し、飛行体10の地球上の位置を測位する機器である。測位部14は、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機により実現される。制御部11は、測位部14により測位した位置に基づいて、飛行ルートに沿って飛行体10を飛行させたり、測定点において飛行体10を空中静止させたりする。
The positioning unit 14 is a device that receives time signals emitted from a plurality of satellites and measures the position of the
測定部15は、測定点から対象となる支持柱102と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、測定点から対象となる支持柱102と電線101とを固定する固定点までの第2距離とを測定する。
The
測定部15は、測定対象となる支持柱102にレーザを照射し、支持柱102に当たって戻ってくるまでの時間を測定し、その測定結果から距離を算定する機器である。
The measuring
ここで、測定部15の動作について、図3を用いて説明する。図3は、飛行体10に搭載されている測定部15により測定点P1から第1距離D1と第2距離D2とを測定する説明に供する図である。以下では、飛行体10は、測定点P1に空中静止しているものとする。測定点P1は、支持柱102aと支持柱102bの中間位置とするが、中間位置に限られない。また、測定点P1の座標位置と、測定部15の座標位置とは同じであるとする。
Here, the operation of the measuring
また、記憶部12には、測定部15の動作を制御するための測定プログラムが保存されているものとする。測定プログラムには、測定対象となる支持柱の座標情報が測定点の座標情報に関連付けられて記述されている。例えば、測定点P1の座標情報には、支持柱102aの座標情報と支持柱102bの座標情報とが関連付けられている。
It is assumed that the storage unit 12 stores a measurement program for controlling the operation of the
制御部11は、飛行体10を測定点P1で空中静止したときに、測定プログラムを読み込んで、支持柱102aの座標情報と支持柱102bの座標情報とを取得する。
When the flying
測定部15は、制御部11により取得された支持柱102aの座標情報に基づいて、支持柱102aにレーザを照射する。測定部15は、測定点P1から支持柱102aと基礎地盤Gとの境目である地際点P2までの第1距離L1を測定する。また、測定部15は、測定点P1から支持柱102aと電線101とを固定する固定点P3までの第2距離L2を測定する。測定部15は、測定点P1の水平方向Hに対して地際点P2に対して照射したレーザの角度θ1と、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P3に対して照射したレーザの角度θ2とを測定する。The
同様に、測定部15は、制御部11により取得された支持柱102bの座標情報に基づいて、支持柱102bにレーザを照射する。測定部15は、測定点P1から支持柱102bと基礎地盤Gとの境目である地際点P4までの第1距離L3を測定する。また、測定部15は、測定点P1から支持柱102bと電線101とを固定する固定点P5までの第2距離L4を測定する。測定部15は、測定点P1の水平方向Hに対して地際点P4に対して照射したレーザの角度θ3と、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P5に対して照射したレーザの角度θ4とを測定する。Similarly, the measuring
測定部15は、測定した第1距離L1,L3と、第2距離L2,L4と、レーザの角度θ1,θ2,θ3,θ4を記憶部12に保存する。なお、測定部15は、第1距離L1,L3と、第2距離L2,L4と、レーザの角度θ1,θ2,θ3,θ4とを通信部17を介して処理装置20に送信する構成でもよい。The
処理装置20は、第1算出部21と、判定部22と、通信部23とを備える。通信部23と通信部17とは、無線または有線により接続され、飛行体10で得られた情報が処理装置20に送信される。
The
第1算出部21は、通信部23を介して測定部15により測定された第1距離と第2距離とを取得し、取得した第1距離と第2距離とに基づいて、地際点から固定点までの距離を算出する。
The first calculation unit 21 acquires the first distance and the second distance measured by the
図3に示す例では、第1算出部21は、第1距離L1,L3と、第2距離L2,L4と、レーザの角度θ1,θ2,θ3,θ4とを取得する。In the example illustrated in FIG. 3, the first calculation unit 21 calculates the first distances L 1 and L 3 , the second distances L 2 and L 4, and the laser angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , and θ 4 . get.
第1算出部21は、レーザの角度θ1とレーザの角度θ2との差分から第1距離L1と第2距離L2との角度θ5を算出する。第1算出部21は、第1距離L1と第2距離L2と角度θ5とに基づいて、(1)式により、支持柱102aの地際点P2から固定点P3までの距離L5を算出する。
L5=√(L1 2+L2 2−2L1×L2×cosθ5) ・・・(1)The first calculating unit 21 calculates the angle theta 5 from the difference between the angle theta 2 of the laser angle theta 1 and the laser first distance L 1 and the second distance L 2. The first calculating unit 21, the first distance L 1 and based on the second distance L 2 and the angle theta 5, (1) formula, the distance from the ground Sai point P2 of the
L 5 = √ (L 1 2 + L 2 2 -
また、第1算出部21は、レーザの角度θ3とレーザの角度θ4との差分から第1距離L3と第2距離L4との角度θ6を算出する。第1算出部21は、第1距離L3と第2距離L4と角度θ6とに基づいて、(2)式により、支持柱102bの地際点P4から固定点P5までの距離L6を算出する。
L6=√(L3 2+L4 2−2L3×L4×cosθ6) ・・・(2)The first calculating section 21 calculates the difference between the laser angle theta 3 and the laser angle theta 4 between the first distance L 3 the angle theta 6 and the second distance L 4. The first calculating unit 21, a first distance L 3 based on the second distance L 4 and the angle theta 6, equation (2), the distance from the earth Sai point P4 of the
L 6 = √ (L 3 2 + L 4 2 -2L 3 × L 4 × cosθ 6) ··· (2)
判定部22は、第1算出部21により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する。基準値とは、例えば、前回の点検において第1算出部21により算出された距離、過去n回の点検において第1算出部21により算出された複数の距離の平均値、または支持柱102の設置時の距離などである。所定の差分とは、例えば、1cm,2cmなどの定数である。また、判定部22は、第1算出部21により算出された距離が基準値からn%以上離れている場合には、差分が所定の差分を超えていると判断してもよい。
The
よって、送配電設備点検システム1は、飛行ルートに基づいて飛行体10を飛行させ、処理装置20により測定部15により測定した結果に基づいて支持柱102の地際点から固定点までの距離を算出し、この距離と基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102がどの程度沈み込んでいるのか、または、支持柱102がどの程度浮き上がっているのかを点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
Therefore, the power transmission and distribution
また、処理装置20は、測定部15により測定された第1距離と第2距離とに基づいて、対象となる支持柱102の傾きを算出する第2算出部24を備える構成でもよい。
Further, the
図3に示す例では、第2算出部24は、測定部15により測定された第1距離L1と、第2距離L2と、第1算出部21により算出された支持柱102aの地際点P2から固定点P3までの距離L5とに基づいて、(3)式により、支持柱102aの傾きを算出する。第2算出部24は、傾きを角度θ7として算出する。
cosθ7=(L1 2+L5 2−L2 2)/(2×L1×L5) ・・・(3)In the example illustrated in FIG. 3, the second calculating unit 24 calculates the first distance L 1 and the second distance L 2 measured by the measuring
cosθ 7 = (L 1 2 + L 5 2 -L 2 2) / (2 ×
同様に、第2算出部24は、測定部15により測定された第1距離L3と、第2距離L4と、第1算出部21により算出された支持柱102bの地際点P4から固定点P5までの距離L6とに基づいて、(4)式により、支持柱102bの傾きを算出する。第2算出部24は、傾きを角度θ8として算出する。
cosθ8=(L3 2+L6 2−L4 2)/(2×L3×L6) ・・・(4)Similarly, the second calculation unit 24, a fixed first distance L 3 measured by the measuring
cosθ 8 = (L 3 2 + L 6 2 -L 4 2) / (2 × L 3 × L 6) ··· (4)
判定部22は、第2算出部24により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する。基準値とは、例えば、前回の点検において第2算出部24により算出された傾き、過去n回の点検において第2算出部24により算出された複数の傾きの平均値、または支持柱102の設置時の傾きなどである。所定の差分とは、例えば、5度,10度などの定数である。また、判定部22は、第2算出部24により算出された傾きが基準値からn%以上離れている場合には、差分が所定の差分を超えていると判断してもよい。
The
よって、送配電設備点検システム1は、飛行ルートに基づいて飛行体10を飛行させ、処理装置20により測定部15により測定した結果に基づいて支持柱102の傾きを算出し、この傾きと基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102がどの程度傾いているのかを点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
Therefore, the power transmission and distribution
また、処理装置20は、測定部15により測定された結果に基づいて、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する一方の支持柱102との間にかかる第1電線張力と、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する他方の支持柱102との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部25を備える構成でもよい。
In addition, the
ここで、第3算出部25の動作について図4を用いて説明する。図4は、支持柱102aと支持柱102bとの間にかかっている電線101の水平方向にかかる電線張力Tについての説明に供する図である。
Here, the operation of the third calculator 25 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram provided for describing a wire tension T applied horizontally between the
支持柱102は、必要な設計荷重に応じて品種が選定され、設置する地面の条件に応じて敷設される。設計荷重は、電線にかかる電線張力(ベクトル)と、風により電線と支持柱とにかかる風圧荷重(ベクトル)との和(ベクトルの和)により求めることができる。以下では、設計荷重は、電線101の断線を考慮せず、常時想定荷重以下である場合について説明する。
The type of the
電線101は、弛みなくぴんと張ってしまうと張力が大きくなり、雨または風に対する耐久性が低くなったり、地震などの振動により支持柱102の強度が低くなるため、弛みを持たせてある。
If the
支持柱102aと支持柱102bとの間にかかっている電線101の長さLは、電線101の弛みDと、支持柱102aと支持柱102bとの間の距離である径間Sとに基づいて、(5)式により算出することができる。
L=S+8D2/3S ・・・(5)The length L of the
L = S + 8D 2 / 3S (5)
ここで、電線101の長さLは既知であるとする。また、径間Sは、測定部15により測定された測定点P1から固定点P3までの第2距離L2と、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P3に対して照射したレーザの角度θ2とに基づいて、(6)式により算出することができる。
S=2×L2×cosθ2 ・・・(6)Here, it is assumed that the length L of the
S = 2 × L 2 × cos θ 2 (6)
よって、(5)式を展開して、(7)式により、電線101の弛みDを算出することができる。
D=√((3S(L−S))/8) ・・・(7)Therefore, the slack D of the
D = √ ((3S (LS)) / 8) (7)
なお、測定部15は、測定点P1の直下の電線101にレーザを照射し、電線101に当たって戻ってくるまでの時間を測定し、その測定結果から電線101の弛みDを求めてもよい。
The measuring
また、電線101の水平方向にかかる電線張力Tは、電線101の弛みDと、単位長さあたりの電線101の荷重Wと、径間Sとに基づいて、(8)式により算出することができる。なお、単位長さあたりの電線101の荷重Wは、既知であるとする。
T=WS2/8D ・・・(8)Further, the wire tension T applied to the
T = WS 2 / 8D (8)
図5は、支持柱102a,102b,102cの平面図であり、第1電線張力TL(ベクトル)と、第2電線張力TR(ベクトル)と、風圧荷重Ww(ベクトル)との和W1(ベクトル和)を算出する手順についての説明に供する図である。なお、風圧荷重Wwは、電線101にかかる風圧荷重(ベクトル)と、支持柱102にかかる風圧荷重(ベクトル)との合成ベクトルを意味している。
FIG. 5 is a plan view of the
第3算出部25は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する一方の支持柱102bとの間にかかる第1電線張力TLを算出する。また、第3算出部25は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する他方の支持柱102cとの間にかかる第2電線張力TRとを算出する。
The third calculation unit 25 calculates the first wire tension TL applied between the
判定部22は、第3算出部25により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、対象となる支持柱102にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する。所定値とは、支持柱102の種類ごとに定められている設計荷重である。支持柱102は、例えば、それぞれ固有の「呼び名」により寸法、体積、重量、設計荷重などが規定されている。
The
風圧荷重Ww(ベクトル)は、単位面積あたりの風圧荷重αと、第1電線張力TL(ベクトル)と、第2電線張力TR(ベクトル)と、電線101の径dと、電線101の本数nとに基づいて、(9)式により算出することができる。
Ww=(TL+TR)×d×n×α ・・・(9)The wind pressure load Ww (vector) includes a wind pressure load α per unit area, a first wire tension TL (vector), a second wire tension TR (vector), a diameter d of the
Ww = (TL + TR) × d × n × α (9)
なお、電線101の径dは、着雪を考慮しないものとする。また、電線101の本数nは、三相交流の場合には「3」であり、単相交流の場合には「2」である。また、(9)式では、電線101の水平角を考慮していない。
The diameter d of the
図5に示す例では、判定部22は、第1電線張力TL(ベクトル)と第2電線張力TR(ベクトル)との合成張力T0(ベクトル)を算出し、合成張力T0(ベクトル)と風圧荷重Ww(ベクトル)との和W1(ベクトル和)を算出し、算出した和W1(ベクトル和)が所定値を超えているかどうかを判定する。
In the example illustrated in FIG. 5, the
よって、送配電設備点検システム1は、支持柱102が常時想定荷重以下である設計荷重を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
Therefore, the power transmission and distribution
なお、上述では、支持柱102a,102b,102cは、一直線状に敷設されている場合を想定して説明したが、送配電設備点検システム1は、一直線状に敷設されていない場合でも適用することができる。
Although the above description has been made on the assumption that the
また、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていない場合、一直線状に敷設されている場合に比べて、第1電線張力TL(ベクトル)の向きと第2電線張力TR(ベクトル)の向きとが異なることが予想される。
When the
判定部22は、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていない場合には、例えば、第1電線張力TL(ベクトル)と第2電線張力TR(ベクトル)との合成張力T0(ベクトル)を算出するときに、支持柱102a,102b,102cの敷設形態に応じた補正値を加算または乗算する処理を行う。
When the
判定部22は、例えば、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されているかどうかを判定する。支持柱102a,102b,102cの敷設形態は、既知であってもよいし、撮像部16により撮像した画像から判定してもよい。
The
判定部22は、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていないと判定した場合、支持柱102aおよび支持柱102bと、支持柱102aおよび102cとの角度を算出し、算出した角度に応じた補正値を用いて合成張力T0(ベクトル)を算出する。
When the
また、処理装置20は、測定部15により測定された結果に基づいて、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する一方の支持柱102との間にかかる電線張力を算出する第4算出部26を備える構成でもよい。以下では、設計荷重は、電線101の断線を考慮し、非常時想定荷重以下である場合について説明する。
Further, the
図6は、支持柱102a,102bの平面図であり、第1電線張力TL(ベクトル)と、風圧荷重Ww(ベクトル)との和W2(ベクトル和)を算出する手順についての説明に供する図である。なお、図6では、支持柱102aと支持柱102cとの間の電線101が断線した場合を想定している。また、風圧荷重Wwは、電線101にかかる風圧荷重(ベクトル)と、支持柱102にかかる風圧荷重(ベクトル)との合成ベクトルを意味している。
FIG. 6 is a plan view of the
第4算出部26は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する一方の支持柱102bとの間にかかる第1電線張力TLを算出する。
The fourth calculation unit 26 calculates the first wire tension TL applied between the
判定部22は、第4算出部26により算出された第1電線張力TLと、対象となる支持柱102aにかかる風圧荷重Wwとの和W2が所定値を超えているかどうかを判定する。所定値とは、支持柱102の種類ごとに定められている設計荷重である。
The
よって、送配電設備点検システム1は、支持柱102が非常時想定荷重以下である設計荷重を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
Therefore, the power transmission and distribution
また、処理装置20は、同じ測定点において、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部27を備える構成でもよい。
In addition, the
ここで、撮像部16により支持柱102を撮像する動作について説明する。なお、記憶部12には、撮像部16の動作を制御するための撮像プログラムが保存されているものとする。撮像プログラムには、撮像する座標と方向の情報が記述されている。
Here, an operation of imaging the
例えば、制御部11は、飛行体10が図3に示すように、支持柱102aと支持柱102bの中間位置の測定点P1で空中静止したとき、撮像プログラムを読み込んで、撮像する座標と方向の情報を取得する。制御部11は、撮像する座標の位置に飛行体10を移動し、撮像部16を撮像する方向に向ける。制御部11は、撮像部16により撮像を行うように制御する。
For example, as shown in FIG. 3, the control unit 11 reads the imaging program when the flying
撮像部16は、制御部11による制御にしたがって、撮像を行う。例えば、撮像部16は、一つの測定点において、5つの場所を撮影する。撮像部16は、測定点P1の位置から支持柱102aの固定点P3の方向に向かって撮像し、得られた画像Pic1を記憶部12に保存する。撮像部16は、測定点P1の位置から支持柱102bの固定点P5の方向に向かって撮像し、得られた画像Pic2を記憶部12に保存する。撮像部16は、測定点P1の直下に向かって撮像し、得られた画像Pic3を記憶部12に保存する。撮像部16は、支持柱102aの上空から直下に向かって撮像し、得られた画像Pic4を記憶部12に保存する。撮像部16は、支持柱102bの上空から直下に向かって撮像し、得られた画像Pic5を記憶部12に保存する。記憶部12は、画像Pic1,Pic2,Pic3,Pic4,Pic5を測定点P1に関連付けて記憶する。
The imaging unit 16 performs imaging according to control by the control unit 11. For example, the imaging unit 16 captures five locations at one measurement point. The imaging unit 16 captures an image from the position of the measurement point P1 toward the fixed point P3 of the
差分検出部27は、記憶部12から画像を読み出して、同じ測定点において、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する。差分検出部27は、例えば、前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を画素数で検出する。 The difference detection unit 27 reads an image from the storage unit 12 and detects a difference between an image captured last time by the imaging unit 16 and an image captured this time at the same measurement point. The difference detection unit 27 detects, for example, the difference between the previously captured image and the currently captured image by the number of pixels.
判定部22は、差分検出部27により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定する。判定部22は、例えば、差分検出部27により検出された差分の画素数が所定値(例えば、100画素)を超えているかどうかを判定する。
The
よって、送配電設備点検システム1は、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出し、この差分が所定値を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
Accordingly, the power transmission and distribution
また、判定部22は、支持柱102の沈み込みや浮き上がりの程度と、支持柱102の傾きの程度と、設計荷重の程度との二つ以上を総合的に判断して、警告を発する構成でもよい。例えば、判定部22は、支持柱102の沈み込みの程度に応じて点数を付け、また、支持柱102の傾きの程度に応じて点数を付け、点数の合計が所定の値を超えていれば、警告を発する。このような構成によれば、送配電設備点検システム1は、支持柱102の地際点から固定点までの距離を算出し、この距離と基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えていなくても、支持柱102の傾きの程度により、警告を発することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。
Further, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations described in the above embodiments are merely examples of the contents of the present invention, and can be combined with other known technologies, and can be combined with other known technologies without departing from the gist of the present invention. Parts can be omitted or changed.
1 送配電設備点検システム
10 飛行体
11 制御部
12 記憶部
13 姿勢センサ
14 測位部
15 測定部
16 撮像部
17 通信部
20 処理装置
21 第1算出部
22 判定部
23 通信部
24 第2算出部
25 第3算出部
26 第4算出部
27 差分検出部
100 送配電設備
101 送配電線(電線)
102,102a,102b,102c 支持柱
G 基礎地盤
H 水平方向
P1 測定点
P2,P4 地際点
P3,P5 固定点
R 飛行ルートDESCRIPTION OF
102, 102a, 102b, 102c Supporting column G Foundation ground H Horizontal direction P1 Measurement point P2, P4 Ground point P3, P5 Fixed point R Flight route
Claims (5)
前記飛行体は、
所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、
前記測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、前記測定点から前記対象となる支持柱と前記送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備え、
前記処理装置は、
前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記地際点から前記固定点までの距離を算出する第1算出部と、
前記第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える、
送配電設備点検システム。Inspection of power transmission and distribution equipment including a flying object and a processing device for inspecting power transmission and distribution equipment configured by a power transmission and distribution line for transmitting and distributing electricity and a plurality of support columns installed at predetermined intervals and supporting the transmission and distribution line. The system
The flying object is
Fly according to a flight path including a predetermined measurement point,
A first distance from the measurement point to an edge point which is a boundary between the target support column and the foundation ground, and a fixed point for fixing the target support column and the transmission / distribution line from the measurement point. A measuring unit for measuring the second distance;
The processing device includes:
Based on the first distance and the second distance measured by the measurement unit, a first calculation unit that calculates a distance from the ground point to the fixed point,
A determination unit that compares the distance calculated by the first calculation unit with a reference value and determines whether the difference exceeds a predetermined difference.
Transmission and distribution equipment inspection system.
前記判定部は、前記第2算出部により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する、
請求項1に記載の送配電設備点検システム。The processing device includes a second calculation unit that calculates the inclination of the target support column based on the first distance and the second distance measured by the measurement unit,
The determination unit compares the slope calculated by the second calculation unit with a reference value, and determines whether the difference exceeds a predetermined difference.
The power transmission and distribution equipment inspection system according to claim 1.
前記判定部は、前記第3算出部により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1または2に記載の送配電設備点検システム。The processing device is based on a result measured by the measurement unit, the target support column, the first wire tension applied between one of the support columns adjacent to the target support column, A third calculating unit configured to calculate a second wire tension applied between the target supporting column and the other supporting column adjacent to the target supporting column;
The determination unit determines whether a sum of a combined tension of the first wire tension and the second wire tension calculated by the third calculation unit and a wind pressure load applied to the target support column exceeds a predetermined value. Judge,
The power transmission and distribution equipment inspection system according to claim 1.
前記判定部は、前記第4算出部により算出された電線張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1または2に記載の送配電設備点検システム。The processing device calculates a wire tension applied between the target support column and one of the support columns adjacent to the target support column based on a result measured by the measurement unit. Equipped with a calculation unit,
The determination unit determines whether the sum of the wire tension calculated by the fourth calculation unit and a wind pressure load applied to the target support column exceeds a predetermined value,
The power transmission and distribution equipment inspection system according to claim 1.
前記処理装置は、同じ測定点において、前記撮像部により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部を備え、
前記判定部は、前記差分検出部により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の送配電設備点検システム。The flying object includes an imaging unit that images the inspection target,
The processing device includes a difference detection unit that detects a difference between an image captured last time by the imaging unit and an image captured this time at the same measurement point,
The determination unit determines whether the difference detected by the difference detection unit exceeds a predetermined value,
The power transmission and distribution equipment inspection system according to claim 1.
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