(57)【要約】【課題】  角度センサーを用いて直接架空電線の断線や揺動などの他の異常を、誤検出することなく確実に検出可能な架空電線異常監視システムを提供する。【解決手段】  本発明の架空電線の異常監視システムは、架空電線の支持物における引留部に取り付けられた角度センサーと、当該角度センサーからの角度信号を受け取る異常監視装置とを備える。当該異常監視装置はタイマー、傾き角比較判定部、揺動回数比較判定部及び異常出力部を有し、角度信号と予め設定した傾き角との大小の比較判定を行い、角度信号が大きい状態が所定時間継続する場合、及び角度信号の変化が周期的に繰り返される場合に異常信号を出力するよう構成されている。傾き角比較判定部には予め第１傾き角及び第２傾き角が設定され、揺動回数比較判定部には予め繰り返し回数が設定される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空電線路における支持物近傍の架空電線又はその引留部に取り付けられた角度センサーと、当該角度センサーからの角度信号を受け取る異常監視装置とを備え、当該異常監視装置は該角度信号と予め設定した傾き角との大小の比較判定を行い、前記角度信号が大きい状態が所定時間継続する場合、及び前記角度信号の変化が周期的に繰り返される場合に異常信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする架空電線の異常監視システム。
【請求項２】
前記異常監視装置は、時間設定可能なタイマー、傾き角比較判定部、揺動回数比較判定部及び異常出力部を有しており、
前記傾き角比較判定部には予め第１傾き角及び第２傾き角が設定されるとともに、
前記揺動回数比較判定部には予め繰り返し回数が設定され、
前記角度信号と前記第１傾き角とを比較し、前記タイマーの設定時間を超えて前記角度信号が前記第１傾き角以上か否かを判定するとともに、前記第１傾き角以上、第２傾き角以下となる振幅で前記角度信号の周期的な変化の繰り返しが前記繰り返し回数以上か否かを比較判定するものである請求項１に記載の架空電線の異常監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空送配電線の断線などの異常を監視可能な異常監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
架空電線の断線は、雪害、台風による飛来物などの自然災害を原因とするものと、重機作業における操作などの人的な原因によるものとがあり，事前に発生を予測することができないものが多い。特に雪害に起因する断線は山間部で多く発生するため、事故点の探索が容易ではないという問題がある。また、市街地における架空電線路、主要道路および鉄道を横断する架空電線路では、架空電線の断線事故は非常に危険であり、公衆安全の観点からその防止策を講じる必要があるとともに、万が一断線事故が発生した場合でも迅速な復旧が非常に重要である。
【０００３】
架空電線の断線は、従来、電線の断線に起因して短絡事故や地絡事故が発生し変電所等に設置されているリレーが動作することで検出され、この検出結果を受けて事故点の探査、復旧が行われていた。しかし、場合によっては、前記リレーが動作せず、架空電線路における断線事故が検出されないまま時間が経過し、長時間にわたり復旧されないことが起こり得た。
【０００４】
このリレー不動作の問題を解決すべく、幾つかの提案がなされている。 例えば、特許文献１は、送配電線路に平行に敷設された架空地線及び通信線を兼ねた検知線に流れる誘導電流の変化により断線を検出し、その検出情報を子局装置を介して親局が受信し、演算することで正確な断線点を標定する断線検出システムおよび断線点標定システムを提案している。また、特許文献２は、配電線の各区間ごとに設置される開閉器の２次電流を収集し、該各区間ごとに電流差動演算を行い断線の発生している区間を検出する配電線の断線検出システムを提案している。さらに、特許文献３は、複数の配電線により供給される電力を複数の計量器で計量し、これらの計量結果を１か所に集めて断線箇所を判定する配電線の断線検出システムを提案している。
【０００５】
しかし、これらの提案にはそれぞれ、以下のような課題がある。まず、特許文献１の提案では、断線の検出に使用する架空地線および通信線に流れる誘導電流の差が微少である場合断線を検出できない可能性がある。また、同一支持物に複数の架空電線が敷設されている場合、どの回線が断線したか検出ができないという問題がある。また、特許文献２の提案では、配電線のみに限った断線検出システムであり、送電線には適応できず、また開閉器の２次電流を収集して断線を検出させるため、区分開閉器の無い場合は使えないという問題がある。 また、特許文献３の提案では、配電線のみに限った断線検出システムで送電線には適応できず、また系統切替や負荷の変化があった場合には、正確に断線を判断できないという問題がある。 
【０００６】
他方、架空電線の断線を直接検知しようとする提案も幾つかなされている。例えば、特許文献４及び５は、鉄塔などの支持物に角度検出器を取り付け、これにより引留用碍子金具の傾斜角を検出するようにし、その角度信号から架空電線の異常及びその事故点を検出する送電線監視システムを提案している。しかし、この監視システムも、架空電線の揺動などにより誤検知を生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４４８５７０号明細書
【特許文献２】特開２００５−２０８７３号公報
【特許文献３】特開２００７−２８２４５２号公報
【特許文献４】特開昭５９−１４４３１８号公報
【特許文献５】特開昭５９−１４４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑み、角度センサーを用いて直接架空電線の断線のほか、当該架空電線の揺動などの他の異常を、誤検出することなく確実に検出可能な架空電線異常監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的は、本発明の一局面によれば、架空電線路における支持物近傍の架空電線又はその引留部に取り付けられた角度センサーと、当該角度センサーからの角度信号を受け取る異常監視装置とを備え、当該異常監視装置は該角度信号と予め設定した傾き角との大小の比較判定を行い、前記角度信号が大きい状態が所定時間継続する場合、及び前記角度信号の周期的な変化が所定回数繰り返される場合に異常信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする架空電線の異常監視システムによって達成される。
【００１０】
前記異常監視装置は、タイマー、傾き角比較判定部、揺動回数比較判定部及び異常出力部を有しており、前記傾き角比較判定部には予め第１傾き角及び第２傾き角が設定されるとともに、前記揺動回数比較判定部には予め繰り返し回数が設定され、前記角度信号と前記第１傾き角とを比較し、前記タイマーの設定時間を超えて前記角度信号が前記第１傾き角よりも大きいか否かを判定するとともに、前記第１傾き角以上、第２傾き角以下となる振幅で前記角度信号の周期的な変化の繰り返しが前記繰り返し回数以上か否かを比較判定するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の架空電線の異常監視システムは、架空電線路における支持物の引留部に取り付けられた角度センサーにより引留部又は架空電線の傾き角を検出するとともに、この傾き角に相当する角度信号の比較判定を行い、また外角度信号が周期的な変化を繰り返す場合にその繰り返し回数の比較判定を行うようにしたので、架空電線の断線や揺動についての異常を迅速かつ確実に監視できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の架空電線の異常監視システムを示す摸式図である。
【図２】角度センサーの一取付例を示す側面図である。
【図３】角度センサーの別の取付例を示す側面図である。
【図４】図１に示す中継装置の一例を示す摸式図である。
【図５】異常監視装置の機器構成の一例を示すブロック図である。
【図６】異常監視装置における監視フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。図１は、本発明の架空電線の異常監視システムの一実施形態を摸式的に示したものである。この図に示す架空電線W１〜W３の異常監視システム１は、架空電線路の鉄塔、電柱などの支持物１０における架空電線の引留部に各相ごとに取り付けられている角度センサー１１〜１３と、中継装置１５と、異常監視装置２０とから少なくとも構成されている。さらに、図１では、角度センサー自体の検出精度の問題はあるが、異常監視装置２０が断線を検出した場合に、信号線２１を介して遮断器２４の制御部２５に架空電線路Ｗ１〜Ｗ３を自動的に遮断するよう指令信号が発せられる点も図示している。
【００１４】
角度センサー１１〜１３はそれぞれ、引留部から弛ませて架設されている架空電線の当該センサー設置位置における当該電線の接線に略平行な方向の基準線からの角度を検出できるように取り付けられる。ここで、基準線は、鉛直線、水平線のいずれを用いることもできる。ここで、角度センサーとしては、接触式、非接触式を問わず、それ自体が傾斜角、回転角などの角度を検出可能なものであれば特に制限はなく、例えば従来公知の角度センサー、傾斜センサー（傾斜角センサーとも呼ばれる）、ロータリーエンコーダ、ポテンシオメーターなどが挙げられる。角度センサー１１〜１３からの角度信号は、通常、アナログ連続出力又はデジタル出力される。このように、角度センサーを取り付けることで、三相のうちのいずれか１相又は複数相が断線した場合、当該断線した架空電線が大きく垂れ下がり、その引留部に取り付けられていた角度センサーもまた垂れ下がり、検出している傾き角も大きくなるので、その出力する角度信号もまた当然に大きな値となる。
【００１５】
図２は、架空電線路が送電線路である場合の角度センサーの取付例を示す側面図である。この図に示すように、送電線路の場合、支持物である鉄塔（不図示）の引留部３０は、通常、鉄塔腕金（不図示）に連結金具３１、一方のアークホーン３４及びその取付金具３２、碍子連３５、他方のアークホーン３７及びその取付金具３６、連結金具３８及び引留クランプ３９がそれぞれこの順に連結されている。腕金側のアークホーン取付金具３２にＬ字状のステー３３をボルト留めして固定し、当該ステー３３の送電線に略平行な板面に角度センサー１１（１２又は１３）が取り付けられている。
【００１６】
図３は、架空電線路が配電線路である場合の角度センサーの取付例を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は配電線路の架設方向に平行な方向から角度センサーの取付部を見た図である。この図に示すように、配電線路の場合、一般的な引留部４２は、電柱（不図示）の腕金４３に取付金具４４を介して取り付けられた碍子４５と、其の先端側に連結される引留クランプ４６とで主に構成される。引留クランプ４６が保持する配電線４７に角度センサー取付部４８が取り付けられている。この角度センサー取付部４８は、図３（ｂ）に示すように、角度センサー１１（１２又は１３）を下端側に取り付けた取付板５０と、これとはサイズが相対的に小さい別体の取付板５１とで、配電線４７を挟み込んだ状態でその上下をボルト、ナットからなる締結具４９を用いて締め付けることで、配電線４７に取り付けられている。
【００１７】
図１において支持物１０に取り付けられている中継装置１５は、前記各角度センサー１１〜１３からの角度信号をそれぞれ受け入れ、異常監視装置２０に伝送可能に構成されている。図４は、このような中継装置の一例のブロック図を示している。この図に示す中継装置１５は、角度センサーからの角度信号５３を受け入れる信号入力部５４、通信インターフェース部５５及びアンテナ部５６を必須の構成として備えている。この中継装置１５からは角度信号をアナログ伝送し、あるいは図４の構成にアナログ、デジタル変換などの信号処理部を含めてデジタル伝送することができる。なお、図４に示すように、中継装置１５には、太陽光パネル５７及びバッテリー５８を実装してこれ自体が独立した電源を備えた構成とすることができる。また、後述する異常監視装置の機器構成、中継装置と異常監視装置との間の伝送距離や伝送方式などから、中継装置を不要にできる場合には、中継装置を設置するには及ばない。
【００１８】
図５は、異常監視装置の一例のブロック図である。この図に示すように、異常監視装置２０は、角度信号受信部６０、傾き角比較判定部６１、タイマー６２、揺動回数比較判定部６３および異常出力部６４から構成できる。角度信号受信部６０は、図４に示した中継装置１５から伝送された角度センサー１１〜１３のそれぞれの角度信号を受信し、傾き角比較判定部６１に送る機能を備える。
【００１９】
傾き角比較判定部６１には、予め第１傾き角および第２傾き角の大小２種類の傾き角（第１傾き角＞第２傾き角）を設定できるように構成され、受け入れたそれぞれの角度信号について前記第１傾き角と比較し、少なくとも１つの角度信号が前記第１傾き角以上であるか否かを判定する。その結果、前者が第１傾き角以上である場合には、判定結果を後述する異常出力部６４に出力する。また、当該第１傾き角以上を示した角度信号がその後減少し、再び大きくなることを繰り返すいわゆる周期的な変化を起こすことも予想されるため、この変化を検出可能なように、当該角度信号と前記第２傾き角とを比較し、前者が後者以下となるか否かを判定する。
【００２０】
タイマー６２は、予め任意の時間を設定可能であり、外部よりタイマー作動信号の入力を受けて計時を開始し、当該設定時間経過までの間に前記傾き角比較判定部６１より信号が入力されるか、または当該設定時間が経過した場合に停止、リセットされ、再度タイマー作動信号の入力を受けたら、新たに計時を開始するように構成されている。
【００２１】
揺動回数比較判定部６３は、傾き角比較判定部６１において、角度信号が第１傾き角以上となった後に、第２傾き角以下となるまで減少し、さらに第１傾き角以上となる周期的な変化の繰り返し数をカウントし、予め設定した繰り返し回数と比較し、前者のカウント数が後者の繰り返し数以上となるか否かを判定し、判定結果が繰り返し数以上となった場合に異常出力部６４に判定結果を出力する。
【００２２】
異常出力部６４は、傾き角比較判定部６１又は揺動回数比較判定部６３からの判定結果の出力を受け取った場合、 異常情報を出力する。この異常情報の出力には、例えば異常監視装置を設置する事業所内における視覚的表示手段や聴覚的な警報手段、例えば中央制御監視所などの他の事業所への異常情報の送信などが含まれ、さらに他の手段によるものであってもよい。
【００２３】
次に、異常監視装置における断線検出方法について説明する。図６は、異常監視装置内における監視フロー図を示している。この異常監視装置の運用にあたっては、予め第１傾き角、第２傾き角、タイマー設定時間、及び最大揺動回数(最大カウント数）のそれぞれの設定値を設定しておく。これらの設定値は、現地の状況などに応じて適宜可変して設定でき、具体的には第１傾き角４５度、第２傾き角１０度、タイマー設定時間３０秒、最大揺動回数１０回などと設定できる。
【００２４】
異常監視装置２０は、角度センサー１１〜１３からの角度信号を常時受け入れ、角度センサーからの角度信号と予め設定してある第１傾き角とを比較し、当該第１傾き角以上の角度か否かを判定する（Ｓ１）。角度信号が第１傾き角未満の場合には、このステップＳ１を繰り返す。何らかの原因により、いずれか又は複数の角度センサー（１１〜１３）からの角度信号が予め設定した第１傾き角以上となった場合、タイマーを作動させ、計時を開始する（Ｓ２）。その後、異常監視装置２０は、角度センサーからの角度信号の変化の推移のなかで、当該角度信号と第２傾き角とを比較し、前者が後者以下となるか否かを判定する（Ｓ３）。所定のタイマー時間、角度信号が第２傾き角以下となることがない場合には、異常監視装置２０は、架空電線に断線などの異常が発生したと判断し、異常情報を予め設定した連絡先に出力送信する（Ｓ５）。
【００２５】
架空電線が断線しておらず、前記の状態から元の位置に復元しようとして角度センサーから出力される角度信号が小さくなり、第２傾き角以下となった場合、前記タイマーを停止し（Ｓ６）、揺動回数についてのカウンター値に１を加える（Ｓ７）。続いて、架空電線の揺動により角度信号が前記のような波状の変化を繰り返し、このカウンター値が予め設定した値以上となるか否かを判定する（Ｓ８）。そして、当該カウンター値が設定値以上である場合には、すなわち断線はしていないが、何らかの原因により角度信号が架空電線が第１傾き角以上、第２傾き角以下の振幅の変化を設定回数以上繰り返す場合には、異常監視装置２０は、架空電線に断線などの異常が発生したと判断し、異常情報を予め設定した連絡先に出力送信する（Ｓ５）。一方、カウンター値が設定回数未満の場合には、ステップＳ１に戻る。
【００２６】
以上説明したように、本発明の異常監視システムでは、架空電線路における支持物の引留部に角度センサーを取り付け、当該架空電線の断線や揺動を直接検出することとし、また当該角度センサーからの角度信号の大きさだけでなく、角度信号が所定角度以上になった時間を監視しながら、断線を判断することとしているので、断線を早期に発見し，公衆安全のためにも送電を停止することが可能になる。特に角度信号が所定の傾き角以上になった回数を監視することで、断線までには至っていないが何らかの異常がある場合も検出できるので、その場合には巡視等を行い事故未然防止が可能となる。特に、市街地における架空電線路、主要道路および鉄道を横断する架空電線路では、公衆安全の観点から架空電線の断線などの異常を確実に監視し、万が一断線事故が発生した場合でも迅速な復旧できる体制が必要であり、このような体制の構築に本発明の架空電線の異常監視システムは非常に有効である。
【００２７】
本発明の異常監視システムにおいては、前記断線検出処理は角度センサーごとに行ってもよいし、複数の架空電線に各々取り付けた複数の角度センサーの検出値のそれぞれについて適当なサーバーなどにおいて集中的に行うことも可能である。後者のサーバーで架空電線路の断線を集中的に監視する場合、断線検出の際には例えば電圧階級ごとに異なる音の警報を鳴らし、監視対象とする架空電線路の監視状況を一括してモニターなどに表示させ断線などの異常発生個所を一早く把握できるようにするのがよい。さらに、角度センサーの検出精度の問題はあるが、本発明の異常監視システムにおいて対象とする架空電線路の任意の箇所において断線を検出した場合には、図１に示した形態のように当該架空電線路又は当該断線箇所を含む区間を自動で停電させることもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１  架空電線異常監視システム
１０  支持物（電柱など）
１１〜１３  角度センサー
１５  中継装置
２０  異常監視装置
２１  信号線
２４  遮断器
２５  制御部
３０  送電線引留部
３１  連結金具
３２、３６  アークホーン取付金具
３３  Ｌ字状ステー
３４、３７  アークホーン
３５  碍子連
３８  連結金具
３９  引留クランプ
４０  送電線
４２  配電線引留部
４３  腕金
４４  取付金具
４５  碍子
４６  引留クランプ
４７  配電線
４８  角度センサー取付部
４９  締結具
５０、５１  取付板
５３  角度信号
５４  信号入力部
５５  通信インターフェース部
５６  アンテナ
５７  太陽光パネル
５８  バッテリー
６０  角度信号受信部
６１  傾き角比較判定部
６２  タイマー
６３  揺動回数比較判定部
６４  異常出力部
Ｗ１〜Ｗ３  架空電線路
【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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