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この項目の情報は公開日時点(2001年10月10日)のものです。
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図面 (6)

課題

簡素な構成で高い解像度が得られ、しかも内部の腐食状況診断することができるγ線CTによる送電線腐食診断方法を提供する。

解決手段

γ線を放射するγ線源1とγ線を検出する検出器2とをγ線遮断壁3に囲まれた容器4に収容し、この容器4を送電線5が貫通するように送電線に取り付け、この容器4を送電線5の周りに回転させつつ送電線5を透過したγ線を検出して送電線5を断層撮影する。

概要

背景

自然環境に晒される送電線には腐食の問題がある。この問題に対処するために送電線の腐食を診断する方法や送電線に防食性を付与する方法が数多く試みられているが、送電線に防食性を付与しても寿命が延びるだけであるから、結局、診断を行うことが必要になる。従って、効果的・効率的な腐食診断方法確立しなければならない。

送電線の腐食を診断(点検)する方法として、従来は以下の方法が知られている。

1)宙乗り機もしくはヘリコプタからの目視により点検する方法
2)自走機にビデオカメラを搭載して点検する方法
3)自走機に渦流傷コイルを搭載して点検する方法
4)2)と3)とを組み合わせた方法

概要

簡素な構成で高い解像度が得られ、しかも内部の腐食状況を診断することができるγ線CTによる送電線の腐食診断方法を提供する。

γ線を放射するγ線源1とγ線を検出する検出器2とをγ線遮断壁3に囲まれた容器4に収容し、この容器4を送電線5が貫通するように送電線に取り付け、この容器4を送電線5の周りに回転させつつ送電線5を透過したγ線を検出して送電線5を断層撮影する。

目的

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡素な構成で高い解像度が得られ、しかも内部の腐食状況を診断することができるγ線CTによる送電線の腐食診断方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

γ線放射するγ線源とγ線を検出する検出器とをγ線遮断壁に囲まれた容器に収容し、この容器を送電線が貫通するように送電線に取り付け、この容器を送電線の周りに回転させつつ送電線を透過したγ線を検出して送電線を断層撮影することを特徴とするγ線CTによる送電線の腐食診断方法

請求項2

前記γ線源をγ線遮断壁に囲まれた線源室に該線源室内で移動可能に収容すると共に、この線源室の一側に前記容器内の送電線に臨むγ線透過窓を設けておき、撮影時のみ前記γ線源を前記γ線透過窓の位置へ移動させることを特徴とする請求項1記載のγ線CTによる送電線の腐食診断方法。

請求項3

前記容器を送電線に沿って走行可能に構成し、この容器を所望の検査箇所まで移動させることを特徴とする請求項1又は2記載のγ線CTによる送電線の腐食診断方法。

請求項4

前記容器をγ線管理区域より離れた場所から遠隔操作して断層撮影を行わせることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のγ線CTによる送電線の腐食診断方法。

請求項5

前記容器を送電線の接続管が貫通するように接続管に取り付け可能に構成し、接続管を含めた送電線を断層撮影させることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のγ線CTによる送電線の腐食診断方法。

請求項6

前記γ線源には、 192Ir,60Co, 169Yb, 170Tm,75Se等の放射性同位元素を用いることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のγ線CTによる送電線の腐食診断方法。

技術分野

0001

本発明は、送電線腐食診断する方法に係り、特に、簡素な構成で高い解像度が得られ、しかも内部の腐食状況を診断することができるγ線CTによる送電線の腐食診断方法に関するものである。

背景技術

0002

自然環境に晒される送電線には腐食の問題がある。この問題に対処するために送電線の腐食を診断する方法や送電線に防食性を付与する方法が数多く試みられているが、送電線に防食性を付与しても寿命が延びるだけであるから、結局、診断を行うことが必要になる。従って、効果的・効率的な腐食診断方法を確立しなければならない。

0003

送電線の腐食を診断(点検)する方法として、従来は以下の方法が知られている。

0004

1)宙乗り機もしくはヘリコプタからの目視により点検する方法
2)自走機にビデオカメラを搭載して点検する方法
3)自走機に渦流傷コイルを搭載して点検する方法
4)2)と3)とを組み合わせた方法

発明が解決しようとする課題

0005

1)の点検方法は、人が送電線路に沿って移動しなければならないため、大変な労力(人数及び時間)を要すると共に、高所作業の連続となるので作業員の負担が甚大である。また、目視点検であるため精度や客観性に欠点がある。

0006

2)の点検方法は、ビデオカメラが送電線路に沿って移動し、人はモニタ画面を見るだけでよいので労力や高所作業が削減される。さらには、モニタ映像画像処理することによって診断を自動化し、診断に客観性を与えることができる。しかし、光学的に検出できる腐食状況は送電線の表面に限られるため、表面下の腐食状況を診断することはできない。従って、被覆が施されている送電線の導体の点検や複数種類の金属からなる素線を組み合わせて多層化した送電線の内層線の点検には無効である。

0007

3)の点検方法は、腐食の度合いに応じて異なる電流値が検出されるので、定量化された点検結果を容易に得ることができる。また、被覆が施されている送電線にも適用することができる。しかし、導体の表面電流を検出しているので、導体内部の腐食状況を診断することはできない。また、コイルを送電線表面の適正位置に保持し、かつ適正な接触を維持しなければならないため、自走機の構造が複雑でしかも精密であることが要求される。さらに、コイルで検出される電流値は、コイルを臨ませた範囲におけるアナログ量であるから、解像度に限界があり、腐食箇所の大きさや形状を調べたり腐食箇所の個数カウントしたりすることはできない。

0008

4)のように、2)と3)とを組み合わせても、3)で指摘した欠点は解消されない。なお、3)については、複数の励磁周波数を用い位相解析することによって多層化送電線の内層素線の点検を可能とする方法もあるが、各素線の内部の腐食状況を診断することはできないし、コイルの位置決め構造が複雑である点や解像度が上がらない点も解決されていない。

0009

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡素な構成で高い解像度が得られ、しかも内部の腐食状況を診断することができるγ線CTによる送電線の腐食診断方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成するために本発明は、γ線を放射するγ線源とγ線を検出する検出器とをγ線遮断壁に囲まれた容器に収容し、この容器を送電線が貫通するように送電線に取り付け、この容器を送電線の周りに回転させつつ送電線を透過したγ線を検出して送電線を断層撮影するものである。

0011

前記γ線源をγ線遮断壁に囲まれた線源室に該線源室内で移動可能に収容すると共に、この線源室の一側に前記容器内の送電線に臨むγ線透過窓を設けておき、撮影時のみ前記γ線源を前記γ線透過窓の位置へ移動させてもよい。

0012

前記容器を送電線に沿って走行可能に構成し、この容器を所望の検査箇所まで移動させてもよい。

0013

前記容器をγ線管理区域より離れた場所から遠隔操作して断層撮影を行わせてもよい。

0014

前記容器を送電線の接続管が貫通するように接続管に取り付け可能に構成し、接続管を含めた送電線を断層撮影させてもよい。

0015

前記γ線源には、 192Ir,60Co, 169Yb, 170Tm,75Se等の放射性同位元素を用いてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

0017

図1に、本発明の方法に用いるセンシングユニットを示す。このセンシングユニットは、γ線を放射するγ線源1とγ線を検出する検出器2とをγ線遮断壁3に囲まれた容器4に収容してなり、この容器4は、送電線5が貫通するように送電線5に取り付けることができると共に、送電線5の周りに回転させることができ、かつ送電線5の長手方向に走行できるようになっている。

0018

容器4は、凹形断面を有する線源側片4aと検出器側片4bとに分割形成されており、両者の閉じ合わせ部分に送電線5を貫通させる貫通孔(図示せず)の半円部がそれぞれ形成されている。従って、この半円部に送電線5を挟むようにして線源側片4aと検出器側片4bとを閉じ合わせると、送電線5が貫通した状態で密封された中空の容器4が得られる。線源側片4aの底部と検出器側片4bの底部とは、互いに平行な面を有する。

0019

この容器4の線源側の底部にはγ線遮断壁3に囲まれた線源室6が設けられている。線源室6は送電線5の軸に対し平行に延びた形状をしており、その延出方向の一端が送電線5側に折り曲げられ、その折曲部の先端に容器4内の送電線5に臨むγ線透過窓7が設けられている。線源室6は、このγ線透過窓7以外は全てγ線遮断壁3で囲まれており、γ線はγ線透過窓7からのみ線源室6外へ放射される構造となっている。

0020

この線源室6には、γ線源1が移動可能に収容されている。即ち、γ線源1は、線源室6内を長手方向に移動してγ線透過窓7がある端部とその反対端部との間を自在に往復することができる。γ線源1を移動させる手段については説明を省略するが、外部からの操作によって所望の位置へγ線源1を移動させることができるものとする。

0021

γ線透過窓7は、容器4の線源側の底部の中央、即ち、送電線5の長手方向及び横断方向のそれぞれについて中心点に位置している。γ線透過窓7は、送電線5の断面の中心線上に位置していることになる。図示のように、γ線は、点と見なしたγ線源1からγ線透過窓7までの距離とγ線透過窓7の口径とによって形成される所定の角度範囲にのみに放射されるので、その角度範囲に送電線5が含まれるよう、容器4の線源側片4aの深さが設定されている。

0022

容器4の検出器側の底部には固体検出器2が取り付けられている。この固体検出器2は、図示のように送電線5の外径よりも大きい径の感応面を有し、その感応面が送電線5を挟んでγ線透過窓7に対向するよう設置されている。従って、γ線透過窓7から照射されて送電線5を透過したγ線は漏らさず固体検出器2で検出されることになる。

0023

この容器4を送電線5の周りに回転させる手段及び送電線に沿って走行させる手段については説明を省略するが、外部からの操作によって所望の回転速度及び走行速度でもって容器を移動させることができると共に、角度や位置が認識できるものとする。

0024

γ線源1には、放射性同位元素を使用する。例えば、日本国内で使用されている主な工業用γ線源である 192Ir(イリジウム192)、60Co(コバルト60)を使用する。外国で使用されている 169Yb(イッテルビウム169)でもよい。また、 169Ybは、 192Irや60Coに比べて半減期が短く、32日であるが、低エネルギ線源という特長を生かして肉厚の薄い対象物撮影用に好適である。 170Tm(ツリウム170)や75Se(セレン75)も使用可能である。各種γ線源の特長を表1に示しておく。

0025

0026

なお、X線を使用しても断層撮影は可能であるが、線源に高圧ケーブルトランスが必要となる。その点、本発明はγ線を使用するので、撮影に必要な量の放射性同位元素を収納できる線源室があればよいので、コンパクトにセンシングユニットを構成することができる。

0027

図示しないが、センシングユニットには、固体検出器2の出力信号有線又は無線により外部の診断コンピュータに送信する手段が設けられている。診断コンピュータは、多方向から計測された断面の射影計算処理して断面の像を再構成するコンピュータトモグラフィ(CT)の手法を用いて、送電線の断層撮影を行うものである。また、センシングユニットには、外部のリモコンからの回転や走行の操作信号を受信する手段が設けられている。

0028

次に、図1のセンシングユニットを用いて行う送電線の腐食診断の様子を説明する。

0029

図2に示した架空送電線を診断するために、まず、センシングユニット21を送電線22に装着する。この装着作業人手によるが、装着後は、リモコン操作によりセンシングユニット21を鉄塔23,23間の所望の診断箇所まで自力走行させることができる。センシングユニット21が診断箇所に到達したら、断層撮影を開始する。

0030

撮影開始前には、図1に示されるように、γ線源1が線源室6のγ線透過窓7がない端部に保持されており、γ線透過窓7が線源室6の長手方向とは直角方向に臨んでいるため、γ線が漏洩することがない。撮影時には、γ線源1をγ線透過窓7の位置まで移動させる。これによりγ線透過窓7から放射されたγ線が送電線5に照射され、送電線5を透過したγ線が固体検出器2に到達する。

0031

センシングユニット21を送電線22の周りに回転させることで、診断コンピュータはCT像を撮影することができる。

0032

なお、撮影時には、容器外への漏洩線量微小であるが、規定により、γ線源の周囲の所定の距離以内は管理区域となる。図3に示されるように、γ線源からγ線量率が管理区域境界線を超える距離L(約1.6m)以内は管理区域である。従って、図2においてセンシングユニット21の約1.6m以内には人は立ち入ることができない。本発明では、リモコン操作で撮影を行うことができるので、管理区域内に立ち入らずに、診断を進めることができる。

0033

断層撮影によって得られた送電線のCT像の例を図4に示す。対象とした送電線は、内層に鋼線を配し、外層アルミ線を配した構造を有する健全な送電線であるが、図示のように、送電線41の全体の断面像はもとより、一つ一つの鋼線42、アルミ線43の断面像が鮮明に得られており、もし、各線の表面や内部に腐食等による欠陥が存在すれば、容易に識別できる欠陥像が現れることになる。従って、適宜な画像処理によって欠陥像を抽出し、その欠陥像から腐食箇所の大きさや形状を調べたり腐食箇所の個数をカウントしたりすることによって腐食の度合いを正確に把握することが可能になる。

0034

本発明は、被覆が施されている送電線に適用できることは勿論である。さらに、本発明は、送電線の外周に金属品が付加されている場合にも適用できる。例えば、送電線には圧縮クランプ直線スリーブ等の接続管(発熱接続管)が外装されていることがある。従来技術では、このように送電線に接続管が付加されていると診断は不可能であった。本発明では、センシングユニットの貫通孔の径を調節してセンシングユニットを接続管に装着しさえすれば、送電線のみの場合と全く同様にして断層撮影を行うことができる。

0035

送電線の接続管部分のCT像の例を図5に示す。図示のように、鋼線52、アルミ線53、接続管54の断面像が鮮明に得られている。図示例は健全なものであるが、もし、各線の表面や内部又は接続管に腐食等による欠陥が存在すれば、容易に識別できる欠陥像が現れることになる。

発明の効果

0036

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

0037

(1)γ線を用いて断層撮影するので、金属内部の腐食状況が高い解像度で正確に捕らえることができる。

0038

(2)撮影時のみγ線源をγ線透過窓の位置へ移動させるので、非撮影時はγ線が照射されることがない。

0039

(3)γ線源に放射性同位元素を用いるので、構成が簡素になる。

図面の簡単な説明

0040

図1本発明の一実施形態を示すセンシングユニットの断面図であり、(a)は送電線に沿った断面図、(b)は送電線に直角な断面図である。
図2本発明の方法による架空送電線診断の様子を示す概略図である。
図3管理区域の定義を示す特性図である。
図4本発明による断層撮影の例を示す概略図である。
図5本発明による断層撮影の例を示す概略図である。

--

0041

1γ線源
2検出器
3γ線遮断壁
4容器
5送電線
6線源室
7 γ線透過窓

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