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技術 課電表示機能付き懸垂がいし及び絶縁不良がいしの検出方法

出願人 日本碍子株式会社
発明者 田中直樹伊東敦大橋亮介
出願日 2018年2月9日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2018-021547
公開日 2018年11月22日 (11ヶ月経過) 公開番号 2018-186073
状態 未査定
技術分野 碍子 絶縁性に関する試験
主要キーワード バンド金具 空気放電 連結個数 点検状態 ピン金具 棒状突起 電界解析 フラッシオーバー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年11月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供する。

解決手段

本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、キャップ金具2またはピン金具3に、線路定格電圧微小放電して紫外線を発生させる突起5を複数個設けたことを特徴とする。この紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することができる。

概要

背景

懸垂がいしは多数直列に接続してがいし連を構成し、送電線絶縁支持するために使用されている。このためがいし連を構成する懸垂がいしの一部が絶縁不良がいしとなった場合にも、その他の健全がいし電圧分担するため、直ちに送電に支障が生じるわけではない。しかしそのまま放置すると、送電線の開閉サージなどにより侵入した続流交流電流)が不良がいしに貫通し離断したり、定格電圧よりも高電圧を分担することとなるその他の健全がいしにおいて汚損耐電圧を持たせる必要があり、数的尤度が無いとフラッシオーバーする可能性があるため、10数年に1回程度で定期的に点検して絶縁不良がいしを発見し、交換することが必要である。

このため特許文献1に示すように、懸垂がいしのピン金具に電圧が印加されたときに発光する電界感応発光体取付け、発光していない懸垂がいしを絶縁不良がいしと判定できるようにした劣化表示がいしが開発されている。

しかし、一般に懸垂がいしは40〜50年間にわたり送電線を支え続けるものであるのに対して、電界感応発光体に使用されているネオン管LEDの多くはそれより短寿命であるため、実用性に乏しいという問題があった。

このほか、線路の定格電圧により強制的にグロー放電させる構造の劣化表示がいしもあるが、グロー放電に伴うラジオノイズRIV)レベル規格値を超え、周辺住民に対して電波障害を招くおそれがあった。

そこで実際には、特許文献2や非特許文献1に記載された活線不良がいし検出装置を用いて不良がいしの検出が行われている。この装置は送電を停止することなくがいし連上を走行させ、個々の懸垂がいしの絶縁抵抗値を測定できるものである。

ところが数十mの高さの鉄塔上までこの活線不良がいし検出装置を運び上げる必要がある。また安全監視を含めた多くの作業者が必要となり、1鉄塔あたり1日を要する作業となる。従って四方八方に張り巡らされている送電線の点検には多くの労力と期間を必要とするという問題があった。特に山岳地の送電線は、鉄塔の下まで活線不良がいし検出装置を運搬すること自体が容易ではなく、点検作業は非常に困難であった。

概要

耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供する。本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、キャップ金具2またはピン金具3に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起5を複数個設けたことを特徴とする。この紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することができる。

目的

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路定格電圧微小放電して紫外線を発生させる突起複数個設けたことを特徴とする課電表示機能付き懸垂がいし。

請求項2

突起先端電界が定格電圧で2kV/mm以上となるように突起の曲率半径が設定されていることを特徴とする請求項1記載の課電表示機能付き懸垂がいし。

請求項3

微小放電の放電レベル電力規格ラジオノイズ発生レベル下限未満としたことを特徴とする請求項1または2記載の課電表示機能付き懸垂がいし。

請求項4

前記突起をキャップ金具またはピン金具と一体に成形したことを特徴とする請求項1記載の課電表示機能付き懸垂がいし。

請求項5

前記突起をキャップ金具に後付けされるバンド金具に成形したことを特徴とする請求項1記載の課電表示機能付き懸垂がいし。

請求項6

請求項1〜5の何れかに記載の課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し、前記突起から発生する紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することを特徴とする絶縁不良がいしの検出方法

請求項7

前記紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものであり、地上に設置するか、ヘリコプター無人飛行機ドローン等)に搭載して使用することを特徴とする請求項6に記載の絶縁不良がいしの検出方法。

技術分野

0001

本発明は、課電表示機能付き懸垂がいし及び絶縁不良がいし検出方法に関するものである。

背景技術

0002

懸垂がいしは多数直列に接続してがいし連を構成し、送電線を絶縁支持するために使用されている。このためがいし連を構成する懸垂がいしの一部が絶縁不良がいしとなった場合にも、その他の健全がいし電圧分担するため、直ちに送電に支障が生じるわけではない。しかしそのまま放置すると、送電線の開閉サージなどにより侵入した続流交流電流)が不良がいしに貫通し離断したり、定格電圧よりも高電圧を分担することとなるその他の健全がいしにおいて汚損耐電圧を持たせる必要があり、数的尤度が無いとフラッシオーバーする可能性があるため、10数年に1回程度で定期的に点検して絶縁不良がいしを発見し、交換することが必要である。

0003

このため特許文献1に示すように、懸垂がいしのピン金具に電圧が印加されたときに発光する電界感応発光体取付け、発光していない懸垂がいしを絶縁不良がいしと判定できるようにした劣化表示がいしが開発されている。

0004

しかし、一般に懸垂がいしは40〜50年間にわたり送電線を支え続けるものであるのに対して、電界感応発光体に使用されているネオン管LEDの多くはそれより短寿命であるため、実用性に乏しいという問題があった。

0005

このほか、線路の定格電圧により強制的にグロー放電させる構造の劣化表示がいしもあるが、グロー放電に伴うラジオノイズRIV)レベル規格値を超え、周辺住民に対して電波障害を招くおそれがあった。

0006

そこで実際には、特許文献2や非特許文献1に記載された活線不良がいし検出装置を用いて不良がいしの検出が行われている。この装置は送電を停止することなくがいし連上を走行させ、個々の懸垂がいしの絶縁抵抗値を測定できるものである。

0007

ところが数十mの高さの鉄塔上までこの活線不良がいし検出装置を運び上げる必要がある。また安全監視を含めた多くの作業者が必要となり、1鉄塔あたり1日を要する作業となる。従って四方八方に張り巡らされている送電線の点検には多くの労力と期間を必要とするという問題があった。特に山岳地の送電線は、鉄塔の下まで活線不良がいし検出装置を運搬すること自体が容易ではなく、点検作業は非常に困難であった。

0008

特開2001−23462号公報
特許第2558022号公報

先行技術

0009

「活線不良がいし検出装置」NGKレビュー第35号

発明が解決しようとする課題

0010

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、耐久性に優れ、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見できる課電表示機能付き懸垂がいしと、これを用いた絶縁不良がいしの検出方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0011

上記の課題を解決するためになされた本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起複数個設けたことを特徴とするものである。

0012

なお、突起先端の電界が2kV/mm以上となるように突起の曲率半径が設定されていることが好ましい。また微小放電の放電レベルをラジオノイズ発生レベル未満とすることが好ましい。前記突起をキャップ金具またはピン金具と一体に成形することも、前記突起をキャップ金具に後付けされるバンド金具に成形することもできる。

0013

また本発明の絶縁不良がいしの検出方法は、上記した課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し、前記突起から発生する紫外線を紫外線検出器により観察し、がいし連中の紫外線が観察されない課電表示機能付き懸垂がいしを、絶縁不良がいしと特定することを特徴とするものである。

0014

なお、前記紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものであり、地上に設置するか、ヘリコプター無人飛行機ドローン等)に搭載して使用することが好ましい。

発明の効果

0015

本発明の課電表示機能付き懸垂がいしは、懸垂がいし本体に取り付けられたキャップ金具またはピン金具に、線路の定格電圧で微小放電して紫外線を発生させる突起を複数個設けた構造であるから、懸垂がいし本体と同様に数十年にわたる使用寿命を持つ。しかもこの紫外線は地上に設置するか、ヘリコプターや無人飛行機(ドローン等)に搭載した紫外線検出器により容易に検出できるので、がいし連中に紫外線を発生していない懸垂がいしがあれば、それを絶縁不良がいしとして容易に検出することができる。また微小放電の放電レベルを紫外線は発生するがラジオノイズを規格以下としておけば、周辺に電波障害を引き起こすこともない。

図面の簡単な説明

0016

第1の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図である。
突起の先端部の曲率半径Rと電界強度の関係を示すグラフである。
電圧とRIVレベルとの関係を示すグラフである。
従来の6個連の懸垂がいしに66kVの線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
本発明の6個連の懸垂がいしに66kVの線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
本発明の6個連の懸垂がいしに1つの絶縁不良がいしを挿入し、線路電圧を印加した場合の電界解析の結果を示す図である。
紫外線発生状態を示す模式図である。
送電線の点検状態を示す概念図である。
第2の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図である。
突起の形成位置の変更例を示す断面図である。
突起の形状を示す断面図である。

実施例

0017

以下に本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の第1の実施形態の課電表示機能付き懸垂がいしを示す正面図であり、1は磁器製の懸垂がいし本体、2は懸垂がいし本体1の頭部にセメントにより固定されたキャップ金具、3は懸垂がいし本体1の裏面にセメントにより固定されたピン金具である。周知のようにキャップ金具2の上部には連結用凹部4が形成されており、上側の懸垂がいしのピン金具3の先端をこの連結用凹部4に挿入して連結することにより、がいし連が構成される。

0018

図1に示されるように、第1の実施形態ではキャップ金具2の周囲に複数の突起5が設けられている。これらの突起5はキャップ金具2と一体に鋳造されている。

0019

がいし連が送電線路に設置され線路の定格電圧が印加されると突起5の先端には電界が集中する。その電界強度は突起5の先端部の曲率半径Rによって決定されるものであり、図2は6個連の懸垂がいし装置に66kVの線路電圧を印加した場合における、突起5の先端部の曲率半径Rと電界強度の関係を示すグラフである。

0020

本発明では突起5の先端部の曲率半径Rを電界強度が2kV/mm以上となるように調整することにより、微小放電を生じさせる。図2に示されるように、この場合の突起5の先端部の曲率半径Rは5〜11mmである。しかし定格電圧や連結個数によってこの値は変化する。

0021

この微小放電により空中の窒素ガスが紫外線を発生する。この窒素ガス放電の波長は240〜500nm近辺にあるが太陽光の紫外線領域以下の240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えた紫外線検出器を用いれば太陽光に影響されることなく、検出可能である。

0022

なお、突起5の先端部の電界強度が大きくなるとRIVレベル(ラジオノイズレベル)が規格値を超え、周辺住民に電波障害を招くおそれがある。図3縦軸をRIVレベル(dB)、横軸を電圧(kV)としたグラフである。定格電圧において突起5を設けることにより紫外線を検出することができる。この時のRIVレベルが11dB以下となりラジオノイズは規格値である34dB以下である。尚、可視コロナが発生するのはRIVレベルが50dB以上であり、電波障害が発生するのはRIVレベルが90dB以上である。このように、可視コロナや電波障害が発生しない微小放電であっても紫外線検出は可能である。

0023

以下に、従来型懸垂がいしと実施形態の懸垂がいしについての電界解析例を示す。
図4は突起のない従来の6個連の懸垂がいしに66kVの対地電圧を印加した場合であり、懸垂がいしの表面の電界強度はいずれも空気放電する2kV/mmより低く、紫外線を検出することはできない。

0024

図5は突起のある実施形態の懸垂がいしを用いた7個連の懸垂がいし装置に、66kVの対地電圧を印加した場合である。懸垂がいしは品番CA-500MYの6個連のがいしであり、図は課電側から1、2個目のがいしを示している。また突起の形状は図11の(a)に示すように、円柱の先端を半球状としたもので、先端の曲率半径Rは10mmである。突起部の電界強度は2.1 kV/mm、3.0 kV/mmとなり、微小放電が発生し、紫外線が発生することが確認された。ただこの場合においてもRIVレベルは28dB以下であり規格値34dB以下である。

0025

図6は突起のある実施形態の懸垂がいしを用いた7個連の懸垂がいし装置中に1個の絶縁不良がいしを挿入し、66kVの対地電圧を印加した場合である。図5と同様、懸垂がいしは品番CA-500MYの6個連のがいしであり、突起の形状は図5と同じく、円柱の先端を曲率半径Rが10mmの半球状としたものである。図6に示す3個のがいしは図7に示す7個連のがいしの課電側の3個に相当し、その3個の真ん中を絶縁不良がいしとした。健全がいしでは突起部の電界強度が最も高く、2.5 kV/mmとなり、微小放電が発生した。しかし絶縁不良がいしでは突起部の電界強度は0.9 kV/mmであり、空気放電するレベルより低くなっている。尚、この場合においてもRIVレベルは28dB以下であり規格値以下である。

0026

上記した電界解析の結果から明らかなように、本発明の課電表示機能付き懸垂がいしによりがいし連を構成し線路の定格電圧が印加されると、突起5の先端で微小放電が生じる。しかし絶縁不良がいしが混入しているとその絶縁不良がいしの分担電圧は低くなるから突起5の先端の電界強度も小さくなり、微小放電を生じない。このため図7に示したように、健全がいしでは紫外線が検出されるが絶縁不良がいしでは紫外線が検出されず、絶縁不良がいしを検出することができる。しかもこの微小放電は可視コロナや電波障害が発生するおそれのないレベルである。

0027

紫外線検出器は240〜280nmの波長のみを通すフィルタを備えたものとすることが好ましく、地上に設置して使用することができる。また図8に示すように、ヘリコプターや無人飛行機(ドローン等)10に搭載して使用することもできる。特に山岳地の送電線については、ヘリコプター11によりドローン10を操作しながら検出を行えば、作業が容易となる。

0028

以上に説明した第1の実施形態では、キャップ金具2に突起5を一体に成形した。しかし図9に示す第2の実施形態においては、突起5を備えたバンド金具6を作成し、キャップ金具2に後付けできるようにした。このバンド金具6もキャップ金具2と同様に溶融亜鉛メッキしておけば、数十年に亘る耐久性を確保することができる。バンド金具6はキャップ金具2に隙間なく嵌る円形形状とすることが好ましく、適宜の締結手段によってキャップ金具2に強固に取り付けておくことが更に好ましい。この構造とすれば、既設の懸垂がいしを課電表示機能付き懸垂がいしとすることが可能である。

0029

上記した突起5の位置は、何れの実施形態でもキャップ金具2の側面中央部であるが、この位置に限定されるものではない。例えば図10にAとして示すようにキャップ金具2の頭部としてもよく、Bとして示すようにキャップ金具2の上部としてもよく、Cとして示すようにキャップ金具2の下部としてもよい。

0030

なお、図10にDとして示すように、突起5をピン金具3に設けることもできる。しかしピン金具3のみに突起5を形成しても放電の検出が容易ではないので、キャップ金具2の突起5と組み合わせて用いるものとすることがさらに良い。

0031

突起5の先端部の形状は、図11の(a)に示す棒状突起のほか、(b)に示す針状突起とすることもできる。しかし何れの場合にも突起5の先端部の電界強度が2kV/mm以上であり、可視コロナや電波障害が発生しない範囲とすることが必要である。なお図11の(a)において、Rは曲率半径、hは突起の高さである。また、図11の(b)において、θは円錐角、hは突起の高さである。

0032

以上に説明したとおり、本発明によれば、鉄塔に登らなくても絶縁不良がいしを容易に発見することができる。

0033

1懸垂がいし本体
2キャップ金具
3ピン金具
4連結用凹部
5突起
6 バンド金具

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