(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空電線上の所定径間の両端に固定及び離脱可能な一対の固定部材と、これら一対の固定部材間を連結する連結部材と、この連結部材上に起立転倒自在に支持され転倒時に前記架空電線の前記径間を打撃可能な打撃部材と、前記架空電線の前記径間の中央に離脱可能に装着され前記打撃部材による打撃で前記径間に生じる架空電線の振動を感知して振動信号を送出する振動センサと、前記架空電線の径間内に着脱可能に取り付けられて前記架空電線に応じて荷重を調整し、前記振動センサが感知可能な振動を発生させる荷重調整部材と、前記振動センサからの振動信号を受けて前記径間の固有振動数を算出しこの固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して前記径間の張力を算出する処理装置と、この処理装置からの算出結果を表示する表示装置とを具備し、
前記固定部材は、前記架空電線を両者間に挟み込むように互いに開閉自在に一端部が蝶着され、対向部に架空電線の外周に対応する湾曲凹部をそれぞれ備え、他端部が互いに係合可能な一対の把持部材を具備し、
前記荷重調整部材は、前記架空電線を相互間に挟み込むように開閉可能に対向し、一方に前記振動センサが固定され、架空電線に応じて異なる複数の質量を持って選択可能な一対の重量片を具備することを特徴とする架空電線の張力測定装置。
【請求項２】
前記一対の把持部材の湾曲凹部の両端縁が面取りされており架空電線への食い込みを防ぐことを特徴とする請求項１に記載の架空電線の張力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道線路のトロリ線や吊架線あるいは一般電力用送電線等の架空電線の張力をその沿線途上において切断せずに測定する張力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空電線を切断することなく、架空電線の張力を測定する方法として、架空電線上の所定径間の両端に、互いに連結部材によって連結された一対の固定部材を固定し、径間の中央に振動センサを固定し、架空電線Ｔを打撃して、径間に生じる振動を振動センサで感知して径間の固有振動数を処理装置で算出し、この固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して径間の張力を算出するものがある（例えば特許文献１参照）。この方法では、電線の素線数が増えて外径が大きくなると打撃による固有振動数を感知し難く、張力の測定が困難になる。固定部材の電線把持部が電線を強固に把持すると電線を傷付けやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、電線の外径に応じて打撃による固有振動数を安定的に感知することができ、確実に張力を測定し、また装着時に固定部材により電線を傷付けることなく、強固に把持することができる装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明においては、上記課題を解決するため、架空電線Ｔ上の所定径間Ｓの両端に固定及び離脱可能な一対の固定部材２と、これら一対の固定部材２間を連結する連結部材３と、この連結部材３上に起立転倒自在に支持され転倒時に架空電線Ｔの径間Ｓを打撃可能な打撃部材４と、架空電線の径間Ｓの中央に離脱可能に固着され打撃部材４による打撃で径間Ｓに生じる振動を感知して振動信号を送出する振動センサ５と、この振動センサ５からの振動信号を受けて径間Ｓの固有振動数を算出しこの固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して径間Ｓの張力を算出する処理装置６と、この処理装置６からの算出結果を表示する表示装置７とを具備させて架空電線Ｔの張力測定装置１を構成した。固定部材２は、架空電線Ｔを両者間に挟み込むように互いに開閉自在に一端部が蝶着され、架空電線の外周に対応する湾曲凹部８ａ，９ａをそれぞれ備えた一対の把持部材８，９を他端部が互いに係合可能に構成した。架空電線Ｔの径間Ｓには、架空電線Ｔに応じて荷重を調整し、振動センサ５が感知可能な振動を発生させる荷重調整部材１８を取り付ける。
荷重調整部材１８は、架空電線Ｔを相互間に挟み込むように開閉可能に対向し、一方に振動センサ５が固定され、架空電線Ｔに応じて異なる複数の質量を持って選択可能な一対の重量片１９，１９で構成した。
また、一対の把持部材８，９の湾曲凹部８ａ，９ａの両端縁８ｂ，９ｂを面取りして架空電線Ｔへの食い込みを防いだ。
【発明の効果】
【０００６】
この発明においては、架空電線Ｔ上の径間Ｓを打撃部材４で打撃し、この打撃で径間Ｓに生じる架空電線Ｔの振動を振動センサ５で感知して振動信号を処理装置６へ送出し、処理装置６が、振動信号を受けて径間Ｓの固有振動数を算出すると共に、この固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して径間Ｓの張力を算出し、表示装置７に表示することができる。電線の外径が大きく素線数が多くても、架空電線Ｔに応じて荷重調整部材１８の質量を適宜選択することにより振動を安定的に発生するので振動センサ５が確実に感知して、張力を測定することができる。固定部材２は、架空電線Ｔを両者間に挟み込むように互いに開閉自在に蝶着された一対の把持部材８，９の湾曲凹部８ａ，９ａが架空電線Ｔの外周にそって把持するので、電線Ｔを傷付けることなく強固に固定できる。
荷重調整部材１８は異なる質量を持つものを複数用意しておけば、架空電線Ｔに応じて適宜選択でき、効率よく簡単にかつ正確な張力の測定作業を行うことができる。
また、湾曲凹部８ａ，９ａの両端縁を面取りすれば、架空電線への食い込みを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る張力測定装置の正面図である。
【図２】張力測定装置の側面図である。
【図３】把持部材の正面図である。
【図４】図１におけるIV−IV断面図である。
【図５】振動センサの正面図である。
【図６】架空電線に応じた振動センサの各種荷重調整部材の正面図である。
【図７】（Ａ）は質量の小さい荷重調整部材を用いた場合の張力と振動数との関係を示すグラフ、（Ｂ）は質量の大きい荷重調整部材を用いた場合の張力と振動数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照してこの発明の実施の一形態を説明する。
図１において、張力測定装置１は、一対の固定部材２と、固定部材２間を連結する連結部材３と、連結部材３上に支持された打撃部材４と、振動センサ５と、処理装置６及び表示装置７を具備している。
【０００９】
一対の固定部材２は、トロリ線のような架空電線Ｔ上の所定径間Ｓの両端に固定及び離脱可能である。即ち、固定部材２は、図２に示すように、架空電線Ｔを両側から挟み込むように互いに開閉自在に上端部が蝶着された一対の把持部材８，９の下端部間をボルト・ナット１０で締付可能に構成される。把持部材８，９の対向部には、相互間に挟み込む架空電線Ｔの外周に対応する湾曲凹部８ａ，９ａをそれぞれ備えている。図３に示すように、湾曲凹部８ａ，９ａの両端縁８ｂ，９ｂは面取りされており、把持部材８，９の対向面から湾曲凹部８ａ，９ａに緩やかに連続して架空電線Ｔへの食い込みを防ぐようになっている。
【００１０】
図１に示すように、一対の固定部材２，２間を連結する連結部材３は、角棒状のアルミ型材で矩形の枠を構成するように結合されたもので、直線状の主フレーム１１とコ字状に組まれた補強フレーム１２と、フレーム１１，１２の相互間を結合する結合フレーム１３とを具備する。補強フレーム１２は、両端が主フレーム１１の両端付近に取付板１４を介してボルト留めされると共に、主フレーム１１との間に渡る結合フレーム１３によって結合される。主フレーム１１の両端部は、取付ブロック１５を介して固定部材２にそれぞれ固定され、架空電線Ｔ上への取り付け状態において架空電線Ｔと所定間隔を置いてこれと平行に配置される。図２に示すように、取付ブロック１５は、棚部１５ａ上に主フレーム１１が配置され、主フレーム１１の側面及び下面をボルト留めする。取付ブロック１５の下部には固定部材２の一方の把持部材９がボルト留めされる。
【００１１】
打撃部材４は、図１，図４に示すように、ブラケット１６とハンマ１７とを具備する。ブラケット１６は主フレーム１１の中間部付近に取り付けられる。ハンマ１７の基端はブラケット１６に枢支され、主フレーム１１に対する垂直面上を回転自在であり、架空電線Ｔへの取り付け状態において、回転途上で架空電線Ｔに衝突する。
【００１２】
振動センサ５は、図１，図５に示すように、架空電線Ｔ上の２つの固定部材２の径間Ｓの中央に、荷重調整部材１８を介して着脱可能に取り付けられる。振動センサ５は、打撃部材４による打撃で径間Ｓに生じる架空電線Ｔの振動を感知して振動信号を送出する。荷重調整部材１８は、一方に振動センサ５を固定し、架空電線Ｔを上下に挟み込んで両端部をボルト・ナットで締付可能な一対の重量片１９，１９で構成される。重量片１９は、架空電線Ｔ上の打撃による振動の周波数帯域を低くして固有振動数を安定して発生させるために、図６に示すように規格化された異なる複数の架空電線Ｔに応じて所定の質量を持つものが複数用意されており、架空電線Ｔに応じて適宜選択する。
【００１３】
処理装置６は、振動センサ５からの振動信号を受けて径間Ｓの固有振動数を算出し、この固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して径間Ｓの張力を算出し、これを表示装置７に表示する。
【００１４】
架空電線Ｔにおける所定径間の固有振動数とその張力との間には、相関関係があることが知られている。そこで、架空電線Ｔの種類ごとに、同一径間における固有振動数と張力との相関関係を実測データから導いてこれを数式化し、処理装置６に記憶させる。例えば、この実施形態の測定装置１を装着した架空電線Ｔに基準張力から±５kNの範囲で１kNずつ張力を増大するよう負荷をかけ、各張力値での径間Ｓにおける固有振動数を振動計で実測する。同一種類の架空電線Ｔについてこの測定を５回行い、データの平均値から回帰曲線を求め、この回帰曲線を張力算出式として処理装置６に記憶させる。振動センサ５からの径間Ｓの周波数データを処理装置６に送入すれば、計算式に基づいて特定種類の架空電線Ｔにおける径間の固有振動数と張力を算出し、これを表示装置に表示することができる。
【００１５】
この装置を用いて架空電線Ｔの張力を測定する場合には、まず測定装置１を架空電線Ｔの任意の位置に装着する。即ち、架空電線Ｔ上の所定径間の両端に、連結部材３によって連結された一対の固定部材２を固定すると共に、架空電線Ｔ上の当該径間の中央に振動センサ５を荷重調整部材１８で固定する。そして、ハンマ１７を鉛直上方に起立させた状態から自然転倒させる。ハンマ１７は、鉛直下方を通過した位置で架空電線Ｔを打撃する。この打撃で架空電線Ｔの径間に生じる振動を振動センサ５が感知して振動信号を処理装置６へ送出する。処理装置６は、振動センサ５から振動信号を受けて、径間の固有振動数を算出すると共に、この固有振動数を予め記憶されている張力計算式に代入して径間の張力を算出し、算出結果を表示装置７に表示する。
【００１６】
固定部材２は、架空電線Ｔを両者間に挟み込む把持部材８，９を湾曲凹部８ａ，９ａに受け入れて架空電線Ｔの外周に沿って把持するので、電線を傷付け難く強固に固定できる。把持部材８，９の両端縁８ｂ，９ｂは緩やかなに面取りされているので、架空電線Ｔを強固に把持しても架空電線Ｔに食い込み難い。振動センサ５の荷重調整部材１８を適宜選択して架空電線Ｔに応じた質量の重量片１９を使用して、架空電線Ｔの経間Ｓの荷重を調整することにより周波数帯域が低くなり振動が安定して発生するので、振動センサ５が打撃による固有振動数を確実に感知し、張力を測定することができる。
【００１７】
発明者は、測定装置１を装着して特定の架空電線（ＳＴ１３５（２種））の１ｍの経間Ｓについて、２種類の荷重調整部材１８（０．２ｋｇと０．４ｋｇ）を用い、所定の張力に対する固有振動数の実測を５回行って、固有振動数と張力との相関関係を比較した。この結果、図７に示すように、０．２ｋｇの荷重調整部材１８の場合（同図（Ａ））より０．４ｋｇのもの場合（同図（Ｂ））に測定値のばらつきが少なく、測定結果の再現性が良好であることがわかった。従って、規格化された架空電線の種類に応じて最適な重量の荷重調整部材１８を選択すれば、測定値の精度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明は、鉄道線路のトロリ線や吊架線あるいは一般電力用送電線等の架空電線の張力を測定するのに有効である。
【符号の説明】
【００１９】
１    張力測定装置
２    固定部材
３    連結部材
４    打撃部材
５    振動センサ
６    処理装置
７    表示装置
８    把持部材
８ａ  湾曲凹部
８ｂ  端縁
９    把持部材
９ａ  湾曲凹部
９ｂ  端縁
１８    荷重調整部材
Ｔ    架空電線
Ｓ    所定径間
【図１】
0005534510.tif 000002
【図２】
0005534510.tif 000003
【図３】
0005534510.tif 000004
【図４】
0005534510.tif 000005
【図５】
0005534510.tif 000006
【図６】
0005534510.tif 000007
【図７】
0005534510.tif 000008