(57)【要約】【課題】トロリーの給電状態でのオンライン絶縁劣化診断を可能として、地絡事故が起きる前に絶縁劣化場所を発見できるようにする。【解決手段】トロリー線１０を支持する碍子４２に振動検出器４４を設置して、トロリー線への給電中に碍子に生じる振動を周波数解析し、トロリー線へ給電される電源周波数に相当する振動周波数成分が所定の強度を超えたときに碍子の絶縁劣化と判定する。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機械に電源を供給するためのトロリーの絶縁劣化を、オンラインで診断するためのトロリーのオンライン絶縁劣化診断方法であって、
トロリーを支持する碍子に振動検出器を設置して、トロリーへの給電中に碍子に生じる振動を周波数解析し、
トロリーへ給電される電源周波数に相当する振動周波数成分が所定の強度を超えたときに碍子の絶縁劣化と判定することを特徴とするトロリーのオンライン絶縁劣化診断方法。
【請求項２】
移動機械に電源を供給するためのトロリーの絶縁劣化を、オンラインで診断するためのトロリーのオンライン絶縁劣化診断装置であって、
トロリーを支持する碍子に設けた振動検出手段と、
該振動検出手段の出力信号を受信し振動周波数解析を行なう手段と、
該周波数解析結果から、トロリーへ給電される電源周波数に相当する振動周波数成分強度と所定値とを比較し、前記振動周波数成分強度が所定値を上回る時に信号を出力する手段と、
を備えたことを特徴とするトロリーのオンライン絶縁劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉等の移動機械に電源を給電するためのトロリーの絶縁劣化を、オンラインで電源を給電したまま診断するためのトロリーのオンライン絶縁劣化診断方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コークス炉等の粉塵環境で地絡事故が発生しやすいトロリーの絶縁劣化を、移動機械に電源を給電したままのオンラインで診断する技術はなく、ケーブル地絡事故等の地絡位置特定技術として、磁界探査法とマレーループ法の２つの方法があった。
【０００３】
前者の磁界探査法は、図１に示す如く、発振器である高周波注入器２０と磁界探査コイル２２で構成され、地絡事故発生時に、トロリー線（単にトロリーとも称する）１０の地絡した相（地絡相と称する）に高周波注入器２０を接続し、例えば電圧６０Ｖ、電流６ｍＡ、周波数１０２５Ｈｚの交流を印加して、磁界探査コイル２２で地絡点１２を特定していた。具体的には、磁界探査コイル２２を、矢印Ａに示す如く、高周波を注入した相に近付け、磁界を検出しなくなった点を地絡点１２として特定する。図において、１４は地絡抵抗である。
【０００４】
一方、後者のマレーループ法は、ホイートストンブリッジの原理を用いた地絡点特定方法であり、図２に示す如く、トロリー１０の地絡相１０Ｂと健全相１０Ａを短絡線３０で短絡して、反対側の給電点１６に直流電源３２により直流電圧を印加し、該給電点１６側に設置した可変抵抗器３４、３６の抵抗値Ｒ１、Ｒ２を変化させ、検流計３８の値Ｇが零になる抵抗値Ｒ１、Ｒ２を測定し、次式によって、給電点１６から地絡点１２迄の距離（地絡距離と称する）Ｒｘを特定していた。
【０００５】
Ｒｘ＝２Ｌ×｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）｝　　　　　　…（１）
ここでＬは、トロリー１０の全長である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１５２１２０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平３−２７２４５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記磁界探査法とマレーループ法に共通する問題点として、いずれも、地絡事故発生後に位置を特定する方法であり、給電したまままの状態でのオンライン絶縁劣化診断はできないという問題がある。
【０００９】
又、前者の磁界探査法においては、トロリー１０に１００〜２００Ｖ以上の交流電圧を給電した状態で高周波注入器２０より給電すると、該高周波注入器２０の保護回路が作動して、注入を中断してしまうため、使用することができない。更には、トロリー１０から給電している移動機械側に、インバータ等の高周波成分を発生させる機器が存在した場合、磁界探査コイル２２が誤検知し、劣化場所を特定することができないという問題点を有する。
【００１０】
一方、後者のマレーループ法は、図２に示す構成上、地絡相１０Ｂと健全相１０Ａを短絡させる必要があるため、給電状態では測定が不可能であるという問題点を有する。
【００１１】
なお、特許文献１には、碍子頭部の磁器部分に磁器と密着させた電極を円周上に形成して、この電極の断線を検出することが記載され、又、特許文献２には、碍子内部に入射した超音波パルスの反射を利用して、碍子内部に発生したクラックを探傷することが記載されているが、いずれも、コークス炉等の粉塵環境で地絡事故が発生しやすいトロリーの絶縁劣化をオンラインで診断するのに適したものではなかった。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、給電状態でのトロリーのオンライン絶縁劣化診断を可能として、設備停止トラブルを未然に防止することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動機械に電源を供給するためのトロリーの絶縁劣化を、オンラインで診断するためのトロリーのオンライン絶縁劣化診断方法であって、トロリーを支持する碍子に振動検出器を設置して、トロリーへの給電中に碍子に生じる振動を周波数解析し、トロリーへ給電される電源周波数に相当する振動周波数成分が所定の強度を超えたときに碍子の絶縁劣化と判定するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、移動機械に電源を供給するためのトロリーの絶縁劣化を、オンラインで診断するためのトロリーのオンライン絶縁劣化診断装置であって、トロリーを支持する碍子に設けた振動検出手段と、該振動検出手段の出力信号を受信し振動周波数解析を行なう手段と、該周波数解析結果から、トロリーへ給電される電源周波数に相当する振動周波数成分強度と所定値とを比較し、前記振動周波数成分強度が所定値を上回る時に信号を出力する手段とを備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図３に示す如く、本発明の適用対象である、例えばコークス炉移動機械の三相のトロリー線１０へは、通常５０〜６０Ｈｚの商用電源が、電源トランス４０を介して給電されている。この給電されているトロリー線１０は、碍子４２により支持されて、所定の高さに固定されている。
【００１７】
本実施形態では、このトロリー線１０を支持する碍子４２にそれぞれ振動検出器４４を設置し、碍子４２に発生する振動を、電気信号へ変換し、例えば変換器盤４６及びシーケンサ４８を介して、例えば計算機で構成されるデータ集積装置５０へ出力する。
【００１８】
前記振動検出器４４としては、例えば圧電式振動計を用いることができるが、他の物を用いることもできる。
【００１９】
データ集積装置５０では、振動検出器４４の出力信号を汎用の周波数解析プログラムにより周波数解析し、図４に示すような、各周波数に対応する振動加速度の強度分布を求める。
【００２０】
通常、碍子４２はトロリー線１０を支持する架台（図示省略）と共に振動しているため、架台の固有振動数に相当する周波数位置に、振動加速度のピークを有する。このピーク位置は、架台の規模や設置場所等により様々であるが、通常は図４（ａ）に示す如く、数Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度の低い周波数の領域にのみ発生している。
【００２１】
これに対して、絶縁不良を発生している碍子の場合は、絶縁抵抗値の低下と共に碍子が若干振動するため、図４（ｂ）に示すように、トロリー線１０へ注入されている商用周波数（図４では５０Ｈｚ）の動力電源の位置にもピークを示すようになる。
【００２２】
測定される振動加速度のホワイトノイズの強度は数ｍｍ／ｓ２程度であるため、例えば５０Ｈｚの振動加速度の強度が１０ｍｍ／ｓ２を超えたときに、碍子の絶縁不良が生じたと判定することができる。
【００２３】
本実施形態においては、碍子全数に振動検出器４４を設置して、全数周波数解析を行なうようにしているので、劣化場所が複数箇所同時に発生した場合でも、振動によって絶縁劣化場所を特定することができる。なお、絶縁劣化が生じ易い場所にのみ振動検出器を選択的に設けることも可能である。
【００２４】
又、前記実施形態においては、絶縁劣化の特定対象がコークス炉移動機械の碍子とされていたが、絶縁劣化の特定対象はこれに限定されず、碍子以外や、コークス炉移動機械以外にも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、トロリーに給電したオンライン状態で絶縁劣化場所を特定することができる。従って、地絡事故が起きる前に、絶縁劣化場所を発見することによって、トロリーに関する故障を回避することができ、設備停止トラブルを未然に防止して、移動機械の安定した操業が可能となる。
【００２６】
又、碍子全数に振動検出器を取付けておけば、複数箇所劣化している場所があった場合においても、同時に測定することが可能であり、早急に絶縁劣化の箇所の特定が可能である。
【００２７】
更には、トロリーが給電状態で測定可能であるため、常時監視しておけば、トロリー支持材である碍子等の絶縁劣化傾向管理も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁界探査法を説明するための回路図
【図２】同じくマレーループ法を説明するための回路図
【図３】本発明の実施形態の構成を示す回路図
【図４】本発明の原理を説明するための、振動測定周波数解析結果を示す線図
【符号の説明】
１０…トロリー線
４０…電源トランス
４２…碍子
４４…振動検出器
５０…データ集積装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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