(57)【要約】【課題】  電線の分岐点近傍に位置した場合に何れの方向に事故点があるかを容易に識別することができる課電式電路事故探査装置を提供すること【解決手段】  直交する２方向（Ｘ，Ｙ）の磁界を検出する磁界センサ３ａ，３ｂと、その磁界センサで検出された磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分を抽出し出力する警報手段と、を備えた。警報手段は、２つのスピーカ６やレベルメータ８を用い磁界センサで出力されたＸ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分と、Ｙ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分とを分けて出力したり表示できるようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
事故区間の電路に課電装置によりパルス電圧を課電して事故点の探査を行なう課電式電路事故探査装置であって、
直交する２方向（Ｘ，Ｙ）の磁界を検出する磁界センサと、
その磁界センサで検出された磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分を抽出し出力する警報手段と、を備えたことを特徴とする課電式電路事故探査装置。
【請求項２】
前記警報手段は、スピーカであることを特徴とする請求項１に記載の課電式電路事故探査装置。
【請求項３】
前記スピーカは２つのスピーカであり、前記磁界センサで出力されたＸ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分と、Ｙ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分とを分けて出力できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の課電式電路事故探査装置。
【請求項４】
前記警報手段は、レベルメータであり、前記磁界センサで出力されたＸ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分と、Ｙ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分とをそれぞれ分けて表示できるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の課電式電路事故探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、課電式電路事故探査装置に関するもので、より具体的には、事故区間の電路にパルス電圧を課電し、当該電路に生ずる電磁界を地上で受信して事故点の判別を行なう構成の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られるように、電路の事故点の探査に関して、事故区間の電路にパルス電圧を課電することで探査を行なう方法（課電式）がある。この方法の公知文献としては、例えば特許文献１〜３などがある。この公知文献に開示された技術は、図１に示すように、事故区間の電路１に課電装置５０を接続して直流の高電圧パルスを課電し、当該事故区間において電路１に流れる充電電流と放電電流の様子から事故点の探査を行なうものである。係る電流は、カレントトランスなどの近接式の電流センサ１００を有した受信機１０１を電路１に接触させることで検出される。そして、その検出されたパルス電流の状態に基づいて、作業員が事故点の位置を判別している。
【０００３】
課電装置５０は、例えば特許文献４〜６などに開示されており、その具体的な構成について簡単に説明すると、図２に示すように、直流の高電圧を発生する電源装置５１，電荷蓄積用のコンデンサＣ１，放電用の抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２およびコンデンサＣ３をπ型に接続した波形整形回路５２，放電切り替えのための真空スイッチＶＳ１，電圧出力のための真空スイッチＶＳ２，スイッチ制御回路５３などを備えている。そして、課電装置５０は、コンデンサＣ１にエネルギを蓄積し、これをスイッチ切り替えに応じて放電することでパルス電圧を出力する構成になっている。
【０００４】
つまり課電装置５０は所定周期でパルス電圧を出力するもので、その動作原理は、以下の通りである。まず、交流電源に接続された電源装置５１は、例えば１５ｋＶの直流高電圧に変換し、コンデンサＣ１を充電する。コンデンサＣ１に蓄積した電荷エネルギは、波形整形回路５２を通して真空スイッチＶＳ２により電路１側に放電され、例えば１０ｍｓｅｃ後に真空スイッチＶＳ１により強制的に接地させることで電路１に充電した電荷は抵抗Ｒ１を通して放電する。この一連の動作を例えば４秒おきに繰り返すようになっており、その結果、図３に示すようにパルス幅１０ｍｓｅｃ，繰返し周期４ｓｅｃ，波高値１５ｋＶの矩形パルスを出力する。
【０００５】
しかしこの方式は、検出測定のために近接式の電流センサ１００を電路１に引っかけることから、作業員が電柱に登る昇柱作業が必要になり、あるいはバケット車での作業が必要になる。このため、事故点を検出するまでに多くの手間と時間がかかり、電路１と地上とにそれぞれ作業員が必要であり作業性が悪い。
【０００６】
そこで、例えば特許文献７〜１２などに見られるように、事故点の探査を地上で行ない得るような技術の提案がある。当該技術にあっては、電路を流れるパルス電流はアンテナを備えた受信機で受信し、受信信号を所定に判別処理することで事故点の探査を行なうものである。
【特許文献１】特開昭５７−３０５６号公報
【特許文献２】特開昭５７−３０５７号公報
【特許文献３】特開昭５９−２４２７２号公報
【特許文献４】特開昭４８−５０２３８号公報
【特許文献５】特開昭５４−１４０９２９号公報
【特許文献６】特開昭５４−１４０９３１号公報
【特許文献７】特開昭５５−１３４３６５号公報
【特許文献８】特開昭５６−３５１６号公報
【特許文献９】特開昭５７−１７９７６４号公報
【特許文献１０】特開昭５８−５６７６号公報
【特許文献１１】特開昭６３−２４３７６９号公報
【特許文献１２】特開昭６３−２４３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、そうしたアンテナ受信により地上で事故点の探査を行なう装置構成のものでは、以下に示すような問題がある。上記した特許文献７〜１２などに見られる技術にあっては、判別処理のロジックは検出信号を単発にタイミング処理する考えのものであり、単位パルスに対しては理論的には判別動作し得るようではあるが、環境雑音（または背景雑音）が高い現場環境では理想動作は望めず実用性に疑問がある。
【０００８】
さらに、従来の地上で事故点の探査を行なう装置構成のものでは、配電線の分岐点付近において事故側と非事故側の識別が困難であった。
【０００９】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、事故点の探査を地上で行なうことができるとともに、配電線の分岐点近傍に位置した場合に何れの方向に事故点があるかを容易に識別することのできる課電式電路事故探査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明に係る課電式電路事故探査装置は、事故区間の電路に課電装置によりパルス電圧を課電して事故点の探査を行なう課電式電路事故探査装置であって、直交する２方向（Ｘ，Ｙ）の磁界を検出する磁界センサと、その磁界センサで検出された磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分を抽出し出力する警報手段と、を備えて構成した。
【００１１】
前記警報手段は、音を出力するスピーカを用いることができる。そして、そのスピーカは、１つのスピーカでもよいが、２つのスピーカとし、前記磁界センサで出力されたＸ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分と、Ｙ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分とを分けて出力できるようにするとなお良い。
【００１２】
また、前記警報手段は、レベルメータであり、前記磁界センサで出力されたＸ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分と、Ｙ方向の磁界の時間微分中に含まれる音声周波数帯域の成分とをそれぞれ分けて表示できるようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、課電電流に伴い発生する磁界を検出することで、事故点の探査を地上で行なうことができるとともに、配電線の分岐点近傍に位置した場合に何れの方向に事故点があるかを容易に識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図４は、本発明の好適な一実施の形態を示している。本実施形態において、課電式電路事故探査装置２は、磁界検出のための磁界センサ３を有し、課電装置５０により事故区間の電路１に課電することで配電線を流れる電流に起因して発生する磁界ｆを、磁界センサ３を用いて地上で検出し、その検出した磁界に含まれる音声周波数帯域（可聴周波数：２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の成分に基づいて事故点の判別を行なう構成になっている。なお、課電装置５０は前述した図２に示す構成のものであり、図３のようなパルス幅１０ｍｓｅｃ，繰返し周期４ｓｅｃ，波高値１５ｋＶの矩形パルスを出力するようになっている。
【００１５】
図５は、本実施形態の課電式電路事故探査装置２のブロック図を示している。この課電式電路事故探査装置２は、磁界センサ２として２つの１軸磁界センサ３ａ，３ｂを用意し、それらを相互に直交するように配置する。これにより、ＸＹの直交座標系の２軸方向の磁界を各磁界センサ３ａ，３ｂにて検出可能となる。以後、２つの１軸磁界センサを区別して説明するときは、Ｘ軸磁界センサ３ａ，Ｙ軸磁界センサ３ｂと記載する。なお、各１軸磁界センサ３ａ，３ｂは、本実施形態ではソレノイドや、ピックアップコイルを用いて形成している。透磁率の高い鉄心を用いると、磁界検出の感度が高くなる。
【００１６】
各１軸磁界センサ３ａ，３ｂの出力は、それぞれ増幅器４に接続される。各増幅器４の出力は、多段コンパレータ５と、２つのスピーカ（右側スピーカ６ａ，左側スピーカ６ｂ）６に接続する。多段コンパレータ５は、複数の出力端子を備え、入力信号のレベルが、各出力端子に設定されたレベルを超えた場合に、当該出力端子がＯＮになる。よって、複数の出力端子に設定するレベルを段階的に大きくすることにより、アナログ信号である入力レベルをデジタル化することができる。
【００１７】
多段コンパレータ５の各出力端子は、レベル保持回路７に接続され、このレベル保持回路７の出力がレベルメータに入力される。レベル保持回路７は、初期状態がＯＦＦで入力信号がＯＦＦからＯＮに切り替わると出力がＯＮに変化すると共に、その状態を保持する。そして、リセット信号が入力されると、初期状態にリセットされる。
【００１８】
レベル保持回路７の各出力端子を、正負両極性のレベルメータ８の各発光素子（ＬＥＤ等）に接続することで、多段コンパレータ５でデジタル化した磁界の大きさを可視化することができる。具体的には、レベルメータ８は、発光素子を十字状に配置したものを用いる。Ｘ軸磁界センサ３ａの出力系統はレベルメータ８の縦軸に接続し、Ｙ軸磁界センサ３ｂの出力系統はレベルメータ８の横軸に接続する。これにより、磁界の検出が２系統備えることになるため、磁界検出がＸ軸方向，Ｙ軸方向の２方向について別々に行なえ、更に、それぞれの磁界の向きに応じた正負の検出レベルを求めることができる。
【００１９】
レベル保持回路７へのリセット信号は、リセットパルス発生器９の出力を用いる。このリセットパルス発生器９は、タイマ１０の出力に基づき、一定時間（例えば２秒）ごとにリセット信号が１回出力される。タイマ１０は、スイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ操作に伴い稼働／停止する。
【００２０】
また、本実施形態の増幅器４は、音声周波数帯域を選択して増幅するフィルタ機能を備えている。これにより、レベルメータ８に対しても音声周波数帯域についてのレベル表示が行なえる。なお、出力手段としてレベルメータ８を設けずに２つのスピーカ６のみとした場合には、増幅器４は上記のフィルタ機能は必ずしも設けなくても良い。これらの点は、以下に示す各種の実施形態においても同様である。
【００２１】
上記の課電式電路事故探査装置２を用いて事故点の検出処理を行なう場合、以下のようにする。まず、Ｘ軸磁界センサ３ａが、現在追跡している電路（配電線）１と直交する方向に向き、Ｙ軸磁界センサ３ｂが、現在追跡している電路（配電線）１と平行な方向に向くようにセットする。次いで、或いは事前にスイッチ１１をＯＮにし、一定時間でレベル保持回路７の出力がリセットされるようにする。もちろん、課電装置５０により事故区間の電路１に課電する。
【００２２】
図６は、地絡事故が発生している場合の課電パルスによる磁界微分波形を示している。地絡事故が発生している場合、図４にも示すように電路（配電線）１には、地絡電流が流れ、それに伴い電路１を中心にその周囲に磁界が発生する。地絡電流は、課電パルスがＯＮのときに流れるため、地絡電流に伴う磁界も間欠的（４秒に１回）に発生することになる。よって、地絡事故が発生し、地絡電流が流れている場合には、その地絡電流に基づいて発生する磁界を磁界センサ３で検出することができる。換言すると、地絡電流が流れていない場合、上記磁界も発生せず、各１軸磁界センサ３ａ，３ｂの出力も０或いは極小値となる。
【００２３】
従って、地絡事故が発生し、課電電流が流れた場合には、レベルメータ８の縦軸と横軸の少なくとも一方が点灯し、２つのスピーカ６から音が発生する。よって、係る点灯や音の有無により課電電流が流れているか否か、ひいては、地絡事故点がその電路１の先にあるか否かを判定することができる。
【００２４】
但し、実際に地絡電流が流れ、磁界が発生するのは４秒間に１回であり、しかもパルス幅が１００μｓｅｃ程度の非常に短い時間である。そこで、上述したように、本実施形態ではレベル保持回路７を設け、一定時間点灯状態を保持するようにした。これにより、点灯時間が短くて作業員が見落とすおそれを可及的に抑制している。
【００２５】
実際に事故点の探索を行なう場合、作業員は、課電装置５０の設置付近においてレベルメータ８が点灯し、２つのスピーカ６から一定時間ごとに音が発生していることを確認する。これにより、課電装置５０により課電した電路１の先に事故点が存在することを確認できる。次いで、作業員は、電路１に沿って移動する。すると、探索開始当初は、事故点は進行方向前方に存在するため、レベルメータ８は点灯するとともに２つのスピーカ６からも所定の音が発生する。そして、事故点を通り過ぎると、レベルメータ８は点灯せず（点灯したとしても極小さいレベル）、２つのスピーカ６から音も発生しない。これにより、作業員は事故点を通りすぎたことを確認でき、事故点位置を特定できる。
【００２６】
また、電路が複数系統に分岐している場合、事故点が存在している系統の電路に沿って移動すると、レベルメータ８の点灯及び２つのスピーカ６からの音の発生が生じるため、探索方向が合っていることが確認できる。一方、分岐路において事故点が存在していない経路の電路に進んでしまった場合、磁界が検出されないため探索方向が間違ったことを確認できる。
【００２７】
更に、例えば、直線上に延びる電路の途中から、その電路と直交方向に延びるように別の電路が分岐し、その進行方向前方の電路と横方向に延びる電路のいずれか一方に事故点が存在する場合、係る分岐点よりも先は、事故点が発生している電路側にのみ課電電流が流れることになる。当該分岐点付近に立ち、いずれかの電路の方向を向くと、事故点を含む電路に流れる課電電流に基づき発生する磁界は、Ｘ軸磁界センサ３ａとＹ軸磁界センサ３ｂの一方で検出される。よって、レベルメータ８の縦軸と横軸のどちらが点灯するか否かにより、いずれの方向の電路の先に事故点があるかを推測することができる。また、音声出力手段として２つのスピーカ６を用いているため、分岐点付近において右側スピーカ６ａと左側スピーカ６ｂのいずれから音が出ているかによっても事故点を有する電路を推測することができる。
【００２８】
上述した実施形態では、音声出力手段としいて２つのスピーカ6を用いたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、図７に示すように、イヤホン等の１つのスピーカ１５を用いても良い。この場合、各軸磁界センサ３ａ，３ｂのいずれの検出信号に含まれる音声信号を出力するようにするため、各増幅器４の出力をミキサ１６にて混合し、１つのスピーカ１５に入力するようにしている。その他の構成は、図５に示す実施形態と同様であるので、同一部材については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
係る構成にすると、Ｘ軸磁界センサ３ａとＹ軸磁界センサ３ｂの少なくとも一方で磁界を検出すると、その検出信号に基づいて１つのスピーカ１５から音が発生し、事故点が存在することを認識することができる。但し、電路の分岐点付近において、いずれの電路側に事故点があるかについて音に基づいて推定することはできないものの、その他の構成並びに作用効果は上記の図５に示す実施形態と同様である。
【００３０】
更に、図５，図７に示す実施形態では、電路事故探査装置２の内部回路をいずれもアナログ回路で実現したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば図８，図９にそれぞれ示すようにデジタル回路で実現することもできる。
【００３１】
図示の例では、いずれも図５，図７に示す実施形態における多段コンパレータ５とレベル保持回路７に替えてＡ／Ｄコンバータ１７とＬＥＤドライバ１８を用いている。Ａ／Ｄコンバータ１７は、サンプルホールド機能を備えており、入力された増幅器４の出力レベルの最大値を記憶保持する。そして、タイマ１０の出力に基づき、一定時間（例えば２秒）ごとにホールド値をリセットする。これにより、Ａ／Ｄコンバータ１７によりデジタル値に変換された各１軸磁気センサ３ａ，３ｂの出力に応じたレベルが、レベルメータ８に表示される。なお、スピーカを用いた音の出力については、上記の各種の実施形態と同様である。
【００３２】
上記の各実施形態では、レベルメータとして、ＬＥＤ等の発光素子を用いたデジタル方式のレベルメータを使用したが、本発明これに限ることはなく、メータの針の振れでレベルを表示するアナログ方式のレベルメータとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の一例を示し、電路における事故点探査の概要を説明する図である。
【図２】課電装置の基本構成を示す回路図である。
【図３】課電するパルス電圧の波形を示すグラフ図である。
【図４】本発明に係る一例を示し、電路における事故点探査の概要を説明する構成図である。
【図５】本発明に係る課電式電路事故探査装置の好適な一実施形態を示している。
【図６】課電パルスによる磁界微分波形を示すグラフである。
【図７】本発明に係る課電式電路事故探査装置の好適な別の実施形態を示している。
【図８】本発明に係る課電式電路事故探査装置の好適な別の実施形態を示している。
【図９】本発明に係る課電式電路事故探査装置の好適な別の実施形態を示している。
【符号の説明】
【００３４】
１  電路
２  課電式電路事故探査装置
３  磁界センサ
３ａ  Ｘ軸磁界センサ
３ｂ  Ｙ軸磁界センサ
４  増幅器
５  多段コンパレータ
６  ２つのスピーカ
７  レベル保持回路
８  レベルメータ
５０  課電装置
ｆ  磁界
【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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