(57)【要約】【課題】  高抵抗導電釉碍子と通常釉碍子の何れの碍子についても、良否判定が可能な自走式の不良碍子検出器を提供する。【解決手段】  碍子連上を走行しつつ各碍子の良否判定を行う自走式の不良碍子検出器の本体１上に、走行動作の停止と同期して５０ｋＶ程度の高電圧パルスを発生させる高電圧パルス発生手段と、高電圧パルスを検出対象の碍子に印加する電極７，８と、電極間の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定手段１２とを搭載する。不良碍子のほとんどはキャップ内の磁器にクラックが発生したものであり、クラックがあるとフラッシオーバが生じ、高電圧パルスを印加した直後の電圧波形が明確に変化するので、碍子表面抵抗に影響されずに良否判定が行える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
碍子連上を走行しつつ各碍子の良否判定を行う自走式の不良碍子検出器において、走行動作の停止と同期して高電圧パルスを発生させる高電圧パルス発生手段と、高電圧パルスを検出対象の碍子に印加する電極と、電極間の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定手段とを備えたことを特徴とする不良碍子検出器。
【請求項２】
高電圧パルス発生手段が、直流高電圧電源とこれに接続された直列ギャップとからなり、直列ギャップをフラッシオーバさせることにより高電圧パルスを発生させるものであることを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項３】
高電圧パルス発生手段が、直流高電圧電源とこれに接続されたスイッチング手段とからなり、スイッチング手段をオンさせることにより高電圧パルスを発生させるものであることを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項４】
高電圧パルス発生手段が、パルス電圧発生器と昇圧用トランスとからなるものであることを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項５】
高電圧パルスを加える検出対象の碍子と並列に抵抗を接続し、通常の課電状態の交流分担電圧を抑制するとともに、前記良否判定手段が該並列抵抗に発生する電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項６】
走行用アームが所定位置になったことにより走行動作の停止を検出して、高電圧パルス発生手段の作動を開始し、検出対象の碍子に電極が接触している状態で高電圧パルスを印加することを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項７】
高電圧パルス発生手段に設けられた主コンデンサの電流により高電圧パルスの立ち上がりを検出し、立ち上がりから所定時間後の電極間の電圧により良否判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項８】
高電圧パルスを加える検出対象の碍子と並列にコンデンサを接続するとともに、碍子と高電圧パルス発生手段間に直列に抵抗を接続し、通常の課電状態の電極接触時の放電によるサ−ジの影響を抑制することを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【請求項９】
左右のそれぞれの碍子に流れる電流を検出する回路を追加し、不良碍子が検出されたときに、左右それぞれの碍子に流れる電流を積分してそれぞれの碍子に流れる電荷量を求めることにより、左右いずれの碍子不良かを判定する機能を設けたことを特徴とする請求項１に記載の不良碍子検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線を支持する碍子連上を走行しつつ碍子連を構成する各碍子の絶縁性能の良否を判定する自走式の不良碍子検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送電線を絶縁支持する碍子連上を走行しながら、碍子連を構成する各碍子の絶縁抵抗を自動的に計測・判定する自走式の不良碍子検出器は、例えば特許文献１に記載されているように従来から知られている。このような従来の不良碍子検出器は、隣接する２つの碍子のキャップ金具にそれぞれ電極を接触させ、これらの電極に挟まれた碍子の直流絶縁抵抗を測定し、その絶縁抵抗値が設定値を下回った場合に不良と判定するものである。通常の碍子の直流絶縁抵抗は１０００ＭΩ程度であるから、一般的には設定値を３００ＭΩとしてそれ以下を絶縁不良碍子と判定しており、３００ＭΩより大きな抵抗値となる不良碍子を検出することができなかった。
【０００３】
さらに近年、碍子表面の釉薬を高抵抗導電性釉薬に置き換えた高抵抗導電釉碍子が開発されている。この高抵抗導電釉碍子は、釉薬層を流れる微弱電流による発熱効果と電圧分布の均一効果とにより優れた汚損耐電圧特性を有するとともに、コロナが発生しにくくなる利点がある。しかし、この高抵抗導電釉碍子はその直流抵抗値が１５０〜５００ＭΩであるため、従来の不良碍子検出器では健全なものも不良と判定されてしまう。また高抵抗導電釉碍子に合わせて設定値を引き下げると、絶縁不良碍子を見逃すおそれが生じるという問題があった。
【特許文献１】特許第２５５８０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題点を解決し、高抵抗導電釉碍子と通常碍子の何れの碍子についても、良否判定が可能な自走式の不良碍子検出器を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために完成された本発明の不良碍子検出装置は、碍子連上を走行しつつ各碍子の良否判定を行う自走式の不良碍子検出器において、走行動作の停止と同期して高電圧パルスを発生させる高電圧パルス発生手段と、高電圧パルスを検出対象の碍子に印加する電極と、電極間の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
なお高電圧パルス発生手段を、直流高電圧電源とこれに接続された直列ギャップとからなり、ギャップをフラッシオーバさせることにより高電圧パルスを発生させるもの、直流高電圧電源とこれに接続されたスイッチング手段とからなり、スイッチング手段をオンさせることにより高電圧パルスを発生させるもの、あるいはパルス電圧発生器と昇圧用トランスとからなるものとすることができる。また高電圧パルスを加える検出対象の碍子と並列に抵抗を接続し、通常の課電状態の交流分担電圧を抑制するとともに、前記良否判定手段が該並列抵抗に発生する電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うことが好ましく、走行用アームが所定位置になったことにより走行動作の停止を検出して、高電圧パルス発生手段の作動を開始し、検出対象の碍子に電極が接触している状態で高電圧パルスを印加することが好ましい。さらに、高電圧パルス発生手段に設けられた主コンデンサの電流により高電圧パルスの立ち上がりを検出し、立ち上がりから所定時間後の電極間の電圧により良否判定を行うことが好ましい。さらにまた、高電圧パルスを加える検出対象の碍子と並列にコンデンサを接続するとともに、碍子と高電圧パルス発生手段間に直列に抵抗を接続し、通常の課電状態の電極接触時の放電によるサ−ジの影響を抑制するようにしたり、左右のそれぞれの碍子に流れる電流を検出する回路を追加し、不良碍子が検出されたときに、左右それぞれの碍子に流れる電流を積分してそれぞれの碍子に流れる電荷量を求めることにより、左右いずれの碍子不良かを判定する機能を設けることもできる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者の研究によれば、磁器製懸垂碍子に発生する絶縁不良の形態はその約３／４が縦割れで残りの１/４が環状割れであり、共にキャップ内の磁器にクラックを発生する。そして図７に示すように検出対象碍子の両端に５０ｋＶ程度の高電圧パルスを印加してその両端間の電圧波形を観測すると、検出対象碍子が健全な場合にはこのパルス電圧に耐えるので図８に示すようにインパルス電圧波形となる。これに対し、不良碍子の場合にはキャップ内のクラック部でフラッシオーバが生じるため、図９に示すような電圧が急激に降下する電圧波形となる。そこで高電圧パルスを印加した時間T１から例えば１００μｓ経過後のT２における電圧を検出すれば、碍子表面の釉薬の絶縁値に影響されることなく良否を正確に判定することができる。
【０００８】
本発明の不良碍子検出器は上記の原理を利用したものであり、検出対象の碍子に電極を接触させて高電圧パルスを印加し、印加直後に電極間に生じる電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うため、高抵抗導電釉碍子と通常碍子の双方の碍子に対して、正確な良否判定が可能となる。また本発明の不良碍子検出器は、碍子連上の走行動作の停止と同期して高電圧パルスを発生し、検出対象となる各碍子に確実に高電圧パルスを印加して良否判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の不良碍子検出器の外観図であり、絶縁性材料からなる本体１の左右両側に、上下２段に樹脂製の走行用そり２、２が設けられている。本発明の不良碍子検出器はこれらの走行用そり２，２を左右の碍子連に接触させた状態で碍子連間に設置される。本体１の中央部には駆動部３によって水平軸４のまわりを低速回転する走行用アーム５、５が設けられており、走行用アーム５，５の先端のローラ６，６を碍子の笠部に接触させることにより、碍子連上を自走できるようになっている。本体１は走行用アーム５の先端のローラ６が碍子の笠部と接触している間にのみ走行し、走行用アーム５が水平位置付近より上にあるときには停止する。この停止時間中に良否判定が行われる。
【００１０】
本体１の左右には前後２本ずつの電極７，８が設けられている。これらの電極の基部はスプリングを介して本体１に取り付けられており、不良碍子検出器が停止したときに電極７，８の先端が図７に示したように碍子連を構成する碍子のキャップ金具と接触するようになっている。
【００１１】
本体１には高電圧発生部１０および整流・昇圧部１１とこれに接続された直列ギャップ１４とからなる高電圧パルス発生手段のほか、良否判定手段１２、並列抵抗１３などが搭載されている。図２はそのブロック図であり、直流高電圧電源は高電圧発生部１０と整流・昇圧部１１とからなる。リチウムイオン電池などの電池１５を電源として高電圧発生部１０及び整流・昇圧部１１で高電圧を発生させ、主コンデンサ１６に充電する。
【００１２】
図２の上部に示したように、走行用の水平軸４にはカム１７が設けられており、走行用アーム５が所定位置になったことをこのカム１７とリミットスイッチ１８とにより検出し、高電圧パルス発生手段の作動を開始する。そして主コンデンサ１６の電圧が所定レベル（例えば８０ｋＶ）に達すると直列ギャップ１４がフラッシオーバし、高電圧パルスを発生する。この高電圧パルスは電極７，８を介して検出対象の碍子に印加される。またこれと同時に、放電電流の一部は並列抵抗１３に流れる。このように本発明の不良碍子検出器は、走行動作の停止と同期して高電圧パルスを発生させるとともに、検出対象の碍子に電極７，８が接触している状態で高電圧パルスを印加するようになっている。
【００１３】
良否判定手段１２は高電圧パルスを印加した際に並列抵抗１３を流れる電流をＣＴ１９（ａ）により検出し、印加直後の電極７，８間の電圧を測定する。電圧測定のタイミングは、主コンデンサ１６からの放電電流により高電圧パルスの立ち上がりをＣＴ１９（ｂ）により検出し、立ち上がりから所定時間後とすることが好ましい。そして設定電圧と検出電圧との比較を行い、図８、図９に示した電極間の電圧波形の差に基づいて碍子の良否判定を行い、表示ＬＥＤ２０により良否を表示する。また良否判定手段１２は表示ＬＥＤ２０による表示とともに、搭載したメモリ（図示せず）に電圧波形や良否判定結果を記録する。このように並列抵抗１３は電圧波形の観察用として用いられるものであるが、通常の課電状態の交流分担電圧を抑制し、計測に与える影響を減ずる機能をも発揮するものである。
【００１４】
図３はこの第１の実施形態における高電圧パルス発生手段の回路図であり、電池１５、スイッチング回路２１、トランス２２、整流昇圧回路２５、制限抵抗２３、主コンデンサ１６、保護抵抗２４から構成される直流高電圧電源と、直列ギャップ１４とが示されている。電池１５から供給される直流電流はスイッチング回路２１に供給されており、走行用アーム６が所定位置になってリミットスイッチ１８の信号が与えられると、スイッチング回路２１が動作を開始する。スイッチング回路２１が発生する高周波電圧はトランス２２により昇圧され、さらに整流昇圧回路２５により整流昇圧されて直流高電圧が得られる。そして主コンデンサ１６が充電されて行き、直列ギャップ１４のフラッシオーバ電圧を超えたときに高電圧パルスを印加することは前記した通りである。なおスイッチング回路２１は主コンデンサ１６の放電開始とともに動作を停止する。
【００１５】
このように構成された不良碍子検出器を使用するには、まず不良碍子検出器を送電線の鉄塔上へ引き上げ、２連の碍子連間にセットする。このとき上部の走行用そり２、２が碍子連の笠部の上面に乗り、下部の走行用そり２、２がそれぞれ碍子連の内側に接するようにする。この状態で電源スイッチを投入すると、走行用アーム５，５が低速回転し、不良碍子検出器が碍子連上を間欠的に移動する。そして前記したように走行用アーム５，５の動きと同期してリミットスイッチ１８の信号が与えられると主コンデンサ１６への充電が開始され、続いて放電と電圧波形による良否判定とが行われる。図４はこの作動状態を示すタイムチャートである。
【００１６】
上記したように、本発明の不良碍子検出器は高電圧パルスを検出対象の碍子に印加し、その直後の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う。この電圧波形は図８、図９に示したように碍子キャップ内のクラックの有無により明確に異なるため、碍子表面の抵抗値に影響されることなく、良否を正確に判定することができる。
【００１７】
以上に説明した第１の実施形態では直流高電圧電源と直列ギャップ１４とにより高電圧パルスを発生させたが、図１１に示すように直列ギャップ１４をスイッチング手段２６に置き換え、高電圧発生部１０からのオン信号でスイッチング手段２６をオンさせることにより、高電圧パルスを発生させるようにしてもよい。また図５に示す第２の実施形態は、異なる高電圧パルス発生器３０を使用している。すなわちこの第２の実施形態では、数１００Ｖ〜１０ｋＶ程度の中高圧を主コンデンサ３１に充電し、リミットスイッチ１８の信号によりスタートスイッチ３２を投入することによって中高圧のパルス電圧を発生させる。そしてこの中高圧のパルス電圧を昇圧用トランス３３により５０〜１００ｋＶ程度に昇圧する。
【００１８】
この第２の実施形態では、昇圧用トランス３３の絶縁レベルを下げるために図６に示すようにトランス２台を逆極性に接続し、トランスの定格電圧の２倍の電圧を碍子に印加できるようにしてある。そして昇圧した高電圧パルスを電極７，８を通じて碍子に印加するとともに、その際に並列抵抗１３を流れる電流をモニターし、印加直後の電圧波形から碍子の良否判定を行うことは第１の実施形態と同様である。
【００１９】
本発明の不良碍子検出器は高電圧パルスを発生するため、感電防止のための安全装置を備えることが好ましい。すなわち図１の接地装置９のレバー９（ｂ）を引くことで、金属板9(a)が直列ギャップ１４に触れて整流・昇圧部１１に充電された電荷を強制的に放電することができる。
【００２０】
なお、通常の課電状態で不良碍子を検出する場合、電極が接触もしくは離れたときに放電が発生し、検出器の回路にサージ性のノイズが入り、誤動作が生じることがある。誤動作対策として、図１０に示す以下の対策が有効である。
・左の碍子の分担電圧によるノイズ抑制：ノイズ源となる碍子と検出器の回路間に抵抗４１(a)(d)とコンデンサ４０(a)によるローパスフィルタが入るため、検出器に入るサージ電流が抑制される。
・右の碍子の分担電圧によるノイズ抑制：ノイズ源となる碍子と検出器の回路間に抵抗４１(b)(c)とコンデンサ４０(c)によるローパスフィルタが入るため、検出器に入るサージ電流が抑制される。
・碍子連間の電位差によるノイズ抑制：抵抗４１(a)(b)とコンデンサ４０(b)、抵抗４１(c)(d)とコンデンサ４０(d)により、ノイズ電流は主にコンデンサに流れ、検出器に入るサージ電流が抑制される。
【００２１】
図１０の碍子電流検出用ＣＴ１９（ｃ）は、不良碍子が検出された場合に左右どちらの碍子が不良であるか判別するための機能を付加するものである。すなわち、片側に不良碍子がある場合は、クラックでフラッシオーバすると電圧が低下し、不良碍子の方に電流が集中して流れる。不良碍子が検出されたときに、左右それぞれの碍子に流れる電流を積分してそれぞれの碍子に流れる電荷量を比較することにより、左右いずれの碍子が不良碍子であるかを判別することが可能である。
【００２２】
以上に説明したように、本発明の不良碍子検出器は碍子連上を自走しながら高電圧パルスを検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うものであるから、碍子表面の抵抗値に影響されることなく、高抵抗導電釉碍子と通常碍子の双方の碍子について、正確な良否判定を行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の不良碍子検出器の外観図である。
【図２】第１の実施形態における直流高電圧電源のブロック図である。
【図３】第１の実施形態における高電圧パルス発生手段の回路図である。
【図４】作動状態を示すタイムチャートである。
【図５】第２の実施形態における高電圧パルス発生器の説明図である。
【図６】第２の実施形態における高電圧パルス発生器の回路図である。
【図７】本発明の原理の説明図である。
【図８】健全碍子の電圧波形図である。
【図９】不良碍子の電圧波形図である。
【図１０】課電時のノイズ抑制および不良碍子の左右特定機能を付加した場合の不良碍子検出器の回路図である。
【図１１】第１の実施形態における高電圧パルス発生手段の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  本体
２  走行用そり
３  駆動部
４  水平軸
５  走行用アーム
６  ローラ
７  電極
８  電極
９  接地装置
９（ａ）金属板
９（ｂ）レバー
１０  高電圧発生部
１１  整流・昇圧部
１２  良否判定手段
１３  並列抵抗
１４  直列ギャップ
１５  電池
１６  主コンデンサ
１７  カム
１８  リミットスイッチ
１９  ＣＴ
２０  表示ＬＥＤ
２１  スイッチング回路
２２  トランス
２３  制限抵抗
２４  保護抵抗
２５  整流昇圧回路
２６  スイッチング手段
３０  高電圧パルス発生器
３１  主コンデンサ
３２  スタートスイッチ
３３  昇圧用トランス
４０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）コンデンサ
４１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006196382.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006196382.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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