(57)【要約】【課題】低コストかつ簡単な構成で、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによって腐食作用を受ける電線の、最弱部位及びその部位における腐食度合いを推定することが可能な電線腐食推定方法及びその装置を提供する。【解決手段】排気ガスによる電線の腐食を推定するための電線腐食推定方法であって、風データ１０と排気ガスデータ１２とを取得するデータ取得部１００と、風データ１０と排気ガスデータ１２とに基づいて、排気ガスの当該地域における濃度分布を計算する排気ガス濃度分布推定部２００と、計算した排気ガス濃度分布データ１４を参照して、電線上の最も排気ガス濃度の高い位置を、電線の腐食が最も進んだ部位である最弱部位として推定する電線最弱部位推定部３００とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2007178390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線の腐食を推定するための電線腐食推定方法であって、
所定の地域における風向及び風速を示す風データを取得し、
前記取得した風データと、前記排気ガス排出設備の位置及び排出される排気ガスの量を示すデータとに基づいて、前記排気ガス排出設備から排出された排気ガスの当該地域における濃度分布を計算し、
前記計算した濃度分布を参照して、電線上の最も排気ガス濃度の高い位置を、電線の腐食が最も進んだ部位である最弱部位として推定する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の電線腐食推定方法において、
当該地域内の所定位置にサンプルを設置し、
前記サンプルの腐食度合いを評価し、
前記計算した濃度分布を参照して、前記推定した最弱部位における排ガス濃度と、前記所定の位置における排ガス濃度とを取得し、これらの排ガス濃度と、前記評価したサンプルの腐食度合いとに基づいて、前記最弱部位における電線の腐食度合いを推定することを特徴とする方法。
【請求項３】
排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線の腐食を推定するための電線腐食推定装置であって、
所定の地域における風向及び風速に関する風データと、前記排気ガス排出設備の位置及び排出される排気ガスの量を示す排気ガスデータとを取得する手段と、
前記取得した風データと前記排気ガスデータとに基づいて、前記排気ガス排出設備から排出された排気ガスの当該地域における濃度分布を計算する手段と、
前記計算した濃度分布を参照して、電線上の最も排気ガス濃度の高い位置を、電線の腐食が最も進んだ部位である最弱部位として推定する手段と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３記載の電線腐食推定装置において、
当該地域内の所定位置に設置されたサンプルの腐食度合いが入力される手段と、
前記計算した濃度分布を参照して、前記推定した最弱部位における排ガス濃度と、前記所定位置における排ガス濃度とを取得し、これら排ガス濃度と、前記取得したサンプルの腐食度合いとに基づいて、前記最弱部位における電線の腐食度合いを推定する手段とを備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線の腐食度合いを推定するための電線腐食推定方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物処理場等の排気ガス排出設備から排出される排気ガスは硫化物や塩化物などを多く含んでいる。このため、従来より、排気ガスの影響により排出設備付近に架設される電線は腐食され、この腐食を放置すると腐食の進行により、電線破断などの問題を引き起こす可能性があった。そこで、このような架空電線の腐食状況を監視するため、市販の電線腐食検知用蛍光スパイラルロッドや、特許文献１に開示される腐食検知装置などのように、電線に直接設置し、遠方から腐食度合いを監視可能な技術が提案されている。
【０００３】
腐食検知用蛍光スパイラルロッドは、アルミ等の母材の上に残光タイプの蛍光塗料を塗布し、さらにその上に薄肉のアルミを被覆した構造を有したものであり、監視対象である電線に巻きつけるようにして設置される。これは、スパイラルロッドの外周に被覆された薄肉のアルミが腐食環境下で腐食及び溶脱され、その下層に塗布された蛍光塗料が露出してくるため、その露出度合いを遠方から観察することで電線の腐食度合いを監視可能にするためものである。
【０００４】
また、特許文献１には、円弧状に成形した形状記憶合金製の標示体を電線の外周に設置した腐食検知装置が開示されている。これは、電線の腐食による電気抵抗増加で異常発熱が生じた電線部位において、その熱が形状記憶合金製の標示体に伝達し、熱を伝達された標示体が元の記憶形状に復元するため、その復元度合いを遠方から観察することで電線の腐食度合いを監視可能にするためものである。
【特許文献１】特開２０００−２９９９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによって腐食される架空電線の破断を事前に推定するためには、電線上で最も腐食が進み、強度が弱くなっている最弱部位を検出し、その最弱部位における電線の腐食度合いを評価する必要がある。
【０００６】
しかしながら、腐食検知用蛍光スパイラルロッドや、特許文献１で開示された腐食検知装置などの腐食検知体を用いて電線最弱部位を検出するためには、監視対象である架空電線に沿って多数の腐食検知体を設置し、各腐食検知体が示す設置位置における腐食度合いの傾向から相対的に最弱部位を特定する必要がある。このため、これら腐食検知体を多数準備しなければならず、また、これら腐食検知体の設置に際して手間及び時間を要する高所作業がともなうこととなり、総合的にコストが嵩む恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、低コストかつ簡単な構成で、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによって腐食作用を受ける電線の、最弱部位及びその部位における腐食度合いを推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線の腐食を推定するための電線腐食推定方法であって、
所定の地域における風向及び風速を示す風データを取得し、
前記取得した風データと、前記排気ガス排出設備の位置及び排出される排気ガスの量を示すデータとに基づいて、前記排気ガス排出設備から排出された排気ガスの当該地域における濃度分布を計算し、
前記計算した濃度分布を参照して、電線上の最も排気ガス濃度の高い位置を、電線の腐食が最も進んだ部位である最弱部位として推定する、ことを特徴とする（第１の発明)。
【０００９】
本発明の電線腐食推定方法によれば、直接電線に腐食検知体を設置することなく、電線の架線経路のうちで最も腐食度合いが進行し、この腐食による破断の恐れある最弱部位を特定することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、当該地域内の所定位置にサンプルを設置し、前記サンプルの腐食度合いを評価し、前記計算した濃度分布を参照して、前記推定した最弱部位における排ガス濃度と、前記所定の位置における排ガス濃度とを取得し、これらの排ガス濃度と、前記評価したサンプルの腐食度合いとに基づいて、前記最弱部位における電線の腐食度合いを推定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の電線腐食推定方法によれば、直接電線に腐食検知体を設置することなく、電線の架線経路のうち、最も腐食度合いが進行し、破断の恐れある最弱部位における電線の腐食度合いを推定することができる。
【００１２】
第３の発明は、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線の腐食を推定するための電線腐食推定装置であって、
所定の地域における風向及び風速に関する風データと、前記排気ガス排出設備の位置及び排出される排気ガスの量を示す排気ガスデータとを取得する手段と、
前記取得した風データと前記排気ガスデータとに基づいて、前記排気ガス排出設備から排出された排気ガスの当該地域における濃度分布を計算する手段と、
前記計算した濃度分布を参照して、電線上の最も排気ガス濃度の高い位置を、電線の腐食が最も進んだ部位である最弱部位として推定する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、当該地域内の所定位置に設置されたサンプルの腐食度合いが入力される手段と、前記計算した濃度分布を参照して、前記推定した最弱部位における排ガス濃度と、前記所定位置における排ガス濃度とを取得し、これら排ガス濃度と、前記取得したサンプルの腐食度合いとに基づいて、前記最弱部位における電線の腐食度合いを推定する手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の電線腐食推定装置によれば、架空電線に直接設置するものはなく、手間及び時間を要する架空電線上の作業を行う必要もないため、コストの削減に寄与できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストかつ簡単な構成で、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによって腐食作用を受ける電線の、最弱部位及びその部位における腐食度合いを推定することが可能な電線腐食推定方法及びその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る、排気ガス排出設備から排出される排気ガスによる電線腐食推定方法及び装置の好ましい一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図５に、本実施形態において電線腐食推定の実施対象となる地区の一例を示す。図５に示すように、この地区には、排気ガスを排出する排出設備５１０と、この地域に架設された電線５１２と、電線５１２が架けられる鉄塔５１４とが立地する。これらの各設備の配置において、この地区は、東からの風５１６が卓越し、この風５１６によって排出設備５１０から排出された排気ガス５１８が、排出設備５１０から西方へ移動して電線５１２の架かる経路に拡散し、電線５１２の腐食を招く環境下にある。
【００１８】
本実施形態の電線腐食推定装置及び方法は、このような環境下にある地区に対してその適用がなされ、当該地区に架設される電線のうち最も強度の弱い部位を推定する電線最弱部位推定（図１参照）と、電線最弱部位における腐食度合いを推定する電線最弱部位腐食度推定（図４参照）とを行うものである。なお、これら電線最弱部位推定と電線最弱部位腐食度推定とで行う各種処理は、コンピューターに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る電線腐食推定装置が実行する電線最弱部位推定の処理を示すフローチャートである。図１に示すように、電線最弱部位推定の処理は、推定に用いるデータを取得するデータ取得部１００と、排気ガス設備から排出される排気ガスの濃度分布を計算する排気ガス濃度分布推定部２００と、架空電線のうち最も強度が弱く、破断の可能性が高い部位を推定する電線最弱部位推定部３００とからなる。
【００２０】
データ取得部１００は、風データ１０と排気ガスデータ１２とを取得し、これらのデータを排気ガス濃度分布推定部２００へ転送する処理を行う。
【００２１】
風データ１０は、調査対象地区の所定位置における風速や風向を、所定の期間にわたって計測したデータである。例えば、図５に示すように、鉄塔５１４のうち所定の鉄塔を一つ選定し、その鉄塔に風速計を設置し観測を行う。図６は、本実施形態における風データ１０を観測するための風速計と、電線最弱部位の腐食度合いを推定するために参照されるサンプルの鉄塔への設置位置を示す側面図である。図６に示すように、風データ１０を観測するための風速計６１０は、鉄塔５１４上の電線５１２が架設される位置近傍に設けられ、電線５１２が曝される高度における風速や風向を観測する。このようにして所定期間にわたって観測される風速や風向の風データ１０は、例えば、図８に示すように、風配頻度に分類され、排気ガス濃度分布推定部２００の入力データとして用いられる。
【００２２】
また、排気ガスデータ１２は、図５に示すような排気ガス５１８の排出量と、排出設備５１０の座標及び排出高度とを示すデータからなり、風データ１０と同様に排気ガス濃度分布推定部２００の入力データとして用いられる。
【００２３】
図２は、排気ガス濃度分布推定部２００の処理を示すフローチャートである。図２に示すように、排気ガス濃度分布推定部２００は、データ取得部１００から転送された風データ１０と排気ガスデータ１２とを入力して風向別に気流の計算を行う風向別気流計算部２０２と、風向別に排気ガスの濃度分布を計算する風向別排気ガス濃度分布計算部２０４と、風データ１０に基づく排気ガスの濃度分布を計算する排気ガス濃度分布計算部２０６との処理を行い、排気ガスの濃度分布を示す排気ガス濃度分布データ１４を出力する。
【００２４】
風向別気流計算部２０２は、地形データ２０８を入力し、風向別気流計算データ２１０を出力する。
【００２５】
地形データ２０８は、図７に示すような調査対象地区の地形情報を数値化したデータであり、例えば、国土地理院発行の５０ｍメッシュ数値地図や、実際に現地で測量を行った測量結果や、調査対象地区の地形図をデジタイザーなどで標高をスキャンしたものなどが用いられる。
【００２６】
また、風向別気流計算部２０２には、気流のシミュレーション解析が可能な市販のソフトを用いる。例えば、空気の粘性を考慮しながら、複雑な地形の周りに形成される風の移動や拡散の様子を解析できる、定常３次元気流解析コード「Ｌ−ｗｉｎｄモデル」などを用いる。シミュレーションにおいては、例えば、方位を１６方位に等分割し、夫々の方位へ卓越する風毎に、地形データ２０８に基づく地形条件における局地的な気流の収束や発散状況を解析する。解析された結果は風向別に整理され、風向別気流計算データ２１０として出力される。図９に、風向別気流計算データ２１０の一例である、北からの卓越風による気流の様子を風向及び風速のベクトルで表記したベクトル線図を示す。
【００２７】
風向別排気ガス濃度分布計算部２０４は、図２に示すように、風向別気流計算部２０２により出力された風向別気流計算データ２１０と、データ取得部１００から転送された排気ガスデータ１２とを入力し、風向別に整理された排気ガス濃度の分布データである風向別排気ガス濃度分布データ２１２を出力する。本実施形態では、風向別排気ガス濃度分布計算部２０４で行う計算にも、前述した解析プログラムと同様の定常３次元気流解析コード「Ｌ−ｗｉｎｄモデル」を用いる。風向別排気ガス濃度分布計算部２０４は、排気ガスデータ１２を風向別気流計算データ２１０に反映させ、各風向における排気ガスの拡散状況を解析し、任意の地点における排気ガスの濃度を求め、各風向別に排気ガスの濃度分布を整理し、風向別排気ガス濃度分布データ２１２として出力する。図１０は、風向別排気ガス濃度分布データ２１２の一例である、北からの卓越風による排気ガスの濃度分布図である。
【００２８】
排気ガス濃度分布計算部２０６は、図２に示すように、風向別排気ガス濃度分布計算部２０４から出力された風向別排気ガス濃度分布データ２１２と、データ取得部１００から転送された風データ１０とを入力し、排気ガス濃度分布データ１４を出力する。
【００２９】
排気ガス濃度分布計算部２０６は、例えば、風データ１０から分類した風配頻度と、各風向別排気ガス濃度分布データ２１２とを乗じ、これら各風向別に乗じられた、調査対象地区の同一地点における値を足し合わせることによって累積値をもとめ、この累積値を排気ガス濃度分布データ１４として出力する。
【００３０】
具体的には、例えば、図８の風配頻度表に示すように、風向（１６方向）の頻度（％）のうち北風（Ｎ）の頻度である４．４％と、その風向と同方向である北からの卓越風による排気ガスの濃度分布（図１０）に示す各地点における濃度の値とを夫々乗じ記録しておく。同様の計算をそれぞれ残りの１５方位についても行い、それぞれ記録された同地点における値の累積値をもとめ、これら累積値の分布を排気ガス濃度分布データ１４として出力する。図１１は、本実施形態の排気ガス濃度分布データ１４を図化した排気ガス濃度分布推定図である。
【００３１】
このようにして導出された排気ガス濃度分布データ１４は、次に、電線の最弱部位を推定する処理に用いられる。その詳細についての処理手順を図３の電線最弱部位推定部３００のフローチャートを参照し説明する。
【００３２】
電線最弱部位推定部３００は、排気ガス濃度分布データ１４を入力し、電線部排気ガス濃度抽出部３０２と電線最弱部抽出部３０４との処理を行い、電線最弱部位データ１６を出力する。
【００３３】
電線部排気ガス濃度抽出部３０２は、調査対象地区に架設された電線の配置情報である電線配置データ３０６と、排気ガス濃度分布推定部２００から出力された排気ガス濃度分布データ１４とから、当該電線の経路における排気ガスの濃度を抽出し、電線部排気ガス濃度データ３０８を算出する。図１２は、図１１で示した排気ガスの濃度分布のうち、電線が架設される経路Ａ−Ａ’における排気ガス濃度を抽出した電線部排気ガス濃度データ３０８をグラフにしたものである。
【００３４】
電線最弱部抽出部３０４は、電線部排気ガス濃度抽出部３０２から出力された電線部排気ガス濃度データ３０８を入力し、電線部排気ガス濃度抽出部３０２で抽出された電線の経路Ａ−Ａ’における排気ガス濃度のうち、排気ガス濃度の最大値を示す排気ガス濃度最大値Ｘ及びその部位を示す排気ガス濃度最大部位Ｙを特定する。このように、排気ガス濃度最大部位Ｙでは、調査対象地区に架設電線のうち、最も排気ガス濃度が高い位置であるため、排気ガスによって最も電線が腐食し易い最弱部であると推定できる。したがって、電線最弱部抽出部３０４は、この排気ガス濃度最大部位Ｙを電線最弱部位と判定し、この排気ガス濃度最大部位Ｙと排気ガス濃度最大値Ｘとを電線最弱部位データ１６として出力する。
【００３５】
次に、この推定処理から導出された各種結果を用いて、電線最弱部位における腐食度合いを推定する電線最弱部位腐食度推定についてその詳細を説明する。
【００３６】
図４は、電線の最弱部位における腐食度合いを推定する処理を示すフローチャートである。図４に示すように、電線最弱部位腐食度推定は、排気ガス濃度比率計算部４０２と電線最弱部位腐食度計算部４０４との処理からなる。
【００３７】
排気ガス濃度比率計算部４０２は、電線最弱部位推定で導出された排気ガス濃度分布データ１４及び電線最弱部位データ１６に加え、図６に示すサンプル６１２の設置する位置のデータであるサンプル位置データ４０６を入力し、排気ガス濃度比率データ４０８を出力する。
【００３８】
サンプル６１２としては、排気ガスによる腐食の度合が電線と同程度のものを用い、典型的には、例えば、電線５１２の一部などを用いる。このサンプル６１２は、図６に示すように、例えば、鉄塔５１４の下方部の地上付近に大気に曝されるような箇所に設置され、図５に示す排出設備５１０から排出される排気ガス５１８によって腐食する電線５１２の腐食度合いの判定基準として参照される。このサンプル６１２は、例えば、図１１に示すように、鉄塔５１４のうち位置Ｎの鉄塔に、腐食度合いの評価対象となる電線の架設と同時期に設置される。また、サンプル腐食度データ４１０は、この位置Ｎに設置されるサンプル６１２の腐食の度合いを示すデータである。
【００３９】
また、排気ガス濃度比率計算部４０２は、図１２に示すように、サンプル６１２の設置位置Ｎにおける排気ガスの濃度Ｍを排気ガス濃度分布データ１４から抽出し、排気ガスの濃度Ｍと排気ガス濃度最大値Ｘとの比率Ｘ／Ｍをもとめ、排気ガス濃度比率データ４０８として出力する。
【００４０】
そして、図４に示すように、電線最弱部位腐食度計算部４０４は、排気ガス濃度比率計算部４０２から出力された排気ガス濃度比率データ４０８と、位置Ｎに設置されたサンプル６１２の腐食度合いを示すサンプル腐食度データ４１０とを入力し、これらのデータ４０８、４１０に基づいて、電線最弱部位における電線腐食度合いを求める。具体的には、例えばガス濃度と腐食の進行度合いとが比例すると仮定し、サンプル６１２の腐食度合いに上記比率Ｘ／Ｍを乗ずることにより電線差異弱部位における腐食度合いを求めることができる。こうして求められた電線腐食度合いは、電線最弱部位腐食度データ４１２として出力される。
【００４１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、直接電線に腐食検知体を設置することなく、電線５１２の架線経路のうち、最も腐食度合いが進行し、腐食によって破断の恐れある最弱部位に相当する排気ガス濃度最大部位Ｙを特定することができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、電線５１２の最弱部位を特定できるだけでなく、サンプル６１２の腐食度合いを測定することにより、最弱部位における電線の腐食度合いも推定することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、電線５１２に直接設置するものはなく、手間及び時間を要する電線５１２上の作業を行う必要もないため、コスト削減にも寄与できる。
【００４４】
なお、本実施形態において、風データ１０は、電線腐食推定の対象となる地区にある、所定の鉄塔５１４に設置される風速計６１０により観測されるデータを用いるとしたが、これに限らず、当該地区周辺で気象官署が観測している気象データなどがあれば、それらのデータを用いてもよく、また、気象官署が観測している気象データと、風速計６１０により観測されるデータとを組み合わせて解析処理に用いてもよい。
【００４５】
また、本実施形態において、風向別気流計算部２０２と風向別排気ガス濃度分布計算部２０４との計算は、双方とも同一ソフトである定常３次元気流解析コード「Ｌ−ｗｉｎｄモデル」を用いるとしたが、地形の周りに形成される風の移動や拡散の様子を解析できるソフトウェアであればこれに限らず用いてもよく、また夫々別々の解析ソフトを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電線最弱部位推定の処理を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る排気ガス濃度分布推定部の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る電線最弱部位推定部の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る電線最弱部位腐食度推定の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る電線腐食推定方法の実施対象となる地区の一例である。
【図６】本発明の一実施形態に係る風速計とサンプルとの、鉄塔への設置位置を示す側面図である。
【図７】図５に示す地区の地形図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る実施対象地区の所定期間において観測された風配頻度表及びその風配図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るシミュレーション解析された気流の風向及び風速を示すベクトル線図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るシミュレーション解析された排気ガス濃度の分布を示す分布図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る推定された排気ガス濃度分布推定図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る、電線経路における排気ガス濃度を抽出したグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  風データ
１２  排気ガスデータ
１４  排気ガス濃度分布データ
１６  電線最弱部位データ
１００  データ取得部
２００  排気ガス濃度分布推定部
３００  電線最弱部位推定部
４０２  排気ガス濃度比率計算部
４０４  電線最弱部位腐食度推定部
４０６  サンプル位置データ
４０８  排気ガス濃度比率データ
４１０  サンプル腐食度データ
４１２  電線最弱部位腐食度データ
【図１】
2007178390.tif 000003
【図２】
2007178390.tif 000004
【図３】
2007178390.tif 000005
【図４】
2007178390.tif 000006
【図５】
2007178390.tif 000007
【図６】
2007178390.tif 000008
【図７】
2007178390.tif 000009
【図８】
2007178390.tif 000010
【図９】
2007178390.tif 000011
【図１２】
2007178390.tif 000012
【図１０】
2007178390.tif 000013
【図１１】
2007178390.tif 000014