(57)【要約】【課題】非接触式センサを収納している容器の絶縁性蓋体の外側表面に雷雨等により形成された導電性の水皮膜層がアースに電気的に接続されてアース電位となることにより、容器内に設けられている電圧センサの検出信号が極端に小さくなることを防止する【解決手段】一方が開口している容器本体と前記容器本体開口部を密閉する絶縁性の蓋体とからなる容器内にアースから絶縁された平板状電極を収納して、架空線路の電線等の充電部に対して前記蓋体側を対向させて配置して、充電部と容器内の平板状電極との間の空間電荷によって平板状電極に誘起される電圧を検出することにより充電部の電圧を検出する非接触式センサにおいて、前記蓋体が四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂からなる非接触式センサ【選択図】  図１
2005043318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が開口している容器本体と前記容器本体開口部を密閉する絶縁性の蓋体とからなる容器内にアースから絶縁された平板状電極を収納して、
架空線路の電線等の充電部に対して前記蓋体側を対向させて配置して、充電部と容器内の平板状電極との間の空間電荷によって平板状電極に誘起される電圧を検出することにより充電部の電圧を検出する非接触式センサにおいて、
前記蓋体が四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系又はシリコン系の樹脂からなることを特徴とする非接触式センサ
【請求項２】
一方が開口している容器本体と前記容器本体開口部を密閉する絶縁性の蓋体とからなる容器内にアースから絶縁された平板状電極を収納して、
架空線路の電線等の充電部に対して前記蓋体側を対向させて配置して、充電部と容器内の平板状電極との間の空間電荷によって平板状電極に誘起される電圧を検出することにより充電部の電圧を検出する非接触式センサにおいて、
充電部に対向して配置される前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に、
フッ素系、シリコン系の樹脂などの撥水性部材からなる撥水層を設けていることを特徴とする非接触式センサ
【請求項３】
前記撥水部材を塗着又はコーティングさせて前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に撥水層を形成させていることを特徴とする請求項２記載の非接触式センサ
【請求項４】
前記撥水部材がシート状又は板状からなり、該撥水部材を前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に貼着させて撥水層を形成させていることを特徴とする請求項２記載の非接触式センサ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空送配電線の監視装置、故障区間標定又は故障点標定等のシステムに使用する送電線鉄塔上に設置されて使用される非接触式センサの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
架空送配電線路に故障が発生した場合、故障により発生するサージ信号を線路上に設けた検出用センサにて検出し、サージ信号の到達時間差などにより故障位置を標定する故障標定が行われている。
前記サージ信号を検出するために使用されるセンサとしては、変流器（ＣＴ）、計器用変圧器（ＰＴ、ＰＤ）など線路に直接接続するセンサで線路電流、線路電圧を測定する方式と、
電流により発生する磁界を検出する磁界センサ、電圧により発生する電界を検出する電界センサなどの非接触式電流センサ、電圧センサで線路電流、線路電圧を測定する方式とがある。
【０００３】
本出願人は、先に架空送電鉄塔上に設置して使用する非接触式センサを提案している。（例えば、特許文献１参照。）
これは、線路の通電電流による空間磁界の変化を検出するコアとコイルとからなる電流センサと、充電部とアースから絶縁された平板状電極との間の空間電荷によって静電容量分割された線路電圧を平板状電極で検出する電圧センサを共に密閉させたセンサ容器内に納めた構造となっている。
【０００４】
前記センサ容器は、ステンレス鋼などの非磁性金属からなる一方が開口しているケース部と、前記開口部を密閉する塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂からなる蓋体とからなっており、絶縁性の合成樹脂からなる蓋体側を被測定相の送電線の充電部に対向させるようにして送電鉄塔側面に止着して使用されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６１７５５号公報（第３−４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前記センサ容器は蓋体の外側表面の撥水性についてまで考慮されていないため、雨天時には降雨により導電性の水皮膜層が蓋体外側表面全体に形成される。
その水皮膜層の一部がセンサ容器のアース部に電気的に接続されると、形成された水皮膜層により蓋体外側表面全体がアース電位と同電位となり、センサ容器内に設けられている前記電圧センサからの検出信号が極端に小さくなるという問題点がある。
特に雷サージによる故障位置を標定する場合には、激しい雷雨により形成される水皮膜層により雷サージ故障時の信号を検出することが困難になるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、
一方が開口している容器本体と前記容器本体開口部を密閉する絶縁性の蓋体とからなる容器内にアースから絶縁された平板状電極を収納して、
架空線路の電線等の充電部に対して前記蓋体側を対向させて配置して、充電部と容器内の平板状電極との間の空間電荷によって平板状電極に誘起される電圧を検出することにより充電部の電圧を検出する非接触式センサにおいて
前記蓋体が四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系又はシリコン系の樹脂からなることを特徴とする非接触式センサである。
【０００８】
第２の発明は、一方が開口している容器本体と前記容器本体開口部を密閉する絶縁性の蓋体とからなる容器内にアースから絶縁された平板状電極を収納して、
架空線路の電線等の充電部に対して前記蓋体側を対向させて配置して、充電部と容器内の平板状電極との間の空間電荷によって平板状電極に誘起される電圧を検出することにより充電部の電圧を検出する非接触式センサにおいて、
充電部に対向して配置される前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に、
フッ素系、シリコン系の樹脂などの撥水性部材からなる撥水層を設けていることを特徴とする非接触式センサである。
【０００９】
第３の発明は、前記撥水部材を塗着又はコーティングさせて前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に撥水層を形成させていることを特徴とする請求項２記載の非接触式センサである。
第４の発明は、前記撥水部材がシート状又は板状からなり、該撥水部材を前記蓋体の外側表面の全部又は所定の部分に貼着させて撥水層を形成させていることを特徴とする請求項２記載の非接触式センサである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、蓋体の部材に四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂を使用することにより、その撥水性により降雨による雨水が水滴状態となって落下し、蓋体表面に水皮膜層が付着形成されないため、降雨時においても晴天時と同様に充電部の電圧を検出することができる。
特に激しい雷雨を伴う雷サージ故障に対しても信号を検出することができ、雷サージ故障の発生位置を標定することができる。
【００１１】
また上記に加え、被測定相電線に対向して配置されているセンサ容器の蓋体の外側表面の全部又は所定部分にフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂などの撥水部材からなる撥水層を形成させることにより、蓋体の部材に比較的安価で撥水性の悪い合成樹脂を使用しても、上記外側表面に形成されている撥水層の撥水性により降雨による雨水が水滴状態となって落下し、蓋体表面に水皮膜層が付着形成されないため、降雨時においても晴天時と同様に充電部の電圧を検出することができる。
【００１２】
上記撥水部材を塗布又はコーティングさせて蓋体の外側表面全体或いは必要な部分に撥水層を形成させることにより、撥水層を容易に形成させることができるとともに、蓋体に撥水層を強固に固着させることができるため、撥水層の剥離、膨れなどが無く、長期間に渡って使用することができる。
【００１３】
また蓋体の外側表面全体或いは必要な部分に、シート状又は板状の上記撥水部材を貼着させて撥水層を形成させることにより、撥水層を必要な部分に容易に形成させることができるとともに、既設のものにも容易に対応することができる。
さらに例えばシート状の撥水部材を貼着させた上に板状の撥水部材を貼着させることなどを行うことにより、蓋体の外側表面に凹凸を設けることが容易にできる。この凹凸により蓋体の外側表面全体を覆う水皮膜層の形成をより防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の非接触式センサ２を送電線路に使用した場合の説明を図１から図４を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
第１の実施例の非接触式センサ２は、図１に示すように略平板又は略曲板形状の板状電極１２と入力基板１３とから構成される電圧センサ１１を、金属又は合成樹脂からなる開口部８ａを有する略直方体形状のケース８内部に収納させている構造となっており、
板状電極１２は開口部８ａと反対側のケース８底面８ｂに平行に配設させて図示されていない絶縁部材にてアースから絶縁されてケース８に止着されており、
また入力基板１３は一端をアースに電気的に接続されて、板状電極１２とケース８底面８ｂの間に配設されて、ケース８に止着されている。
【００１６】
そしてケース８の開口部８ａは、四フッ化エチレン樹脂からなる略平板又は略曲板形状の蓋体１０がパッキン１８にてケース８内部を気密状態に密閉されるようにボルト１９とナット２０により止着されている構造となっている。
蓋体１０に使用する四フッ化エチレン樹脂は水に対する接触角が約１１０°程度であるため、表面に付着した水は単独の水滴状態となる。
なお蓋体１０に使用する材料としては上記の他、水に対する接触角が９０°以上（好ましくは１００°以上）のフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂を使用することができる。
水に対する接触角が９０°以上の樹脂を使用することにより、表面に付着した水を単独の水滴状態にすることができる。
特に水に対する接触角が１００°以上の樹脂を使用することにより、表面に付着した水をより球体に近い単独の水滴状態にすることができ、水滴となって落下させることができる。
【００１７】
次に非接触式センサ２の使用状態について説明する。
非接触式センサ２は、図４に示すように送電鉄塔４に複数個の懸垂碍子５により絶縁支持されている被測定対象の充電部である送電線路の電線７に対して、非接触式センサ２の蓋体１０側を対向させて送電鉄塔４の側面４ａに取付金具６にて止着されている。
蓋体１０側を電線７に対向させるのは、板状電極１２と電線７との間の空間電荷によって空間静電容量Ｃ１を形成させるようにするためである。
【００１８】
送電線路の電線７とアースから絶縁されて設けられている板状電極１２とにより形成される空間静電容量Ｃ１と、板状電極１２とアース間の静電容量Ｃ２とにより、板状電極１２は電線７と電気的に接続された状態になるとともに、
空間静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２により分割させた電線７の線路電圧が板状電極１２に発生することになる。
そのため、板状電極１２の電圧を測定することにより電線７の線路電圧を非接触状態で検出することができる。
【００１９】
板状電極１２の電圧は入力基板１３に送られる。
入力基板１３ではその電圧を使用しやすい所定の信号レベルに変換することをおこなっており、入力基板１３からの出力信号はケース８を貫通して気密状態に設けられているコネクタ２３に接続される信号ケーブル１４を介して送電鉄塔４の下方部に設置されている図示されていない制御装置等の機器に送られて、送電線路の監視、故障区間標定或いは故障点標定などに使用される。
なおケース８のコネクタ２３取付面にはコネクタ保護カバー２５が設けられている。
【００２０】
なお、前記制御装置には通信機能、外部表示機構などを設けることもでき、電力会社等の営業所、電力所や保守サービス車両などへ線路情報、故障情報などの必要な情報信号を送ることや、外部表示させることもできる。
【００２１】
蓋体１０に四フッ化エチレン樹脂（水に対する接触角が約１１０°程度）などの水に対する接触角が９０°以上（より好ましくは１００°以上）のフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂を使用しているため、塩化ビニル樹脂（水に対する接触角約７０°程度）、ポリエチレン樹脂（水に対する接触角約８０°程度）より撥水性が良いため、降雨により蓋体１０表面に付着した雨水が水滴状態となって落下し、蓋体１０表面に水皮膜層となって付着することを防ぐことができる。
【００２２】
そのため、降雨により蓋体１０の外側表面全体がアース電位になることがなく、雨天時においても電線７の線路電圧を晴天時と同様に板状電極１２により検出することができる。
特に雷サージ故障が発生する激しい雷雨時においてもできるようになり、雷雨を伴う雷サージ故障信号を検出して落雷箇所を標定することができる。
【実施例２】
【００２３】
図２は第２の実施例の非接触式センサ２の説明図であり、実施例１と同じものについては同じ符号を付けて説明を省略する。
第２の実施例の非接触式センサ２は、電流センサ１５と電圧センサ１１を塩化ビニル樹脂などの絶縁性の合成樹脂からなる略平板又は略曲板形状の蓋体２１と、ステンレス、アルミなどの非磁性体金属又は合成樹脂からなる開口部２４ａを有する略直方体形状のケース２４の内部に密閉収納している構造になっている。
なお開口部２４ａはパッキン１８を介して蓋体２１がボルト１９とナット２０により止着される構造となっており、
実施例１と同様に送電鉄塔４に複数個の懸垂碍子５により絶縁支持されている被測定対象の充電部である送電線路の電線７に対して、非接触式センサ２の蓋体２１側を対向させて送電鉄塔４の側面４ａに取付金具６にて止着されて使用される。
【００２４】
電圧センサ１１は、実施例１と同様に略平板又は略曲板形状の板状電極１２と入力基板１３とから構成されており、板状電極１２からの信号は入力基板１３へ送られて使用しやすい所定の信号レベルに変換されて、信号ケーブル１４を介して制御装置へ送られている。
板状電極１２は開口部２４ａと反対側のケース２４底面２４ｂに平行に配置されて図示されていない絶縁部材にてアースから絶縁されてケース２４に止着されており、また入力基板１３は一端をアースに電気的に接続されて、板状電極１２とケース２４底面２４ｂの間に配設されて、ケース２４に止着されている。
【００２５】
電流センサ１５は、空間磁界の変化を検出するコア１６と、コア１６の外周面に巻装されたコイル１７とから構成されており、電線７の通電電流によって電線７に対して同心円状に発生する磁束に応じた誘起電圧をコイル１７に発生させることにより通電電流を検出するようになっている。
電流センサ１５はコイル１７の軸心方向をケース２４底面２４ｂに平行に配置させて板状電極１２とケース２４底面２４ｂの間に図示されていない取付部材によりケース２４に止着されている。
なお送電鉄塔４側面４ａ装着時にはコイル１７の軸心方向が被測定相の電線７に対し同心円状に発生する磁束の接線方向になるように考慮されている。
【００２６】
またコア１６はフェライト、鉄、パーマロイなどを用いた磁性体の他、空心等の非磁性体からなり、その形状は円筒形状、棒形状、矩形形状などの形状を例示することができる。
電流センサ１５からの出力信号もまた、前記電圧センサ１１の入力基板１３へ送られて使用しやすい所定の信号レベルに変換されて、信号ケーブル１４を介して制御装置へ送られている。
【００２７】
そして、電線７に対向して配置される蓋体２１の外側表面２１ａの全面又は必要な部分には四フッ化エチレン樹脂などの水に対する接触角が９０°以上（より好ましくは１００°以上）のフッ素系、シリコン系の樹脂などの撥水性部材からなる撥水層２２が形成されている。
水に対する接触角が９０°以上の撥水性部材を使用することにより、表面に付着した水が単独の水滴状態となる。
水に対する接触角が１００°以上の撥水性部材を使用することにより、表面に付着した水がより球体に近い単独の水滴状態になることができ、水滴となって落下させることができる。
なお撥水層２２は、ケース２４の外側表面にも設けても良く、撥水性部材として上記に加え、パラフィンなどを使用することも可能である。
【００２８】
蓋体２１の外側表面２１ａに設けられた撥水層２２の撥水性により、蓋体２１の部材に比較的安価で撥水性の悪い合成樹脂を使用しても、降雨による雨水が水滴状態となって落下し、蓋体２１の外側表面２１ａに水皮膜層となって付着することが防止される。
そのため、実施例１と同様に降雨により蓋体２１の外側表面がアース電位の水皮膜層で覆われることがなく、雨天時においても電線７の線路電圧を晴天時と同様に板状電極１２により検出することができる。
特に雷サージ故障が発生する激しい雷雨時においてもできるようになり、雷雨を伴う雷サージ故障信号を検出して落雷箇所を標定することができる。
【００２９】
なお前記撥水層２２は、撥水処理を施す蓋体２１の外側表面２１ａの全体又は必要な部分に紫外線レーザー光を照射させて前処理を行った後、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系又はシリコン系の樹脂などからなる上記撥水処理剤を塗布又はコーティングさせて形成させることができる。
これにより、撥水層２２を蓋体２１の外側表面２１ａの全体又は必要な部分に容易に形成させることができるとともに、蓋体２１に撥水層２２を強固に固着させることができ、撥水層２２の剥離、膨れなど無く長期間に渡って使用することができる。
【００３０】
また前記撥水層２２を、シート状又は板状のフッ素系又はシリコン系の樹脂などからなる上記撥水部材を蓋体２１の外側表面２１ａの全体又は必要な部分に貼着して形成させることができる。
撥水層２２を貼着により形成させることにより、蓋体２１の外側表面２１ａ全体或いは必要な部分に容易に撥水層２２を形成させることができるとともに、既設のものにも容易に撥水層２２を設けることができる。
また、板状の撥水部材を貼着させて蓋体２１の外側表面２１ａに凹凸を設けることも容易にでき、凹凸により蓋体２１の外側表面２１ａ全体を覆う水皮膜層の形成をより防止することができる。
【実施例３】
【００３１】
図３は第３の実施例の非接触式センサ２の説明図であり、実施例１又は実施例２と同じものには同じ符号を付けて説明を省略する。
第３の実施例の非接触式センサ２は、電流センサ１５と電圧センサ１１を共に、塩化ビニル樹脂などの絶縁性の合成樹脂からなる開口部３１ｂを有している略直方体形状の蓋体３１と金属又は合成樹脂からなる略平板形状のケース３０の内部に密閉収納している構造になっている。
【００３２】
なおケース３０にはパッキン１８を介して蓋体３１の開口部３１ｂがボルト１９とナット２０により止着されている構造となっており、実施例１と同様に送電鉄塔４に複数個の懸垂碍子５により絶縁支持されている被測定対象の充電部である送電線路の電線７に対して、非接触式センサ２の蓋体３１の外側表面３１ａ側を対向させて送電鉄塔４の側面４ａに取付金具６にて止着されている。
またケース３０は蓋体３１と略同形状の開口部を有する略直方体形状にしてもよい。
【００３３】
電圧センサ１１は、実施例１と同様に略平板又は略曲板形状の板状電極１２と入力基板１３とから構成されており、板状電極１２からの信号は入力基板１３へ送られて使用しやすい所定の信号レベルに変換されて、信号ケーブル１４を介して制御装置へ送られている。
板状電極１２はケース３０の平面に平行に配置されて図示されていない絶縁部材にてアースから絶縁されてケース３０に止着されており、入力基板１３は一端をアースに電気的に接続されて、板状電極１２とケース３０の間に配設されて、ケース３０に止着されている。
【００３４】
また電流センサ１５は、実施例２と同様に空間磁界の変化を検出するコア１６とコイル１７とから構成されており、電線７の通電電流によって電線７に対して同心円状に発生する磁束に応じた誘起電圧をコイル１７に発生させて通電電流を検出するようになっている。
【００３５】
電流センサ１５はコイル１７の軸心方向をケース３０の平面に平行に配置させて板状電極１２とケース３０の間に図示されていない取付部材によりケース３０に止着されている。
なお送電鉄塔４側面４ａ装着時にはコイル１７の軸心方向が電線７に対し同心円状に発生する磁束の接線方向になるように考慮されている。
【００３６】
そして電線７に対向させて配置される蓋体３１の外側表面３１ａの全面又は必要部分には実施例２と同様に四フッ化エチレン樹脂などの水に対する接触角が９０°以上（より好ましくは１００°以上）のフッ素系、シリコン系の樹脂などの撥水性部材からなる撥水層２２が塗着、コーティング、貼着などの方法を用いて形成されている。
なお、撥水層２２は蓋体３１の外側表面３１ａ以外の表面やケース３０の外側表面に設けても良い。
【００３７】
実施例３においても実施例２と同様、蓋体３１の外側表面３１ａに設けた撥水層２２の撥水性により降雨による雨水が水滴状態となって落下し、蓋体３１の外側表面３１ａに水皮膜層となって付着されないため、蓋体の部材に比較的安価で撥水性の悪い合成樹脂を使用しても、降雨により蓋体３１の外側表面全体にアース電位の水皮膜層が形成されない。
そのため、雨天時においても電線７の線路電圧を晴天時と同様に板状電極１２により検出することができる。
特に雷サージ故障が発生する激しい雷雨時においてもできるようになり、雷雨を伴う雷サージ故障信号を検出して落雷箇所を標定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の活用例として、本実施例の送電線に限らず、配電線や低圧線などの線路電圧を非接触で測定する電圧センサなど屋外に常時設置されて使用される電界測定センサの収納容器部分に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施例の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施例の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施例の説明図である。
【図４】本発明の使用状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
２    非接触式センサ
４    送電鉄塔
５    懸垂碍子
６    取付金具
７    電線
８、２４、３０    ケース
１０、２１、３１  蓋体
１１  電圧センサ
１２  板状電極
１３  入力基板
１４  信号ケーブル
１５  電流センサ
１６  コア
１７  コイル
１８  パッキン
１９  ボルト
２０  ナット
２２  撥水層
２３  コネクタ
２５  コネクタ保護カバー
【図１】
2005043318.tif 000003
【図２】
2005043318.tif 000004
【図３】
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【図４】
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