特許 7540194 気中開閉器の浸水判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】気中開閉器の浸水判定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/04 20060101AFI20240820BHJP

   G01M 3/02 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

G01M3/04 P

G01M3/02 M

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020086984

(22)【出願日】2020-05-18

(65)【公開番号】P2021181910

(43)【公開日】2021-11-25

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大原 久征

【審査官】福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０３８８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４２８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１１３６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１６８８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２３７８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１９２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０７３３７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／１４７８３１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ３／００～３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱上に設置された気中開閉器の内部における浸水の有無を判定する気中開閉器の浸水判定装置であって、
前記気中開閉器の筐体に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを判定するためのレーザーを照射するレーザー照射器と、
前記レーザー照射器の照射開始を契機として計時を行うタイマーを含み、前記タイマーの計時時間が第１時間以内であるときに前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が第１温度を超過した場合、前記気中開閉器の内部は浸水していないものと判定し、前記タイマーの計時時間が前記第１時間よりも長い第２時間を経過しても前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が前記第１温度よりも低い第２温度を超過しない場合、前記気中開閉器の内部は浸水しているものと判定し、前記タイマーの計時時間が第１時間を経過したときに前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が第１温度を超過せず、前記タイマーの計時時間が前記第２時間を経過したときに前記レーザーの照射位置の温度が前記第２温度を超過した場合、前記気中開閉器の内部が浸水しているかどうかの判定を行わずに判定動作を終了する判定装置と、
前記筐体に対する前記レーザーの照射位置がずれた場合、前記レーザー照射器からの前記レーザーの出射を停止させる停止装置と、
を備えたことを特徴とする気中開閉器の浸水判定装置。

【請求項2】

前記停止装置は、前記レーザー照射器と一体的に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の気中開閉器の浸水判定装置。

【請求項3】

前記停止装置は、前記レーザー照射器を支持する脚部に対して、前記レーザー照射器とともに一体的に設けられる
ことを特徴とする請求項２に記載の気中開閉器の浸水判定装置。

【請求項4】

前記停止装置は、前記筐体に対する前記レーザーの照射位置のずれを検出するために、加速度センサおよび傾斜センサの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の気中開閉器の浸水判定装置。

【請求項5】

前記停止装置は、前記加速度センサおよび前記傾斜センサを含み、前記加速度センサおよび前記傾斜センサの少なくとも何れか一方が前記筐体に対する前記レーザーの照射位置のずれを検出したときに、前記レーザー照射器からの前記レーザーの出射を停止させる
ことを特徴とする請求項４に記載の気中開閉器の浸水判定装置。

【請求項6】

前記レーザーは、ファイバーレーザーである
ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の気中開閉器の浸水判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気中開閉器の浸水判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、配電線路における電気の流れを変更させたり、停電工事の際に停電区間を構築したりするために、配電線路には、この配電線路を気中で接続または遮断する気中開閉器（例えば高圧気中開閉器）が施設されている。

【0003】

気中開閉器は、気中開閉器内部における充電部等の部品が気中開閉器外部に生じる要因（風雨、湿気、紫外線等）の影響を受けないように、気密性をもって構成されている。しかし、経年劣化により、気中開閉器に使用されているパッキン等に亀裂が生じると、雨水がパッキンを通して気中開閉器の内部に侵入することがある。雨水が気中開閉器の内部に一旦侵入してしまうと、気中開閉器内部の充電部が雨水と接触することによって短絡が発生し、配電線路の停電事故につながる虞がある。このような停電事故が発生しないように、気中開閉器の内部が浸水していないかどうかを定期的に確認することが望ましいが、気中開閉器は金属の筐体で充電部を覆う構造であるため、気中開閉器の内部の様子を外部から確認することは容易ではない。

【0004】

そこで、気中開閉器の内部への浸水の有無を確認する装置として、例えば、特許文献１に記載されているような浸水判定装置が提案されている。

【0005】

特許文献１の浸水判定装置は、ヒータ及び温度センサが露出している面を開閉器の底面に当接させた状態で、開閉器の底面をヒータで加熱したときの底面の温度を温度センサで検出し、熱伝導率の原理を利用して温度検出結果から開閉器内部の浸水の有無を判定する装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－８９８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１の装置を用いて開閉器内部の浸水の有無を判定する場合、作業者が高所作業車に上り、ヤットコ等の工具を使って浸水判定装置を開閉器の底面に固定しなければならず、更に、開閉器内部の浸水の有無を判定するためには少なくとも数分程度の温度検出結果が必要となる。このように、１台の開閉器の浸水の有無を点検するために、膨大な労力と時間を要することとなり、効率的な点検作業とは言えない。

【0008】

そこで、本発明は、作業者が地上にいながら、気中開閉器の筐体にレーザーを照射することによってこの筐体の温度を非接触で検出し、気中開閉器の内部が浸水しているか否かを遠隔で容易に判定することが可能な浸水判定装置を提供することを目的とする。また、気中開閉器にレーザーを照射している際に、例えば作業者がレーザー照射器に接触することによって、レーザー照射器の設置位置がずれたり、或いは、レーザー照射器が転倒したりしてしまい、筐体に対するレーザーの実際の照射位置が本来照射すべき位置とは異なることとなってしまった場合、レーザー照射器からのレーザーの出射を停止させて、レーザーによる人的被害（例えばレーザーが目に照射されることによる失明）を防止することが可能な浸水判定装置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】

前述した課題を解決する主たる本発明は、柱上に設置された気中開閉器の内部における浸水の有無を判定する気中開閉器の浸水判定装置であって、前記気中開閉器の筐体に対して、前記気中開閉器の内部が浸水しているか否かを判定するためのレーザーを照射するレーザー照射器と、前記レーザー照射器の照射開始を契機として計時を行うタイマーを含み、前記タイマーの計時時間が第１時間以内であるときに前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が第１温度を超過した場合、前記気中開閉器の内部は浸水していないものと判定し、前記タイマーの計時時間が前記第１時間よりも長い第２時間を経過しても前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が前記第１温度よりも低い第２温度を超過しない場合、前記気中開閉器の内部は浸水しているものと判定し、前記タイマーの計時時間が第１時間を経過したときに前記筐体における前記レーザーの照射位置の温度が第１温度を超過せず、前記タイマーの計時時間が前記第２時間を経過したときに前記レーザーの照射位置の温度が前記第２温度を超過した場合、前記気中開閉器の内部が浸水しているかどうかの判定を行わずに判定動作を終了する判定装置と、前記筐体に対する前記レーザーの照射位置がずれた場合、前記レーザー照射器からの前記レーザーの出射を停止させる停止装置と、を備える。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、作業者が地上にいながら、気中開閉器の筐体にレーザーを照射することによってこの筐体の温度を非接触で検出し、気中開閉器の内部が浸水しているか否かを遠隔で容易に判定することが可能となる。更に、気中開閉器にレーザーを照射している際に、筐体に対するレーザーの実際の照射位置が本来照射すべき位置とは異なることとなった場合であっても、レーザー照射器からのレーザーの出射を停止させて、レーザーによる人的被害（例えばレーザーが目に照射されることによる失明）を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る気中開閉器の浸水の有無の判定方法を説明するための概略図である。

【図2】本実施形態に係る浸水判定装置に用いられるレーザー照射器の機能の一例を示す図である。

【図3】本実施形態に係る浸水判定装置に用いられるレーザー照射器を固定する脚部の一例を示す斜視図である。

【図4】本実施形態に係る浸水判定装置に用いられる判定装置の機能の一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係る浸水判定装置に用いられる停止装置の機能の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

【0013】

＝＝＝気中開閉器の浸水の有無の判定方法＝＝＝
図１は、本実施形態に係る気中開閉器における浸水の有無を判定する方法を説明するための概略図である。

【0014】

図１において、気中開閉器１００は、電柱２００の高位置（例えば地上から約１０ｍの位置）に設置され、例えば、配電線路２１０における電気の流れを変更させたり、停電工事の際に停電区間を構築したりするために、配電線路２１０を気中で接続または遮断する電力機器である。例えば、気中開閉器１００が高圧気中開閉器である場合、高圧気中開閉器は、配電線路２１０上における電力会社と需要家との責任分界点の位置を接続又は遮断することができるように設置されている。

【0015】

気中開閉器１００は、上流側（例えば電力会社側）の配電線路２１０と、下流側（例えば需要家側）の配電線路２１０と、を接続または遮断するための充電部１１０を有している。この充電部１１０は、気中開閉器１００の外部要因（風雨、湿気、紫外線等）の影響を受けて劣化することがないように、気中開閉器１００を構成する金属製の筐体１２０の内部に密閉された状態で収容されている。しかし、気中開閉器１００内部の気密性を確保するために使用されているパッキン（不図示）は、気中開閉器１００から露出している場合が多く、そのため、上記外部要因の影響を受けて経年劣化してしまう。パッキンの劣化が一定以上に進むと、気中開閉器１００の気密性を確保することができなくなり、雨や湿気等がパッキンを通して気中開閉器１００の内部に侵入してしまう。このようにして、気中開閉器１００が浸水してしまうと、水が筐体１２０内の底部に溜まり、筐体１２０内に収容されている充電部１１０と接触して短絡事故を引き起こす虞があるため、定期的な点検作業が必要となる。

【0016】

気中開閉器１００を構成する筐体１２０は金属製であることから、気中開閉器１００が浸水しているか否かを外部から目視で判断することは困難である。そこで、上記の点検作業として、作業者が気中開閉器１００の設置場所まで上って、特許文献１に示すような浸水判定装置を気中開閉器１００に取り付けるといった大変な作業を強いられているのが現状である。

【0017】

本実施形態では、作業者が地上にいながら、気中開閉器１００が浸水しているか否かを非接触でなおかつ比較的短時間で容易に判定する装置を提供するものである。また、本実施形態では、気中開閉器１００が浸水しているか否かを判定するために、後述するレーザー照射器３００を用いている。そこで、レーザー照射器３００によるレーザーの照射方向が気中開閉器１００の底面１３０の所定位置に向かう方向からずれた場合、レーザー照射器からのレーザーの出射を停止させて、レーザーによる人的被害（例えばレーザーが目に照射されることによる失明）を防止する装置を提供するものでもある。

【0018】

本実施形態では、この装置を実現するための手段として、レーザー照射器３００、判定装置４００、停止装置５００を用いる。

【0019】

レーザー照射器３００は、気中開閉器１００の外側の底面１３０に対して、気中開閉器１００が浸水しているか否かを判定するためのレーザーを照射するものである。レーザー照射器３００は、レーザーの出射口３３０が気中開閉器１００の外側の底面１３０の方向を向くように、地上に設置される。尚、本実施形態では、このレーザーの一例としてファイバーレーザーを用いることとし、レーザー照射器３００の具体的な説明については後述する。

【0020】

判定装置４００は、ファイバーレーザーが気中開閉器１００の底面１３０に照射されているときの、底面１３０に現れる赤外線放射エネルギーを検出して見かけの温度に変換し、底面１３０におけるファイバーレーザーの照射位置の見かけの温度と所定の温度との関係において、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを判定するものである。判定装置４００の具体的な説明については後述する。

【0021】

停止装置５００は、気中開閉器１００の底面１３０の所定位置にレーザー照射器３００からレーザーが照射されている状態において、レーザー照射器３００によるレーザーの照射方向が気中開閉器１００の底面１３０の所定位置に向かう方向からずれたか否かを検出する装置である。そして、レーザー照射器３００によるレーザーの照射方向が気中開閉器１００の底面１３０の所定位置に向かう方向からずれていることが検出された場合、停止装置５００は、レーザー照射器３００によるレーザーの出射を停止させる。停止装置５００の具体的な構成については後述する。

【0022】

このように、レーザー照射器３００を地上に設置し、判定装置４００によって、ファイバーレーザーが気中開閉器１００の底面１３０に照射されているときの底面１３０の温度を、底面１３０に現れる赤外線放射エネルギーを見かけの温度に変換することで非接触に検出し、この見かけの温度が所定の温度を越えているか否かに応じて、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを判定する。従って、作業者は、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かの判定作業のために、気中開閉器１００が設置されている高所まで上る必要はなく、安全に比較的短時間で点検作業を行うことが可能となる。

【0023】

ここで、レーザー照射器３００は地上に設置されることから、気中開閉器１００の底面１３０の所定位置にレーザー照射器３００からレーザーを照射している最中に、例えば、作業者がレーザー照射器３００に接触したり、或いは、レーザー照射器３００が強風に煽られたりすることによって、レーザー照射器３００の設置位置がずれたり、レーザー照射器３００が転倒してしまう場合がある。この場合、レーザーの照射方向が気中開閉器１００の底面１３０の所定位置からずれてしまい、レーザー照射器３００の転倒やずれた位置によっては、周囲にいる作業者にレーザーが照射されてしまい、人的被害を引き起こす虞がある。しかし、本実施形態では、停止装置５００を用いることにより、このような場合にレーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止させ、レーザーによる人的被害を防止することが可能となっている。
＝＝＝浸水判定装置＝＝＝

【0024】

＜レーザー照射器＞
図２は、本実施形態に係る浸水判定装置に用いられるレーザー照射器の機能の一例を示す図である。

【0025】

図２において、レーザー照射器３００は、気中開閉器１００の底面１３０に照射するべきレーザーとして、近赤外波長（例えば１０６４ｎｍ）を有するファイバーレーザーを出力するものである。

【0026】

レーザー照射器３００は、ファイバーレーザーを出射するための手段として、励起部３１０、共振器部３２０、出射口３３０、脚部３４０を含んで構成されている。

【0027】

励起部３１０は、励起用の複数の半導体レーザー３１１と、複数の半導体レーザー３１１から出力されたレーザー（波長は約０．９μｍ）がそれぞれ光ファイバー３１２を介して伝搬される励起用コンバイナ３１３と、励起用コンバイナ３１３に伝搬された複数のレーザーが励起光として１つにまとまった状態で出力される光ファイバー３１４と、を含んで構成されている。

【0028】

共振器部３２０は、励起部３１０の光ファイバー３１４から出力される励起光を増幅してファイバーレーザーとして出力する。共振器部３２０は、励起光をファイバーレーザーとして増幅して出力するための手段として、高反射率ミラー３２１、増幅用ファイバー３２２、低反射率ミラー３２３を含んで構成されている。ここで、ファイバーレーザーは、光ファイバーを増幅媒体とする固体レーザーの一種である。増幅用ファイバー３２２は、光ファイバーの中心部の屈折率が最も高くなるように、コアに希土類元素Ｙｂ（イッテルビウム）がドープされている。励起部３１０から出力された励起光は、高反射率ミラー３２１で増幅された後に、増幅ファイバー３２２内でコアにドープされているＹｂを励起し、更に低反射率ミラー３２３で増幅され、ファイバーレーザーとして発振出力される。

【0029】

ファイバーレーザーは、増幅ファイバー３２２を通して伝搬されるため、エネルギー変換効率が良く、長焦点となる設計が可能といった利点を有している。そこで、本実施形態では、気中開閉器１００の底面１３０までの照射距離が約１０ｍと長いことを考慮し、その底面１３０に対してレーザー照射器３００からファイバーレーザーを照射することとする。

【0030】

図３は、本実施形態に係る浸水判定装置に用いられるレーザー照射器を固定する脚部の一例を示す斜視図である。

【0031】

脚部３４０は、周知のカメラ用三脚のような構造であって、各脚の長さが調節可能である。脚部３４０の上部には、レーザー照射器３００と、停止装置５００に含まれる加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０とを、載置して固定するための平板形状の台座３４１が設けられている。台座３４１におけるレーザー照射器３００、加速度センサ５１０、傾斜センサ５２０が載置される載置面は、各脚の長さを地面の形状に応じて調節することによって、例えば水平を保つように調整される。

【0032】

台座３４１の載置面には、レーザー照射器３００、加速度センサ５１０、傾斜センサ５２０が固定具（不図示）を用いて固定されている。

【0033】

レーザー照射器３００は、台座３４１上において、台座３４１に垂直な軸を中心に、水平方向に回動させるための第１調整ダイアル３５０と、ファイバーレーザーを台座３４１に垂直な真上の方向に出射する位置とファイバーレーザーを台座３４１に水平な真横の方向に出射する位置との間を扇状に回動させるための第２調整ダイアル３６０と、を有している。そして、第１調整ダイアル３５０および第２調整ダイアル３６０を適宜調整することによって、レーザー照射器３００の出射口３３０は気中開閉器１００の底面１３０の方向を向くこととなる。これにより、出射口３３０を通してファイバーレーザーを気中開閉器１００の底面１３０に確実に照射することが可能となる。

【0034】

加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０は、台座３４１上にレーザー照射器３００とともに一体に設けられている。つまり、加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０は、レーザー照射器３００の動きや傾きを正しく検出することが可能となる。

【0035】

尚、脚部３４０は、レーザー照射器３００、加速度センサ５１０、傾斜センサ５２０を一体的に支持する構造の一例であって、レーザー照射器３００の出射口３３０が底面１３０の方向を向くように調整可能な構造であれば、如何なる構造であってもよい。

【0036】

ここで、気中開閉器１００の浸水の有無を判定するためのレーザーの強度について説明する。

【0037】

気中開閉器１００は、外部要因からの劣化を抑制するために、筐体１２０を含む外周面に対して塗装が施されている。気中開閉器１００の底面１３０に照射する際のファイバーレーザーの出力は、この塗装を痛めることがない程度の大きさに抑える必要がある。本出願人は、気中開閉器１００と同等の仕様の開閉器サンプル（新品、錆のない劣化品、錆のある劣化品等）を用意し、約１０ｍの距離を離して、レーザー照射器３００からファイバーレーザーの出力を変えながら照射する実験を行った。その結果、ファイバーレーザーの出力は、気中開閉器１００内の浸水の有無を判定するには、２０Ｗ程度で十分であることが知見として得られた。

【0038】

また、出願人は、気中開閉器１００の底面１３０にファイバーレーザーを照射したときの反射光が、人体に影響を与える可能性があるか否かについても実験を行った。例えば、気中開閉器１００の底面１３０に相当する試験片サンプルとして、新品、錆のない劣化品、錆のある劣化品を用意し、それぞれの試験片サンプルに対して、一定の照射距離、複数の照射角度の条件で、ファイバーレーザー（例えば２０Ｗ）の照射を行った。この結果、反射光の強度は、屋外の紫外線の強度である７０ｍＷ程度と比較しても十分に小さく、気中開閉器１００の底面１３０に２０Ｗのファイバーレーザーを照射したときの反射光が人体に悪影響を及ぼすことはないことが知見として得られた。

【0039】

＜判定装置＞
図４は、本実施形態に係る浸水判定装置に用いられる判定装置の機能の一例を示す図である。

【0040】

図４において、判定装置４００は、レーザー照射器３００からファイバーレーザーが気中開閉器１００の底面１３０に照射されているときの、底面１３０に現れる赤外線放射エネルギーを検出して見かけの温度に変換し、底面１３０におけるファイバーレーザーの照射位置の見かけの温度と所定の温度との関係において、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを判定するものである。

【0041】

判定装置４００は、上記の機能を実現するための手段として、赤外線サーモグラフ４１０、判定部４２０、記憶部４３０、タイマー４４０を含んで構成されている。

【0042】

赤外線サーモグラフ４１０は、レーザー照射器３００からファイバーレーザーが気中開閉器１００の底面１３０に照射されているときの、底面１３０に現れる赤外線放射エネルギーを検出して見かけの温度に変換し、例えば底面１３０全体を、見かけの温度に対応する色を付した温度分布図にして、ディスプレイ４１１に表示する。このとき、底面１３０において、ファイバーレーザーが照射されている位置の見かけの温度を示す情報は、記憶部４３０に逐次更新されながら記憶される。尚、赤外線サーモグラフ４１０の動作は、例えば、レーザー照射器３００に設けられている照射開始ボタン（不図示）を作業者が操作したときに発生する照射開始信号を受信することによって開始することとする。

【0043】

タイマー４４０は、例えば、照射開始ボタンの操作を契機としてリセットされた状態から計時を開始する。

【0044】

本出願人は、気中開閉器１００と同等の仕様の開閉器サンプルであって、浸水していない状態の開閉器サンプルと浸水（数ｍｍ～数ｃｍ）した状態の開閉器サンプルとを用意し、約１０ｍの距離を離して、レーザー照射器３００から２０Ｗのファイバーレーザーを照射する実験を行った。この結果、浸水していない状態の開閉器サンプルの底面にファイバーレーザーを照射すると、ファイバーレーザーの照射位置の見かけの温度が照射開始から１分以内に１４０℃を超過することが分かった。一方、浸水した開閉器サンプルの底面にファイバーレーザーを照射すると、ファイバーレーザーの照射位置の見かけの温度は照射開始から２分が経過しても９５℃以上には上昇しないことが分かった。

【0045】

この知見に従って、判定部４２０は、照射開始信号を契機として、タイマー４４０の計時時間を取得するとともに、記憶部４３０に記憶されている、気中開閉器１００の底面１３０におけるファイバーレーザーの照射位置の見かけの温度を示す情報を記憶部４３０から取得し、この見かけの温度が１分以内に１４０℃を超過したか、２分を経過しても９５℃以上に上昇していないかを検出する。そして、判定部４３０は、見かけの温度が１分以内に１４０℃を超過した場合、気中開閉器１００は浸水していないものと判定し、一方、２分を経過しても９５℃以上に上昇していない場合、気中開閉器１００は浸水しているものと判定する。尚、判定部４２０はマイクロコンピュータを含んで構成され、判定部４２０の機能は、記憶部４３０に記憶されているプログラムを実行することによるソフトウエア処理によって実現されることとする。判定部４２０は、上記の判定動作を終了すると、判定終了信号を出力し、タイマー４４０の動作を停止させるとともにタイマー４４０をリセットする。

【0046】

＜停止装置＞
図５は、本実施形態に係る浸水判定装置を構成する停止装置の機能の一例を示すブロック図である。

【0047】

気中開閉器１００の底面１３０の所定位置にレーザー照射器３００からレーザーを照射している最中に、例えば、作業者がレーザー照射器３００に接触したり、レーザー照射器３００が強風に煽られたりして、レーザー照射器３００の設置位置がずれたり、レーザー照射器３００が転倒したりすると、レーザー照射器３００から出射されているレーザーの照射方向がずれることによって、周囲にいる作業者等に対してレーザーによる人的被害が発生する虞がある。そこで、停止装置５００は、このような人的被害の発生を防止するために、レーザー照射器３００が初期の設置位置からずれたこと（気中開閉器１００の底面１３０に対するレーザーの実際の照射位置が本来照射すべき位置から異なってしまったこと）を検出し、この検出結果を契機として、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止させるものである。

【0048】

停止装置５００は、上記の機能を実現するための手段として、加速度センサ５１０、傾斜センサ５２０、第１比較部５３０、第２比較部５４０、論理和回路５５０を含んで構成されている。

【0049】

加速度センサ５１０は、単位時間（１秒）あたりのレーザー照射器３００の速度変化（加速度）を測定し、単位時間にレーザー照射器３００に与えられる振動や動きの程度を検出するものである。

【0050】

一般に、加速度センサは、約２０Ｇ以下の測定範囲を持つ低Ｇ加速度センサと、それ以上の測定範囲を持つ高Ｇ加速度センサとに大別される。ここで、単位Ｇは、標準重力（１Ｇ＝９．８０６６５ｍ／ｓ２）を基準とした加速度の値を示している。低Ｇ加速度センサは、重力・傾きの検知や物体の動きの検知に適している。一方、高Ｇ加速度センサは、主に衝撃の検知に適している。本実施形態では、レーザー照射器３００の動きを検知することを目的として、低Ｇ加速度センサを採用することとする。

【0051】

一般に、低Ｇ加速度センサとしては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を応用したＭＥＭＳ加速度センサが挙げられる。このＭＥＭＳ加速度センサは、加速度を検出する検出素子部と、検出素子部からの信号を増幅、調整して出力する信号処理回路で構成されている。

【0052】

ＭＥＭＳ加速度センサにおいて検出素子部に用いられる検出方式は、例えば、静電容量方式、ピエゾ抵抗方式、熱検知方式の３つに大別される。

【0053】

静電容量方式は、センサ素子可動部と固定部との間の容量の変化を、対象となる物体の動きとして検出する方式である。また、ピエゾ抵抗方式は、センサ素子可動部と固定部とをつなぐバネ部分に配置したピエゾ抵抗素子により、加速度に応じてバネ部分に発生した歪を、対象となる物体の動きとして検出する方式である。また、熱検知方式は、ヒーターにより筐体内に熱気流を発生させ、加速度による対流の変化を熱抵抗等で検出し、対象となる物体の動きとして検出する方式である。これら３つの方式は、周知の技術であって、本実施形態における加速度センサ５１０として、何れの方式を持つ低Ｇ加速度センサを採用してもよい。

【0054】

加速度センサ５１０は、３つのうち何れかの方式を持つ検出素子部によって検出された加速度に対して所定の信号処理を行うことによって、レーザー照射器３００の動きを示す電圧信号を出力する。つまり、加速度センサ５１０は、レーザー照射器３００の動きが大きくなればなるほど大きくなる電圧信号を出力する。

【0055】

第１比較部５３０は、加速度センサ５１０から出力された電圧信号を予め定められた閾値と比較し、この電圧信号が閾値を超えたときに、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止するための停止信号を出力するものである。ここで、閾値は、レーザー照射器３００の動きが人的被害につながる可能性が高いものとして、例えば実験的に求められた値とすることができる。

【0056】

レーザー照射器３００は、レーザーを気中開閉器１００の底面１３０に向けて照射する前に、載置面が水平となった台座３４１上に載置された状態となっている。傾斜センサ５２０は、この水平となった台座３４１上に載置されたレーザー照射器３００が、外的要因を受けて水平からどの程度傾斜したのかを測定するものである。

【0057】

一般に、傾斜センサとしては、単軸や２軸の傾斜センサが知られている。これらの傾斜センサには、ＭＥＭＳ、流体ベース、ポテンショメータ設計等の何れかの技術が採用されている。特に、ＭＥＭＳ技術を用いた傾斜センサの場合、傾斜による静電容量の変化を２電極間の導電率相対変化として捉えることによって、対象となる物体の傾斜を精度よく検出することができるようになっている。これらの傾斜センサは、周知であって、本実施形態における傾斜センサ５２０として、何れの傾斜センサを採用してもよいが、例えばＭＥＭＳ技術を用いた２軸傾斜センサを採用すればよい。

【0058】

傾斜センサ５２０は、測定された水平からの傾斜角に対して所定の信号処理を行うことによって、レーザー照射器３００の傾きを示す電圧信号を出力する。つまり、傾斜センサ５２０は、レーザー照射器３００の水平からの傾きが大きくなればなるほど大きくなる電圧信号を出力する。

【0059】

第２比較部５４０は、傾斜センサ５２０から出力された電圧信号を予め定められた閾値と比較し、この電圧信号が閾値を超えたときに、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止するための停止信号を出力するものである。ここで、閾値は、レーザー照射器３００の動きが人的被害につながる可能性が高いものとして、例えば実験的に求められた値とすることができる。

【0060】

論理和回路５５０は、第１比較部５３０から出力される停止信号と、第２比較部５４０から出力される停止信号との論理和を、レーザー照射器３００に対して出力する回路である。つまり、第１比較部５３０および第２比較部５４０の何れが停止信号を出力した場合であっても、その停止信号はレーザー照射器３００に出力される。よって、加速度センサ５１０が第１比較部５３０に設定されている閾値を超える大きさの電圧信号を出力するか、或いは、傾斜センサ５２０が第２比較部５４０に設定されている閾値を超える大きさの電圧信号を出力すると、レーザー照射器３００からのレーザーの出射は停止することとなる。

【0061】

これにより、レーザー照射器３００が初期の設置位置からずれて、レーザー照射器３００から気中開閉器１００の底面１３０に向かうレーザーの照射方向が本来照射すべき方向からずれた場合には、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を直ちに停止させることができ、レーザーによる人的被害を防止することが可能となる。

【0062】

尚、本実施形態では、加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０の双方を設けたが、これに限定されず、加速度センサ５１０または傾斜センサ５２０の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。

【0063】

また、本実施形態では、気中開閉器１００の浸水の有無を判定するためにファイバーレーザーを用いているが、これに限るものではない。ファイバーレーザー以外の固体レーザーであっても、本実施形態と同様に気中開閉器１００の浸水の有無を判定可能であれば採用してもよい。
＝＝＝まとめ＝＝＝

【0064】

以上説明したように、本実施形態に係る気中開閉器の浸水判定装置は、電柱２００の高位置に設置された気中開閉器１００の内部における浸水の有無を判定するために、気中開閉器１００の筐体１２０に対して、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを判定するためのファイバーレーザーを照射するレーザー照射器３００と、筐体１２０におけるレーザーの照射位置の温度に基づいて、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを判定する判定装置４００と、筐体１２０に対するレーザーの照射位置が本来照射すべき位置からずれた場合、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止させる停止装置５００と、を備えている。

【0065】

また、停止装置５００は、レーザー照射器３００と一体的に設けられている。具体的には、停止装置５００は、レーザー照射器３００を支持する脚部３４０に対して、レーザー照射器３００とともに一体的に設けられている。

【0066】

また、停止装置５００は、筐体１２０に対するレーザーの照射位置のずれを検出するために、加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０を含み、加速度センサ５１０および傾斜センサ５２０の少なくとも何れか一方が筐体１２０に対するレーザーの照射位置のずれを検出したときに、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止させる。

【0067】

そして、本実施形態によれば、作業者が地上にいながら、気中開閉器１００の筐体１２０にレーザーを照射することによってこの筐体１２０の温度を非接触で検出し、気中開閉器１００の内部が浸水しているか否かを遠隔で容易に判定することが可能となる。更に、気中開閉器１００にレーザーを照射している際に、筐体１２０に対するレーザーの照射位置がずれた場合であっても、レーザー照射器３００からのレーザーの出射を停止させて、レーザーによる人的被害（例えばレーザーが目に照射されることによる失明）を防止することが可能となる。

【0068】

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

【符号の説明】

【0069】

１００ 気中開閉器
１１０ 充電部
１２０ 筐体
１３０ 底面
２００ 電柱
２１０ 配電線路
３００ レーザー照射器
３１０ 励起部
３１１ 半導体レーザー
３１２、３１４ 光ファイバー
３１３ 励起用コンバイナ
３２０ 共振器部
３２１ 高反射率ミラー
３２２ 増幅用ファイバー
３２３ 低反射率ミラー
３３０ 出射口
３４０ 脚部
３４１ 台座
３５０ 第１調整ダイアル
３６０ 第２調整ダイアル
４００ 判定装置
４１０ 赤外線サーモグラフ
４１１ ディスプレイ
４２０ 判定部
４３０ 記憶部
４４０ タイマー
５００ 停止装置
５１０ 加速度センサ
５２０ 傾斜センサ
５３０ 第１比較部
５４０ 第２比較部
５５０ 論理和回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】