(57)【要約】【課題】  振動検出装置自体の小型化、設置後の保守管理工数の低減及び通信による遠隔監視が可能な振動検出装置を実現する。【解決手段】  送電線の振動を検出する振動検出装置において、振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、電力線搬送通信に対応した通信手段と、送電線の振動を検出する加速度センサと、通信手段と加速度センサを制御する演算制御手段とを備え、演算制御手段が加速度センサからの振動データを受け、通信手段を制御して振動データを送電線に送出する。【選択図】                    図１
2007093342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、
電力線搬送通信に対応した通信手段と、
前記送電線の振動を検出する加速度センサと、
前記通信手段と前記加速度センサを制御する演算制御手段とを備え、
前記演算制御手段が前記加速度センサからの振動データを受け、前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することを特徴とする振動検出装置。
【請求項２】
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、
電力線搬送通信に対応した通信手段と、
前記送電線の振動を検出する加速度センサと、
前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、
前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、
前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することを特徴とする振動検出装置。
【請求項３】
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、
電力線搬送通信に対応した通信手段と、
前記送電線の振動を検出する加速度センサと、
前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、
前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、
前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、前記振動データと前記記憶手段に予め設定された閾値との比較を行い、前記振動データが前記閾値より大きい場合に前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することを特徴とする振動検出装置。
【請求項４】
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、
電力線搬送通信に対応した通信手段と、
前記送電線の振動を検出する加速度センサと、
前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、
前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、
前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、この振動データと前記記憶手段に予め設定された閾値との比較を行い、前記振動データが前記閾値より小さい場合に前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することを特徴とする振動検出装置。
【請求項５】
前記加速度センサが、
ＭＥＭＳ技術を用いたことを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動検出装置。
【請求項６】
前記電力供給手段が、
前記送電線の磁界の変化による電磁誘導を利用して発電することを特徴とする
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動検出装置。
【請求項７】
前記電力供給手段が、
太陽電池であることを特徴とする
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線の振動を検出する振動検出装置に関し、特にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用い振動検出装置自体の小型化、設置後の保守管理工数の低減及び通信による遠隔監視が可能な振動検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送電線の振動を検出する振動検出装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４１４４９号公報
【特許文献２】特開平１１−１２２７７８号公報
【特許文献３】特開２００２−３９７１５号公報
【特許文献４】特開２００４−２７４８４３号公報
【特許文献５】特開２００５−１４７９０７号公報
【０００４】
図２はこのような従来の送電線の振動を検出する振動検出装置の一例を示す構成ブロック図である。図２において、１及び２は鉄塔、３及び４は送電線、５及び６は送電線３及び４の振動を検出する振動検出装置、７は振動検出装置５及び６からの振動データを受信する基地局である。
【０００５】
また、８は送電線の異常を知らせる携帯電話、９はハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory)、フラッシュメモリ（電気的に書き換え可能なＲＯＭ）等の記憶手段、１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算制御手段、１１は基地局７を構成する各部品へ電力を供給する電池、１２は振動検出装置５及び６からの振動データを受信する通信手段である。そして、携帯電話８、記憶手段９、演算制御手段１０、電池１１及び通信手段１２は基地局７を構成している。
【０００６】
また、１３は基地局７へ振動データを送信する通信手段、１４はハードディスク、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶手段、１５はＣＰＵ等の演算制御手段、１６は振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６を構成する各部品へ電力を供給する電池、１７は振動を検出する加速度センサである。そして、通信手段１３、記憶手段１４、演算制御手段１５、電池１６及び加速度センサ１７は振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６を構成している。
【０００７】
送電線３は鉄塔１から鉄塔２に渡るように敷設され、送電線３には振動検出装置５が設置される。同様に送電線４は鉄塔１から鉄塔２に渡るように敷設され、送電線４には振動検出装置６が設置される。また、基地局７は鉄塔１に設置される。
【０００８】
基地局７において、演算制御手段１０は携帯電話８、記憶手段９及び通信手段１２にそれぞれ接続され、電池１１は携帯電話８、記憶手段９、演算制御手段１０及び通信手段１２にそれぞれ電力を供給する。
【０００９】
振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６において、演算制御手段１５は通信手段１３、記憶手段１４及び加速度センサ１７にそれぞれ接続され、電池１６は通信手段１３、記憶手段１４、演算制御手段１５及び加速度センサ１７にそれぞれ電力を供給する。
【００１０】
ここで、図２に示す従来例の動作を説明する。送電線３、若しくは、送電線４に着雪すると強風の時に送電線３、若しくは、送電線４が大きく波打つ現象が発生する場合がある。このような現象はギャロッピング現象と呼ばれる。
【００１１】
ギャロッピング現象が発生すると、時には送電線３、若しくは、送電線４が鉄塔１、若しくは、鉄塔２から外れるといった重大な事故が起こる恐れがある。
【００１２】
送電線３、若しくは、送電線４が大きく波打つと振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６内の加速度センサ１７が振動を検出する。そして、その振動が予め設定された閾値を超えると、演算制御手段１５が通信手段１３を介して基地局７に異常を知らせる。
【００１３】
基地局７は通信手段１２を経由して演算制御手段１０により振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６からの異常を検出した場合、携帯電話８により送電線の監視を行っている所へ異常を連絡する。
【００１４】
また、異常振動が続いている間は振動検出装置５、若しくは、振動検出装置６内の記憶手段１４に振動データを蓄積し、異常診断終了時に蓄積された振動データを基地局７に送信する。そして、基地局７内の記憶手段９に振動データが蓄積され、後日振動の解析に使用される。
【００１５】
この結果、送電線にギャロッピング現象等による異常振動が発生した場合、自動的に異常を検出し、送電線の監視を行っている所へ異常を連絡することが可能になる。また、異常時の振動データを記憶手段に蓄積しておき、後日解析をすることも可能になる。
【００１６】
図３はこのような従来の送電線の振動を検出する振動検出装置の他の一例を示す構成ブロック図である。図３において１８及び１９は鉄塔、２０，２１，２２及び２３は送電線、２４は送電線２０，２１，２２及び２３に光を照射するレーザ照射装置、２５はビデオカメラ、２６は画像処理装置である。
【００１７】
送電線２０，２１，２２及び２３はそれぞれ鉄塔１８から鉄塔１９に渡るように敷設され、レーザ照射装置２４は送電線２０，２１，２２及び２３の線路方向に対してほぼ直角に光が照射される位置に設置される。
【００１８】
また、ビデオカメラ２５は送電線２０，２１，２２及び２３の照射部分からの反射光を記録できる位置に設置される。ビデオカメラ２５の出力端子は画像処理装置２６の入力端子に接続される。
【００１９】
ここで、図３に示す従来例の動作を説明する。レーザ照射装置２４はレーザ光を縦長の形状をしたファンビームに整形し、送電線２０，２１，２２及び２３の振動を測定したい位置に照射する。
【００２０】
そして、送電線２０，２１，２２及び２３の照射部分からの反射光をビデオカメラ２５で取り込み、取り込んだ画像を画像処理装置２６に送出する。さらに、画像処理装置２６では画像データから反射光の座標を割り出し、この座標の移動状態をモニタすることにより異常振動を検出する。
【００２１】
この結果、レーザ照射装置で送電線にファンビームを照射し、照射部分の反射光をビデオカメラで取り込み、その画像データを画像処理することにより、送電線の振動をモニタすることができるので、送電線に測定機材を直接取り付けることなく遠隔監視により送電線の異常振動を検出することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、図２に示す従来例では、加速度センサ、電池及び通信手段等から構成されており、送電線に取り付ける装置としては規模が大きいという問題点があった。また、電池を使用しているので、電池交換のための保守が必要になるという問題点があった。
【００２３】
また、図３に示す従来例では、送電線毎にレーザ照射装置、ビデオカメラ及び画像処理装置が必要になるため設備投資が高額になり、また設置が大変であるという問題点があった。
【００２４】
従って本発明が解決しようとする課題は、振動検出装置自体の小型化、設置後の保守管理工数の低減及び通信による遠隔監視が可能な振動検出装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、電力線搬送通信に対応した通信手段と、前記送電線の振動を検出する加速度センサと、前記通信手段と前記加速度センサを制御する演算制御手段とを備え、前記演算制御手段が前記加速度センサからの振動データを受け、前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することにより、電力線搬送通信を利用しているので新たな通信網を敷設することなく遠隔監視が可能になる。
【００２６】
請求項２記載の発明は、
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、電力線搬送通信に対応した通信手段と、前記送電線の振動を検出する加速度センサと、前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することにより、電力線搬送通信を利用しているので新たな通信網を敷設することなく遠隔監視が可能になる。
【００２７】
請求項３記載の発明は、
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、電力線搬送通信に対応した通信手段と、前記送電線の振動を検出する加速度センサと、前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、前記振動データと前記記憶手段に予め設定された閾値との比較を行い、前記振動データが前記閾値より大きい場合に前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することにより、電力線搬送通信を利用しているので新たな通信網を敷設することなく遠隔監視が可能になる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、
送電線の振動を検出する振動検出装置において、
前記振動検出装置に電力を供給する電力供給手段と、電力線搬送通信に対応した通信手段と、前記送電線の振動を検出する加速度センサと、前記送電線の振動データを格納する記憶手段と、前記通信手段、前記加速度センサ及び前記記憶手段を制御する演算制御手段とを備え、前記演算制御手段が前記加速度センサからの前記振動データを受け、この振動データと前記記憶手段に予め設定された閾値との比較を行い、前記振動データが前記閾値より小さい場合に前記記憶手段に前記振動データを格納すると共に前記通信手段を制御して前記振動データを前記送電線に送出することにより、電力線搬送通信を利用しているので新たな通信網を敷設することなく遠隔監視が可能になる。
【００２９】
請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明である振動検出装置において、
前記加速度センサが、
ＭＥＭＳ技術を用いることにより、振動検出装置自体の小型化及び通信による遠隔監視が可能になる。
【００３０】
請求項６記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明である振動検出装置において、
前記電力供給手段が、
前記送電線の磁界の変化による電磁誘導を利用して発電することにより、振動検出装置自体の小型化、設置後の保守管理工数の低減及び通信による遠隔監視が可能になる。
【００３１】
請求項７記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明である振動検出装置において、
前記電力供給手段が、
太陽電池であることにより、振動検出装置自体の小型化、設置後の保守管理工数の低減及び通信による遠隔監視が可能になる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，３及び請求項４の発明によれば、送電線の振動を検出する振動検出装置にＰＬＣ（Power Line Communication：電力線搬送通信：以下、単にＰＬＣと呼ぶ。）に対応した装置を備えることにより、新たな通信網を敷設することなく遠隔監視が可能になる。
【００３３】
請求項５の発明によれば、送電線の振動を検出する振動検出装置にＭＥＭＳ技術を用いた加速度センサを備えることにより、振動検出装置自体の小型化及び通信による遠隔監視が可能になる。
【００３４】
請求項６及び請求項７の発明によれば、送電線の振動を検出する振動検出装置に送電線の磁界の変化による電磁誘導を利用して発電する発電機や太陽光を利用して発電する太陽電池を備えることにより、振動検出装置自体の小型化及び通信による遠隔監視が可能になると共に電池のように交換する必要が無くなるので設置後の保守管理工数の低減が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る振動検出装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【００３６】
図１において２７及び２８は鉄塔、２９及び３０は送電線、３１及び３２は送電線２９及び３０の振動を検出する振動検出装置、３３は送配変電施設、３４は振動検出装置３１及び３２から送信される振動データを受信する受信装置である。
【００３７】
また、３５は電力供給手段、３６はＰＬＣモデム等の通信手段、３７はハードディスク、ＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶手段、３８はＣＰＵ等の演算制御手段、３９はＭＥＭＳ技術を用いた加速度センサである。
【００３８】
電力供給手段３５、通信手段３６、記憶手段３７、演算制御手段３８及び加速度センサ３９は振動検出装置３１、若しくは、振動検出装置３２を構成している。
【００３９】
送電線２９は鉄塔２７から鉄塔２８に渡るように敷設され、送電線２９には振動検出装置３１が設置される。同様に送電線３０は鉄塔２７から鉄塔２８に渡るように敷設され、送電線３０には振動検出装置３２が設置される。
【００４０】
また、送電線２９及び３０は鉄塔２８を経由して送配変電施設３３に接続され、送配変電施設３３には受信装置３４が設置される。
【００４１】
電力供給手段３５は通信手段３６、記憶手段３７、演算制御手段３８及び加速度センサ３９にそれぞれ電力を供給する。加速度センサ３９は演算制御手段３８に接続され、演算制御手段３８は通信手段３６、記憶手段３７にそれぞれ接続される。
【００４２】
ここで、図１に示す実施例の動作を説明する。ギャロッピング現象等により送電線２９及び３０が異常振動を起こすと振動検出装置３１及び３２内の加速度センサ３９が振動を検出する。
【００４３】
演算制御手段３８は記憶手段３７に予め設定されている振動の閾値と加速度センサ３９から送信される振動データを比較し、振動データが閾値を超えていた場合、演算制御手段３８は記憶手段３７に振動データを格納すると共に通信手段３６を制御してＰＬＣにより送電線２９及び３０を介して振動データを送出する。
【００４４】
そして、振動データは送配変電施設３３内に設置された受信装置３４で受信され、送電線２９、若しくは、送電線３０での異常振動の発生が通知される。
【００４５】
また、振動検出装置３１及び３２は電力供給手段３５により電力が供給される。この電力供給手段３５は送電線２９、若しくは、送電線３０の磁界の変化による電磁誘導を利用して発電する発電機や太陽光を利用して発電する太陽電池であるので、電池の場合のように交換する必要が無いので保守管理工数が低減される。
【００４６】
また、振動検出装置３１及び３２内の記憶手段３７には振動データが保存されているので、ＰＬＣを用いて送電線２９、若しくは、送電線３０を経由して振動データを読み出すことも可能になる。
【００４７】
この結果、送電線の振動を検出する振動検出装置にＭＥＭＳ技術を用いた加速度センサを備えることにより、振動検出装置自体の小型化、さらに低消費電力化が可能になる。また、低消費電力化されたことにより、送電線の磁界の変化による電磁誘導を利用して発電する発電機や太陽光を利用して発電する太陽電池で装置全体の電力を供給することができるので、保守管理工数の低減が可能になる。
【００４８】
また、通信手段にＰＬＣに対応した装置を備えることにより、振動検出装置の通信は送電線を経由して行うことができるので、遠隔監視が可能になる。
【００４９】
さらに、予め設定されている振動の閾値と加速度センサから送信される振動データを比較し、振動データが閾値を超えていた場合にのみＰＬＣにより送電線を介して振動データを送出するので、通信トラフィックの軽減が可能になる。
【００５０】
なお、受信装置は送配変電施設に設置するとしているが、必ずしもそうする必要はなく、鉄塔に設置しても構わない。
【００５１】
また、図１に示す実施例では予め設定されている振動の閾値と加速度センサから送信される振動データを比較し、振動データが閾値を超えていた場合に記憶手段に振動データを格納し、ＰＬＣにより振動データを送出しているが、振動データが閾値を超えない間は記憶手段に振動データを格納し、ＰＬＣにより振動データを送出するようにしても構わない。
【００５２】
この場合には、異常振動時の通信トラフィックの軽減が可能になると共に異常振動が発生するまでの送電線の挙動をモニタすることが可能になる。
【００５３】
また、図１に示す実施例では予め設定されている振動の閾値と加速度センサから送信される振動データを比較し、振動データが閾値を超えていた場合に記憶手段に振動データを格納し、ＰＬＣにより振動データを送出しているが、常時、ＰＬＣにより振動データを送出するようにしても構わない。
【００５４】
この場合には、正常時から異常振動時における送電線の全ての挙動をモニタすることが可能になる。
【００５５】
また、振動検出装置を多くの送電線に設置することにより、広範囲における風の分布を測定してもよい。
【００５６】
同様に、振動検出装置に温度センサを備えることにより、広範囲における温度の分布を測定してもよい。
【００５７】
また、振動検出装置を鉄塔に設置することにより、鉄塔の振動モードの測定をしてもよい。
【００５８】
また、振動検出装置の電力供給手段に太陽電池を用いた場合、太陽電池の発電の状況により、広範囲における日照の分布を測定してもよい。
【００５９】
また、振動検出装置に送電線に流れる搬送電流の周波数測定装置を備えることにより、送電線に流れる搬送電流の周波数を測定してもよい。
【００６０】
また、振動検出装置に磁界センサを備えることにより、送電線に流れる搬送電流の電流値を測定してもよい。この場合、送電線で地絡が発生した際には、搬送電流をモニタすることで発生箇所を特定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る振動検出装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】従来の送電線の振動を検出する振動検出装置の一例を示す構成ブロック図である。
【図３】従来の送電線の振動を検出する振動検出装置の他の一例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，２，１８，１９，２７，２８  鉄塔
３，４，２０，２１，２２，２３，２９，３０  送電線
５，６，３１，３２  振動検出装置
７  基地局
８  携帯電話
９，１４，３７  記憶手段
１０，１５，３８  演算制御手段
１１，１６  電池
１２，１３，３６  通信手段
１７，３９  加速度センサ
２４  レーザ照射装置
２５  ビデオカメラ
２６  画像処理装置
３３  送配変電施設
３４  受信装置
３５  電力供給手段
【図１】
2007093342.tif 000003
【図２】
2007093342.tif 000004
【図３】
2007093342.tif 000005