(57)【要約】【課題】耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供する。【解決手段】本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、キャップ金具２またはピン金具３に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起５を複数個設けたことを特徴とする。この紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起を複数個設けたことを特徴とする課電表示機能付き懸垂がいし。
【請求項２】
突起先端の電界が定格電圧で2kV/mm以上となるように突起の曲率半径が設定されていることを特徴とする請求項１記載の課電表示機能付き懸垂がいし。
【請求項３】
微小放電の放電レベルを電力規格のラジオノイズ発生レベル下限未満としたことを特徴とする請求項１または２記載の課電表示機能付き懸垂がいし。
【請求項４】
前記突起をキャップ金具またはピン金具と一体に成形したことを特徴とする請求項１記載の課電表示機能付き懸垂がいし。
【請求項５】
前記突起をキャップ金具に後付けされるバンド金具に成形したことを特徴とする請求項１記載の課電表示機能付き懸垂がいし。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し、前記突起から発生する紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することを特徴とする絶縁不良がいしの検出方法。
【請求項７】
前記紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものであり、地上に設置するか、ヘリコプターや無人飛行機（ドローン等）に搭載して使用することを特徴とする請求項６に記載の絶縁不良がいしの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、課電表示機能付き懸垂がいし及び絶縁不良がいしの検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
懸垂がいしは多数直列に接続してがいし連を構成し、送電線を絶縁支持するために使用されている。このためがいし連を構成する懸垂がいしの一部が絶縁不良がいしとなった場合にも、その他の健全がいしが電圧を分担するため、直ちに送電に支障が生じるわけではない。しかしそのまま放置すると、送電線の開閉サージなどにより侵入した続流（交流電流）が不良がいしに貫通し離断したり、定格電圧よりも高電圧を分担することとなるその他の健全がいしにおいて汚損耐電圧を持たせる必要があり、数的尤度が無いとフラッシオーバーする可能性があるため、10数年に1回程度で定期的に点検して絶縁不良がいしを発見し、交換することが必要である。
【０００３】
このため特許文献１に示すように、懸垂がいしのピン金具に電圧が印加されたときに発光する電界感応発光体を取付け、発光していない懸垂がいしを絶縁不良がいしと判定できるようにした劣化表示がいしが開発されている。
【０００４】
しかし、一般に懸垂がいしは40〜50年間にわたり送電線を支え続けるものであるのに対して、電界感応発光体に使用されているネオン管やLEDの多くはそれより短寿命であるため、実用性に乏しいという問題があった。
【０００５】
このほか、線路の定格電圧により強制的にグロー放電させる構造の劣化表示がいしもあるが、グロー放電に伴うラジオノイズ（RIV)レベルが規格値を超え、周辺住民に対して電波障害を招くおそれがあった。
【０００６】
そこで実際には、特許文献２や非特許文献１に記載された活線不良がいし検出装置を用いて不良がいしの検出が行われている。この装置は送電を停止することなくがいし連上を走行させ、個々の懸垂がいしの絶縁抵抗値を測定できるものである。
【０００７】
ところが数十ｍの高さの鉄塔上までこの活線不良がいし検出装置を運び上げる必要がある。また安全監視を含めた多くの作業者が必要となり、１鉄塔あたり１日を要する作業となる。従って四方八方に張り巡らされている送電線の点検には多くの労力と期間を必要とするという問題があった。特に山岳地の送電線は、鉄塔の下まで活線不良がいし検出装置を運搬すること自体が容易ではなく、点検作業は非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３４６２号公報
【特許文献２】特許第２５５８０２２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「活線不良がいし検出装置」ＮＧＫレビュー第３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するためになされた本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起を複数個設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
なお、突起先端の電界が2kV/mm以上となるように突起の曲率半径が設定されていることが好ましい。また微小放電の放電レベルをラジオノイズ発生レベル未満とすることが好ましい。前記突起をキャップ金具またはピン金具と一体に成形することも、前記突起をキャップ金具に後付けされるバンド金具に成形することもできる。
【００１３】
また本発明の絶縁不良がいしの検出方法は、上記した課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し、前記突起から発生する紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することを特徴とするものである。
【００１４】
なお、前記紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものであり、地上に設置するか、ヘリコプターや無人飛行機（ドローン等）に搭載して使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起を複数個設けた構造であるから、懸垂がいし本体と同様に数十年にわたる使用寿命を持つ。しかもこの紫外線は地上に設置するか、ヘリコプターや無人飛行機（ドローン等）に搭載した紫外線検出器により容易に検出できるので、がいし連中に紫外線を発生していない懸垂がいしがあれば、それを絶縁不良がいしとして容易に検出することができる。また微小放電の放電レベルを紫外線は発生するがラジオノイズを規格以下としておけば、周辺に電波障害を引き起こすこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図である。
【図２】突起の先端部の曲率半径Rと電界強度の関係を示すグラフである。
【図３】電圧とRIVレベルとの関係を示すグラフである。
【図４】従来の６個連の懸垂がいしに66kVの線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
【図５】本発明の６個連の懸垂がいしに66kVの線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
【図６】本発明の６個連の懸垂がいしに１つの絶縁不良がいしを挿入し、線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
【図７】紫外線発生状態を示す模式図である。
【図８】送電線の点検状態を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図である。
【図１０】突起の形成位置の変更例を示す断面図である。
【図１１】突起の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図であり、１は磁器製の懸垂がいし本体、２は懸垂がいし本体１の頭部にセメントにより固定されたキャップ金具、３は懸垂がいし本体１の裏面にセメントにより固定されたピン金具である。周知のようにキャップ金具２の上部には連結用凹部４が形成されており、上側の懸垂がいしのピン金具３の先端をこの連結用凹部４に挿入して連結することにより、がいし連が構成される。
【００１８】
図１に示されるように、第１の実施形態ではキャップ金具２の周囲に複数の突起５が設けられている。これらの突起５はキャップ金具２と一体に鋳造されている。
【００１９】
がいし連が送電線路に設置され線路の定格電圧が印加されると突起５の先端には電界が集中する。その電界強度は突起５の先端部の曲率半径Rによって決定されるものであり、図２は６個連の懸垂がいし装置に66kVの線路電圧を印加した場合における、突起５の先端部の曲率半径Rと電界強度の関係を示すグラフである。
【００２０】
本発明では突起５の先端部の曲率半径Rを電界強度が2kV/mm以上となるように調整することにより、微小放電を生じさせる。図２に示されるように、この場合の突起５の先端部の曲率半径Rは5〜11mmである。しかし定格電圧や連結個数によってこの値は変化する。
【００２１】
この微小放電により空中の窒素ガスが紫外線を発生する。この窒素ガス放電の波長は240〜500nm近辺にあるが太陽光の紫外線領域以下の240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えた紫外線検出器を用いれば太陽光に影響されることなく、検出可能である。
【００２２】
なお、突起５の先端部の電界強度が大きくなるとRIVレベル（ラジオノイズレベル）が規格値を超え、周辺住民に電波障害を招くおそれがある。図３は縦軸をRIVレベル(dB)、横軸を電圧(kV)としたグラフである。定格電圧において突起５を設けることにより紫外線を検出することができる。この時のRIVレベルが11dB以下となりラジオノイズは規格値である34dB以下である。尚、可視コロナが発生するのはRIVレベルが50dB以上であり、電波障害が発生するのはRIVレベルが90dB以上である。このように、可視コロナや電波障害が発生しない微小放電であっても紫外線検出は可能である。
【００２３】
以下に、従来型懸垂がいしと実施形態の懸垂がいしについての電界解析例を示す。
図４は突起のない従来の６個連の懸垂がいしに66kVの対地電圧を印加した場合であり、懸垂がいしの表面の電界強度はいずれも空気放電する2ｋV/mmより低く、紫外線を検出することはできない。
【００２４】
図５は突起のある実施形態の懸垂がいしを用いた７個連の懸垂がいし装置に、66kVの対地電圧を印加した場合である。懸垂がいしは品番CA-500MYの６個連のがいしであり、図は課電側から１、２個目のがいしを示している。また突起の形状は図１１の（a)に示すように、円柱の先端を半球状としたもので、先端の曲率半径Rは10mmである。突起部の電界強度は2.1 kV/mm、3.0 kV/mmとなり、微小放電が発生し、紫外線が発生することが確認された。ただこの場合においてもRIVレベルは28dB以下であり規格値34dB以下である。
【００２５】
図６は突起のある実施形態の懸垂がいしを用いた７個連の懸垂がいし装置中に１個の絶縁不良がいしを挿入し、66kVの対地電圧を印加した場合である。図５と同様、懸垂がいしは品番CA-500MYの６個連のがいしであり、突起の形状は図５と同じく、円柱の先端を曲率半径Rが10mmの半球状としたものである。図６に示す３個のがいしは図７に示す７個連のがいしの課電側の３個に相当し、その３個の真ん中を絶縁不良がいしとした。健全がいしでは突起部の電界強度が最も高く、2.5 kV/mmとなり、微小放電が発生した。しかし絶縁不良がいしでは突起部の電界強度は0.9 kV/mmであり、空気放電するレベルより低くなっている。尚、この場合においてもRIVレベルは28dB以下であり規格値以下である。
【００２６】
上記した電界解析の結果から明らかなように、本発明の課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し線路の定格電圧が印加されると、突起５の先端で微小放電が生じる。しかし絶縁不良がいしが混入しているとその絶縁不良がいしの分担電圧は低くなるから突起５の先端の電界強度も小さくなり、微小放電を生じない。このため図７に示したように、健全がいしでは紫外線が検出されるが絶縁不良がいしでは紫外線が検出されず、絶縁不良がいしを検出することができる。しかもこの微小放電は可視コロナや電波障害が発生するおそれのないレベルである。
【００２７】
紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものとすることが好ましく、地上に設置して使用することができる。また図８に示すように、ヘリコプターや無人飛行機（ドローン等）１０に搭載して使用することもできる。特に山岳地の送電線については、ヘリコプター１１によりドローン１０を操作しながら検出を行えば、作業が容易となる。
【００２８】
以上に説明した第１の実施形態では、キャップ金具２に突起５を一体に成形した。しかし図９に示す第２の実施形態においては、突起５を備えたバンド金具６を作成し、キャップ金具２に後付けできるようにした。このバンド金具６もキャップ金具２と同様に溶融亜鉛メッキしておけば、数十年に亘る耐久性を確保することができる。バンド金具６はキャップ金具２に隙間なく嵌る円形形状とすることが好ましく、適宜の締結手段によってキャップ金具２に強固に取り付けておくことが更に好ましい。この構造とすれば、既設の懸垂がいしを課電表示機能付き懸垂がいしとすることが可能である。
【００２９】
上記した突起５の位置は、何れの実施形態でもキャップ金具２の側面中央部であるが、この位置に限定されるものではない。例えば図１０にＡとして示すようにキャップ金具２の頭部としてもよく、Ｂとして示すようにキャップ金具２の上部としてもよく、Ｃとして示すようにキャップ金具２の下部としてもよい。
【００３０】
なお、図１０にＤとして示すように、突起５をピン金具３に設けることもできる。しかしピン金具３のみに突起５を形成しても放電の検出が容易ではないので、キャップ金具２の突起５と組み合わせて用いるものとすることがさらに良い。
【００３１】
突起５の先端部の形状は、図１１の（ａ）に示す棒状突起のほか、（ｂ）に示す針状突起とすることもできる。しかし何れの場合にも突起５の先端部の電界強度が2kV/mm以上であり、可視コロナや電波障害が発生しない範囲とすることが必要である。なお図１１の（ａ）において、Rは曲率半径、ｈは突起の高さである。また、図１１の（ｂ）において、θは円錐角、ｈは突起の高さである。
【００３２】
以上に説明したとおり、本発明によれば、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  懸垂がいし本体
２  キャップ金具
３  ピン金具
４  連結用凹部
５  突起
６  バンド金具
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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