(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2019163050
(43)【国際公開日】20190829
【発行日】20200227
(54)【発明の名称】送配電設備点検システム
(51)【国際特許分類】
   G01B 11/02 20060101AFI20200131BHJP
   G01B 11/00 20060101ALI20200131BHJP
   G01L 5/10 20200101ALI20200131BHJP
   G01C 15/00 20060101ALI20200131BHJP
   G01C 11/06 20060101ALI20200131BHJP
【FI】
   !G01B11/02 Z
   !G01B11/00 Z
   !G01B11/02 H
   !G01L5/10 Z
   !G01C15/00 104Z
   !G01C11/06
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
【出願番号】2018533268
(21)【国際出願番号】JP2018006422
(22)【国際出願日】20180222
(11)【特許番号】6428973
(45)【特許公報発行日】20181128
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
【住所又は居所】広島県広島市中区小町4番33号
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】益永 喜則
【住所又は居所】広島県広島市中区小町4番33号 中国電力株式会社内
【テーマコード(参考)】
2F051
2F065
【Fターム(参考)】
2F051AB03
2F065AA04
2F065AA22
2F065AA24
2F065AA37
2F065AA39
2F065FF31
2F065GG04
2F065QQ23
2F065QQ24
2F065QQ25
2F065QQ42
2F065RR08
(57)【要約】
電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムである。飛行体は、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、測定点から対象となる支持柱と送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備える。処理装置は、測定部により測定された第1距離と第2距離とに基づいて、地際点から固定点までの距離を算出する第1算出部と、第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムであって、
前記飛行体は、
所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、
前記測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、前記測定点から前記対象となる支持柱と前記送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備え、
前記処理装置は、
前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記地際点から前記固定点までの距離を算出する第1算出部と、
前記第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える、
送配電設備点検システム。
【請求項2】
前記処理装置は、前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記対象となる支持柱の傾きを算出する第2算出部を備え、
前記判定部は、前記第2算出部により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する、
請求項1に記載の送配電設備点検システム。
【請求項3】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる第1電線張力と、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する他方の支持柱との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部を備え、
前記判定部は、前記第3算出部により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1または2に記載の送配電設備点検システム。
【請求項4】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる電線張力を算出する第4算出部を備え、
前記判定部は、前記第4算出部により算出された電線張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1または2に記載の送配電設備点検システム。
【請求項5】
前記飛行体は、点検対象を撮像する撮像部を備え、
前記処理装置は、同じ測定点において、前記撮像部により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部を備え、
前記判定部は、前記差分検出部により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の送配電設備点検システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送配電設備を点検する送配電設備点検システムに関する。
【背景技術】
【0002】
架空送配電線への接近樹木の点検、敷地の点検、線下地状況の点検および鉄塔の点検などを無人飛行体を用いて行うことが知られている(例えば、特許文献1)。また、送配電線を支持する支持柱は、支持柱自体の重量、送配電線の重量や張力、支持柱に付着する氷雪の重量などにより、垂直方向に荷重が加わり、沈み込んだり、または、浮き上がったりすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−265699号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の送配電設備を点検するシステムでは、このような支持柱の沈み込みや浮き上がりが考慮されていない。
【0005】
本発明では、支持柱の沈み込みや浮き上がりを含めた送配電設備の点検を行うことができる送配電設備点検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】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の送配電設備点検システムは、電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムであって、前記飛行体は、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、前記測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、前記測定点から前記対象となる支持柱と前記送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備え、前記処理装置は、前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記地際点から前記固定点までの距離を算出する第1算出部と、前記第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える。
【0007】
前記処理装置は、前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記対象となる支持柱の傾きを算出する第2算出部を備え、前記判定部は、前記第2算出部により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定することが好ましい。
【0008】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる第1電線張力と、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する他方の支持柱との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部を備え、前記判定部は、前記第3算出部により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。
【0009】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる電線張力を算出する第4算出部を備え、前記判定部は、前記第4算出部により算出された電線張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。
【0010】
前記飛行体は、点検対象を撮像する撮像部を備え、前記処理装置は、同じ測定点において、前記撮像部により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部を備え、前記判定部は、前記差分検出部により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定することが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、支持柱の沈み込みや浮き上がりを含めた送配電設備の点検を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、飛行体により送配電設備の周辺を飛行しつつ測定を行い、処理装置により測定結果を処理することを示す概念図である。
【図2】図2は、飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムの構成を示す図である。
【図3】図3は、測定部により測定点から第1距離と第2距離とを測定するときの説明に供する図である。
【図4】図4は、支持柱の間にかかっている電線の水平方向にかかる電線張力についての説明に供する図である。
【図5】図5は、第1電線張力と、第2電線張力と、風圧荷重との和を算出する手順についての説明に供する図である。
【図6】図6は、第1電線張力TLと、風圧荷重との和を算出する手順についての説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
水力を利用して電気を発電する水力発電システムでは、取水ダムまたは水槽に設置した取水ゲート等の動力電源を供給するため、発電所または一般配電線から分岐して、取水ダムまたは水槽まで電線が延線されている。この電線は、えん堤線または水槽線などと称される。
【0014】
えん堤線は、発電所から取水ダムまでの数キロメートルに及んで敷設されることがある。えん堤線は、例えば、半年に1回の頻度で作業員により巡視され、異常の有無が点検され、また、6年に1回の頻度で外観の定期点検が実施される。
【0015】
えん堤線は、発電所から取水ダムまでを最短距離で結ぶように敷設される。えん堤線は、例えば、山麓沿いの車道または林道に敷設されたり、樹木などを伐採して森林の中に敷設される。
【0016】
作業者は、えん堤線に沿って移動しながら送配電設備の巡視を行うため、労力および時間がかかる。また、前回巡回したときに送配電設備を撮影した写真などの情報があればよいが、このような情報がない場合、作業者は、前回の記憶に基づいて点検することになり、送配電設備のわずかな変化を把握し、送配電設備に異常が生じることを予測することは困難である。
【0017】
また、目視による巡視では、送配電設備が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することはできず、改めて送配電設備を停電させて測量等の調査を行う必要がある。
【0018】
本発明では、作業員の負担を軽減しつつ、送配電設備の点検を行い、送配電設備が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することを目的とする。
【0019】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、飛行体10により送配電設備100の周辺を飛行しつつ測定を行い、処理装置20により測定結果を処理することを示す概念図である。
【0020】
送配電設備100は、発電所により発電された電気を送配電する送配電線(以下、電線という。)101と、所定間隔で設置され、電線101を支持する複数の支持柱102とにより構成される。電線101は、三相交流の場合、3本の単位で構成され、単相交流の場合、2本の単位で構成される。支持柱102は、鉄塔または電柱などである。
【0021】
飛行体10は、飛行経路に含まれている飛行ルートRに基づいて飛行しながら送配電設備100の周辺を飛行する。また、飛行体10は、飛行ルートRに含まれている所定の測定点において、測定点から支持柱102までの距離などを測定する。処理装置20は、飛行体10によって測定された結果に基づいて、送配電設備100の点検を行う。
【0022】
図2は、飛行体10と処理装置20とを備える送配電設備点検システム1の構成を示す図である。飛行体10には、制御部11と、記憶部12と、姿勢センサ13と、測位部14と、測定部15と、撮像部16と、通信部17と、が搭載されている。
【0023】
飛行体10は、飛行および空中静止(ホバリング)が可能に構成された無人航空機(UAV、Unmanned Air Vehicle)、ドローン、マルチコプタ等であり、制御部11の制御によって、所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行する。なお、飛行経路は、例えば、飛行プログラムにより実現される。
【0024】
制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置である。
【0025】
記憶部12は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリーその他の記憶装置のうち少なくとも1つであり、制御部11によって読み出される各種のデータを記憶する。記憶部12には、飛行プログラムが保存されている。
【0026】
飛行プログラムには、少なくとも、飛行体10が飛行する経路である飛行ルートと、支持柱102を測定する箇所である測定点と、測定点において空中静止する時間情報などが含まれている。飛行ルートおよび測定点は、座標情報により構成されている。座標情報は、例えば、緯度と経度とにより構成されている。測定点は、飛行ルート上に複数個所指定されている。
【0027】
姿勢センサ13は、飛行体10の角度(姿勢)、加速度、角速度または角加速度を検出する計測器である。姿勢センサ13は、例えば、ジャイロセンサまたは加速度センサなどにより実現される。制御部11は、姿勢センサ13により検出されたデータに基づいて、飛行時や空中静止時などの飛行体10の姿勢制御を行う。
【0028】
測位部14は、複数個の衛星から発射された時刻信号を受信し、飛行体10の地球上の位置を測位する機器である。測位部14は、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機により実現される。制御部11は、測位部14により測位した位置に基づいて、飛行ルートに沿って飛行体10を飛行させたり、測定点において飛行体10を空中静止させたりする。
【0029】
測定部15は、測定点から対象となる支持柱102と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、測定点から対象となる支持柱102と電線101とを固定する固定点までの第2距離とを測定する。
【0030】
測定部15は、測定対象となる支持柱102にレーザを照射し、支持柱102に当たって戻ってくるまでの時間を測定し、その測定結果から距離を算定する機器である。
【0031】
ここで、測定部15の動作について、図3を用いて説明する。図3は、飛行体10に搭載されている測定部15により測定点P1から第1距離D1と第2距離D2とを測定する説明に供する図である。以下では、飛行体10は、測定点P1に空中静止しているものとする。測定点P1は、支持柱102aと支持柱102bの中間位置とするが、中間位置に限られない。また、測定点P1の座標位置と、測定部15の座標位置とは同じであるとする。
【0032】
また、記憶部12には、測定部15の動作を制御するための測定プログラムが保存されているものとする。測定プログラムには、測定対象となる支持柱の座標情報が測定点の座標情報に関連付けられて記述されている。例えば、測定点P1の座標情報には、支持柱102aの座標情報と支持柱102bの座標情報とが関連付けられている。
【0033】
制御部11は、飛行体10を測定点P1で空中静止したときに、測定プログラムを読み込んで、支持柱102aの座標情報と支持柱102bの座標情報とを取得する。
【0034】
測定部15は、制御部11により取得された支持柱102aの座標情報に基づいて、支持柱102aにレーザを照射する。測定部15は、測定点P1から支持柱102aと基礎地盤Gとの境目である地際点P2までの第1距離Lを測定する。また、測定部15は、測定点P1から支持柱102aと電線101とを固定する固定点P3までの第2距離Lを測定する。測定部15は、測定点P1の水平方向Hに対して地際点P2に対して照射したレーザの角度θと、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P3に対して照射したレーザの角度θとを測定する。
【0035】
同様に、測定部15は、制御部11により取得された支持柱102bの座標情報に基づいて、支持柱102bにレーザを照射する。測定部15は、測定点P1から支持柱102bと基礎地盤Gとの境目である地際点P4までの第1距離Lを測定する。また、測定部15は、測定点P1から支持柱102bと電線101とを固定する固定点P5までの第2距離Lを測定する。測定部15は、測定点P1の水平方向Hに対して地際点P4に対して照射したレーザの角度θと、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P5に対して照射したレーザの角度θとを測定する。
【0036】
測定部15は、測定した第1距離L,Lと、第2距離L,Lと、レーザの角度θ,θ,θ,θを記憶部12に保存する。なお、測定部15は、第1距離L,Lと、第2距離L,Lと、レーザの角度θ,θ,θ,θとを通信部17を介して処理装置20に送信する構成でもよい。
【0037】
処理装置20は、第1算出部21と、判定部22と、通信部23とを備える。通信部23と通信部17とは、無線または有線により接続され、飛行体10で得られた情報が処理装置20に送信される。
【0038】
第1算出部21は、通信部23を介して測定部15により測定された第1距離と第2距離とを取得し、取得した第1距離と第2距離とに基づいて、地際点から固定点までの距離を算出する。
【0039】
図3に示す例では、第1算出部21は、第1距離L,Lと、第2距離L,Lと、レーザの角度θ,θ,θ,θとを取得する。
【0040】
第1算出部21は、レーザの角度θとレーザの角度θとの差分から第1距離Lと第2距離Lとの角度θを算出する。第1算出部21は、第1距離Lと第2距離Lと角度θとに基づいて、(1)式により、支持柱102aの地際点P2から固定点P3までの距離Lを算出する。
=√(L+L−2L×L×cosθ) ・・・(1)
【0041】
また、第1算出部21は、レーザの角度θとレーザの角度θとの差分から第1距離Lと第2距離Lとの角度θを算出する。第1算出部21は、第1距離Lと第2距離Lと角度θとに基づいて、(2)式により、支持柱102bの地際点P4から固定点P5までの距離Lを算出する。
=√(L+L−2L×L×cosθ) ・・・(2)
【0042】
判定部22は、第1算出部21により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する。基準値とは、例えば、前回の点検において第1算出部21により算出された距離、過去n回の点検において第1算出部21により算出された複数の距離の平均値、または支持柱102の設置時の距離などである。所定の差分とは、例えば、1cm,2cmなどの定数である。また、判定部22は、第1算出部21により算出された距離が基準値からn%以上離れている場合には、差分が所定の差分を超えていると判断してもよい。
【0043】
よって、送配電設備点検システム1は、飛行ルートに基づいて飛行体10を飛行させ、処理装置20により測定部15により測定した結果に基づいて支持柱102の地際点から固定点までの距離を算出し、この距離と基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102がどの程度沈み込んでいるのか、または、支持柱102がどの程度浮き上がっているのかを点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
【0044】
また、処理装置20は、測定部15により測定された第1距離と第2距離とに基づいて、対象となる支持柱102の傾きを算出する第2算出部24を備える構成でもよい。
【0045】
図3に示す例では、第2算出部24は、測定部15により測定された第1距離Lと、第2距離Lと、第1算出部21により算出された支持柱102aの地際点P2から固定点P3までの距離Lとに基づいて、(3)式により、支持柱102aの傾きを算出する。第2算出部24は、傾きを角度θとして算出する。
cosθ=(L+L−L)/(2×L×L) ・・・(3)
【0046】
同様に、第2算出部24は、測定部15により測定された第1距離Lと、第2距離Lと、第1算出部21により算出された支持柱102bの地際点P4から固定点P5までの距離Lとに基づいて、(4)式により、支持柱102bの傾きを算出する。第2算出部24は、傾きを角度θとして算出する。
cosθ=(L+L−L)/(2×L×L) ・・・(4)
【0047】
判定部22は、第2算出部24により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する。基準値とは、例えば、前回の点検において第2算出部24により算出された傾き、過去n回の点検において第2算出部24により算出された複数の傾きの平均値、または支持柱102の設置時の傾きなどである。所定の差分とは、例えば、5度,10度などの定数である。また、判定部22は、第2算出部24により算出された傾きが基準値からn%以上離れている場合には、差分が所定の差分を超えていると判断してもよい。
【0048】
よって、送配電設備点検システム1は、飛行ルートに基づいて飛行体10を飛行させ、処理装置20により測定部15により測定した結果に基づいて支持柱102の傾きを算出し、この傾きと基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102がどの程度傾いているのかを点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
【0049】
また、処理装置20は、測定部15により測定された結果に基づいて、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する一方の支持柱102との間にかかる第1電線張力と、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する他方の支持柱102との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部25を備える構成でもよい。
【0050】
ここで、第3算出部25の動作について図4を用いて説明する。図4は、支持柱102aと支持柱102bとの間にかかっている電線101の水平方向にかかる電線張力Tについての説明に供する図である。
【0051】
支持柱102は、必要な設計荷重に応じて品種が選定され、設置する地面の条件に応じて敷設される。設計荷重は、電線にかかる電線張力(ベクトル)と、風により電線と支持柱とにかかる風圧荷重(ベクトル)との和(ベクトルの和)により求めることができる。以下では、設計荷重は、電線101の断線を考慮せず、常時想定荷重以下である場合について説明する。
【0052】
電線101は、弛みなくぴんと張ってしまうと張力が大きくなり、雨または風に対する耐久性が低くなったり、地震などの振動により支持柱102の強度が低くなるため、弛みを持たせてある。
【0053】
支持柱102aと支持柱102bとの間にかかっている電線101の長さLは、電線101の弛みDと、支持柱102aと支持柱102bとの間の距離である径間Sとに基づいて、(5)式により算出することができる。
L=S+8D/3S ・・・(5)
【0054】
ここで、電線101の長さLは既知であるとする。また、径間Sは、測定部15により測定された測定点P1から固定点P3までの第2距離Lと、測定点P1の水平方向Hに対して固定点P3に対して照射したレーザの角度θとに基づいて、(6)式により算出することができる。
S=2×L×cosθ ・・・(6)
【0055】
よって、(5)式を展開して、(7)式により、電線101の弛みDを算出することができる。
D=√((3S(L−S))/8) ・・・(7)
【0056】
なお、測定部15は、測定点P1の直下の電線101にレーザを照射し、電線101に当たって戻ってくるまでの時間を測定し、その測定結果から電線101の弛みDを求めてもよい。
【0057】
また、電線101の水平方向にかかる電線張力Tは、電線101の弛みDと、単位長さあたりの電線101の荷重Wと、径間Sとに基づいて、(8)式により算出することができる。なお、単位長さあたりの電線101の荷重Wは、既知であるとする。
T=WS/8D ・・・(8)
【0058】
図5は、支持柱102a,102b,102cの平面図であり、第1電線張力TL(ベクトル)と、第2電線張力TR(ベクトル)と、風圧荷重Ww(ベクトル)との和W1(ベクトル和)を算出する手順についての説明に供する図である。なお、風圧荷重Wwは、電線101にかかる風圧荷重(ベクトル)と、支持柱102にかかる風圧荷重(ベクトル)との合成ベクトルを意味している。
【0059】
第3算出部25は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する一方の支持柱102bとの間にかかる第1電線張力TLを算出する。また、第3算出部25は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する他方の支持柱102cとの間にかかる第2電線張力TRとを算出する。
【0060】
判定部22は、第3算出部25により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、対象となる支持柱102にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する。所定値とは、支持柱102の種類ごとに定められている設計荷重である。支持柱102は、例えば、それぞれ固有の「呼び名」により寸法、体積、重量、設計荷重などが規定されている。
【0061】
風圧荷重Ww(ベクトル)は、単位面積あたりの風圧荷重αと、第1電線張力TL(ベクトル)と、第2電線張力TR(ベクトル)と、電線101の径dと、電線101の本数nとに基づいて、(9)式により算出することができる。
Ww=(TL+TR)×d×n×α ・・・(9)
【0062】
なお、電線101の径dは、着雪を考慮しないものとする。また、電線101の本数nは、三相交流の場合には「3」であり、単相交流の場合には「2」である。また、(9)式では、電線101の水平角を考慮していない。
【0063】
図5に示す例では、判定部22は、第1電線張力TL(ベクトル)と第2電線張力TR(ベクトル)との合成張力T0(ベクトル)を算出し、合成張力T0(ベクトル)と風圧荷重Ww(ベクトル)との和W1(ベクトル和)を算出し、算出した和W1(ベクトル和)が所定値を超えているかどうかを判定する。
【0064】
よって、送配電設備点検システム1は、支持柱102が常時想定荷重以下である設計荷重を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
【0065】
なお、上述では、支持柱102a,102b,102cは、一直線状に敷設されている場合を想定して説明したが、送配電設備点検システム1は、一直線状に敷設されていない場合でも適用することができる。
【0066】
また、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていない場合、一直線状に敷設されている場合に比べて、第1電線張力TL(ベクトル)の向きと第2電線張力TR(ベクトル)の向きとが異なることが予想される。
【0067】
判定部22は、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていない場合には、例えば、第1電線張力TL(ベクトル)と第2電線張力TR(ベクトル)との合成張力T0(ベクトル)を算出するときに、支持柱102a,102b,102cの敷設形態に応じた補正値を加算または乗算する処理を行う。
【0068】
判定部22は、例えば、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されているかどうかを判定する。支持柱102a,102b,102cの敷設形態は、既知であってもよいし、撮像部16により撮像した画像から判定してもよい。
【0069】
判定部22は、支持柱102a,102b,102cが一直線状に敷設されていないと判定した場合、支持柱102aおよび支持柱102bと、支持柱102aおよび102cとの角度を算出し、算出した角度に応じた補正値を用いて合成張力T0(ベクトル)を算出する。
【0070】
また、処理装置20は、測定部15により測定された結果に基づいて、対象となる支持柱102と、当該対象となる支持柱102に隣接する一方の支持柱102との間にかかる電線張力を算出する第4算出部26を備える構成でもよい。以下では、設計荷重は、電線101の断線を考慮し、非常時想定荷重以下である場合について説明する。
【0071】
図6は、支持柱102a,102bの平面図であり、第1電線張力TL(ベクトル)と、風圧荷重Ww(ベクトル)との和W2(ベクトル和)を算出する手順についての説明に供する図である。なお、図6では、支持柱102aと支持柱102cとの間の電線101が断線した場合を想定している。また、風圧荷重Wwは、電線101にかかる風圧荷重(ベクトル)と、支持柱102にかかる風圧荷重(ベクトル)との合成ベクトルを意味している。
【0072】
第4算出部26は、(8)式に基づいて、対象となる支持柱102aと、支持柱102aに隣接する一方の支持柱102bとの間にかかる第1電線張力TLを算出する。
【0073】
判定部22は、第4算出部26により算出された第1電線張力TLと、対象となる支持柱102aにかかる風圧荷重Wwとの和W2が所定値を超えているかどうかを判定する。所定値とは、支持柱102の種類ごとに定められている設計荷重である。
【0074】
よって、送配電設備点検システム1は、支持柱102が非常時想定荷重以下である設計荷重を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
【0075】
また、処理装置20は、同じ測定点において、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部27を備える構成でもよい。
【0076】
ここで、撮像部16により支持柱102を撮像する動作について説明する。なお、記憶部12には、撮像部16の動作を制御するための撮像プログラムが保存されているものとする。撮像プログラムには、撮像する座標と方向の情報が記述されている。
【0077】
例えば、制御部11は、飛行体10が図3に示すように、支持柱102aと支持柱102bの中間位置の測定点P1で空中静止したとき、撮像プログラムを読み込んで、撮像する座標と方向の情報を取得する。制御部11は、撮像する座標の位置に飛行体10を移動し、撮像部16を撮像する方向に向ける。制御部11は、撮像部16により撮像を行うように制御する。
【0078】
撮像部16は、制御部11による制御にしたがって、撮像を行う。例えば、撮像部16は、一つの測定点において、5つの場所を撮影する。撮像部16は、測定点P1の位置から支持柱102aの固定点P3の方向に向かって撮像し、得られた画像Pic1を記憶部12に保存する。撮像部16は、測定点P1の位置から支持柱102bの固定点P5の方向に向かって撮像し、得られた画像Pic2を記憶部12に保存する。撮像部16は、測定点P1の直下に向かって撮像し、得られた画像Pic3を記憶部12に保存する。撮像部16は、支持柱102aの上空から直下に向かって撮像し、得られた画像Pic4を記憶部12に保存する。撮像部16は、支持柱102bの上空から直下に向かって撮像し、得られた画像Pic5を記憶部12に保存する。記憶部12は、画像Pic1,Pic2,Pic3,Pic4,Pic5を測定点P1に関連付けて記憶する。
【0079】
差分検出部27は、記憶部12から画像を読み出して、同じ測定点において、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する。差分検出部27は、例えば、前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を画素数で検出する。
【0080】
判定部22は、差分検出部27により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定する。判定部22は、例えば、差分検出部27により検出された差分の画素数が所定値(例えば、100画素)を超えているかどうかを判定する。
【0081】
よって、送配電設備点検システム1は、撮像部16により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出し、この差分が所定値を超えているかどうかを判定するので、作業者の負担を軽減しつつ、支持柱102にかかっている荷重を点検することができる。作業員は、送配電設備100の挙動を把握することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。例えば、作業者は、送配電設備点検システム1による結果に基づいて、支持柱102が設置時に想定した強度に耐えうる状態か否かを判断することができる。
【0082】
また、判定部22は、支持柱102の沈み込みや浮き上がりの程度と、支持柱102の傾きの程度と、設計荷重の程度との二つ以上を総合的に判断して、警告を発する構成でもよい。例えば、判定部22は、支持柱102の沈み込みの程度に応じて点数を付け、また、支持柱102の傾きの程度に応じて点数を付け、点数の合計が所定の値を超えていれば、警告を発する。このような構成によれば、送配電設備点検システム1は、支持柱102の地際点から固定点までの距離を算出し、この距離と基準値とを比較し、差分が所定の差分を超えていなくても、支持柱102の傾きの程度により、警告を発することができ、送配電設備100に異常が発生する前兆を把握することができる。
【0083】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【0084】
1 送配電設備点検システム
10 飛行体
11 制御部
12 記憶部
13 姿勢センサ
14 測位部
15 測定部
16 撮像部
17 通信部
20 処理装置
21 第1算出部
22 判定部
23 通信部
24 第2算出部
25 第3算出部
26 第4算出部
27 差分検出部
100 送配電設備
101 送配電線(電線)
102,102a,102b,102c 支持柱
G 基礎地盤
H 水平方向
P1 測定点
P2,P4 地際点
P3,P5 固定点
R 飛行ルート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】

【手続補正書】
【提出日】20180802
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気を送配電する送配電線と、所定間隔で設置され、前記送配電線を支持する複数の支持柱とにより構成される送配電設備を点検する飛行体と処理装置とを備える送配電設備点検システムであって、
前記飛行体は、
所定の測定点を含む飛行経路にしたがって飛行し、
前記測定点から対象となる支持柱と基礎地盤との境目である地際点までの第1距離と、前記測定点から前記対象となる支持柱と前記送配電線とを固定する固定点までの第2距離とを測定する測定部を備え、
前記処理装置は、
前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記地際点から前記固定点までの距離を算出する第1算出部と、
前記測定部により測定された前記第1距離と前記第2距離とに基づいて、前記対象となる支持柱の傾きを算出する第2算出部と、
前記第1算出部により算出された距離を基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定し、前記第2算出部により算出された傾きを基準値と比較して、その差分が所定の差分を超えているかどうかを判定する判定部とを備える、
送配電設備点検システム。
【請求項2】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる第1電線張力と、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する他方の支持柱との間にかかる第2電線張力とを算出する第3算出部を備え、
前記判定部は、前記第3算出部により算出された第1電線張力と第2電線張力との合成張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1に記載の送配電設備点検システム。
【請求項3】
前記処理装置は、前記測定部により測定された結果に基づいて、前記対象となる支持柱と、当該対象となる支持柱に隣接する一方の支持柱との間にかかる電線張力を算出する第4算出部を備え、
前記判定部は、前記第4算出部により算出された電線張力と、前記対象となる支持柱にかかる風圧荷重との和が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1に記載の送配電設備点検システム。
【請求項4】
前記飛行体は、点検対象を撮像する撮像部を備え、
前記処理装置は、同じ測定点において、前記撮像部により前回撮像された画像と今回撮像された画像との差分を検出する差分検出部を備え、
前記判定部は、前記差分検出部により検出された差分が所定値を超えているかどうかを判定する、
請求項1からのいずれか一項に記載の送配電設備点検システム。
【国際調査報告】