JP3210706U - 電力機器の温度監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電力機器の経年劣化による異常温度の発生を監視すると共に、点検作業者の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図った電力機器の監視装置を提供する。【解決手段】温度監視装置１６は、監視対象を撮影する可視画像撮像装置２４と、監視対象の温度検出をする赤外線受光装置２８と、撮影時に監視対象領域を照明するランプ５８とを備えている。その内部には、領域画像生成装置４０と合成出力制御装置４６と受信装置４８と送信装置５０とタイマー６０と警報装置６２と記憶装置４４とが収容されている。記憶装置４４には、監視画像データ２２と赤外線計測データ２６と着色領域と合成出力画像４２等が記憶されている。点検作業者が電力設備を巡回して、携帯端末装置を使用して、監視対象とされた機器の状態を確認できる。【選択図】図１
Description
本考案は、電力機器の経年劣化等による異常温度の発生を監視する温度監視装置に関する。
電力機器は、経年劣化により異常な発熱をして火災事故を引き起こす危険性がある。このため、定期的な検査が行われるが、正確な信頼性のある検査のためには、一定時間状態を監視してその結果を分析することが必要になる。しかしながら電力設備には、配電盤やキュービクル等、大小様々な機器があり、これらを順番に開いて点検する作業は非常に時間と手数がかかり、大きな負担になっていた。一方、監視を必要とするすべての装置に、温度センサ等を取り付けて、ネットワークを用いて連続監視するといったシステムが多種紹介されている（特許文献１）（特許文献２）（特許文献３）。
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
監視対象すべてに監視装置を取り付けるシステムは、トータルコストが高額になるという問題がある。特に経年変化を原因とする機器の異常温度上昇の監視では、新設された機器は監視対象から除外できる。また、点検整備をして正常と判定された機器については、ある程度の期間だけ監視を省略できる。これらの装置全てに監視装置を取り付けるのは不経済であり、多くの機器については、点検作業者が巡回をして人力により測定器を使用して点検をしている。本考案は、こうした点検作業者の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図った電力機器の監視装置を提供することを目的とする。
監視対象すべてに監視装置を取り付けるシステムは、トータルコストが高額になるという問題がある。特に経年変化を原因とする機器の異常温度上昇の監視では、新設された機器は監視対象から除外できる。また、点検整備をして正常と判定された機器については、ある程度の期間だけ監視を省略できる。これらの装置全てに監視装置を取り付けるのは不経済であり、多くの機器については、点検作業者が巡回をして人力により測定器を使用して点検をしている。本考案は、こうした点検作業者の負荷を軽減して、点検作業の効率化を図った電力機器の監視装置を提供することを目的とする。
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
＜構成１＞
電力機器の経年劣化を判定するための装置であって、電力機器の近傍に着脱可能に取り付けられる支持装置を備え、
上記電力機器の監視対象領域を撮影して監視画像データを取得する可視画像撮像装置と、
監視対象領域で監視対象が発生する赤外線計測データを取得する赤外線受光装置と、
監視対象領域をマトリクス状に区分して、各区分に識別子を付与した領域表示画像を生成し、区分ごとの赤外線強度を、上記赤外線計測データの該当位置のデータから読み取って、あらかじめ定めた対応する色に上記区分を着色した領域表示画像を生成する領域画像生成装置と、
上記監視画像データと上記領域表示画像とを合成した合成出力画像を生成して記憶装置に記憶させる合成出力制御装置と、
無線通信によって上記合成出力画像の送信要求を受信する受信装置と、
上記記憶装置から上記合成出力画像を読み取って送信要求元に対して無線送信する送信装置と、
監視対象領域を照明するランプと、
上記ランプと可視画像撮像装置と赤外線受光装置と領域画像生成装置と合成出力制御装置とを予め定めた一定時間毎に動作させるタイマーとを備えたことを特徴とする電力機器の温度監視装置。
電力機器の経年劣化を判定するための装置であって、電力機器の近傍に着脱可能に取り付けられる支持装置を備え、
上記電力機器の監視対象領域を撮影して監視画像データを取得する可視画像撮像装置と、
監視対象領域で監視対象が発生する赤外線計測データを取得する赤外線受光装置と、
監視対象領域をマトリクス状に区分して、各区分に識別子を付与した領域表示画像を生成し、区分ごとの赤外線強度を、上記赤外線計測データの該当位置のデータから読み取って、あらかじめ定めた対応する色に上記区分を着色した領域表示画像を生成する領域画像生成装置と、
上記監視画像データと上記領域表示画像とを合成した合成出力画像を生成して記憶装置に記憶させる合成出力制御装置と、
無線通信によって上記合成出力画像の送信要求を受信する受信装置と、
上記記憶装置から上記合成出力画像を読み取って送信要求元に対して無線送信する送信装置と、
監視対象領域を照明するランプと、
上記ランプと可視画像撮像装置と赤外線受光装置と領域画像生成装置と合成出力制御装置とを予め定めた一定時間毎に動作させるタイマーとを備えたことを特徴とする電力機器の温度監視装置。
＜構成２＞
監視対象領域毎にいずれかの区分の検出温度が閾値を越えたときに警報表示を起動する警報装置を備えたことを特徴とする構成１に記載の電力機器の温度監視装置。
監視対象領域毎にいずれかの区分の検出温度が閾値を越えたときに警報表示を起動する警報装置を備えたことを特徴とする構成１に記載の電力機器の温度監視装置。
＜構成３＞
上記受信装置と送信装置は、ＬＡＮを介さずにピアツーピアで通信をして、点検作業者が携帯する携帯端末装置に合成出力画像を送信する機能を有することを特徴とする構成１または２に記載の電力機器の温度監視装置。
上記受信装置と送信装置は、ＬＡＮを介さずにピアツーピアで通信をして、点検作業者が携帯する携帯端末装置に合成出力画像を送信する機能を有することを特徴とする構成１または２に記載の電力機器の温度監視装置。
＜構成１の効果＞
本考案の装置は、電力機器に簡単に着脱できる。すなわち必要な時に取り付けをしタイマーを使用して一定時間毎に必要回数の観測を行った後に取り外して別の機器に使用することができる。
監視対象領域を区分して、区分毎にその区分の温度を示すように着色した合成出力画像を生成して、監視対象領域の温度分布を一覧できる。その監視対象領域の可視画像が合成されているので、電力機器のどの部分が発熱しているかを一見して視認できる。
この装置を電力機器のケース等の内部に収容しておき、例えば、スマートホン等で無線通信によって、合成出力画像を読み出すようにすれば、任意のタイミングで短時間で各機器の点検をすることができる。
＜構成２の効果＞
いずれかの区分の検出温度が閾値を越えたとき、合成画像中に警告表示したり、外付けしたランプの点灯等の警報表示をすることにより、正常な機器と補修をするべき機器を明瞭に簡単に見分けることができ、効率よく保守作業ができる。
＜構成３の効果＞
電力機器を収容する金属ケース等に温度監視装置を収容したときにはネットワークへの常時接続が困難な場合がある。そのケースのごく近くに携帯用の無線ＬＡＮルータを近付けると微弱な漏れ電波による通信が可能になる。この機能により電力機器のケースの蓋を開かずに合成出力画像を取り出すこともできる。
本考案の装置は、電力機器に簡単に着脱できる。すなわち必要な時に取り付けをしタイマーを使用して一定時間毎に必要回数の観測を行った後に取り外して別の機器に使用することができる。
監視対象領域を区分して、区分毎にその区分の温度を示すように着色した合成出力画像を生成して、監視対象領域の温度分布を一覧できる。その監視対象領域の可視画像が合成されているので、電力機器のどの部分が発熱しているかを一見して視認できる。
この装置を電力機器のケース等の内部に収容しておき、例えば、スマートホン等で無線通信によって、合成出力画像を読み出すようにすれば、任意のタイミングで短時間で各機器の点検をすることができる。
＜構成２の効果＞
いずれかの区分の検出温度が閾値を越えたとき、合成画像中に警告表示したり、外付けしたランプの点灯等の警報表示をすることにより、正常な機器と補修をするべき機器を明瞭に簡単に見分けることができ、効率よく保守作業ができる。
＜構成３の効果＞
電力機器を収容する金属ケース等に温度監視装置を収容したときにはネットワークへの常時接続が困難な場合がある。そのケースのごく近くに携帯用の無線ＬＡＮルータを近付けると微弱な漏れ電波による通信が可能になる。この機能により電力機器のケースの蓋を開かずに合成出力画像を取り出すこともできる。
本考案の装置は、電力機器の経年劣化による異常温度の発生を検出するための装置である。点検作業者が電力設備を巡回して、携帯端末装置を使用して、監視対象とされた機器の状態をごく短時間で確認できるようにする。これにより、過熱による電力機器の火災事故を未然に防止するための点検業務の効率化を図ることができる。以下、本考案の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
図１（ａ）は本考案の電力機器の温度監視装置の正面図と内部の機能ブロック図を示したものである。図１（ｂ）は電力機器１２のケース１４の扉を開いた状態を示す斜視図である。
図１（ｂ）に示すように、本考案の温度監視装置１６は、電力機器１２の近傍、例えば、配電盤のケース１４の扉等に着脱可能に取り付けられる。温度監視装置１６の支持装置１８は、ビス留め式のものでもよいし、マグネット等の簡単に着脱できる構造のものでもよい。また、簡単に台の上に置くだけの場合、本体に一体化された平坦な底板や脚のようなものでもよい。
温度監視装置１６は、図１（ａ）の左側に示すように、監視対象を撮影する可視画像撮像装置２４と、監視対象の温度検出をする赤外線受光装置２８と、撮影時に監視対象領域を照明するランプ５８とを備えている。その内部には、領域画像生成装置４０と合成出力制御装置４６と受信装置４８と送信装置５０とタイマー６０と警報装置６２と記憶装置４４とが収容されている。記憶装置４４には、監視画像データ２２と赤外線計測データ２６と着色領域３８と合成出力画像４２等が記憶されている。
図２は監視対象領域を撮影して得られた監視画像データ２２の説明図である。
可視画像撮像装置２４は、電力機器１２の監視対象領域２０（図１（ｂ））を撮影して監視画像データ２２を取得する装置である。これはごく一般的なカメラでよく、監視対象領域を写真撮影する。その画像が図２に示したような監視画像データ２２である。
可視画像撮像装置２４は、電力機器１２の監視対象領域２０（図１（ｂ））を撮影して監視画像データ２２を取得する装置である。これはごく一般的なカメラでよく、監視対象領域を写真撮影する。その画像が図２に示したような監視画像データ２２である。
赤外線受光装置２８は、監視対象領域２０で監視対象が発生する赤外線計測データ２６を取得する装置である。これは、既知の赤外アレイセンサ等により実現できる。監視対象領域から発せられる赤外線（熱線）の強度分布を検出することができるデバイスである。
図３は監視対象領域２０をマトリクス状に区分して識別子３２を付与した領域表示画像３４の説明図である。
領域画像生成装置４０は、図３に示すように、監視対象領域２０をマトリクス状に区分して、各区分３０に識別子３２を付与した領域表示画像３４を生成する。図３に示す例では、横方向に１２個、縦方向に４個の合計４８個の区分を設ける。各区分には、例えば、「１−１、１−２、・・１２−４」というように識別子３２を付ける。
領域画像生成装置４０は、図３に示すように、監視対象領域２０をマトリクス状に区分して、各区分３０に識別子３２を付与した領域表示画像３４を生成する。図３に示す例では、横方向に１２個、縦方向に４個の合計４８個の区分を設ける。各区分には、例えば、「１−１、１−２、・・１２−４」というように識別子３２を付ける。
図４は点検作業者が取得して機器の状態を確認するための合成出力画像４２の説明図である。
図４に示すように、赤外線受光装置２８は一定時間毎に各区分の赤外線強度を示す赤外線計測データ２６を取得する。図４の「TIME」は検出時刻、「TH1」「TH2」等は温度、「X1」「Y1」等は識別子３２のことである。領域画像生成装置４０は、この区分３０ごとの赤外線強度３６を、赤外線計測データ２６の該当位置のデータから読み取って、あらかじめ定めた対応する色に区分３０を着色した領域表示画像３４（図４）を生成する装置である。
図４に示すように、赤外線受光装置２８は一定時間毎に各区分の赤外線強度を示す赤外線計測データ２６を取得する。図４の「TIME」は検出時刻、「TH1」「TH2」等は温度、「X1」「Y1」等は識別子３２のことである。領域画像生成装置４０は、この区分３０ごとの赤外線強度３６を、赤外線計測データ２６の該当位置のデータから読み取って、あらかじめ定めた対応する色に区分３０を着色した領域表示画像３４（図４）を生成する装置である。
例えば、外気温の場合には無着色、摂氏４０度以上の場合には黄色とし、予め設定した閾値である５５度を越えたときは赤色に着色する。合成出力制御装置４６は、監視画像データ２２と領域表示画像３４とを合成した合成出力画像４２を生成して記憶装置４４に記憶させる装置である。この合成出力画像４２により、監視対象機器のどの部分がどの程度発熱しているかが一見して分かる。また、全く正常な状態か、今後注意して監視すべきか、なんらかの問題が生じているか等をただちに判断できる。センサの検出温度範囲を摂氏４０度から６０度に設定しておき、監視対象機器の性質に応じて閾値をこの温度範囲中に自由に設定できるようにするとよい。
図５は、本考案の温度監視装置１６の使用方法を示す説明図である。
点検作業者５２は、無線ＬＡＮルータ５４を接続した携帯端末装置５６を持って、電力設備を巡回する。そして、温度監視装置１６を内部に固定した電力機器１２の近くにきたとき、携帯端末装置５６を操作して、合成出力画像４２の読み取り操作を行う。
点検作業者５２は、無線ＬＡＮルータ５４を接続した携帯端末装置５６を持って、電力設備を巡回する。そして、温度監視装置１６を内部に固定した電力機器１２の近くにきたとき、携帯端末装置５６を操作して、合成出力画像４２の読み取り操作を行う。
図１（ａ）に示した受信装置４８は、温度監視装置１６が無線通信によって合成出力画像４２の送信要求を受信する装置である。送信装置５０は、記憶装置４４から合成出力画像４２を読み取って送信要求元に対して無線送信する装置である。
例えば、この受信装置４８と送信装置５０とはＬＡＮに接続する機能を持つ通信装置であるものとする。温度監視装置１６の温度監視装置１６（図１（ａ））がＬＡＮを通じてサーバ６４（図５）に直接接続することができれば、自動的に合成出力画像４２が、総合的な管理センターのサーバ６４の監視データ６６中に書き加えられる。
しかしながら、電力機器は一般に金属ケースに収容されており、通信が遮蔽されるから、有線ネットワークが必要になる。その場合、温度監視装置１６は全ての電力機器に固定して、既知のデータ通信ネットワークを構成しなければならない。これに対して、本考案では、温度監視装置１６に対して、温度監視の必要な時期に一定期間だけ取り付けて着脱可能な状態で使用するので、コードレスにしている。
また、各機器の監視データは、必要なとき必要なタイミングで取得できれば十分である。例えば、１週間監視をして正常だと判定されたら、例えば、３月後に再度同様の監視をして状態の変化を確認すれば足りる。だから、温度監視装置１６のＬＡＮへの常時接続は要求されない。
図５に示すように、点検作業者５２が無線ＬＡＮルータ５４を接続した携帯端末装置５６を持って温度監視装置１６に接近すると、温度監視装置１６の受信装置４８と送信装置５０は、ケース１４の通風口等を通じて漏れる微弱な電波により無線ＬＡＮルータ５４と通信をする。これにより、携帯端末装置５６は電力機器１２のケース１４の蓋を開かずに合成出力画像４２を読み取って表示することができる。
この場合には、ケース１４を開く手数を省くことができるので、点検作業者５２の作業を最も簡略化できる。ただし、ケース１４により完全に電波が遮蔽されている場合も少なくない。その場合には、ケース１４を開いて温度監視装置１６の受信装置４８と送信装置５０を無線ＬＡＮルータ５４に接続する。温度監視装置１６の受信装置４８と送信装置５０を無線ＬＡＮルータ５４に接続すればよい。
電力機器の周辺では電磁誘導により無線通信が阻害され易いから、このようにして、微弱電波で近接通信をする構成にすればよい。なお、温度監視装置１６のタイマー６０は、ランプ５８と可視画像撮像装置２４と赤外線受光装置２８と領域画像生成装置４０と合成出力制御装置４６とを、予め定めた一定時間毎に動作させる。必要なときだけ起動すればよい。従って、機器の性質に応じて、５分毎に状態を見たり、１時間毎に経過を見たり、１日１回で１月ほど観察をしたりすることができる。
また、ＬＡＮに常時接続していないと、遠隔監視では異常な温度上昇の発見が遅れるおそれがある。しかしながら、適切なタイミングで点検作業者５２が巡回をすれば、そのつど監視対象の機器の状態を確認できるから、安心である。さらに、例えば、温度監視装置１６による監視対象領域２０毎に、いずれかの区分３０の検出温度が閾値を越えたときに警報表示を起動する警報装置６２を設けることが好ましい。
なお、温度監視装置１６は必ずしもＬＡＮに接続する構成にしなくても構わない。無線ＬＡＮアクセスポイントや無線ルータを介さずにピアツーピアで温度監視装置１６と携帯端末装置とを接続するｗｉｆｉ−ｄｉｒｅｃｔという動作モードを採用することもできる。これにより、点検作業者５２の所持する汎用の携帯電話で、ＬＡＮとの接続無しで温度監視装置１６のデータを直接収集することが可能になる。
警報装置６２により、いずれかの区分３０の検出温度が閾値を越えたとき、合成画像中に区分の着色とは別の大きな文字等で警報表示をすると、点検作業者５２による見落としを防止できる。また、温度監視装置１６本体に、図１に示すように、ランプ５８を外付けして点灯させるようにすると、温度監視装置１６と通信をしなくても、警報表示を認識できる。これにより、点検作業者５２は、正常な機器と補修をするべき機器を明瞭に簡単に見分けることができ、効率よく保守作業ができる。
以上の装置により、ネットワークを使用した全設備の集中監視に比べて設備コストを十分に低減でき、既存の電力機器にすぐに簡単に適用することができる。しかも、専門知識を持つ点検作業者５２が巡回をしながら、合成出力画像を確認して、必要に応じて目視で状態を詳細に点検できるから、異常温度上昇による事故を大きな負荷無しに確実に未然防止できる。
１２ 電力機器
１４ ケース
１６ 温度監視装置
１８ 支持装置
２０ 監視対象領域
２２ 監視画像データ
２４ 可視画像撮像装置
２６ 赤外線計測データ
２８ 赤外線受光装置
３０ 区分
３２ 識別子
３４ 領域表示画像
３６ 赤外線強度
３８ 着色領域
４０ 領域画像生成装置
４２ 合成出力画像
４４ 記憶装置
４６ 合成出力制御装置
４８ 受信装置
５０ 送信装置
５２ 点検作業者
５４ 無線ＬＡＮルータ
５６ 携帯端末装置
５８ ランプ
６０ タイマー
６２ 警報装置
６４ サーバ
６６ 監視データ
１４ ケース
１６ 温度監視装置
１８ 支持装置
２０ 監視対象領域
２２ 監視画像データ
２４ 可視画像撮像装置
２６ 赤外線計測データ
２８ 赤外線受光装置
３０ 区分
３２ 識別子
３４ 領域表示画像
３６ 赤外線強度
３８ 着色領域
４０ 領域画像生成装置
４２ 合成出力画像
４４ 記憶装置
４６ 合成出力制御装置
４８ 受信装置
５０ 送信装置
５２ 点検作業者
５４ 無線ＬＡＮルータ
５６ 携帯端末装置
５８ ランプ
６０ タイマー
６２ 警報装置
６４ サーバ
６６ 監視データ
Claims (3)
- 電力機器の経年劣化を判定するための装置であって、電力機器の近傍に着脱可能に取り付けられる支持装置を備え、
上記電力機器の監視対象領域を撮影して監視画像データを取得する可視画像撮像装置と、
監視対象領域で監視対象が発生する赤外線計測データを取得する赤外線受光装置と、
監視対象領域をマトリクス状に区分して、各区分に識別子を付与した領域表示画像を生成し、区分ごとの赤外線強度を、上記赤外線計測データの該当位置のデータから読み取って、あらかじめ定めた対応する色に上記区分を着色した領域表示画像を生成する領域画像生成装置と、
上記監視画像データと上記領域表示画像とを合成した合成出力画像を生成して記憶装置に記憶させる合成出力制御装置と、
無線通信によって上記合成出力画像の送信要求を受信する受信装置と、
上記記憶装置から上記合成出力画像を読み取って送信要求元に対して無線送信する送信装置と、
監視対象領域を照明するランプと、
上記ランプと可視画像撮像装置と赤外線受光装置と領域画像生成装置と合成出力制御装置とを予め定めた一定時間毎に動作させるタイマーとを備えたことを特徴とする電力機器の温度監視装置。 - 監視対象領域毎にいずれかの区分の検出温度が閾値を越えたときに警報表示を起動する警報装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力機器の温度監視装置。
- 上記受信装置と送信装置は、ＬＡＮを介さずにピアツーピアで通信をして、点検作業者が携帯する携帯端末装置に合成出力画像を送信する機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電力機器の温度監視装置。
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