JP4289929B2 - 導電線路判定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、電線、圧縮接続スリーブ、引留クランプなどを含む導電線路(活線状態を含む)において、それらの電気的／機械的な接続の劣化などの状態変化(以下、劣化という)を、判定または評価する(以下、判定という)ための装置または方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力エネルギーの伝達に用いられている導電線路は、電線・圧縮接続スリーブ・引留クランプなどを導電接続部材を多数有していて、長期間の運行により接続状態変化や経年劣化などの問題が生じることがある。問題となる箇所としては「電線(本線)−引留クランプ−電線(ジャンパ線)」のような引留クランプを含む電線接続箇所(図１における構造Ｉ)、「電線−圧縮接続スリーブ−電線」のような圧縮接続スリーブを含む電線接続箇所(図１における構造II)、電線自体が損傷や腐食により劣化したもので電線自体(図１における構造III)などがある。これらの箇所での劣化などの状態変化が進むと、電気抵抗増大による発熱、接続箇所または電線の破損や断線、電線接続部からの電線の抜け、などの大きな事故を引き起こすことがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４２４５０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７４０９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電線径間中に圧縮接続スリーブを含む電線接続箇所(構造II)や電線そのもの(構造III)に関しての劣化を点検するための従来特許文献としては、例えば、特開平１１−１４２４５０号公報(特許文献１)があり、これは架空電線上を走行する自走式装置を用いて所定箇所の電気抵抗を測定する発明である。この発明では測定装置が大掛かりなものとなり、電線と装置との絶縁が取られていないため、装置の設計性、コスト性、測定作業性など面からみて実用化するのに今後まだ少し時間が必要とされるであろうし、引留クランプを含む電線接続箇所についての適用はここでは考慮されていない。
【０００５】
また、引留クランプを含む電線接続箇所(構造Ｉ)に関して、その劣化を点検するための従来特許文献としては、例えば、特開平１１−１７４０９７号公報(特許文献２)がある。この文献では「電線(本線)−引留クランプ−電線(ジャンパ線)」からなる、引留クランプを含む電線接続箇所(構造Ｉ)の電気抵抗を測定する発明であり、引留クランプを挟んだ電線本線とジャンパ線との両方から電気的接触をとるのに都合のよい測定装置を提供している。ところが、この発明では、劣化した引留クランプ全体の抵抗変化を評価するため、局所的に起こった初期の劣化を精度よく検出することはできない。また、劣化した引留クランプを迂回して設けられたバイパス型の導電線路(いわゆるバイパス装置)を含む場合の構造Ｉに対して、この装置を適用することは考慮されていないため、このような場合では抵抗測定すること自体が不可能となる。
【０００６】
本願発明は、上記したような従来技術における課題を解決するためになされたものであり、測定現場となる導電線路においての劣化などの状態変化を判定または評価するべき所定箇所に対して、局所的な劣化箇所の検出における適用性に優れ、電線が活線のままでも絶縁された状態での測定が可能で、コスト性・測定作業性・判定精度性などの面からみても実用に優れて使いやすい導電線路判定装置および測定用デバイスを提供する、ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、上記目的を達成するために、次のような手段を有する。
（１）導電線路における対象箇所を測定してその状態変化を判定する方法であって、
外部には円環状または円筒状に巻回されたコイル導線を備え、内部には測定する前記対象箇所を配置するための貫通された対象物配置部を備えて構成される貫通コイル式の測定用デバイスを用い、
この測定用デバイスを前記対象箇所で走査させるか、もしくは複数の測定用デバイスを前記対象箇所に配置するか、することにより、
導電線路の対象箇所における局部的な接触状態を反映した電流分布を表す電気的な出力データを取得し、
走査による測定位置の移動に伴ない変化する出力データ、あるいは複数の異なる測定位置ごとの出力データ、を比較するか、または、対象箇所と同等な構造を有する状態変化のない箇所から取得した出力データと比較するかする、ことによって、
前記対象箇所の局部的な状態変化についての判定を行なう、導電線路判定方法とした。
なお、本願発明は、対象箇所の劣化判定、対象箇所の状態の評価において、とりわけ効果が高い。
【０００８】
（２）(１)の導電線路判定方法において、
前記導電線路の測定される前記対象箇所は活線状態であり、前記測定用デバイスは前記対象箇所とは絶縁状態に保持される、導電線路判定方法とした。
本願発明においては、測定時の導電線路は活線(通電)状態のままでよく、そこを流れる電流を利用してデータを取得することができる。
（３）(１)または(２)の導電線路判定方法において、
前記導電線路の測定される前記対象箇所は、電線と圧縮接続部材との接触部位である導電線路判定方法とした。
電線と圧縮接続部材との接触部位とは、具体的には、引留クランプや電線接続スリーブの圧縮接続部をいうが、クランプ部の接触領域における劣化にはとりわけ有効である。
（４）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、測定する対象箇所についての測定位置または測定距離を計測するか確定するかできる手段を備える。
具体的な構成としては、測定用デバイスに距離計または移動位置感知センサを装着(付帯)させることにより、対象箇所において測定用デバイスを走査させることで、その距離または位置ごとの出力情報を得ることができる。
また、薄厚のリング形状体からなる貫通コイル式の測定用デバイスを、所定の距離または位置において、複数個数を並列配置させて設置することにより、複数の測定位置を確定することができる。
【０００９】
（５）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、光伝送手段または電波発信手段を含む遠距離データ出力手段を備える。
具体的な構成の例としては、測定用デバイスにＩＣタグを装着(付帯)させることができる。ＩＣタグは、出力データを取得できるセンサ手段とデータ情報の伝送手段とを内蔵したＩＣチップであって、張架電線や鉄塔などの離れた所で得られたデータを、地上にある汎用機器や作業者の携帯電子装置などに送信することができる。
このＩＣタグにより、例えば、一定時間間隔で定期的に情報を発信させて、受信側でこれを受け取ることもできるし、また、このＩＣタグにメモリを搭載させることによりそこに測定データを保存させておき、あとで取り出して管理活用すこともできる。
【００１０】
（６）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは前記対象箇所に複数個数が配設され、前記測定用デバイス毎に得られた電気的出力データについて、その差分を検出することにより判定を行う。
このように、薄厚のリング形状体からなる貫通コイル式の測定用デバイスのうち、隣接する複数の測定用デバイス(コイル)間の電気的出力データについて、その差分を検出することにより、所定距離または位置において、劣化や変化の情報を検出部外部からのノイズの影響なく取り出すことができるので、その判定を正確にすることができる。
（７）外部には円環状または円筒状に巻回されたコイル導線を備え、内部には測定の対象箇所を配置するための貫通された対象物配置部を備えて構成される貫通コイル式の測定用デバイスであって、
前記コイル導線は、円環形状または円筒状形状を所定箇所で分離する開閉部を備え、
この開閉部が開状態においてはコイル導線は切断され、閉状態においてはコイル導線が接続されるように構成される、測定デバイスとした。
（８）(７)の測定用デバイスにおいて、
前記導電線路の測定の対象箇所は活線状態にあり、前記測定用デバイスは前記測定の対象箇所とは絶縁状態に保持されるよう構成される。
【００１１】
また、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、理論的には次のような特徴点を有する。
▲１▼マクスウェルの方程式の応用により、交流電流により発生する磁界変化による起電力量を測定する。
▲２▼コイルを電線の電流軸方向に垂直に巻くことで、主電流の向きの効果を相殺させ、導電線路劣化部において発生する電流軸以外の方向をもつ電流量を定量化させることができる。
▲３▼コイルを電流長手方向に走査させることによって、コイル付近の、電流軸以外の電流量の局所的な変化、を測定できる。
▲４▼電線−クランプ間の接触部位がコイル中央から離れた同心円上の位置に存在するため、接触部位の電流軸以外の交流電流による磁界の一部がコイル外部に漏れて、コイルに起電力を発生させる。
▲５▼バイパス電線によるコイル回りの磁力線の効果を減少させるため、隣接する複数のコイルからの電気的出力の差分を測定したり、コイル外部の周囲を鉄板（α−FeもしくはフェライトFe3O4）等の磁気シールドで覆うとよい。
なお、本願発明で用いる理論は、電線からアルミに流れ込む電流ベクトルとコイルに発生する誘導起電力の関係式を表したマクスウェルの方程式
【数１】
に基づくものである。
【００１２】
そして、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、実際の劣化測定に適用するにあたり、次のような利点を有する。
・巻き付け式の貫通型コイルを備える測定用デバイスを用い、接続管などの対象物を測定して、そこから得られる出力電圧の位置による変位により、対象物の劣化の度合を判定することができる。
・測定用デバイスは距離計(位置センサ)を備えており、このデバイスを対象物上で走査させることにより、距離や位置ごとの出力が得られる。
・測定用デバイスの貫通コイルを、特定の位置に固定させて設置しておいても、複数のコイルを短距離等間隔に配置することにより、複数信号間の出力を比較すれば、光ケーブルや電波の発信(ＩＣタグの利用)等によって出力情報を得ることとすれば、遠距離にある場所においても劣化判定することが可能となる。
・測定用デバイスの貫通コイルの外部を、磁気シールドを施したり、隣接する複数のコイルの差分出力を評価すれば、導電線路やバイパス線路からの磁界の影響を抑制することができる。
・対象物となる接続管の大きさごとに、それに合う径の異なる貫通コイルをそれぞれに用意することで、あらゆるサイズの接続管に対応することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスの実施の形態を、図１〜図９を参照しながら説明する。
まず図１は、本願発明による劣化判定を実施する導電線路の一例である送電線路の概観図である。ここで、複数の電線を架線して引留めるための構造支持体は鉄塔(１０,２０)であって、大地に据付け固定されている。架設される電線としては、電気を流すための上相電線３１・中相電線３２・下相電線３３があって、この他に耐雷用アース線である架空地線３４がある。これらの電線(３１、３２、３３)は、引留クランプ(１６,１６',１６'')を経由してそのままジャンパ線(４０、４０'、４２'')となるか、ジャンパソケットなどを介して新たな別体のジャンパ線(４０、４０'、４２'') に接続されることにより、多数の鉄塔径間に接続連携された送電線路網を形成する。また、径間に張架される架空地線３４は、鉄塔(１０,２０)の頂部付近にある架空地線保持部(１１,２１)において保持固定されて、鉄塔(１０,２０)に接続されている。そして、引留クランプ(１６,１６',１６'')は、電線(３１,３２,３３)を鉄塔１０に引留めるためクランプ装置であり、絶縁碍子装置(１５、１５'、１５'')を介して、鉄塔から側方に伸びる腕状支持部(１２,１２',１２'')に連結される。
【００１４】
本願発明は、電気供給を行なう導電線路の劣化を判定する方法であって、対象箇所の電気的出力データを取得してその劣化を診断する。ここでは、劣化判定をする対象箇所として、図１の構造Ｉを例にして説明する。図２は、図１における構造Ｉを拡大して示した図であって、径間側の電線３０(本線)−引留クランプ５０−電線４０(ジャンパ線)からなり、引留クランプ５０の構成部材であるクレビス５３を碍子装置と連結させて鉄塔に引留め、吊架した電線径間を形成する構造である。引留クランプ５０は、圧縮接続部５１Ａをもつクランプ本体５１、クレビス５３、羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)、圧縮接続部５２Ａをもつジャンパソケット５２を備える。クランプ本体５０は、径間側の電線３０を挿入して外周囲側から六角圧縮固定するための圧縮接続部５１Ａを有し、また、ジャンパソケット５２はジャンパ側の電線４０を挿入してやはり外周囲側から六角圧縮固定するための圧縮接続部５２Ａを有する。これらの引留クランプ５１とジャンパソケット５２とは、それぞれがもつ羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)が断面凹凸形状で相互に面合わせされて接合されることにより、電気的機械的に接続される。
【００１５】
ここでのクレビス５３は、引留クランプ５０を鉄塔に取り付けるための引留め部材であって、先端側に開口する電線挿入圧縮部５３ａを有し、そこに電線３０の鋼心線３０ａを挿入しておいて外周側から共に圧縮することにより、クレビス５３と電線３０の鋼心線とは一体的に圧縮固定接続がなされる。これらを、クランプ本体５１の内部を貫通する本体挿通部５１ａに通して、さらに外周側から圧縮接続部５１Ａを圧縮接続することにより、クランプ本体５１・電線３０・クレビス５３の３体の圧縮接続固定がなされ一体的に結合される。この引留クランプを含む構造Ｉにおいて、劣化が発生しやすい箇所として、圧縮接続部５１Ａ、羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)、圧縮接続部５２Ａ、の各箇所があげられる。
本願発明では、導電線路の劣化を判定するに測定用デバイスによって出力データを取得する必要があり、図２においては、測定用デバイス５５が引留クランプ５１の圧縮接続部５１Ａに貫通配置されている。
【００１６】
図３は、本願発明にかかる測定用デバイス(６０、７０)であって、これを用いてデータを収集することによって、導電線路の劣化を判定することができる。
図３(１)に示す貫通コイル式の測定用デバイス６０は、絶縁物からなる外枠である円環状または円筒状のコイル枠体６１を有し、それに、エナメル被覆などの絶縁被覆をされたコイル導線６２が複数回数巻き付けられている。巻き付けるコイルは巻き数の数に比例して感度が向上するが、巻き付ける幅は、狭い方が、劣化部の位置精度の分解能に寄与する。このコイル枠体６１の内部は貫通された空洞部である対象物配置部６３となっており、測定するための対象箇所(対象物)がそこに配置される。
【００１７】
図３(２)に示す測定用デバイス７０も貫通コイル式であるが、円環状または円筒状の枠体７１は開閉部７４を備えており、ここから測定する対象物を中に挿入することができる。巻き付けらけるコイル導線７２は、枠体７１の円環形状または円筒状形状の所定箇所で分離される構造であり、開閉に伴ないコイル導線７０の接続および分離を行うための巻回導線接合部(７２ａ−７２ｂ)がある。この巻回導線接合部(７２ａ−７２ｂ)は、個々のコイルを接続させるための結合接点を含んでおり、コイル導線７２の巻き数だけ設けられるとよい。それに加え、劣化検出部の位置分解能を向上させるため、この枠体７１は、開閉部７４で分離されてここで開閉が可能となるので、弾力性や可撓性のある絶縁材料によってリング形状にして作られるとよい。また、開閉可能な構造として、ヒンジ部を有する２部材を分割して組み合わせる開閉構造によって、この枠体を形成してもよい。
【００１８】
図４(１)は、実架線で劣化した構造Ｉを模擬し、それについてデータ収集するための研究設備の一例であり、この設備を用いることによって実架線と同等なデータを試験室的に得ることができる。
ここの設備では、引留クランプ１００−電線１３０−引留クランプ１１０−電線１３２-トランス１５０−電線１３１−引留クランプ１００のようにループ状にそれぞれが接続されて通電がなされる。測定用デバイス１２０は、微小交流抵抗が測定できるリング状の測定デバイスであって、引留クランプの圧縮接続部に配置され、電線長手方向に位置を少しずつ移動させながら、それぞれの位置において出力データを得るものとする。
また、２体の引留クランプ１００と１１０については、例えば、一方(１００)が劣化のない新品の引留クランプとして、他方(１１０)を劣化した撤去された引留クランプとするように、２種類の引留クランプを配置して測定することも可能であるし、さらに、一方(１００)と他方(１１０)の両方に劣化した撤去された引留クランプを配置することもできる。
【００１９】
図４(２)は、測定用デバイス１２０の開状態を示す図であり、コイル導体１２３を備える枠体１２２は、開閉部１２１において開口しており、測定対象物をここから挿入することができる。開閉可能な枠体１２３は、折曲部１２２''おいて１２２と１２２'とに折曲されて２分割される構造を有し、ヒンジ型の開閉構造を形成している。
また、図４(３)は引留クランプの説明図である。この引留クランプ１００は距離がｍの圧縮接続部１０１を有し、ここに測定用デバイス１２０が配置される。この測定用デバイス１２０は、少しの距離をおいて位置停止と移動を繰り返し、スタート位置(Ｓ)から終了位置(Ｅ)まで測定する。停止位置ごとに電気的な出力データを取得していくが、例えばここでは１cm間隔ごとに停止させてその位置でのデータをとることとする。電気的な出力を連続して測定可能な場合、測定用デバイスを単に連続して走査させることによっても同様な評価が可能となる。
【００２０】
図５は、図４に示した設備によって得られたデータの一例を示すものである。図５(１)は、劣化のない新品の引留クランプ２００と電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)とを含むクランプ構造であり、この構造で測定された各部分における電気抵抗値を共に記入している。また、図５(２)は、引留クランプ２００の各測定位置(口元２１０Ｂからの距離(cm))において測定された、電圧(ｍＶ)と電流(Ａ)のデータを示す変化図であって、通電電流としては100Ａ、200Ａ、300Ａ、の３種類を用いて測定したものである。
この図５において、本体圧縮部44.9Ωとは、クランプ本体２１０の圧縮接続部２１０Ａにおける抵抗値を指し、ソケット部10.8Ωとは、ジャンパソケット２２０の圧縮接続部２２０Ａにおける抵抗値を指す。また、羽子板部12.3Ωは、引留クランプ２００全体の中で、圧縮接続部２１０Ａと圧縮接続部２２０Ａとを除いた箇所における抵抗値である。
【００２１】
ここで接続に用いられている電線２４０と２５０は、通常のＡＣＳＲであって、中心部には鋼心線(Ｓｔ撚り線)があり、その外側周囲にはアルミ線(Ａｌ撚り線)が配置されている構成を有する。
図５中のアルミ撚り線部28.4Ωとは、電線２４０のクランプ２１０内で圧縮された電線部分の中でも、アルミ線が段剥きされて鋼心線だけが圧縮された部分を除いた、アルミ線部分を含む箇所の抵抗値を示したものである。なお、段剥きがなされて露出された鋼心線部分は、クレビス２３０内に挿入されてそこで圧縮接続されている。
図５(２)のデータ図に見られるように、クランプ口元からの距離１５cmの位置においてデータ波形が少しだけ突起または突出しているのが見られる。この位置は、電線２４０の段剥きされたアルミ線端部(図２における３０ｂ)の位置にほぼ一致している。ここで使用した引留クランプは劣化のないものであるので、この位置における僅かなデータ変化は、劣化によるものではなく、引留クランプの基本的な接続構造によるものであると認められる。
【００２２】
図６(１)(２)は、図５とは別のクランプ３００による構造およびその測定データを示す図である。図６(１)は引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であって、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入している。また、図６(２)は、この構造において測定されたデータ図であり、図６(３)は、(２)と同じデータをスケールを変更して示した図である。
この図６(１)において、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が403.3Ω、ソケット部が10.6Ω、羽子板部が14.7Ωは、アルミ線接続部が389.2Ω、である。
図６(２)および(３)で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の突起(突出)が始まって、本体圧縮部が全体的に抵抗値が高くなっているのがわかる。これらのデータに基づけば、引留クランプ３００のアルミ線端部位置からクランプ口元にかけて、やや劣化が起こっているものと判定される。
【００２３】
図７(１)(２)は、図５図６と同様の図であるが、また別のクランプ４００の構造およびその測定データを示す図である。図７(１)は引留クランプ４００と電線４４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であり、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入した。また図７(２)は、(１)において測定されたデータ図である。この図７(１)において、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が100.6Ω、ソケット部が11.7Ω、羽子板部が11.8Ωは、アルミ線接続部が82.52Ω、である。
図７(２)で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の突起(突出)があるものの、その両側の位置では、それほど高いデータを示しているわけではなく、アルミ線端部付近でのみ少し劣化が起こっているものと判定される。
【００２４】
図７(１')(２')は、前と同じく、またまた別のクランプ５００の構造およびその測定データを示す図である。図７(１')は引留クランプ５００と電線５４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であり、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入した。また図７(２)は、(１)において測定されたデータ図である。この図７(１)において示したように、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が104.8Ω、ソケット部が11.6Ω、羽子板部が12.2Ωは、アルミ線接続部が90.6Ω、である。
図７(２')で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の大きな突起(突出)があり、アルミ線接続部５１０Ａにおいてもやや高い値を示し、距離２０以上の位置とはかなりの差異がある。アルミ線端部のみならずアルミ線接続部５１０Ａの口元側に劣化が起こっているものと判定される。
【００２５】
図８(１)(２)は、ＡＣＳＲ４１０mm２用の抵抗の小さいクランプ(新品)と、同じサイズの劣化して抵抗の大きいクランプ(撤去品)とにおいて、所定の位置で測定されたデータ(出力電圧(mV))を取得し、２種類のクランプを比較したデータを示した図である。データの収集は、図４に示した設備を用いて行われ、接続される電線はＡＣＳＲ４１０mm２であり、通電電流は１００Ａであった。(１)と(２)とを比較すれば、波形の乱れとデータ値の高さの違いにより、良品と劣化品とが一目瞭然に判定できる。(１)の新品は低い値で安定しているのに対して、(２)の劣化品は、相当高い異常値を含んでデータ波形のバラつきがかなりひどい。この(２)の劣化品は、本体圧縮部の全域で劣化がかなり進行している可能性が高いものと判定される。
【００２６】
図９は、前に示したデータについて、波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を比較するために並べ直して再掲したものである。ここでのクランプ構造は、No.１、No.２、No.３、No.４、の４種類であり、それぞれの圧縮部抵抗値のみが図中に記入されている。それぞれの波形面積を視覚的に比較してみても、劣化の程度が大きいものほど面積が大きくなるものと推定できる。ただし、No.２だけが縦軸のスケールが異なっている。
この９図をもとにすれば、それぞれの波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を算出することができるので、この波形面積を測定された圧縮部抵抗値と対比してみる。すると、波形面積と圧縮部抵抗値(μΩ)とはかなり正確な相関関係があることがわかった。
【００２７】
これまでに発明者が得た測定データにより、次のことが明らかになった。
・クランプ(No.１〜No.４)の波形を見ると、突出している位置(距離約15cmの所)は、挿入された電線の段剥きアルミ端部の位置にほぼ一致し、ここで劣化していることがわかった。
・引留クランプの本体圧縮部抵抗と測定結果を比較すると、抵抗値の高いものほどアルミ端部位置(距離約15cm)での波形の突出が大きくなっていることがわかり、劣化の進行が顕著である。
・劣化の度合は、波形の振幅ばかりでなく、変化率に特に表れる傾向にあり、波形のばらつきより感度よく劣化を評価することができる。
・クランプ(No.２)の本体圧縮部の抵抗値は高く、また、測定用デバイスのコイルによる測定結果においても、圧縮部口元(段剥きアルミ端部)の位置で、高い電圧が発生していることから、両者の相関関係が明白である。
・１６０mm２の新品引留クランプ(図５)と４１０mm２の新品引留クランプ(図８)とを比較してみると、４１０mm２の出力の方が２００倍程度と圧倒的に高いので、データが取得しやすく判定もしやすいと推定される。
【００２８】
【発明の効果】
本願発明によれば、架空送電線のような導電線路において活線状態で絶縁を保ったまま、劣化の判定がきわめて容易かつローコストでできるようになる。また、劣化を判定するべき所定箇所に対してのデバイスの適用性に優れ、コスト性・測定作業性・判定精度性などの面からみても実用上価値が高く、大変使いやすい導電線路判定方法および測定用デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による劣化判定を行う導電線路の一例である送電線路の概観図である。
【図２】図１における構造Ｉを拡大して示したクランプ構造図である。
【図３】本願発明の劣化判定で用いる測定用デバイスである。
【図４】 (１)は、実架線で劣化した構造Ｉを模擬するための研究設備の一例であって、(２)は、測定用デバイス１２０の開状態を示す図、また(３)は引留クランプの説明図である。
【図５】本願発明により得られたデータの例を示し、(１)は、劣化のない新品の引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)は、引留クランプの各測定位置において測定された、電圧(ｍＶ)と電流(Ａ)のデータを示す変化図である。
【図６】本願発明により得られたデータの別の例を示し、(１)は、別の引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)はここで測定されたデータ図、(３)は、(２)と同じデータのスケールを変更して示した図である。
【図７】本願発明により得られたデータのまた別の例を示し、(１)は引留クランプ４１０と電線４４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)は、(１)において測定されたデータ図であり、そして、図７(１')(２')は、またまた別のクランプ構造５００およびその測定データを示す図である。
【図８】本願発明により得られたデータの例であり、(１)ＡＣＳＲ４１０mm２用の抵抗の小さいクランプ(新品)、(２)同じサイズの劣化して抵抗の大きいクランプ(撤去品)、とにおいて、測定位置で測定されたデータ(出力電圧(mV))を取得し、２種類のクランプを比較したデータである。
【図９】前に示したクランプ構造(No.１、No.２、No.３、No.４)の４種類でデータについて、その波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を比較するために並べ直して再掲した図である。
【符号の説明】
３０,３１、３２、３３ 電線
３０ａ 電線の鋼芯部
１６,１６',１６'',５０ 引留クランプ
４０、４０'、４２'' ジャンパ線(電線)
１０,２０ 鉄塔
Ｉ,II,III 測定の対象箇所となる構造
５３ クレビス
５３ａ 電線挿入圧縮部
５１ クランプ本体、
５１Ａ 圧縮接続部(電線本線側)
５１ａ 挿通部
５１Ｂ,５２Ｂ 羽子板状接続部
５２ ジャンパソケット
５２Ａ 圧縮接続部(ジャンパ線側)
６０,７０ 測定用デバイス
６１,７１ コイルの枠体
６２,７２ コイル導線
６３,７３ 対象物配置部
７２ａ,７２ｂ 巻回導線の接合部
７４ 開閉部
１００,１１０ 引留クランプ
１０１ 圧縮接続部
１３０,１３１,１３２ 電線
１５０ トランス
１２０ 測定用デバイス
１２１ 開閉部
１２２ 枠体
１２２'' 折曲部
１２３ コイル導体
２００,３００,４００,５００ 引留クランプ
【発明の属する技術分野】
本願発明は、電線、圧縮接続スリーブ、引留クランプなどを含む導電線路(活線状態を含む)において、それらの電気的／機械的な接続の劣化などの状態変化(以下、劣化という)を、判定または評価する(以下、判定という)ための装置または方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力エネルギーの伝達に用いられている導電線路は、電線・圧縮接続スリーブ・引留クランプなどを導電接続部材を多数有していて、長期間の運行により接続状態変化や経年劣化などの問題が生じることがある。問題となる箇所としては「電線(本線)−引留クランプ−電線(ジャンパ線)」のような引留クランプを含む電線接続箇所(図１における構造Ｉ)、「電線−圧縮接続スリーブ−電線」のような圧縮接続スリーブを含む電線接続箇所(図１における構造II)、電線自体が損傷や腐食により劣化したもので電線自体(図１における構造III)などがある。これらの箇所での劣化などの状態変化が進むと、電気抵抗増大による発熱、接続箇所または電線の破損や断線、電線接続部からの電線の抜け、などの大きな事故を引き起こすことがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４２４５０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７４０９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電線径間中に圧縮接続スリーブを含む電線接続箇所(構造II)や電線そのもの(構造III)に関しての劣化を点検するための従来特許文献としては、例えば、特開平１１−１４２４５０号公報(特許文献１)があり、これは架空電線上を走行する自走式装置を用いて所定箇所の電気抵抗を測定する発明である。この発明では測定装置が大掛かりなものとなり、電線と装置との絶縁が取られていないため、装置の設計性、コスト性、測定作業性など面からみて実用化するのに今後まだ少し時間が必要とされるであろうし、引留クランプを含む電線接続箇所についての適用はここでは考慮されていない。
【０００５】
また、引留クランプを含む電線接続箇所(構造Ｉ)に関して、その劣化を点検するための従来特許文献としては、例えば、特開平１１−１７４０９７号公報(特許文献２)がある。この文献では「電線(本線)−引留クランプ−電線(ジャンパ線)」からなる、引留クランプを含む電線接続箇所(構造Ｉ)の電気抵抗を測定する発明であり、引留クランプを挟んだ電線本線とジャンパ線との両方から電気的接触をとるのに都合のよい測定装置を提供している。ところが、この発明では、劣化した引留クランプ全体の抵抗変化を評価するため、局所的に起こった初期の劣化を精度よく検出することはできない。また、劣化した引留クランプを迂回して設けられたバイパス型の導電線路(いわゆるバイパス装置)を含む場合の構造Ｉに対して、この装置を適用することは考慮されていないため、このような場合では抵抗測定すること自体が不可能となる。
【０００６】
本願発明は、上記したような従来技術における課題を解決するためになされたものであり、測定現場となる導電線路においての劣化などの状態変化を判定または評価するべき所定箇所に対して、局所的な劣化箇所の検出における適用性に優れ、電線が活線のままでも絶縁された状態での測定が可能で、コスト性・測定作業性・判定精度性などの面からみても実用に優れて使いやすい導電線路判定装置および測定用デバイスを提供する、ことを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、上記目的を達成するために、次のような手段を有する。
（１）導電線路における対象箇所を測定してその状態変化を判定する方法であって、
外部には円環状または円筒状に巻回されたコイル導線を備え、内部には測定する前記対象箇所を配置するための貫通された対象物配置部を備えて構成される貫通コイル式の測定用デバイスを用い、
この測定用デバイスを前記対象箇所で走査させるか、もしくは複数の測定用デバイスを前記対象箇所に配置するか、することにより、
導電線路の対象箇所における局部的な接触状態を反映した電流分布を表す電気的な出力データを取得し、
走査による測定位置の移動に伴ない変化する出力データ、あるいは複数の異なる測定位置ごとの出力データ、を比較するか、または、対象箇所と同等な構造を有する状態変化のない箇所から取得した出力データと比較するかする、ことによって、
前記対象箇所の局部的な状態変化についての判定を行なう、導電線路判定方法とした。
なお、本願発明は、対象箇所の劣化判定、対象箇所の状態の評価において、とりわけ効果が高い。
【０００８】
（２）(１)の導電線路判定方法において、
前記導電線路の測定される前記対象箇所は活線状態であり、前記測定用デバイスは前記対象箇所とは絶縁状態に保持される、導電線路判定方法とした。
本願発明においては、測定時の導電線路は活線(通電)状態のままでよく、そこを流れる電流を利用してデータを取得することができる。
（３）(１)または(２)の導電線路判定方法において、
前記導電線路の測定される前記対象箇所は、電線と圧縮接続部材との接触部位である導電線路判定方法とした。
電線と圧縮接続部材との接触部位とは、具体的には、引留クランプや電線接続スリーブの圧縮接続部をいうが、クランプ部の接触領域における劣化にはとりわけ有効である。
（４）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、測定する対象箇所についての測定位置または測定距離を計測するか確定するかできる手段を備える。
具体的な構成としては、測定用デバイスに距離計または移動位置感知センサを装着(付帯)させることにより、対象箇所において測定用デバイスを走査させることで、その距離または位置ごとの出力情報を得ることができる。
また、薄厚のリング形状体からなる貫通コイル式の測定用デバイスを、所定の距離または位置において、複数個数を並列配置させて設置することにより、複数の測定位置を確定することができる。
【０００９】
（５）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、光伝送手段または電波発信手段を含む遠距離データ出力手段を備える。
具体的な構成の例としては、測定用デバイスにＩＣタグを装着(付帯)させることができる。ＩＣタグは、出力データを取得できるセンサ手段とデータ情報の伝送手段とを内蔵したＩＣチップであって、張架電線や鉄塔などの離れた所で得られたデータを、地上にある汎用機器や作業者の携帯電子装置などに送信することができる。
このＩＣタグにより、例えば、一定時間間隔で定期的に情報を発信させて、受信側でこれを受け取ることもできるし、また、このＩＣタグにメモリを搭載させることによりそこに測定データを保存させておき、あとで取り出して管理活用すこともできる。
【００１０】
（６）(１)〜(３)いずれかの導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは前記対象箇所に複数個数が配設され、前記測定用デバイス毎に得られた電気的出力データについて、その差分を検出することにより判定を行う。
このように、薄厚のリング形状体からなる貫通コイル式の測定用デバイスのうち、隣接する複数の測定用デバイス(コイル)間の電気的出力データについて、その差分を検出することにより、所定距離または位置において、劣化や変化の情報を検出部外部からのノイズの影響なく取り出すことができるので、その判定を正確にすることができる。
（７）外部には円環状または円筒状に巻回されたコイル導線を備え、内部には測定の対象箇所を配置するための貫通された対象物配置部を備えて構成される貫通コイル式の測定用デバイスであって、
前記コイル導線は、円環形状または円筒状形状を所定箇所で分離する開閉部を備え、
この開閉部が開状態においてはコイル導線は切断され、閉状態においてはコイル導線が接続されるように構成される、測定デバイスとした。
（８）(７)の測定用デバイスにおいて、
前記導電線路の測定の対象箇所は活線状態にあり、前記測定用デバイスは前記測定の対象箇所とは絶縁状態に保持されるよう構成される。
【００１１】
また、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、理論的には次のような特徴点を有する。
▲１▼マクスウェルの方程式の応用により、交流電流により発生する磁界変化による起電力量を測定する。
▲２▼コイルを電線の電流軸方向に垂直に巻くことで、主電流の向きの効果を相殺させ、導電線路劣化部において発生する電流軸以外の方向をもつ電流量を定量化させることができる。
▲３▼コイルを電流長手方向に走査させることによって、コイル付近の、電流軸以外の電流量の局所的な変化、を測定できる。
▲４▼電線−クランプ間の接触部位がコイル中央から離れた同心円上の位置に存在するため、接触部位の電流軸以外の交流電流による磁界の一部がコイル外部に漏れて、コイルに起電力を発生させる。
▲５▼バイパス電線によるコイル回りの磁力線の効果を減少させるため、隣接する複数のコイルからの電気的出力の差分を測定したり、コイル外部の周囲を鉄板（α−FeもしくはフェライトFe3O4）等の磁気シールドで覆うとよい。
なお、本願発明で用いる理論は、電線からアルミに流れ込む電流ベクトルとコイルに発生する誘導起電力の関係式を表したマクスウェルの方程式
【数１】
【００１２】
そして、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスは、実際の劣化測定に適用するにあたり、次のような利点を有する。
・巻き付け式の貫通型コイルを備える測定用デバイスを用い、接続管などの対象物を測定して、そこから得られる出力電圧の位置による変位により、対象物の劣化の度合を判定することができる。
・測定用デバイスは距離計(位置センサ)を備えており、このデバイスを対象物上で走査させることにより、距離や位置ごとの出力が得られる。
・測定用デバイスの貫通コイルを、特定の位置に固定させて設置しておいても、複数のコイルを短距離等間隔に配置することにより、複数信号間の出力を比較すれば、光ケーブルや電波の発信(ＩＣタグの利用)等によって出力情報を得ることとすれば、遠距離にある場所においても劣化判定することが可能となる。
・測定用デバイスの貫通コイルの外部を、磁気シールドを施したり、隣接する複数のコイルの差分出力を評価すれば、導電線路やバイパス線路からの磁界の影響を抑制することができる。
・対象物となる接続管の大きさごとに、それに合う径の異なる貫通コイルをそれぞれに用意することで、あらゆるサイズの接続管に対応することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本願発明による導電線路判定方法および測定用デバイスの実施の形態を、図１〜図９を参照しながら説明する。
まず図１は、本願発明による劣化判定を実施する導電線路の一例である送電線路の概観図である。ここで、複数の電線を架線して引留めるための構造支持体は鉄塔(１０,２０)であって、大地に据付け固定されている。架設される電線としては、電気を流すための上相電線３１・中相電線３２・下相電線３３があって、この他に耐雷用アース線である架空地線３４がある。これらの電線(３１、３２、３３)は、引留クランプ(１６,１６',１６'')を経由してそのままジャンパ線(４０、４０'、４２'')となるか、ジャンパソケットなどを介して新たな別体のジャンパ線(４０、４０'、４２'') に接続されることにより、多数の鉄塔径間に接続連携された送電線路網を形成する。また、径間に張架される架空地線３４は、鉄塔(１０,２０)の頂部付近にある架空地線保持部(１１,２１)において保持固定されて、鉄塔(１０,２０)に接続されている。そして、引留クランプ(１６,１６',１６'')は、電線(３１,３２,３３)を鉄塔１０に引留めるためクランプ装置であり、絶縁碍子装置(１５、１５'、１５'')を介して、鉄塔から側方に伸びる腕状支持部(１２,１２',１２'')に連結される。
【００１４】
本願発明は、電気供給を行なう導電線路の劣化を判定する方法であって、対象箇所の電気的出力データを取得してその劣化を診断する。ここでは、劣化判定をする対象箇所として、図１の構造Ｉを例にして説明する。図２は、図１における構造Ｉを拡大して示した図であって、径間側の電線３０(本線)−引留クランプ５０−電線４０(ジャンパ線)からなり、引留クランプ５０の構成部材であるクレビス５３を碍子装置と連結させて鉄塔に引留め、吊架した電線径間を形成する構造である。引留クランプ５０は、圧縮接続部５１Ａをもつクランプ本体５１、クレビス５３、羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)、圧縮接続部５２Ａをもつジャンパソケット５２を備える。クランプ本体５０は、径間側の電線３０を挿入して外周囲側から六角圧縮固定するための圧縮接続部５１Ａを有し、また、ジャンパソケット５２はジャンパ側の電線４０を挿入してやはり外周囲側から六角圧縮固定するための圧縮接続部５２Ａを有する。これらの引留クランプ５１とジャンパソケット５２とは、それぞれがもつ羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)が断面凹凸形状で相互に面合わせされて接合されることにより、電気的機械的に接続される。
【００１５】
ここでのクレビス５３は、引留クランプ５０を鉄塔に取り付けるための引留め部材であって、先端側に開口する電線挿入圧縮部５３ａを有し、そこに電線３０の鋼心線３０ａを挿入しておいて外周側から共に圧縮することにより、クレビス５３と電線３０の鋼心線とは一体的に圧縮固定接続がなされる。これらを、クランプ本体５１の内部を貫通する本体挿通部５１ａに通して、さらに外周側から圧縮接続部５１Ａを圧縮接続することにより、クランプ本体５１・電線３０・クレビス５３の３体の圧縮接続固定がなされ一体的に結合される。この引留クランプを含む構造Ｉにおいて、劣化が発生しやすい箇所として、圧縮接続部５１Ａ、羽子板状接続部(５１Ｂ,５２Ｂ)、圧縮接続部５２Ａ、の各箇所があげられる。
本願発明では、導電線路の劣化を判定するに測定用デバイスによって出力データを取得する必要があり、図２においては、測定用デバイス５５が引留クランプ５１の圧縮接続部５１Ａに貫通配置されている。
【００１６】
図３は、本願発明にかかる測定用デバイス(６０、７０)であって、これを用いてデータを収集することによって、導電線路の劣化を判定することができる。
図３(１)に示す貫通コイル式の測定用デバイス６０は、絶縁物からなる外枠である円環状または円筒状のコイル枠体６１を有し、それに、エナメル被覆などの絶縁被覆をされたコイル導線６２が複数回数巻き付けられている。巻き付けるコイルは巻き数の数に比例して感度が向上するが、巻き付ける幅は、狭い方が、劣化部の位置精度の分解能に寄与する。このコイル枠体６１の内部は貫通された空洞部である対象物配置部６３となっており、測定するための対象箇所(対象物)がそこに配置される。
【００１７】
図３(２)に示す測定用デバイス７０も貫通コイル式であるが、円環状または円筒状の枠体７１は開閉部７４を備えており、ここから測定する対象物を中に挿入することができる。巻き付けらけるコイル導線７２は、枠体７１の円環形状または円筒状形状の所定箇所で分離される構造であり、開閉に伴ないコイル導線７０の接続および分離を行うための巻回導線接合部(７２ａ−７２ｂ)がある。この巻回導線接合部(７２ａ−７２ｂ)は、個々のコイルを接続させるための結合接点を含んでおり、コイル導線７２の巻き数だけ設けられるとよい。それに加え、劣化検出部の位置分解能を向上させるため、この枠体７１は、開閉部７４で分離されてここで開閉が可能となるので、弾力性や可撓性のある絶縁材料によってリング形状にして作られるとよい。また、開閉可能な構造として、ヒンジ部を有する２部材を分割して組み合わせる開閉構造によって、この枠体を形成してもよい。
【００１８】
図４(１)は、実架線で劣化した構造Ｉを模擬し、それについてデータ収集するための研究設備の一例であり、この設備を用いることによって実架線と同等なデータを試験室的に得ることができる。
ここの設備では、引留クランプ１００−電線１３０−引留クランプ１１０−電線１３２-トランス１５０−電線１３１−引留クランプ１００のようにループ状にそれぞれが接続されて通電がなされる。測定用デバイス１２０は、微小交流抵抗が測定できるリング状の測定デバイスであって、引留クランプの圧縮接続部に配置され、電線長手方向に位置を少しずつ移動させながら、それぞれの位置において出力データを得るものとする。
また、２体の引留クランプ１００と１１０については、例えば、一方(１００)が劣化のない新品の引留クランプとして、他方(１１０)を劣化した撤去された引留クランプとするように、２種類の引留クランプを配置して測定することも可能であるし、さらに、一方(１００)と他方(１１０)の両方に劣化した撤去された引留クランプを配置することもできる。
【００１９】
図４(２)は、測定用デバイス１２０の開状態を示す図であり、コイル導体１２３を備える枠体１２２は、開閉部１２１において開口しており、測定対象物をここから挿入することができる。開閉可能な枠体１２３は、折曲部１２２''おいて１２２と１２２'とに折曲されて２分割される構造を有し、ヒンジ型の開閉構造を形成している。
また、図４(３)は引留クランプの説明図である。この引留クランプ１００は距離がｍの圧縮接続部１０１を有し、ここに測定用デバイス１２０が配置される。この測定用デバイス１２０は、少しの距離をおいて位置停止と移動を繰り返し、スタート位置(Ｓ)から終了位置(Ｅ)まで測定する。停止位置ごとに電気的な出力データを取得していくが、例えばここでは１cm間隔ごとに停止させてその位置でのデータをとることとする。電気的な出力を連続して測定可能な場合、測定用デバイスを単に連続して走査させることによっても同様な評価が可能となる。
【００２０】
図５は、図４に示した設備によって得られたデータの一例を示すものである。図５(１)は、劣化のない新品の引留クランプ２００と電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)とを含むクランプ構造であり、この構造で測定された各部分における電気抵抗値を共に記入している。また、図５(２)は、引留クランプ２００の各測定位置(口元２１０Ｂからの距離(cm))において測定された、電圧(ｍＶ)と電流(Ａ)のデータを示す変化図であって、通電電流としては100Ａ、200Ａ、300Ａ、の３種類を用いて測定したものである。
この図５において、本体圧縮部44.9Ωとは、クランプ本体２１０の圧縮接続部２１０Ａにおける抵抗値を指し、ソケット部10.8Ωとは、ジャンパソケット２２０の圧縮接続部２２０Ａにおける抵抗値を指す。また、羽子板部12.3Ωは、引留クランプ２００全体の中で、圧縮接続部２１０Ａと圧縮接続部２２０Ａとを除いた箇所における抵抗値である。
【００２１】
ここで接続に用いられている電線２４０と２５０は、通常のＡＣＳＲであって、中心部には鋼心線(Ｓｔ撚り線)があり、その外側周囲にはアルミ線(Ａｌ撚り線)が配置されている構成を有する。
図５中のアルミ撚り線部28.4Ωとは、電線２４０のクランプ２１０内で圧縮された電線部分の中でも、アルミ線が段剥きされて鋼心線だけが圧縮された部分を除いた、アルミ線部分を含む箇所の抵抗値を示したものである。なお、段剥きがなされて露出された鋼心線部分は、クレビス２３０内に挿入されてそこで圧縮接続されている。
図５(２)のデータ図に見られるように、クランプ口元からの距離１５cmの位置においてデータ波形が少しだけ突起または突出しているのが見られる。この位置は、電線２４０の段剥きされたアルミ線端部(図２における３０ｂ)の位置にほぼ一致している。ここで使用した引留クランプは劣化のないものであるので、この位置における僅かなデータ変化は、劣化によるものではなく、引留クランプの基本的な接続構造によるものであると認められる。
【００２２】
図６(１)(２)は、図５とは別のクランプ３００による構造およびその測定データを示す図である。図６(１)は引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であって、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入している。また、図６(２)は、この構造において測定されたデータ図であり、図６(３)は、(２)と同じデータをスケールを変更して示した図である。
この図６(１)において、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が403.3Ω、ソケット部が10.6Ω、羽子板部が14.7Ωは、アルミ線接続部が389.2Ω、である。
図６(２)および(３)で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の突起(突出)が始まって、本体圧縮部が全体的に抵抗値が高くなっているのがわかる。これらのデータに基づけば、引留クランプ３００のアルミ線端部位置からクランプ口元にかけて、やや劣化が起こっているものと判定される。
【００２３】
図７(１)(２)は、図５図６と同様の図であるが、また別のクランプ４００の構造およびその測定データを示す図である。図７(１)は引留クランプ４００と電線４４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であり、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入した。また図７(２)は、(１)において測定されたデータ図である。この図７(１)において、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が100.6Ω、ソケット部が11.7Ω、羽子板部が11.8Ωは、アルミ線接続部が82.52Ω、である。
図７(２)で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の突起(突出)があるものの、その両側の位置では、それほど高いデータを示しているわけではなく、アルミ線端部付近でのみ少し劣化が起こっているものと判定される。
【００２４】
図７(１')(２')は、前と同じく、またまた別のクランプ５００の構造およびその測定データを示す図である。図７(１')は引留クランプ５００と電線５４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図であり、ここで測定された各部分における電気抵抗値を一緒に記入した。また図７(２)は、(１)において測定されたデータ図である。この図７(１)において示したように、各部の電気抵抗値は、本体圧縮部が104.8Ω、ソケット部が11.6Ω、羽子板部が12.2Ωは、アルミ線接続部が90.6Ω、である。
図７(２')で見るに、クランプ口元からの距離１５cmの位置(アルミ線端部の位置)において、データ波形の大きな突起(突出)があり、アルミ線接続部５１０Ａにおいてもやや高い値を示し、距離２０以上の位置とはかなりの差異がある。アルミ線端部のみならずアルミ線接続部５１０Ａの口元側に劣化が起こっているものと判定される。
【００２５】
図８(１)(２)は、ＡＣＳＲ４１０mm２用の抵抗の小さいクランプ(新品)と、同じサイズの劣化して抵抗の大きいクランプ(撤去品)とにおいて、所定の位置で測定されたデータ(出力電圧(mV))を取得し、２種類のクランプを比較したデータを示した図である。データの収集は、図４に示した設備を用いて行われ、接続される電線はＡＣＳＲ４１０mm２であり、通電電流は１００Ａであった。(１)と(２)とを比較すれば、波形の乱れとデータ値の高さの違いにより、良品と劣化品とが一目瞭然に判定できる。(１)の新品は低い値で安定しているのに対して、(２)の劣化品は、相当高い異常値を含んでデータ波形のバラつきがかなりひどい。この(２)の劣化品は、本体圧縮部の全域で劣化がかなり進行している可能性が高いものと判定される。
【００２６】
図９は、前に示したデータについて、波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を比較するために並べ直して再掲したものである。ここでのクランプ構造は、No.１、No.２、No.３、No.４、の４種類であり、それぞれの圧縮部抵抗値のみが図中に記入されている。それぞれの波形面積を視覚的に比較してみても、劣化の程度が大きいものほど面積が大きくなるものと推定できる。ただし、No.２だけが縦軸のスケールが異なっている。
この９図をもとにすれば、それぞれの波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を算出することができるので、この波形面積を測定された圧縮部抵抗値と対比してみる。すると、波形面積と圧縮部抵抗値(μΩ)とはかなり正確な相関関係があることがわかった。
【００２７】
これまでに発明者が得た測定データにより、次のことが明らかになった。
・クランプ(No.１〜No.４)の波形を見ると、突出している位置(距離約15cmの所)は、挿入された電線の段剥きアルミ端部の位置にほぼ一致し、ここで劣化していることがわかった。
・引留クランプの本体圧縮部抵抗と測定結果を比較すると、抵抗値の高いものほどアルミ端部位置(距離約15cm)での波形の突出が大きくなっていることがわかり、劣化の進行が顕著である。
・劣化の度合は、波形の振幅ばかりでなく、変化率に特に表れる傾向にあり、波形のばらつきより感度よく劣化を評価することができる。
・クランプ(No.２)の本体圧縮部の抵抗値は高く、また、測定用デバイスのコイルによる測定結果においても、圧縮部口元(段剥きアルミ端部)の位置で、高い電圧が発生していることから、両者の相関関係が明白である。
・１６０mm２の新品引留クランプ(図５)と４１０mm２の新品引留クランプ(図８)とを比較してみると、４１０mm２の出力の方が２００倍程度と圧倒的に高いので、データが取得しやすく判定もしやすいと推定される。
【００２８】
【発明の効果】
本願発明によれば、架空送電線のような導電線路において活線状態で絶縁を保ったまま、劣化の判定がきわめて容易かつローコストでできるようになる。また、劣化を判定するべき所定箇所に対してのデバイスの適用性に優れ、コスト性・測定作業性・判定精度性などの面からみても実用上価値が高く、大変使いやすい導電線路判定方法および測定用デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による劣化判定を行う導電線路の一例である送電線路の概観図である。
【図２】図１における構造Ｉを拡大して示したクランプ構造図である。
【図３】本願発明の劣化判定で用いる測定用デバイスである。
【図４】 (１)は、実架線で劣化した構造Ｉを模擬するための研究設備の一例であって、(２)は、測定用デバイス１２０の開状態を示す図、また(３)は引留クランプの説明図である。
【図５】本願発明により得られたデータの例を示し、(１)は、劣化のない新品の引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)は、引留クランプの各測定位置において測定された、電圧(ｍＶ)と電流(Ａ)のデータを示す変化図である。
【図６】本願発明により得られたデータの別の例を示し、(１)は、別の引留クランプと電線(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)はここで測定されたデータ図、(３)は、(２)と同じデータのスケールを変更して示した図である。
【図７】本願発明により得られたデータのまた別の例を示し、(１)は引留クランプ４１０と電線４４０(ＡＣＳＲ１６０mm２)を含むクランプ構造図、(２)は、(１)において測定されたデータ図であり、そして、図７(１')(２')は、またまた別のクランプ構造５００およびその測定データを示す図である。
【図８】本願発明により得られたデータの例であり、(１)ＡＣＳＲ４１０mm２用の抵抗の小さいクランプ(新品)、(２)同じサイズの劣化して抵抗の大きいクランプ(撤去品)、とにおいて、測定位置で測定されたデータ(出力電圧(mV))を取得し、２種類のクランプを比較したデータである。
【図９】前に示したクランプ構造(No.１、No.２、No.３、No.４)の４種類でデータについて、その波形面積(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４)を比較するために並べ直して再掲した図である。
【符号の説明】
３０,３１、３２、３３ 電線
３０ａ 電線の鋼芯部
１６,１６',１６'',５０ 引留クランプ
４０、４０'、４２'' ジャンパ線(電線)
１０,２０ 鉄塔
Ｉ,II,III 測定の対象箇所となる構造
５３ クレビス
５３ａ 電線挿入圧縮部
５１ クランプ本体、
５１Ａ 圧縮接続部(電線本線側)
５１ａ 挿通部
５１Ｂ,５２Ｂ 羽子板状接続部
５２ ジャンパソケット
５２Ａ 圧縮接続部(ジャンパ線側)
６０,７０ 測定用デバイス
６１,７１ コイルの枠体
６２,７２ コイル導線
６３,７３ 対象物配置部
７２ａ,７２ｂ 巻回導線の接合部
７４ 開閉部
１００,１１０ 引留クランプ
１０１ 圧縮接続部
１３０,１３１,１３２ 電線
１５０ トランス
１２０ 測定用デバイス
１２１ 開閉部
１２２ 枠体
１２２'' 折曲部
１２３ コイル導体
２００,３００,４００,５００ 引留クランプ
Claims (8)
- 導電線路における対象箇所を測定してその状態変化を判定する方法であって、
外部には円環状または円筒状に巻回されたコイル導線を備え、内部には測定する前記対象箇所を配置するための貫通された対象物配置部を備えて構成される貫通コイル式の測定用デバイスを用い、
この測定用デバイスを前記対象箇所で走査させるか、もしくは複数の測定用デバイスを前記対象箇所に配置するか、することにより、
導電線路の対象箇所における局部的な接触状態を反映した電流分布を表す電気的な出力データを取得し、
走査による測定位置の移動に伴ない変化する出力データ、あるいは複数の異なる測定位置ごとの出力データ、を比較するか、または、対象箇所と同等な構造を有する状態変化のない箇所から取得した出力データと比較するかする、ことによって、
前記対象箇所の局部的な状態変化についての判定を行なう導電線路判定方法であり、
前記導電線路は、撚り線を備える電線であり、
前記対象箇所は、前記撚り線と引留クランプまたは電線接続スリーブとの接触部位を備える圧縮接続部であって、
前記接触部位が前記コイル導線の中央から離れた同心円上の位置に存在するため、前記接触部位の電流軸以外の交流電流による磁界の一部がコイル外部に漏れて、コイルに起電力を発生させ、
前記コイル導線は前記電線の電流軸方向に垂直に巻かれて、主電流の向きの効果を相殺させ、前記圧縮接続部において発生する電流軸以外の方向をもつ電流量を定量化させ、
前記コイル導線を電流長手方向に走査させることによって、前記コイル導線は付近の、電流軸以外の電流量の局所的な変化を測定する、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１に記載の導電線路判定方法において、
前記対象箇所は、架空地線に引留クランプが圧縮接続された架空地線保持部である、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１に記載の導電線路判定方法において、
前記対象箇所は、アルミ撚り線を備える電線と引留クランプあるいは電線接続スリーブとが圧縮接続された箇所である、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１〜３いずれかに記載の導電線路判定方法において、
前記導電線路の測定される前記対象箇所は活線状態であり、前記測定用デバイスは前記対象箇所とは絶縁状態に保持される、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１〜３いずれかに記載の導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、測定の対象箇所についての測定位置または測定距離を、計測するか確定するかの手段を備える、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１〜３いずれかに記載の導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは、光伝送手段または電波発信手段を含む遠距離データ出力手段を備える、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１〜３いずれかに記載の導電線路判定方法において、
前記測定用デバイスは前記対象箇所に複数個数が配設され、前記測定用デバイス毎に得られた電気的出力データについて、その差分を検出することにより判定を行う、ことを特徴とする導電線路判定方法。 - 請求項１〜３いずれかに記載の導電線路判定方法において、
前記コイル導線は、円環形状または円筒状形状を所定箇所で分離する開閉部を備え、
この開閉部が開状態においては前記コイル導線は切断され、閉状態においては前記コイル導線が接続されるように構成される、ことを特徴とする導電線路判定方法。
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