(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空線を架空線部品の圧着スリーブに挿入し、圧着スリーブを圧縮又は締付けることにより、架空線を圧着スリーブに圧着してなる架空線圧着部にあって、その圧着スリーブの長手方向の外側に位置する架空線の外側面に超音波探触子を当て、この超音波探触子から超音波を架空線を構成する素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信する際、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行うことにより、架空線圧着部における架空線の欠陥を検出することを特徴とする架空線圧着部の欠陥検出方法。
【請求項２】
前記超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信した後、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて再び超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信し、必要に応じて超音波の送受信と超音波探触子の移動とを繰り返し行い、受信した複数の反射波を相互に比較することにより、架空線圧着部の欠陥を検出することを特徴とする請求項１記載の架空線圧着部の欠陥検出方法。
【請求項３】
前記超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信しながら、超音波探触子を移動させて、素線の欠陥部から反射された反射波を受信することにより、架空線圧着部の欠陥を検出することを特徴とする請求項１記載の架空線圧着部の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を利用した架空線圧着部の亀裂、細り、破断等の欠陥を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は一般的な架空線の架設状態を示すものである。架空線１は架空送電線２、架空地線３、ジャンパー線４等で構成され、耐張鉄塔５、懸垂鉄塔６等の支持部材に架設されて使用される。このため、風にさらされて振動を起こしたり雨水が侵入し、長年月の間に、架空線を構成する素線に金属疲労や腐食が生じる。この金属疲労や腐食が進行すると、素線に亀裂や細りが生じ、破断（断線）する。素線が破断すると、架空線の機械的強度が低下して他の素線にも波及し、架空線の破断に到る。
【０００３】
このような架空線には、引留クランプ７、ジャンパスリーブ８、懸垂クランプ９、振動防止ダンパ１０、スペーサ、導体接続スリーブ、架空地線把持金具等の架空線部品が圧縮又はボルト締付け等により圧着して取付けられ、これらの圧着部内又は近傍において、架空線に亀裂、破断等の欠陥が生じ易い。
【０００４】
従来、架空線圧着部の欠陥を検出する方法としては、架空線圧着部に欠陥があると、その部分の電気抵抗が高くなり、発熱して温度が上昇するので、その温度を放射温度計により測定する方法とか、Ｘ線（電離放射線の一種）照射による方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の温度測定方法は、ヘリコプタ等を使って空中から架空線圧着部の欠陥を検出する場合に利用されるが、架空線の温度上昇は専ら通電時に生じ、点検時には通電されず温度上昇しないから、外気温との温度差が生じにくいこと、また、検査すべき架空線圧着部までかなり離れていて、気候、気温の変化等の外乱を受け易いこと等により、架空線圧着部の欠陥を精度よく検出することができず、信頼性に乏しいという問題があった。また、温度上昇を検出するという間接的な欠陥検出方法のため、確認調査が必要で、検査が煩雑になるという問題もあった。さらにヘリコプタを使用した場合には、設備が大掛かりとなり費用も嵩むという問題もあった。
【０００６】
次に、Ｘ線照射による方法は、上記温度測定による方法の問題を解消できるが、下記のような新たな問題が生じていた。即ち、Ｘ線が架空線の直角方向に照射されるため、素線の直角方向の面内で多く発生する亀裂、細り、破断等の欠陥を精度よく検出することができないこと、Ｘ線源及びカメラが重いため、高所におけるハンドリングが面倒なこと、また、Ｘ線カメラが大きいため、隣接する素線に干渉する恐れがあり、素線毎に欠陥有無を精度よく検出することが容易でないこと、さらに、Ｘ線カメラが隣接する架空線に干渉する恐れがあり、カメラとＸ線源との距離が取れず、欠陥が存在していても、これを確実に撮影できないことがあること、Ｘ線源から照射されるＸ線が人体に影響を与えるため、取扱いに注意が必要で熟練を要すること、フイルム交換は鉄塔上で行う必要があり作業性が悪いこと、撮影したフイルムの現像は、検査を行う山間部等の不便な場所で行う必要があり、準備に手間がかかること等の種々の問題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決し、架空線圧着部における架空線の欠陥を精度よく検出でき、また、架空線の欠陥検出に用いる装置の取扱いが容易、且つ簡便で、準備に手間がかからない架空線圧着部の欠陥検出方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る架空線圧着部の欠陥検出方法は、上記の課題を解決するための第１の手段として、架空線を架空線部品の圧着スリーブに挿入し、圧着スリーブを圧縮又は締付けることにより、架空線を圧着スリーブに圧着してなる架空線圧着部にあって、その圧着スリーブの長手方向の外側に位置する架空線の外側面に超音波探触子を当て、この超音波探触子から超音波を架空線を構成する素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信する際、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行うことにより、架空線圧着部における架空線の欠陥を検出することを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記の課題を解決するための第２の手段として、前記超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信した後、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて再び超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信し、必要に応じて超音波の送受信と超音波探触子の移動とを繰り返し行い、受信した複数の反射波を相互に比較することにより、架空線圧着部の欠陥を検出することを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、上記の課題を解決する第３の手段として、前記超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信しながら、超音波探触子を移動させて、素線の欠陥部から反射された反射波を受信することにより、架空線圧着部の欠陥を検出することを特徴とするものである。
【００１１】
上記のように、架空線部品の圧着スリーブの長手方向の外側に位置する架空線の外側面に超音波探触子を当て、この超音波探触子から超音波を架空線の素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信することにより、架空線圧着部における架空線の欠陥を検出するようにしたので、架空線を構成する素線の端面から超音波を素線内に送信して欠陥を検出する必要がなくなり、架空線圧着部の欠陥をその近傍で直に検出することができる。
【００１２】
また、Ｘ線の場合は、これを架空線（素線）の直角方向に照射するので、素線の直角方向の面内で多く発生する亀裂、細り、破断（断線）状態を精度よく検出できないのに対して、超音波の場合は、これを素線内にその長手方向に傾斜して送信するので、素線の破断は勿論のこと、破断にまだ到らない亀裂や細りのような欠陥までも検出することができ、架空線の保守管理を効率よく行うことができる。
【００１３】
また、超音波探触子は、Ｘ線カメラと異なり、小型軽量であるから、高所におけるハンドリングが容易であるほか、隣接する素線に干渉する恐れがないので、架空線の素線１本毎に欠陥有無を検出することができ、さらに、隣接する架空線に干渉する恐れもないので、架空線に欠陥がある場合、これを確実、且つ容易に検出することができる。
【００１４】
また、人体に悪影響を及ぼすことがないため、取扱いが容易であり、Ｘ線カメラのような、撮影したフイルムを高所で交換したり、現地で現像するという必要もないため、装置の操作が簡単で手間がかからず、欠陥検出作業を能率よく行うことができる。
【００１５】
さらに、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行うことにより、架空線圧着部における架空線の欠陥を検出するので、前記素線の欠陥部から反射された反射波が、素線の欠陥によるものなのか、外乱（ノイズ）によるものなのかどうかを判別することができ、素線の欠陥検出のＳ／Ｎ比をさらに高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。図１は本発明の原理を説明するための概要図である。本図では架空線圧着部２０のアルミニウム材からなる圧着スリーブ２０ａの端部から例えば１０〜２０ｍｍ程度内部に入った箇所において、架空線２２の素線２２ａに破断（断線）による欠陥部Ｓが生じている状態を示している。この圧着部２０の欠陥を検出するために、その圧着スリーブ２０ａの端部から長手方向の外側に位置する架空線２２（素線２２ａ）の外側面に、超音波探触子２４を当接する。この際、超音波探触子から超音波のパルス信号を素線２２ａ内に効率よく送信するために、予め架空線２２（素線２２ａ）の外側面に円周方向へ例えば接触媒質の１００％グリセリンを塗布して、これを架空線２２（素線２２ａ）と超音波探触子２４間に介在させておく。
【００１７】
次に超音波探触子２４の送信部２４ａから水晶振動子等より発生させた０．２〜５ＭＨz程度の超音波のパルス信号を、素線２２ａ内に、該素線の軸線に垂直な軸線Ｍに対して角度θ傾斜させて圧着スリーブ２０ａの方向へ送信する。角度θは、２０度より小さいと欠陥部Ｓの検出感度が鈍り、８０度を越えると、超音波を素線２２ａ内に効率よく送信することができなくなるので、２０〜８０度の範囲が実用的であり、４０〜６０度の範囲が好ましい。
【００１８】
超音波探触子２４は軽量小型であり、数ミリ程度の直径のアルミニウム材からなる素線２２ａ毎に、超音波を送信し、亀裂、細り、破断等の欠陥部から反射された反射波を超音波探触子２４内の受信部（図示せず）で受信することが可能である。このようにして、架空線２２の円周方向に素線毎に超音波探触子を手動又は走査治具（図示せず）により走査（スキャン）させ、受信した反射波の波形、大きさ（振幅）、発生位置をモニターで観察する。
【００１９】
そして、素線２２ａに亀裂、細り、破断等の欠陥が生じていない場合には、図２（イ）に示すように反射波の超音波波形が比較的平坦であり、低い高さのノイズが多く現れる。素線２２ａに、例えば欠陥部Ｓ（超音波探触子２４の送信部２４ａから距離ｐの部分）が存在すると、図２（ロ）に示すように、欠陥部Ｓの部分で反射波の超音波波形が急峻で大きく現れる。従って、予め実験、過去のデータで得られた欠陥有無、破断有無の閾値と比較することにより、欠陥の有無、欠陥の種類、劣化進行状態を判断することができる。なお、図２（イ）（ロ）で横軸は、超音波探触子２４の送信部２４ａから欠陥部Ｓまでの距離（ｍｍ）を示し、縦軸は振幅最大値を１００とした場合の割合（％）を示す。
【００２０】
本発明では、超音波探触子２４から超音波を素線２２ａ内に傾斜させて送信するので、素線２２ａ内に欠陥部Ｓが生じないと、反射波が超音波探触子２４のある方向とは異なる方向に反射して伝達され、反射波の戻りが遅くなる。これに対して、素線２２ａ内に欠陥部Ｓが生じると、反射波が欠陥部Ｓのところで超音波探触子２４側に向けて反射され、さらに欠陥部が大きいほど反射量も多く、反射波の減衰も少なくなるから、課題を解決するための手段の項で説明したように、素線２２ａの欠陥を精度よく検出することができ、今後の対応策として、送電を停止し、架空線圧着部２０を修理、取換える等の処置を的確、且つ速やかに施すことができる。
【００２１】
なお、本発明では架空線圧着部２０の欠陥検出を、１本の素線２２ａ毎に行うことだけに限定されない。例えば、劣化状態の少ない箇所では、作業能率を高めるために、複数の素線毎に行い、この検査で欠陥の存在が疑われる場合に、１本毎の欠陥検出に切換えるようにしてもよいからである。
【００２２】
次に本発明の欠陥検出方法に関し、超音波の送受信を行う方法を図３（イ）（ロ）に示す。第１の方法は、前記超音波探触子２４から超音波を素線２２ａ内に傾斜させて圧着スリーブ２０ａの方向へ送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信した後、超音波探触子２４を図３（ロ）に示すように、素線２２ａの撚り方向に沿って、例えば距離ｑだけ矢印方向に移動させて、再び超音波探触子２４から超音波を素線２２ａ内に傾斜させて圧着スリーブ２０ａの方向へ送信し、素線２２ａの欠陥部から反射された反射波を受信し、必要に応じて超音波の送受信と超音波探触子２４の移動とを繰り返し行い、受信した複数の反射波を相互に比較することにより、架空線圧着部２０の欠陥を検出する方法である。
【００２３】
このような方法によると、反射波の超音波波形が、素線２２ａに欠陥部が存在することによる場合、図４に示すように、反射波の波形位置が距離ｑだけ右側に移動するのに対して、反射波の超音波波形が、素線２２ａに欠陥部が存在することによるものでなく、外乱（ノイズ）によるものである場合、反射波の超音波波形の位置が殆ど移動しない。そこで、超音波探触子２４を移動させたとき、得られる反射波の超音波波形の位置が横方向に移動するかどうかを観察することにより、この反射波が素線の欠陥によるものなのか、外乱（ノイズ）によるものなのかをより正確に判別することができ、架空線圧着部２０の欠陥検出のＳ／Ｎ比を高めることができ、好ましい。
【００２４】
第２の方法は、超音波探触子２４から超音波を素線２２ａ内に傾斜させて圧着スリーブ２０ａの方向へ送信しながら、超音波探触子２４を素線２２ａの撚り方向に沿って、例えば距離ｑだけ矢印方向に移動させ、或いは距離ｑの間で往復移動させ、素線２２ａの欠陥部から反射された反射波を受信して、架空線圧着部の欠陥を検出する方法である。この方法では、先に超音波探触子２４の方を移動させておいて、超音波の送信を開始する場合も含むものである。この方法でも、受信した反射波の超音波波形が、素線２２ａに欠陥部が存在することによる場合、距離ｑだけ右側に移動したり、左右に往復移動するのに対して、素線２２ａに欠陥部がなく、外乱（ノイズ）によるものである場合、移動しないので、前記したように、反射波の超音波波形が移動したかどうかで、この反射波が素線の欠陥によるものかどうかを判別することができる。
【００２５】
次に、本発明を架空線部品である架空送電線の引留クランプ及びジャンパスリーブの各圧着部の欠陥検出に適用した例について図５により説明する。引留クランプの架空線圧着部２５は、アルミニウム材からなる引留クランプ本体２６に挿着された鋼スリーブ２７内に、鋼心アルミ撚線からなる架空送電線２８の所定長露出された鋼心部分２８ａを挿入して圧縮接続し、次いで鋼スリーブ２７と鋼心部分２８ａとの圧縮接続部分の外周全体、並びにこの近傍の架空送電線２８の外周を、アルミニウム材からなる圧着スリーブ２９で覆い、この圧着スリーブ２９を圧縮し、架空送電線２８を引留クランプ本体２６に圧着することにより構成される。この架空線圧着部２５においては、引留クランプを架空送電線２８に取付けるために圧着スリーブ２９を圧縮したとき、或いは、鉄塔に送電線を架設した後に、長年の使用で架空送電線２８に金属疲労や腐食が起きて、架空送電線２８に亀裂、細り、破断等が生じる恐れがある。
【００２６】
このような圧着部２５の欠陥有無を検査する場合には、例えば地上又は鉄塔上の検査を必要とする場所において、架空線圧着部２５の圧着スリーブ２９の長手方向の外側に位置する架空送電線２８の外側面に、最外層の素線２８ｂ毎に超音波探触子２４を当て、この超音波探触子から超音波を素線２８ｂ内に傾斜させて圧着スリーブ２９の方向へ送信し、素線２８ｂの欠陥部から反射された反射波を受信する際、超音波探触子２４を素線２８ｂの撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行い、欠陥有無を検査する。このような操作方法を架空送電線２８の円周方向に沿って素線２８ｂ毎に繰り返し行う。
【００２７】
ジャンパスリーブの架空線圧着部３０は、同図に示すように、引留クランプ本体２６にボルト３１で締結されたアルミニウム材からなるジャンパスリーブ３２の先端に形成された圧着スリーブ３２ａ内にアルミ撚線からなるジャンパ線３３を挿入し、圧着スリーブ３２ａを圧縮し、ジャンパスリーブ３２に圧着することにより構成される。
【００２８】
この架空線圧着部３０の欠陥を検出する場合にも、圧着スリーブ３２ａの長手方向の外側に位置するジャンパ線３３の外側面に、最外層の素線３３ａ毎に超音波探触子２４を当て、この超音波探触子２４から超音波を素線３３ａ内に傾斜させて圧着スリーブ３２ａの方向へ送信し、ジャンパ線３３の素線３３ａの欠陥部から反射された反射波を受信する際、超音波探触子２４を素線３３ａの撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行い、
欠陥の検出を行う。そのほかは引留クランプの架空線圧着部２５の欠陥間検出の場合と同じなので説明を省略する。
【００２９】
なお、架空線圧着部は上記のような引留クランプ又はジャンパスリーブのものに限定されるものではなく、上記以外の架空線部品、例えば、振動防止ダンパ、スペーサ、導体接続スリーブ、導体端子等の架空線圧着部にも適用されるものである。また、圧着部は圧縮によるものだけに限定されるものではなく、懸垂クランプの場合のように、ボルト締付けにより架空送電線にクランプ把持するものも含むものである。また、架空線は架空送電線のほかに、架空地線、ジャンパー線等のような架空に張設されるものを含むものである。
【００３０】
さらに、前記した発明の実施の形態では、超音波探触子から超音波を素線内に圧着スリーブの方向へ送信する場合について説明したが、素線の欠陥部は、圧着スリーブ内にだけ生じるものとは限らず、圧着スリーブの外側部分でも生じることがある。この場合、超音波探触子を圧着スリーブから少し離して、超音波を圧着スリーブに向けて送信してもよいが、超音波を圧着スリーブと反対方向に向けて送信するようにしてもよい。そうすると、超音波探触子を移動させず、同じ位置で１８０度反転させるだけで済むので、狭い場所や領域での素線の欠陥検出に効果的である。さらに、超音波探触子に内蔵された送信部の方を１８０度反転させる構造にするか、新たに圧着スリーブと反対方向に超音波を送信し得る送信部を設置する構造にすると、超音波探触子を移動、反転させる必要もなくなり、より効果的である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、上記したように、架空線を架空線部品の圧着スリーブに挿入し、圧着スリーブを圧縮又は締付けることにより、架空線を圧着スリーブに圧着してなる架空線圧着部にあって、その圧着スリーブの長手方向の外側に位置する架空線の外側面に超音波探触子を当て、この超音波探触子から超音波を架空線を構成する素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信することにより、架空線圧着部における架空線の欠陥を検出するようにしたので、架空線を構成する素線の端面から超音波を素線内に送信して欠陥を検出する必要がなくなり、架空線圧着部の欠陥をその近傍で直に検出することができる。
【００３２】
また、Ｘ線の場合は、これを架空線（素線）の直角方向に照射するので、素線の直角方向の面内で多く発生する亀裂、細り、破断（断線）状態を精度よく検出できないのに対して、超音波の場合は、これを素線内にその長手方向に傾斜して送信するので、素線の破断は勿論のこと、破断にまだ到らない亀裂や細りのような欠陥までも検出することができ、架空線の保守管理を効率よく行うことができる。
【００３３】
また、超音波探触子は、Ｘ線カメラと異なり、小型軽量であるから、高所におけるハンドリングが容易であるほか、隣接する素線に干渉する恐れがないので、架空線の素線１本毎に欠陥有無を検出することができ、隣接する架空線に干渉する恐れもないので、架空線に欠陥がある場合、これを確実、且つ容易に検出することができる。
【００３４】
また、超音波による欠陥検出方法は、人体に悪影響を及ぼすことがないため、取扱いが容易であり、Ｘ線カメラのような、撮影したフイルムを高所で交換したり、現地で現像するという必要もないため、装置の操作が簡単で手間がかからず、欠陥検出作業を能率よく行うことができる。
【００３５】
また、前記超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射波等を受信した後、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて再び超音波探触子から超音波を素線内に傾斜させて送信し、素線の欠陥部から反射された反射波を受信する際、超音波探触子を素線の撚り方向に沿って移動させて超音波の送受信を行うことにより、架空線圧着部の欠陥を検出するので、素線の欠陥部から反射された反射波が、素線の欠陥によるものなのか、外乱（ノイズ）によるものなのかどうかを判別することができ、素線の欠陥検出のＳ／Ｎ比をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の概要を説明するための正面図である。
【図２】  本発明により架空線圧着部の欠陥部の検出状態を示す超音波波形図であり、（イ）は欠陥部を検出していない状態の図、（ロ）は欠陥部を検出した状態の図である。
【図３】  本発明の欠陥検出方法に関し、超音波の送受信を行う方法を説明するための平面図であり、（イ）は超音波探触子を移動する前の図、（ロ）は超音波探触子を移動した後の図である。
【図４】  超音波探触子を移動させた場合に、得られる反射波の超音波波形の状態を示す図である。
【図５】  架空送電線の引留クランプ及びジャンパスリーブの各圧着部の欠陥を検出する状態を示す概要図である。
【図６】  一般の架空線の架設状態を示す概略図である。
【符号の説明】
２０    架空線圧着部
２０ａ  圧着スリーブ
２２    架空線
２４    超音波探触子
２４ａ  送信部
２５    引留クランプの架空線圧着部
２６    引留クランプ本体
２７    鋼スリーブ
２８    架空送電線
２８ａ  鋼心部分
２８ｂ  素線
２９    圧着スリーブ
３０    架空線圧着部
３１    ボルト
３２    ジャンパスリーブ
３２ａ  圧着スリーブ
３３    ジャンパ線
３３ａ  素線
Ｓ      欠陥部
【図１】
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【図２】
0003717341.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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