(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料からなり、ロボットのマニピュレータの外周に設置されるカバーであり、かつロボットの導体部と所定の空隙を隔てて設けられる活線作業用ロボットの絶縁カバー構造において、前記カバーの端部はカバーの端部でない部分より、前記空隙が大きいことを特徴とする活線作業用ロボットの絶縁カバー構造。
【請求項２】
前記カバーの端部は前記導体部に対して傾きをもつことを特徴とする請求項１記載の活線作業用ロボットの絶縁カバー構造。
【請求項３】
前記カバーの端部は階段状の段差を有することを特徴とする請求項１記載の活線作業用ロボットの絶縁カバー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧配電線の活線作業を行うロボットの絶縁カバー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧配電線の無停電工事の機械化、自動化を自的として活線作業ロボットが開発されている。活線作業ロボットの中で、作業者が地上のキャビン内から遠隔操作し、活線作業を行うタイプのものが地上操作型活線作業ロボットである。図４はその例を示すもので、図中１１は作業車、１２はキャビン、１３はブーム、１４は作業ロボット、１５はマニピュレータ、１６は下部監視カメラ、１７は全景監視カメラ、１８は作業点自動追従カメラ、１９は発電機である。地上操作型活線作業ロボットでは、操作者はアースされた地上のキャビン１２内で作業することになる。一方、旧来型では図５に示すように、作業者がマニピュレータ２１に近接したＦＲＰ製のバケット２２に同乗し、マニピュレータ２１をジョイスティック２３等で手動操作して活線作業を行うものであり、図４に示した地上操作型活線作業ロボットは、旧来型に比較して感電に対する信頼性は向上する。
【０００３】
しかしながら、作業者は作業する活線から離れた地上で、マニピュレータ１５近傍に設置されたカメラ１６〜１８やセンサから送られる情報のみを用いて作業することになるため、活線作業ロボット１４の位置制御が難しくなり、作業者の操作ミスが発生しやすくなる。その結果、活線作業ロボット１４の一部が２本の異相の活線にまたがって接触し、絶縁破壊を生じて短絡事故が発生し易くなる。したがって、地上操作型活線作業ロボットには、活線作業ロボットの一部が２本の異相の活線にまたがって接触した場合の短絡事故防止対策を施す必要がある。この短絡事故防止対策として、地上操作型活線作業ロボットでは、活線作業ロボットの導体部のなかで、特に活線への接触が考えられるマニピュレータ部外周に、絶縁材からなるカバーが設置される（例えば実開平５−８８８９４号公報参照）。上記の如く、活線作業ロボットに、絶縁材からなるカバーを設置すると、活線作業ロボットが２本の活線に接触した場合、活線は絶縁材であるカバーに接触することになる。カバーの絶縁特性はカバーとカバーが覆う導体部との空隙距離に依存するため、必要な絶縁特性を得るためには空隙距離を十分に大きくとればよい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法によると、活線作業ロボットには回転軸等が存在するため、活線作業ロボットの導体部外周を隙間なくカバーで覆うことはできない。すなわち、カバーには回転軸等近辺で端部が存在する。したがって、上記絶縁材からなるカバーへの活線の接触に対する短絡を想定すると次のような２つの状態がある。
（１）カバーに２本の活線が接触し、カバー沿面に沿って放電が発生し、短絡に至る状態。
（２）カバーの端部に２本の活線がそれぞれ接触し、カバーが覆う導体部とカバー端部の２つの空隙で放電が発生し、短絡に至る状態。
【０００５】
この模式図を図６に示す。
絶縁カバー２の絶縁特性はカバー２とカバー２が覆う導体部１との空隙距離に依存するため、この空隙が大きいほど放電発生電圧は高くなり、短絡が発生し難くなる。したがって、図６（ａ）に示す、カバー２に２本の活線８が接触し、カバー沿面に沿う放電経路９による放電が発生し、短絡に至る状態（１）と、図６（ｂ）に示す、カバー２の端部３に２本の活線８がそれぞれ接触し、カバー２が覆う導体部１とカバー端部３の２つの空隙で放電経路９で示される放電が発生し、短絡に至る状態（２）が発生しないために、カバー２と導体部１の空隙距離を十分に大きく確保する必要がある。状態（１）を防止するよりも、状態（２）を防止する方がより大きい空隙距離を必要とする。したがって、カバーは状態（２）が発生しないために必要な空隙距難を確保しつつ、ロボットのマニピュレータの形状に合わせて設置されなければならない。しかし、状態（２）を考慮して空隙距離を大きくすると活線作業ロボットのマニピュレータのサイズが大きくなりすぎ、マニピュレータの可動範囲が狭くなるという問題が発生する。
そこで、本発明では状態（１）と状態（２）の短絡が発生しない程度にカバーと導体部の空隙距離を十分に確保しつつ、活線作業ロボットのマニピュレータのサイズが大きくなることを防ぎ、マニピュレータの可動範囲が狭くならないロボットの絶縁カバー構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、絶縁材料からなり、ロボットのマニピュレータの外周に設置されるカバーであり、かつロボットの導体部と所定の空隙を隔てて設けられる活線作業用ロボットの絶縁カバー構造において、前記カバーの端部はカバーの端部でない部分より、前記空隙を大きくしたものである。このロボットの絶縁カバー構造において、前記カバーの端部は前記導体部に対して傾きをもつようにすることができる。あるいは、前記カバーの端部は階段状の段差を有するものとすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例に基づいて説明する。図１は本発明によるカバーの構造を示す。図１において１は活線作業ロボットの導体部の一部であり、２は絶縁材からなるカバーである。カバーは端部３と中央部４と傾斜部分５からなる。
このような構造において、カバー端部３と導体部１の空隙距離はカバー中央部４と導体部１の空隙距難より大きいため、カバー端部３に活線が接触したときの短絡を防止しつつ、カバー全体のスケールダウンをはかることができる。導体部外周を覆う絶縁材からなるカバーに活線が接触した場合を想定して求めた、カバーと導体部の空隙距離に対する破壊電圧の関係を図７に示す。図７より、空隙距離が大きいほど破壊電圧が高くなることが分かる。また、同一の空隙距離ではカバー沿面に沿った放電を想定した状態（１）よりカバーが覆う導体部とカバー端部の２つの空隙での放電を想定した状態（２）の方がより低い電圧で短絡事故が発生することが分かる。すなわち、状態（１）と状態（２）を想定した場合、２つの状態が発生しないために必要な絶縁特性は同等でよいので、活線作業ロボット導体部外周に設置されるカバーのほとんどを占めるカバー中央部の空隙距離はカバー端部の空隙距離より小さくすることができる。そこで、カバーの端部がカバーの中央部より空隙距離が大きくなるように、図１の如くカバーの端部を導体部に対して３０度の傾きをもたせた。２本の活線の線間距離を３５０ｍｍとし、２本の活線間の電圧を７．ｋＶとすると、図７より、空隙距撃が３ｍｍ以上であれば状態（１）において短絡事故が発生せず、カバー端部の空隙距難が１０ｍｍ以上であれば状態（２）において短絡事故が発生しない。また、図７より空隙距離に対する耐電圧の関係を求めると状態（１）と状態（２）に対して以下の関係が成り立つ。
状態（１）に対して  Ｙ＝ＸC＋４
状態（２）に対して  Ｙ＝７／１０×ＸE
Ｙ：耐電圧（ｋＶ）
ＸE：カバー端部の空隙距離（ｍｍ）
ＸC：カバー中央部の空隙距離（ｍｍ）
カバーの大部分はカバー中央部が占める。したがって、状態（１）の空隙距離がより小さい方が活線作業ロボットのマニピュレータのサイズが大きくなることを防ぐ。したがって状態（１）に対する耐電圧は可能な限り低い方がよい。したがって以下の関係を満たすとき、活線作業ロボットのマニピュレータのサイズを最もよく小さくすることができる。
ＸC＋４≦７／１０×ＸE
よってＸE≧１．４×ＸC＋５．７
【０００８】
図２は本発明による第２の実施例である。図２はカバーの構造を示し、１は活線作業ロボットの導体部の一部であり、２は絶縁材からなるカバーである。カバー２は端部３と中央部４と段差部分６からなる。上記図１に基づく実施例同様にカバー端部と導体部の空隙距離はカバー中央部と導体部の空隙距離より大きいため、カバー端部に活線が接触したときの短絡を防止しつつ、カバー全体のスケールダウンをはかることができる。
【０００９】
図３は本発明による第３の実施例である。図３はカバーの構造を示し、１は活線作業ロボットの導体部の一部であり、２は絶縁材からなるカバーである。カバーは端部３と中央部４と段差部分６と段差の重なり部分７からなる。上記図１に基づく実施例同様にカバー端部と導体部の空隙距離はカバー中央部と導体部の空隙距離より大きいため、カバー端部に活線が接触したときの短絡を防止しつつ、カバー全体のスケールダウンをはかることができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、絶縁材からなるカバー端部の空隙距離をカバーの端部でない部分の空隙距離より大きくしたので、カバーに活線が接触しても、十分な空隙距離が確保でき、かつロボットマニピュレータのサイズを小さくすることができる。その結果、カバーの設置に伴うマニピュレータ動作範囲の減少を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるカバー構造の一実施例を示す説明図である。
【図２】  本発明によるカバー構造の一実施例を示す説明図である。
【図３】  本発明によるカバー構造の一実施例を示す説明図である。
【図４】  地上操作型活線作業ロボットの概念図である。
【図５】  搭乗操作型活線作業ロボットの概念図である。
【図６】  絶縁材からなるカバーへの活線の接触に対する短絡を想定した概念図である。
【図７】  カバーと導体部の空隙距離に対する耐電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  導体部、２  絶縁材からなるカバー、３  端部、４  中央部、５  傾斜部分、６  段差部分、７  重なり部分、８  活線、９  放電経路、１１  作業車、１２  キャビン、１３  ブーム、１４  作業ロボット、１５  マニピュレータ、１６  下部監視カメラ、１７  全景監視カメラ、１８  作業点自動追従カメラ、１９  発電機、２１  マニピュレータ、２２  バケット、２３  ジョイスティック
【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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