(57)【要約】【課題】高電圧を検出対象の碍子に印加し、放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う手法を、手動操作によるＶ吊碍子や懸垂吊碍子に採用可能とした高電圧印加式不良碍子検出器であって、更に、活線条件下において特に分担電圧が高くなっている課電端碍子についても、碍子の良否判定を正確に行うことができる技術を提供すること。【解決手段】直流高電圧電源と主コンデンサを備えた高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する一対の電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流もしくは発生電圧に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該一対の電極間に、該直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオードを配置した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流高電圧電源と主コンデンサを備えた高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する一対の電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流もしくは発生電圧に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該一対の電極間に、該直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオードを配置したことを特徴とする高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項２】
碍子の笠位置を検出する笠検出センサを備え、笠位置が該電極間にある条件下で、すなわち該電極と碍子金具が接近する状態で主コンデンサの充放電を繰り返し、碍子金具間にパルス電圧を加えることを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項３】
主コンデンサの容量を１０００ｐＦ以下、直流高電圧電源の定格電圧を６０ｋＶ以上とすることを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項４】
該直流高電圧電源と直列に固定ギャップを設けたことを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項５】
碍子の笠を検出することにより、間接的に電極の位置が金具付近になる検出手段を備えることを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項６】
該主コンデンサから流れる電流を検出する放電電流検出回路を備え、発生電圧を抵抗に流れる電流により検出し碍子良否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項７】
該主コンデンサと該電極間にサージ抑制用の抵抗を直列に接続したことを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項８】
該主コンデンサと該電極間にサージ抑制用の抵抗を直列に接続すると共にサージ抑制用コンデンサを並列接続したことを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【請求項９】
該一対の電極間に高電圧ダイオードと並列に数１００ｋΩ〜数ＭΩの抵抗を接続したことを特徴とする請求項８記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高電圧印加式不良碍子検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性の低下した不良碍子を検出するために使用される不良碍子検出器に関し、本願出願人は、高電圧を発生させる高電圧発生手段と、高電圧を検出対象の碍子に印加する電極と、電極間の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器の技術を開示している（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１記載の不良碍子検出器は、耐張碍子連上を自走しながら高電圧を検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うものであるから、碍子表面の抵抗値に影響されることなく、高抵抗導電釉碍子（直流抵抗値が１５０〜５００ＭΩ）と、通常碍子（直流絶縁抵抗が２０００ＭΩ以上）の双方の碍子について、正確な良否判定を行うことができる利点がある。
【０００４】
特許文献１記載の不良碍子検出器は、走行用そりを左右の碍子連に接触させた状態で碍子連間に設置され、走行用アームの先端を左右の碍子連を形成する各碍子の笠部に接触させることにより、碍子連上を自走できるようになっており、碍子連上を自走しながら、走行用アームの動きに合わせて碍子連を構成する各碍子に高電圧を印加し、電極間の電圧波形に基づいて良否判定していく。
【０００５】
具体的には、走行用アームが所定位置になったことにより走行動作の停止を検出して、高電圧発生手段の作動を開始し、検出対象の碍子に電極が接触している状態で高電圧を印加する制御が行われる。
【０００６】
これに対し、Ｖ吊碍子や懸垂吊碍子では、その構造上、前記の自走式不良検出器を採用することができず、作業者の手動操作による不良検出が行われる。しかし、該検出器は約１０ｋｇ程度の重量を有するものであり、これを手動操作による不良検出において、高電圧発生時から高電圧を印加時にかけての所定時間、検出対象の碍子と電極が接触している状態に正確に維持することは困難であり、高電圧を検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う手法は採用困難であるという問題があった。
【０００７】
この問題を解決する手段として本出願人は、高電圧を発生させる高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該高電圧発生手段は、直流高電圧電源と、主コンデンサを備え、更に該不良碍子検出器は、該電極と碍子金具とが離れたときには、該主コンデンサへの充電を行い、該電極と碍子金具とが接近した時には、該主コンデンサから電極を介して碍子金具に放電することを特徴とした発明を出願済である（特許文献２）。
【０００８】
しかし、５００ｋＶ送電線の実規模碍子連を対象として特許文献２の高電圧印加式不良碍子検出器の検証を行ったところ、活線条件下において特に分担電圧が高い課電端碍子については、該電極と碍子金具とが接近する前に放電が発生し、碍子の良否判定が行えないことが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９６３８２号公報
【特許文献２】特開２０１１−６９６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は前記問題を解決し、高電圧を検出対象の碍子に印加し、放電電流もしくは印加電圧に基づいて碍子の良否判定を行う手法を、手動操作によるＶ吊碍子や懸垂吊碍子に採用可能とした高電圧印加式不良碍子検出器であって、更に、活線条件下において特に分担電圧が高くなっている課電端碍子についても、碍子の良否判定を行うことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の高電圧印加式不良碍子検出器は、直流高電圧電源と主コンデンサを備えた高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する一対の電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流もしくは発生電圧に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該一対の電極間に、該直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオードを配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、碍子の笠位置を検出する笠検出センサを備え、笠位置が該電極間にある条件下で、すなわち該電極と碍子金具が接近する状態で主コンデンサの充放電を繰り返し、碍子金具間にパルス電圧を加えることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、主コンデンサの容量を１０００ｐＦ以下、直流高電圧電源の定格電圧を６０ｋＶ以上とすることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、該直流高電圧電源と直列に固定ギャップを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、碍子の笠を検出することにより、間接的に電極の位置が金具付近になる検出手段を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該主コンデンサから流れる電流を検出する放電電流検出回路を備え、発生電圧を抵抗に流れる電流により検出し碍子良否判定を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該主コンデンサと該電極間にサージ抑制用の抵抗を直列に接続したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該主コンデンサと該電極間にサージ抑制用の抵抗を直列に接続すると共にサージ抑制用コンデンサを並列接続したことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該一対の電極間に高電圧ダイオードと並列に数１００ｋΩ〜数ＭΩの抵抗を接続したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
先行技術の高電圧印加式不良碍子検出器は、直流高電圧電源と主コンデンサを備えた高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する一対の電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流もしくは発生電圧に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備える構成とすることにより、高電圧を検出対象の碍子に印加し、放電電流もしくは発生電圧に基づいて碍子の良否判定を行う手法を用いているが、活線状態で分担電圧が高い課電端碍子の点検作業ができないという課題があった。本発明では、該一対の電極間に、該直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオードを配置する構成とすることにより、活線条件下において直流高電圧電源の発生電圧との電位差が大きくなる負極性の交流線路電圧を抑制することが可能となり、課電端碍子の良否判定を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一の実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の側面図である。
【図２】第一の実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の上面図である。
【図３】第一の実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図である。
【図４】第一の実施形態の不良碍子検出動作の説明図である。
【図５】放電発生検出および良否判定回路のブロック図である。
【図６】第二の実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図である。
【図７】サージ抑制用抵抗を直列接続した回路図である。
【図８】サージ抑制用コンデンサと抵抗を接続した回路図である。
【図９】印加後に良否判定部で検出される主コンデンサの電流および電極間電位差の変化を示すグラフである。
【図１０】第二の実施形態の電極位置と光ファイバセンサの位置関係の説明図である。
【図１１】第二の実施形態の高電圧電源の発生電圧と電極間電位差の説明図である。
【図１２】第二の実施形態の不良碍子検出動作の説明図である。
【図１３】第一および第二の実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器を用いた検出作業の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
（第一の実施形態）
図１には、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の側面図を示し、図２には、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の上面図を示し、図３には、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図を示している。
【００２３】
図１〜３に示すように、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器には、高周波高電圧電源７および整流・昇圧部８とからなる高電圧発生手段のほか、スイッチ５、６、ニッケル水素電池などの電池９、主コンデンサ１０、良否判定部１１、サージ抑制用抵抗１２、１３、サージ抑制用コンデンサ２１、高電圧ダイオード２２などが搭載されており、２本の電極２、３が碍子金具から離れたことを光ファイバセンサ１８により検出し、該電池９を電源として高周波高電圧電源７及び整流・昇圧部８で高電圧を発生させ、主コンデンサ１０に充電を行う。
【００２４】
該高電圧発生手段は、高周波高電圧電源７の出力を整流・昇圧部８に入力し、直流高電圧を発生させ、主コンデンサ１０に充電するものである。
【００２５】
該スイッチ５、６は、樹脂製の籠型フレーム１に可動的に取り付けた２本の電極２、３が、碍子金具４ａと離れた状態では、クリアランスが大きいため、スイッチ５、６および電極２、３と碍子金具４ａ間に放電は生じず、主コンデンサ１０は高電圧が充電された状態を維持する。一方、該電極２、３が碍子金具４ａと接近したときには、クリアランスが小さくなり、スイッチ５、６および電極２、３と碍子金具４間で放電が生じ、主コンデンサ１０から検出対象となる碍子に高電圧が加わる。
【００２６】
サージ抑制用コンデンサ２１、サージ抑制用抵抗１２、１３は、電極２、３と碍子金具４ａ間およびスイッチ５、６で放電が生じたときに周波数の高いノイズによる良否判定部１１および高周波高電圧電源の誤動作を防ぐことを目的として取り付けられている。良否判定部１１には、電極位置、充電中および充電完了、良否判定結果を示すＬＥＤ（図示しない）を設けている。
【００２７】
本発明の高電圧印加式不良碍子検出器は、図１３に示すように、作業者の手動により検出対象の碍子笠部４ｂに沿って下降移動させて使用する。電極２、３が碍子金具４と接近したときには、前記のように、スイッチ５、６および電極２、３と碍子金具４ａ間で放電が生じ、主コンデンサ１０から検出対象となる碍子に高電圧が印加される。良否判定部１１では、該高電圧を印加した際に主コンデンサ１０に流れる電流を検出して良否判定を行う。該作業者が、高電圧の充電状態を視認可能とするために、高電圧の充電中には充電中の表示がされ、充電完了時には充電完了の表示がなされる。
【００２８】
図４には、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器による、不良碍子検出動作の説明図を示している。碍子への高電圧印加時に、碍子金具４に接触していた２本の電極２、３が、碍子金具４ａから離れると、スイッチ５が開状態となると同時に、高電圧発生部７に内蔵された光ファイバセンサ１８が、電極２、３と碍子金具４ａが離れた状態となったことを検出する。光ファイバセンサ１８により、電極２、３と碍子金具４ａが非接触状態となったことが検出されると、主コンデンサ１０への充電が開始される。なお、本発明では、主コンデンサ１０への充電時には、スイッチ５により高周波高電圧電源７と整流・昇圧部８からなる直流高電圧電源と電極２、３は絶縁状態となっているので、碍子が汚損湿潤して抵抗が下がっていても主コンデンサ１０への充電を行うことができる。
【００２９】
主コンデンサ１０への充電完了を確認後、作業者の手動により、該電極２、３と次の検出対象の碍子金具４を接近させるように、該不良碍子検出器の移動を行う。電極２、３の基部はスプリングを介して籠型フレーム１に取り付けられており、電極２、３と碍子金具４ａが接近すると、スイッチ５、６および電極２、３と碍子金具間で放電が発生し、充電された主コンデンサ１０から碍子へ高電圧の印加が行われる。
【００３０】
本発明では、該電極間２、３に、高周波高電圧電源７と整流・昇圧部８からなる直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオード２２を配置しているため、交流の線路電圧による誘導により加わる電極間電位差の内、直流高電圧電源と逆向きの電圧を抑制して電位差を下げることができる。このため、例えば、活線条件下において特に分担電圧が高くなっている課電端碍子の場合であっても、該検出器に異常動作を生じることなく、碍子の良否判定を行うことができる。
【００３１】
図５には、主コンデンサ１０から碍子へ高電圧の印加が行われる際の放電発生検出および良否判定回路のブロック図を示している。良否判定部１１は高電圧を印加した際に主コンデンサ１０を流れる電流をＣＴ１９により検出し、電圧に変換後、時定数の短い積分回路の出力により放電発生を検出し、時定数の長い積分回路の出力により碍子良否判定を行う。
【００３２】
なお、スイッチ５、６および電極２、３が放電するときに、サージ性の電流が流れ、良否判定部１１および高周波高電圧電源７に誤動作が生じることがある。誤動作対策として、ノイズ源となるスイッチ５、６および電極２、３と主コンデンサ１０間に、サージ抑制用抵抗１２、１３とサージ抑制用コンデンサ２１によるローパスフィルタを設け、良否判定部１１および高周波高電圧電源７に入るサージ電流が抑制することが好ましい。
【００３３】
（第二の実施形態）
図６には、実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図を示している。
【００３４】
図６に示すように、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器には、４．２ｋＶの電源部７と、整流器とコンデンサを多段に直列接続して直流高電圧を発生させるコッククロフト-ウォルトン回路８と、主コンデンサ１０、良否判定部１１、サージ抑制用抵抗１２、１３の他、直流高電圧電源と逆向きに接続した高電圧ダイオード２２、固定ギャップ２５、サージ抑制用抵抗２６などが搭載されている。図７は、サージ抑制用コンデンサを省いた回路であり、部品点数を減らすことができる。図８は、サージ抑制抵抗１２、１３の負荷側にサージ抑制用コンデンサ２１を接続したものであり、誤動作防止の面で有利である。
【００３５】
本実施形態においては、主コンデンサ１０から検査対象となる碍子に高電圧を印加した際に主コンデンサ１０を流れる電流をＣＴ１９により検出するとともに、電極間電圧を検出することを目的として、抵抗２６に流れる電流をＣＴ２７により検出している。
【００３６】
図９に示すように、碍子に電圧が加わった場合は印加直後に、主コンデンサ１０にパルス電流が流れるのに対して、電極のみ課電された場合は負荷の静電容量が小さいため極短時間のパルス電流となるので、ＣＴ１９により検出される電流波形に基づいて碍子に電圧が加わったかどうか判定することができる。また、健全碍子の場合は、電極間に所定のインパルス電圧が加わるが、絶縁不良の碍子では発生電圧が下がるため、ＣＴ２７により検出される電流波形に基づいて碍子の良否判別を行うことができる。
【００３７】
本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器は、図１０に示すように、光ファイバセンサの透過光により碍子笠部４ｂを検出する笠検出センサを備えており、図１１に示すように、碍子笠部４ｂが該電極間にある条件下で、主コンデンサ１０の充放電が行われる構造となっている。碍子連から検出器を外した状態では充放電が行われない当該構造により、安全性の向上を実現している。
【００３８】
図１２には、本実施形態の高電圧印加式不良碍子検出器による、不良碍子検出動作の説明図を示している。作業者が電極２、３を碍子金具４ａに近づけた後、笠検出センサが碍子笠部４ｂが該電極間にあることを検出すると、主コンデンサ１０への充電および主コンデンサ１０からの放電が繰り返し行われる。高電圧印加式不良碍子検出器の操作性改善のためには、主コンデンサの容量を必要最低容量とすると共に電源の発生電圧を高くし、充電速度を極力速くすることが好ましい。この点に関し、本発明者らが、電場解析（過渡解析）による主コンデンサの必要最低容量の検討を行った結果、汚損湿潤を考慮しても碍子の静電容量は１００ｐＦで良く、主コンデンサは、現状２０００ｐＦであるが、７００ｐＦ（印加電圧６０ｋＶ）で良いことが明らかとなった。
【００３９】
なお、主コンデンサの容量を必要最低容量とすると共に電源の発生電圧を高くすることにより、同一位置で碍子金具４ａへの高速パルス印加を繰り返し行うことも可能となり、これにより、操作性向上も図ることができる。
【００４０】
実施形態２の高電圧印加式不良碍子検出器は、該電極間２、３に、高電圧ダイオード２２を配置し、更に、線路電圧による誘導電圧抑制用抵抗２６として１ＭΩの抵抗を配置しているため、検査対象となる碍子に加わる誘導電圧を充分低くした上で、固定ギャップ２５を介して、検査対象となる碍子に高電圧パルスを印加して良否判定を行うことができる。特許文献２の方法の場合、通常の懸垂碍子を送電線の点検を清浄状態で極めて湿度が低い状態で行う場合、検出器の発生電圧により碍子が帯電する可能性があるが、本実施形態ではパルス電圧印加のため帯電の心配がない。
【符号の説明】
【００４１】
１  籠型フレーム
２、３  電極
４ａ  碍子金具
４ｂ  碍子笠部
５、６  スイッチ
７  高周波高電圧電源
８  整流・昇圧部
９  電池
１０  主コンデンサ
１１  良否判定部
１２、１３  サージ抑制用抵抗
１８  光ファイバセンサ
１９  ＣＴ
２０  碍子の等価回路
２１  サージ抑制用コンデンサ
２２  高電圧ダイオード
２５  固定ギャップ
２６  抵抗
２７  ＣＴ
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図９】
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【図１０】
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