JP2005057896A - 架空線における異常発熱監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】感温検知端末での電池の消耗を実質的に排除して当該端末の保守作業を不要とし、しかもその異常発熱をリアルタイムで遠隔監視できるようにする。
【解決手段】ＩＤ情報を含んだ信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間に常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチを備えた感温検知端末６を架空線の所定箇所４に取付け、前記信号を無線受信し増幅して無線送信する送受信機９を一連の鉄塔１1〜１nの低所に配設し、外部公衆ネツトワーク８のサービスエリア外にある鉄塔１1〜１n-1の送受信機９，…が受信した前記信号を外部公衆ネツトワーク８のサービスエリア内にある鉄塔１nの送受信機９にそれらの鉄塔１1,１nの間の鉄塔１2〜１n-1の送受信機９，…を中継して伝送し、前記サービスエリア内にある鉄塔１nの送受信機９が受信した信号を外部公衆ネツトワーク８を経て監視センター８１に送信する。
【選択図】図５

Description

本発明は架空線、特に架空送電線における引留クランプや直線接続スリーブ等の異常発熱を検出するシステムに関するものである。

架空送電線を鉄塔アームに耐張碍子連を介して引き留める引留クランプや架空送電線を直線接続するスリーブ（以下、単に引留クランプという）において、過熱を放置すれば電線把持力が低下し、遂には電線脱離により大規模の停電障害が招来される危険性があり、引留クランプの異常発熱を検知して引留クランプを修復することが不可欠である。
この異常発熱を検知する方法には、ヘリコプターを使用する方法、感温検知端末を使用する方法等が知られている。
ヘリコプターを使用する方法では、ヘリコプターを定期的に飛行させ、赤外線センサ等を用いて異常発熱した引留クランプを検知し、再度、保守要員を派遣してその異常発熱引留クランプの電線把持状態を調査のうえ、修復作業を行なっている。
前記の感温検知端末を使用する方法では、温度センサ、電源、送信器等からなる感温検知端末を引留クランプに取り付けておき、常時、温度データ信号を無線発信させ、定期的に作業者が巡回して受信機により温度データ信号を測定し、引留クランプの異常発熱を検知したときに修復を行なうようにしている。

しかしながら、ヘリコプターを使用する方法では、ヘリコプターの振動による測定誤差、ヘリコプターと引留クランプ（ほぼ鉄塔位置）との距離を測定可能な範囲に接近させる必要があり危険度が高い、悪天候時や夜間では作業できない、ヘリコプターの飛行コストが高価である、等の不都合がある。
前記の感温検知端末を使用する方法では、常時でも送信部が励起されて電力が消費されるので電池の消耗が激しく、約１〜２年で電池交換が必要となる。従って、保守要員が鉄塔に登って電池を交換する必要があり、感温検知端末の保守コストが高価である。
上記何れの方法でも、定期的な検査であるために、実際の異常発熱から遅れて異常発熱を検知することが往々にしてあり、引留クランプの異常発熱をリアルタイムで遠隔監視することが不可であり、リアルタイムの遠隔監視が要請されている。

本発明の目的は、架空送電線における引留クランプや直線スリーブに感温検知端末を取付け、当該箇所が異常発熱したときにその感温検知端末から検知信号を無線発信させてその異常発熱を検知する場合、感温検知端末での電池の消耗を実質的に排除して当該端末の保守作業を不要とし、しかもその異常発熱をリアルタイムで遠隔監視できるようにすることにある。

請求項１に係る架空線における異常発熱監視システムは、架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、所定の信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記送信部からの信号を無線式センサで検知することを特徴とする。

請求項２に係る架空線における異常発熱監視システムは、架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、ＩＤ情報を含んだ信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記信号を伝送する外部公衆ネツトワークに監視センターを接続したこと特徴とする。

請求項３に係る架空線における異常発熱監視システムは、架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、ＩＤ情報を含んだ信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記信号を無線受信し増幅して無線送信する送受信機を一連の鉄塔の低所に配設し、外部公衆ネツトワークのサービスエリア外にある鉄塔の送受信機が受信した前記信号を外部公衆ネツトワークのサービスエリア内にある鉄塔の送受信機にそれらの鉄塔の間の鉄塔の送受信機を中継して伝送し、前記サービスエリア内にある鉄塔の送受信機が受信した信号を外部公衆ネツトワークを経て監視センターに送信することを特徴とする。

請求項４に係る架空線における異常発熱監視システムは、一連の鉄塔群の一部の鉄塔の架空線を請求項２の異常発熱監視システムで監視し、残部の鉄塔の架空線を請求項３の異常発熱監視システムで監視するようにしたことを特徴とする。

請求項５に係る架空線における異常発熱監視システムは、請求項１〜４何れかの架空線における異常発熱監視システムの感温検知端末のスイッチ部のスイッチエレメントに前記の異常発熱で溶融する融点の可溶合金を使用したことを特徴とする。

感温検知端末のスイッチ部が常時ではスイッチオフであり、架空線の所定箇所の異常発熱時にのみスイッチオンされて送信部が励起・作動されるから、電力が必要とされる時期は異常発熱時だけであり、その時期までの電池の消耗が実質的に零であり、電池交換の保守作業を排除でき、保守コストの飛躍的な軽減が可能となる。

また、異常発熱した架空線の所定箇所ｘが外部公衆ネツトワークのサービスエリア外であっても、一連の鉄塔の低所に配設した送受信機の中継で外部公衆ネツトワークのサービスエリア内の鉄塔に、上記所定箇所ｘの異常発熱に基づく検知信号を伝送できるから、外部公衆ネツトワークに接続したコンピュータ（監視センター）により、上記の異常発熱箇所をリアルタイムで遠隔監視できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１の（イ）において、１は鉄塔、１１は鉄塔アーム、２は架空送電線、３は耐張碍子連、４は引留クランプ、５はジャンパー線であり、架空送電線２を引留クランプ４で引き留め、引留クランプ４，４間をジャンパー線５で連通してある。
６は感温検知端末であり、引留クランプ４に添付し、クリップ７で引留クランプ４に留止してある。
この感温検知端末６は、図１の（ロ）に示すように無線送信部６１と、送信部６１を励起・作動させる電池電源６２と、電源６２と送信部６１との間に直列に挿入した常時オフスイッチ部６３とからなり、送信部６１は所定の信号を無線送信させるように構成し、常時オフスイッチ部６３は前記引留クランプが所定の温度にまで発熱すると感温してスイッチオン作動させるように構成してある。
図示されていないが、感温検知端末は引留クランプの電線把持部に添設し易いように棒状とし、感温検知端末全体を保護カバーで覆い、スイッチ部と引留クランプとの熱的接触を確保するために熱伝導継手を装着してある。

図１の（ロ）において、８は感温検知端末６から送信されてくる信号を受信して引留クランプの異常発熱を検知する受信系である。

上記のスイッチ部６３には、可溶合金の溶融時の表面張力を利用するもの、熱可塑性樹脂絶縁物の溶融時の易変形性を利用するもの、バイメタルを利用するもの等を使用できる。
図２の（イ）は可溶合金を利用したスイッチ部を示し、濡れ性の悪い基板６３１、例えばセラミックス基板やフッ素樹脂基板に第１電極６３２を設け、この第１電極６３２を覆って基板面に可溶合金層６３３を設け、この可溶合金層６３３上に間隔を隔てて第２電極６３４を絶縁体６３５により支持し、例えば、可溶合金板（好ましくは円板）６３３を第１電極６３２にスポット溶接し、その上方に間隔を隔てて第２電極６３４を配設してあり、可溶合金層が溶融されると、基板６３１が濡れ難いために、すなわち溶融合金の原子間の凝集力が溶融合金と基板との間の付着力よりも大きいために、図２の（ロ）に示すように、接触角θが９０°以上になり溶融合金６３３０が球状化して第２電極６３４に接触され、スイッチオンされる。
図３の（イ）は熱可塑性樹脂フィルムをセパレータとして利用したスイッチ部を示し、絶縁枠６３６内において、第１電極６３２上に熱可塑性樹脂フィルム６３７を配設し、弾性金属からなる第２電極６３４を樹脂フィルム６３７上に弾性応力下で圧接してあり、熱可塑性樹脂フィルム６３７が溶融されると、図３の（ロ）に示すように第２電極６３４の弾性力で溶融樹脂６３７が押し出されて第１電極６３２に第２電極６３４が接触され、スイッチオンされる。
図４の（イ）はバイメタルを利用したスイッチ部を示し、バイメタルからなる可動接点の一端を固定接点６３２に耐熱絶縁スペーサ６３７を介して支持してあり、バイメタル６３４が加熱されると、図４の（ロ）に示すようにバイメタル６３４が熱応力で曲げ変形されて固定接点６３２に接触され、スイッチオンされる。

図１の（ロ）における、感温検知端末から送信されてくる信号を受信して引留クランプの異常発熱を検知する受信系８としては、
（１）検査しようとする引留クランプが存在する鉄塔の下部に測定者が近づき、ポータブル受信機で受信する場合、（２）感温検知端末が発信する信号波を、ＩＤ情報信号で搬送波を変調した被変調波とし、この搬送波の周波数域を携帯電話やＰＨＳに割り当てられている周波数とし、上記感温検知端末から送信されてくるＩＤ情報を含んだ電波を外部公衆ネツトワークを経て遠隔監視コンピュータに送信する場合、（３）感温検知端末が発信する信号波を、ＩＤ情報信号で搬送波を変調した被変調波とし、一連の鉄塔の低所に送受信機を配設し、前記搬送波の周波数域を形態電話やＰＨＳに割り当てられている周波数とし、一の鉄塔ｔ１における引留クランプに取付けた感温検知端末から発信された信号波をその一の鉄塔ｔ１の低所の送受信機で受信し、この受信した信号波を、外部公衆ネツトワークのサービスエリア内に在る鉄塔ｔｘの低所の送受信機に当該鉄塔と前記一の鉄塔との間の鉄塔ｔ２〜ｔｘ−１の送受信機を中継して無線送信し、鉄塔ｔｘの送受信機から外部公衆ネツトワークを経て遠隔監視コンピュータに送信する場合、等がある。

上記において、感温検知端末の送信部の信号波出力は、その感温検知端末を取付けた引留クランプを支持している鉄塔の低所の送受信機またはセンサが受信可能なレベルであればよく、その間の距離が短く、信号出力のレベルを充分に低くできるから、感温検知端末の小型化を図ることができる。
また、送受信機においては、鉄塔間の距離が通常１００〜１０００ｍの範囲内であり、かかる短い伝送距離のために送信出力レベルを低くでき、電波法の規制下で使用できる周波数帯が多くなるため、前記ＩＤ情報の情報量アップが容易になると共に送受信機の小型化が可能となる。
この送受信機は、前記鉄塔間の伝送距離による減衰分を補償するための増幅器を備えている。この送受信機の電源には、送受信機の配設位置が鉄塔低所であり、設置寸法上の制約がなく、保守点検が容易なことから、太陽電池モジュールを使用することができる。

図５において、１1，…１n，…は鉄塔、４，…は各鉄塔のアームに耐張碍子連を介して送電線を引き留めた引留クランプであり、各引留クランプに前記した感温検知端末６，…を取付けてある。直線スリーブにも感温検知端末を取付けるが、その図示は省略してある。
各感温検知端末の送信部は、個々のＩＤ情報信号で搬送波を変調した被変調波を無線送信する。
９，…は各鉄塔の低所に配設した送受信機であり、前記被変調波信号を入力レベルａで受信し、この受信した信号を増幅して送信し、次ぎの鉄塔の送受信機に前記と同じ入力レベルａで受信させるようにその増幅度を設定してある。通常、鉄塔間の距離は１００〜１０００ｍであり、鉄塔間間隔１０００ｍのもとでこの増幅度を設定してある。
８は携帯電話やＰＨＳ等の外部公衆ネツトワーク、８１はこの外部公衆ネツトワークに接続した遠隔監視コンピュータである。前記したＩＤ情報信号で搬送波を変調した被変調波の周波数域はこの外部公衆ネツトワークの割当て周波数に一致させてある。
図５において、例えば鉄塔群１1〜１n-1が前記外部公衆ネツトワークのサービスエリア外に在り、鉄塔１ｎが外部公衆ネツトワークのサービスエリア内に在るとし、サービスエリア外の鉄塔群１1〜１n-1の何れかの鉄塔１mの引留クランプが異常発熱したとする。

この場合、その鉄塔１mの引留クランプに取付けた感温検知端末６のスイッチ部がスイッチオンし、当該感温検知端末の送信部が固有のＩＤ情報を含む被変調波信号を発信し、この信号がその鉄塔１mの低所の送受信機９で受信され、その鉄塔１mと前記サービスエリア内の鉄塔１nとの間の鉄塔１m+1〜１n-1の低所の送受信機９，…を中継してそのサービスエリアの鉄塔１nの低所の送受信機９を経て外部公衆ネツトワーク８にリンクされ、遠隔監視用コンピュータ８１に伝送される。このコンピュータで個々の引留クランプのＩＤ情報を収集・管理することにより、鉄塔群の何れの引留クランプが異常発熱したかをリアルタイムで検知でき、即座に修復の対応を摂ることができる。
上記において、感温検知端末は引留クランプの異常発熱時に一度だけ励起・発信されるだけであり、その励起・発信に必要な電力を電池に保有させておけばよく、電池の自然消耗に伴う貯蔵電力量の減少を勘案しても前記の励起・発信を確保でき、感温検知端末の電池交換が不要であり、感温検知端末の保守の容易化、保守コストの飛躍的軽減を図ることができる。

一連の鉄塔群が外部公衆ネツトワークのサービスエリア内にある場合であり、実施例１と同様に、感温検知端末の送信部が発信する信号波を、ＩＤ情報信号で搬送波を変調した被変調波とし、その搬送波の周波数域を外部公衆ネツトワークの割当て周波数に一致させてあるが、図６に示すように、各鉄塔への送受信機の設置は省略してある。直線スリーブにも感温検知端末を取付けるが、その図示は省略してある。
図６において、何れの鉄塔１1，〜１nの引留クランプ４が異常発熱してその感温検知端末６の送信部から信号電波が発信されても、その信号波が外部公衆ネツトワーク８にリンク伝送され、遠隔監視用コンピュータ８１に伝送される。このコンピュータで個々の引留クランプのＩＤ情報を収集・管理することにより、鉄塔群の何れの引留クランプが異常発熱したかをリアルタイムで検知でき、即座に修復の対応を摂ることができる。

この実施例でも、感温検知端末は引留クランプの異常発熱時に一度だけ励起・発信されるだけであり、その励起・発信に必要な電力を電池に保有させておけばよく、電池の自然消耗に伴う蓄積電力量の減少を勘案しても前記の励起・発信を確保でき、感温検知端末の電池交換が不要であり、感温検知端末の保守の容易化、保守コストの飛躍的軽減を図ることができる。

図７において、１は鉄塔、４は各鉄塔のアームに耐張碍子連を介して送電線を引き留めた引留クランプであり、各引留クランプに前記した感温検知端末６を取付けてある。直線スリーブにも感温検知端末を取付けるが、その図示は省略してある。
９１は測定者が取り扱うポータブル受信機である。
図７において、引留クランプ４が異常発熱すると、その引留クランプ４に取付けた感温検知端末６のスイッチ部がスイッチオンして送信部が励起・作動されて所定の信号を発信し、定期的に観測を行なう測定者がその信号を受信機９１で検知して引留クランプの異常発熱を認識する。

この実施例においても、感温検知端末のスイッチ部がスイッチオンされるまでは、電池が無負荷状態にあり電力消費量が実質的に零であるから、それ迄の間に電池消耗に対する保守が不要であり、感温検知端末の保守の容易化、保守コストの飛躍的軽減を図ることができる。
この実施例では、信号の周波数域は、送電線の電磁周波数を外せば、特に制限されることはない。

鉄塔群が外部公衆ネツトワークのサービスエリア外にある山間域では請求項３のシステム（実施例１）を、鉄塔群が外部公衆ネツトワークのサービスエリア内に在る近郊乃至は郊外域では請求項２のシステム（実施例２）を実施することにより、携帯電話やＰＨＳ等の外部公衆ネツトワークを使用しコンピュータ管理により、国内のほぼ全域の架空送電線の引留クランプや直線スリーブの異常発熱をリアルタイムで検知でき、修復対処を迅速に行なうことができる。

また、請求項１や請求項２の異常発熱監視システムにより、市内の架空配電線における柱上トランスの異常発熱を検知してそのトランスの保守・管理の信頼性向上を図ることもできる

本発明に係る異常発熱監視システムにおける感温検知端末の取付け構造及び感温検知端末の構成を示す図面である。 本発明において使用する感温検知端末のスイッチ部の一例を示す図面である。 本発明において使用する感温検知端末のスイッチ部の上記とは別の例を示す図面である。 本発明において使用する感温検知端末のスイッチ部の上記とは別の例を示す図面である。 請求項３に係る異常発熱監視システムの一例を示す図面である。 請求項２に係る異常発熱監視システムの一例を示す図面である。 請求項１に係る異常発熱監視システムの一例を示す図面である。

符号の説明

１ 鉄等
１1〜１n 鉄等
４ 引留クランプ
６ 感温検知端末
８ 外部公衆ネットワーク
９ 送受信機

Claims (5)

1. 架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、所定の信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記送信部からの信号を無線式センサで検知することを特徴とする架空線における異常発熱監視システム。
2. 架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、ＩＤ情報を含んだ信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記信号を伝送する外部公衆ネツトワークに監視センターを接続したことを特徴とする架空線における異常発熱監視システム。
3. 架空線の所定箇所の異常発熱を検出するシステムであり、ＩＤ情報を含んだ信号を無線発信する送信部と電源及び送信部と電源との間のスイッチ部を備えこのスイッチ部が前記の異常発熱時にのみスイッチオンとされ常時はスイッチオフとされた常時オフスイッチである感温検知端末を架空線の前記の所定箇所に取付け、前記信号を無線受信し増幅して無線送信する送受信機を一連の鉄塔の低所に配設し、外部公衆ネツトワークのサービスエリア外にある鉄塔の送受信機が受信した前記信号を外部公衆ネツトワークのサービスエリア内にある鉄塔の送受信機に、それらの鉄塔の間の鉄塔の送受信機を中継して伝送し、前記サービスエリア内にある鉄塔の送受信機が受信した信号を外部公衆ネツトワークを経て監視センターに送信することを特徴とする架空線における異常発熱監視システム。
4. 一連の鉄塔群の一部の鉄塔の架空線を請求項２記載の異常発熱監視システムで監視し、残部の鉄塔の架空線を請求項３記載の異常発熱監視システムで監視するようにした架空線における異常発熱監視システム。
5. 感温検知端末のスイッチ部のスイッチエレメントに前記の異常発熱で溶融する融点の可溶合金を使用したことを特徴とする請求項１〜４何れか記載の架空線における異常発熱監視システム。

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