(57)【要約】【課題】送電線下での重機作業の空間が効果的に確保でき、電気事故の低減を実現した保護線用弛度調整装置を提供する。【解決手段】架設されている送電線３の弛度を変化させる要因となる、送電線３に流れる電流値のデータ、気温、日射、風圧等の気候データを収集するデータ収集手段と、送電線３の下方に所定の間隔を空けて架設され、かつ送電線３の下方において各種の作業を行う際の作業可能領域と作業禁止領域との境界を示す保護線５に取り付けられ、保護線５の長さを調節するモータを有し、データ収集手段が収集したデータに基づいて送電線の弛度を推定し、推定した送電線３の弛度に基づいてモータを駆動し、送電線３の送電線の弛度に保護線５の弛度を近づけるように、保護線５の弛度を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架設されている送電線の弛度を変化させる要因となるデータを収集するデータ収集手段と、
送電線の下方に所定の間隔を空けて架設され、かつ送電線の下方において各種の作業を行う際の作業可能領域と作業禁止領域との境界を示す保護線に取り付けられ、架設されている前記保護線の長さを調節する調節手段と、
当該データ収集手段によって収集されたデータに基づいて前記送電線の弛度を推定し、当該推定した前記送電線の弛度に前記保護線の弛度を近づけるように、前記調節手段の駆動制御を行い、前記保護線の長さを調節する弛度調節制御手段とを有することを特徴とする保護線用弛度調整装置。
【請求項２】
前記弛度調節制御手段は、前記データ収集手段によって収集されたデータに基づいて送電線の温度を推定し、推定した送電線の温度が、前回の保護線の弛度調節を行ったときの送電線の温度と比べて規定温度分変化した場合に、前記規定温度の変化分に対応する前記送電線の弛度の変化量を求め、前記送電線の弛度の変化量に基づいて前記保護線の長さを調節することを特徴とする請求項１記載の保護線用弛度調整装置。
【請求項３】
前記データ収集手段は、送電線に流れる電流値情報を取得する電流値情報取得部と、気温、日射量及び風速の少なくとも１つを測定する現地測定部とを有し、
前記弛度調節制御手段は、前記電流値情報に基づいて送電線の温度を計算するとともに、前記現地測定部の測定結果に基づいて前記送電線の温度を補正することを特徴とする請求項２記載の保護線用弛度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電鉄塔に送電線とともに架設される保護線の弛みを調節する保護線用弛度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建造物を建築する場合に、重機を用いた資材の搬出入作業が行われることが多い。送電線の直下又はその付近において、例えば、重機としてクレーンを用いて資材の搬出入を行う場合、クレーンアームが送電線に接触し、送電線を切断したり、感電事故や停電等が発生したりするという電気事故を発生させる危険性がある。そこで、従来、送電線の下方に送電線と略平行に保護線を取付けるという電気事故防止対策を実施している。これにより、送電線の下方において、例えばクレーンのように高さのある重機を長期間使用する場合、重機のオペレータは、保護線を目安とすることにより、クレーンのアームが送電線に接近しすぎないように注意しながらクレーンを操作するようになる。
【０００３】
ところで、送電線にかかる張力は、常に一定であるわけではなく、電流値が高くなったり、外気温が変化したりするなどによる熱膨張、送電線の弾性など様々な要因によって弛みが発生することがある。このため、作業者が、同じようにクレーン操作を行っても、クレーンが送電線に接近するおそれがある。
【０００４】
そこで、従来においては、電線等の伸縮量の変化、又は外気温の変化が大きい場合でも、電線等の弛度を許容値内に収めることができる電線等の張力調整装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２５２０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、送電線については、張力を調整することが提案されてきた。一方、保護線は、技術基準に基づく送電線との離隔距離を考慮して取り付けられている。具体的には、保護線は、送電線が最大弛度となったときの送電線の最下位置を想定し、この最下位置より低い位置に架設されている。
【０００７】
しかし、保護線は、送電線の弛みが最大になった場合を想定して架設されているため、保護線の下方の空間すなわち作業空間の制限が大きくなる。特に、送電線を支持する鉄塔の間隔、いわゆる径間が長い箇所では弛みの差が大きい。このため、送電線の径間が長い箇所では、送電線の弛みも大きくなるため、保護線の位置もより低くなる。これにより、保護線の下方の空間すなわち作業空間が必要以上に制限されるおそれがある。また、送電線の弛みが小さくなり、送電線と保護線との間隔が大きくなると、保護線による作業者への注意喚起の効果が薄れるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、送電線下での重機作業の空間が効果的に確保でき、電気事故の低減を実現した保護線用弛度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。
【００１０】
（１）架設されている送電線の弛度を変化させる要因となるデータを収集するデータ収集手段と、送電線の下方に所定の間隔を空けて架設され、かつ送電線の下方において各種の作業を行う際の作業可能領域と作業禁止領域との境界を示す保護線に取り付けられ、架設されている前記保護線の長さを調節する調節手段と、当該データ収集手段によって収集されたデータに基づいて前記送電線の弛度を推定し、当該推定した前記送電線の弛度に前記保護線の弛度を近づけるように、前記調節手段の駆動制御を行い、前記保護線の長さを調節する弛度調節制御手段とを有することを特徴とする保護線用弛度調整装置。
【００１１】
（１）によれば、送電線の弛度に合わせて保護線の弛度が調整され、送電線と保護線との間隔が維持されるために、送電線が最大弛度の状態を基準として保護線を架設する必要がなくなる。その結果、送電線下での重機作業の空間が効果的に確保でき、電気事故防止が図れる。
【００１２】
（２）（１）において、前記弛度調節制御手段は、前記データ収集手段によって収集されたデータに基づいて送電線の温度を推定し、推定した送電線の温度が、前回の保護線の弛度調節を行ったときの送電線の温度と比べて規定温度分変化した場合に、前記規定温度の変化分に対応する前記送電線の弛度の変化量を求め、前記送電線の弛度の変化量に基づいて前記保護線の長さを調節することを特徴とする保護線用弛度調整装置。
【００１３】
（２）によれば、送電線の弛度を送電線の温度に対応付けることによって、送電線の温度の計算値により、送電線の弛度を容易に推定することが可能になる。また、送電線の温度の変化量に応じてすることにより、送電線の弛度を直接求める必要がなくなる。これにより、保護線の弛度の自動調整するための制御が容易になる。
【００１４】
（３）（２）において、前記データ収集手段は、送電線に流れる電流値情報を取得する電流値情報取得部と、気温、日射量及び風速の少なくとも１つを測定する現地測定部とを有し、前記弛度調節制御手段は、前記電流値情報に基づいて送電線の温度を計算するとともに、前記現地測定部の測定結果に基づいて前記送電線の温度を補正することを特徴とする保護線用弛度調整装置。
【００１５】
（３）によれば、送電線の温度を推定する際に、送電線に流れる電流による発熱に対し、気候的要因による送電線に対する熱移動の要素が補正されるため、送電線の温度をより正確に推定することが可能になる。その結果、保護線の弛度の自動調整を精度よく行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、送電線下での重機作業の空間が効果的に確保でき、電気事故防止が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の概要を示す説明図である。
【図２】保護線用弛度調整装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】保護線の弛度の調整を行う処理工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の概要を示す説明図である。２つの鉄塔１、１に送電線３が架設されている。また、２つの鉄塔１、１における送電線３の下方に所定の間隔を開けて、保護線５が架設されている。
【００１９】
この保護線５の下方の領域が作業可能領域となり、上方の領域が作業禁止領域となる。そして、作業者は、作業可能領域において、クレーン１００の先端が保護線５を越えないようにクレーン操作をすることにより、クレーン１００の先端が送電線３に接触するという電気事故の発生を防止することが可能になる。
【００２０】
２つの鉄塔１、１における一方の鉄塔１に保護線５の一端が固定されている。他方の鉄塔１には、プーリ７が設けられている。このプーリ７によって保護線５が掛けられて保護線５の調節方向が下方に変えられる。また、他方の鉄塔１においてプーリ７の下方に保護線用弛度自動調整装置１０が設置されている。この保護線用弛度自動調整装置１０に保護線５の他端部が支持されている。
【００２１】
保護線用弛度自動調整装置１０は、保護線５を引き出したり引き込んだりすることによって、鉄塔１、１間における保護線５の全長を変えるものである。これにより、保護線５の弛度が調節される。すなわち、保護線用弛度自動調整装置１０が保護線５を引き出すことにより、保護線５の弛度が大きくなり、引き込むことにより、保護線５の弛度が小さくなる。
【００２２】
図２は保護線用弛度自動調整装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２０は、保護線用弛度自動調整装置１０を制御する回路であり、このＣＰＵ２０に、気候関連情報測定部２２、電流値情報取得部２４、設定入力部２６、情報記憶部２８、駆動制御部３０、タイマ３４が接続されている。
【００２３】
気候関連情報測定部２２は、現地測定部に相当するものであり、送電線付近に設置された気温、日射量、風速の測定装置等によって構成されている。気候関連情報測定部２２は、ＣＰＵ２０からの要求に応じて気温、日射量、風速のデータをＣＰＵ２０に送信する。
【００２４】
電流値情報取得部２４は、送電線に流れている電流値のデータを取得し、電流値のデータをＣＰＵ２０に送信するものである。具体的には、電流値情報取得部２４は、無線通信機能を備えており、送電線に流す電流を管理する管理所の端末装置との間で無線によって送受信を行うことが可能である。管理所においては、送電線に流す電流の管理を行っており、管理所の端末装置から送電線に流れている電流値のデータが電流値情報取得部２４に送信される。電流値情報取得部２４は、受信した電流値のデータをＣＰＵ２０に送信する。このように、電流値情報取得部２４は、電流値情報取得部に相当する。
【００２５】
設定入力部２６は、作業者の操作によって外部入力を行う操作パネルや、外部端末と有線あるいは無線接続するインターフェースによって構成される。設定入力部２６は、設定入力されたデータ、具体的には送電線及び保護線それぞれの線膨係数、弾性係数、単位長さ当たりの線重量、線の長さ、風圧荷重のデータといった、送電線及び保護線の弛度を調節する上で必要な基本データを入力し、ＣＰＵ２０に送信する。
【００２６】
情報記憶部２８は、各種のデータやプログラムを記憶するものであり、気候関連情報測定部２２からの気温、日射量、風速のデータ、電流値情報取得部２４からの電流値のデータ、設定入力部２６からの設定入力されたデータを記憶する。また、情報記憶部２８には、気温、日射量、風速のデータ、電流値のデータ、設定入力されたデータに基づいて、送電線温度をシミュレーションするプログラム、送電線温度に基づいて送電線の弛度を計算するプログラム、送電線の弛度と保護線の弛度とを一致させるための保護線の調整量を算出するプログラムが記憶されている。
【００２７】
駆動制御部３０は、ＣＰＵ２０からの駆動データにしたがってモータ３２を駆動制御するものである。モータ３２は、保護線５の他端が固定され、かつ数回巻き返されている回転体（図示せず）を正逆方向に回転させ、保護線５を引き出したり引き込んだりするものである。ＣＰＵ２０は、気候関連情報測定部２２及び電流値情報取得部２４から収集したデータ及び情報記憶部２８に記憶されているデータに基づいて、送電線の弛度を推定するとともに、送電線３の弛度と保護線５の弛度とを一致させるための保護線５の引き出し、引き込み量を求める。そして、ＣＰＵ２０は、保護線５の引き出し、引き込み量に基づく駆動データを駆動制御部３０に送信する。駆動制御部３０は、ＣＰＵ２０からの駆動データに基づいてモータ３２の回転制御を行う。このように、ＣＰＵ２０は弛度調節制御手段に相当し、モータ３２は調節手段に相当し、気候関連情報測定部２２及び電流値情報取得部２４はデータ収集手段に相当する。
【００２８】
タイマ３４は、現在時刻の計時データを、ＣＰＵ２０に送信するものである。ここで、設定入力部２６を介して、データ収集を行うタイミングのデータが入力され、情報記憶部２８に記憶されている。ＣＰＵ２０は、タイマ３４の計時内容が、情報記憶部２８に記憶されているデータ収集を行う時刻に到達した場合に、気候関連情報測定部２２及び電流値情報取得部２４からのデータ収集を実行する。そして、ＣＰＵ２０は、収集したデータに基づいて保護線の弛度を調整する制御を行う。
【００２９】
［保護線の弛度の調整］
次に、保護線の弛度の調整処理について、図３を参照しながら説明する。
まず、事前に送電線３の線膨係数、弾性係数、単位長さ当たりの線重量、送電線３の長さ、風圧荷重といった固有データを、設定入力部２６を介して入力し、情報記憶部２８に記憶しておく。さらに事前に送電線温度に対する伸率を計算し、この伸率を、設定入力部２６を介して入力し、情報記憶部２８に記憶しておく（ステップＳ１１）。
【００３０】
次に、図３に示すように、ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０は、タイマ３４の計時データを監視し、データ収集のタイミングになった場合には、ステップＳ１３に処理を移行し、データ収集のタイミングではない場合には、ステップＳ１２に処理を移行する。
【００３１】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ２０は、気候関連情報測定部２２から気温、日射量、風速のデータを取得し、電流値情報取得部２４から送電線に流れている電流値のデータを取得して、さらに、ＣＰＵ２０は、電流値データに基づいて理論上の送電線温度を求め、さらに、気温、日射量、風速のデータに基づいて補正値を算出し、理論上の送電線温度に補正を加えることにより、送電線温度の推定値を計算する。そして、計算した送電線温度の推定値を、タイマ３４の計時データとともに、情報記憶部２８に履歴として累積記憶してから、次のステップＳ１４に処理を移行する。なお、送電線温度の推定値を求めるために使用した電流値、気温、日射量、風速のデータも、送電線温度の推定値ともに、履歴として累積記憶してもよい。
【００３２】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２０は、情報記憶部２８に累積記憶された履歴を参照し、前回、保護線５の弛度調整を行ったときの送電線温度の推定値に対して、ステップＳ１３において計算した送電線温度の推定値が規定温度だけ変化したか否かを判定する。規定温度だけ変化したと判定した場合には、ステップＳ１５に処理を移行し、規定温度だけ変化したと判定しない場合には、ステップＳ１２に処理を移行する。
【００３３】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ２０は、規定温度刻みに保護線５の出入量を求め、この出入量に基づく駆動命令を、駆動制御部３０に送信する。駆動制御部３０は、ＣＰＵ２０からの駆動命令にしたがってモータ３２を回転させて、保護線５を出入させる。この処理が終了した場合には、ステップＳ１２に処理を移行する。
【００３４】
例えば、ステップＳ１１において、送電線温度が１℃変化した時の伸率が１ｍｍであったとする。また、ステップＳ１４における規定温度が１０℃であったとする。この場合、ステップＳ１５において、送電線温度が１０℃変化していた場合には保護線５を１ｃｍ出入させ、送電線温度が２０℃変化していた場合には保護線５を２ｃｍ出入させる、といった弛度調整が行われるようになる。
【００３５】
［送電線弛度と保護線出入量との関係］
送電線３として、ＡＣＳＲ／ＡＣ  ３３０ｍｍ２（鋼心アルミより線（公称断面積：３３０ｍｍ２））を架設し、鉄塔間隔（径間）が３００ｍ、電線温度が１５℃という条件で、径間に電線を１．５ｃｍずつ入れ、弛度を測定したところ、下記の結果が得られた。ここで、下記の弛度とは、架設されている送電線における最大の弛み幅を指すものとする。
電線実長が３００．４３０ｍのときに、弛度が７．０ｍ
電線実長が３００．４４５ｍのときに、弛度が７．１ｍ
電線実長が３００．４６０ｍのときに、弛度が７．２ｍ
電線実長が３００．４７５ｍのときに、弛度が７．３ｍ
すなわち、１．５ｃｍずつ入れると弛度が１０ｃｍ増える。
【００３６】
［電線温度と送電線弛度との関係］
送電線３として、ＡＣＳＲ／ＡＣ  ３３０ｍｍ２（鋼心アルミより線（公称断面積：３３０ｍｍ２））を架設し、鉄塔間隔（径間）が３００ｍ、無風という条件で、送電線温度を３℃ずつあげて、弛度を測定したところ、下記の結果が得られた。
電線温度が１５℃のときに、弛度が７．０ｍ
電線温度が１８℃のときに、弛度が７．１ｍ
電線温度が２１℃のときに、弛度が７．２ｍ
電線温度が２４℃のときに、弛度が７．３ｍ
すなわち、電線温度が３℃上がると弛度は約１０ｃｍ増える。これにより、送電線３において電線温度が３℃上がった場合に、保護線５を１．５ｃｍ引き出すことにより、送電線の弛度と保護線の弛度が一致あるいは近づけることが可能になる。
【００３７】
［送電線弛度と保護線出入量との関係式］
送電線実長をＬ、径間をＳ、弛度をｄとした場合、送電線実長Ｌは、
Ｌ＝Ｓ＋８ｄ２／３Ｓ
と表すことができる。すなわち、径間Ｓは固定値であるため、送電線実長Ｌが増えると弛度ｄも増加することになる。同様に、保護線５においても、保護線の出入量を調整することにより、保護線の弛度を調整することが可能になる。
【００３８】
また、電線重量をＷｃ、張力をＴとした場合、弛度ｄは
ｄ＝Ｗｃ・Ｓ２／８Ｔ
と表すことができる。すなわち、弛度ｄは、電線重量Ｗｃ及び張力Ｔに影響される。ここで、張力Ｔは、送電線温度の影響による線膨張によって変化する。このため、送電線温度の変化によって弛度ｄが変化する。
【００３９】
［気候データを送電線温度に反映させる換算式］
また、送電線温度は、送電線に流れる電流による発熱の他に、日射からの吸熱、気温、風速といった気候要因に影響される。
【００４０】
電熱温度は、次の式で表すことができる。
電線温度＝Ｉ２Ｒａｃ×１０−５＋ｑｓ
この式において、Ｉ２Ｒａｃ×１０−５は電流による発熱（Ｗ／ｃｍ）、Ｉは電流（Ａ）、Ｒａｃは電気抵抗（Ω／ｋｍ）、ｑｓは日射からの吸熱（Ｗ／ｃｍ）を示す。
また、日射からの吸熱ｑｓは、次の式で表すことができる。
ｑｓ＝ＷｓＤη
この式において、Ｗｓは日射量（Ｗ／ｃｍ２）、Ｄは電線外径（ｃｍ）、ηは吸収率を示す。
【００４１】
図２のステップＳ１３の処理において、送電線温度は、上述した式に、さらに、気温、風圧といった要素を加えた式によって計算される。そして、送電線温度が規定温度分変化した場合に、その温度変化分に対応する弛度の変化分だけ保護線５を出し入れすることにより、弛度の自動調節が行われる。
【００４２】
以上説明したように構成された本実施形態によれば、送電線３の弛度に合わせて保護線５の弛度が自動調整され、送電線３と保護線５との間隔が維持されるために、送電線が最大弛度の状態を基準として保護線５を架設する必要がなくなる。その結果、送電線３下において、クレーン１００による重機作業の空間が効果的に確保できる。また、保護線５が送電線３との間隔を正確に示しているため、クレーン１００の操作者は、クレーン１００が保護線５を越えないように操作しようとする注意力が喚起され、これにより、電気事故防止が図れる。
【００４３】
また本実施形態によれば、送電線３の弛度を送電線温度に対応付けることによって、送電線温度の計算値により、送電線３の弛度が容易に推定することが可能になる。また、送電線温度の変化量に応じてすることにより、送電線３の弛度を直接求める必要がなくなり、保護線の弛度の自動調整するための制御が容易になる。
【００４４】
また本実施形態によれば、送電線温度を推定する際に、送電線に流れる電流による発熱に対し、気候的要因による送電線３に対する熱移動の要素が補正されるため、送電線温度をより正確に推定することが可能になる。その結果、保護線５の弛度の自動調整を精度よく行うことが可能になる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限るものではない。例えば、タイマ３４は、一定時間毎にＣＰＵ２０に信号を送るものとし、ＣＰＵ２０は、タイマ３４からの信号に基づいてデータ収集、送電線の弛度の推定、及び保護線５の弛度の調整の制御を行うようにしてもよい。これにより、例えば、１０分間隔、５分間隔とタイマ３４を設定することにより、よりリアルタイムに保護線５の弛度を自動調整することが可能になる。
【００４６】
また、保護線用弛度自動調整装置１０は、図１によれば鉄塔１の最下位置に設置されているが、それに限らず、例えば、保護線端部の近傍に設けてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  鉄塔
２  制御手段
３  送電線
５  保護線
７  プーリ
１０  保護線用弛度自動調整装置
２０  ＣＰＵ
２２  気候関連情報測定部
２４  無線通信部
２６  設定入力部
２８  情報記憶部
３０  駆動制御部
３２  モータ
３４  タイマ
１００  クレーン
【図１】
2011151939.tif 000003
【図２】
2011151939.tif 000004
【図３】
2011151939.tif 000005