JPH02234297A - 面状検知侵入センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は侵入検知センサ、持に検知領域が面状の広がり
を持った侵入検知センサに関するものである。

［従来の技術１ 送電線は、今日の電力供給業務上必要かつ不可欠の設備
であり、この設備の事故又は故障は高度に電化した現代
社会に極めて重大な影皆を及ぼし、場合によってはあら
ゆる方面での社会機能が麻痺するとともありうる。

高電圧送電線に発生する事故の１つに、樹木や、クレー
ン等の工作機械や、建造物等の異常接近あるいは接触に
よって生じる地絡事故がある。これらの事故を未然に防
止するには、従来もっぱら人間が現場で目視により監視
する以外に方法がなかった．しかしながら、都市部の輻
較した環境においては、目視による監視では正確な事故
防止が難しい．すなわち、これらの事故を未然に防止す
るためには送電線に対して必要な離隔距離を確保するこ
とがポイントであるが、人間の目測では極めて難しい状
況にある．また、離隔距Ｍ確保の認識がなく、不注意に
送電線に他物が異常接近することも十分ありうる。

従って、人間の目視によらず、機械によって送電線への
異常接近を常時監視するセンサが強く望まれていた． 送電線の異常接近は、必要な離隔距離を確保するための
空間内への他物の侵入としてとらえられる。侵入検知の
方法として、従来から赤外線ビームの遮断を検出するも
のが開発実用化されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来の赤外線ビーム侵入検知センサの場合、
基本的には集光した１本の赤外線ビームを照射する１台
の送光部と、これを受光する１台の受光部とを対にして
用いるものであり、他物の侵入一が直線上に特定できな
い様な場合には検知不能の場合が生じる．もちろん、上
記の送光部と受光部の対を多数配列すれば凝似的な面状
検知が可能になるが、構成規模が大きくなり価格が高く
なると同時に、設置が非常にＤｍになるという問題があ
った。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、簡
易で安価かつ設置が容易な面状の検知領域を有ずる侵入
センサを提供ずることにある。

［課題を解決するための手ｌｉ１］ 本発明の面状検知侵入センサは、複数の受光器を直線状
に配列した受光器列に対向して投光器を配置し、その投
光ビームが受光器列の全ての受光器で受光されるように
投光器の投光ビームの広がりを設定して、受光器列を底
辺とし投光器を頂点とする三角形の検知領域を形成し、
前記受光器列の受光器のうち投光ビームを受光しなかっ
た受光器の位置から前記検知領域内への物体の侵入位置
を特定する侵入検知手段を設けて構成したものである， 検知領域は、上記三角形の検知領域を形成する・投光器
と受光器列を複数組設け、それらの投光器から受光器列
に至る光路が互いに交差するように各組の検知頒域を組
合わせることにより、拡大することができる． 検知領域の拡大を図る好ましい形態としては、複数の受
光器を直線状に配列した受光器列とその両端部に配設し
た投光器とから成る２木の棒状投受光器を対峙させ、一
方の棒状投受光器の投光器からの投光ビームがそれぞれ
他方の棒状投受光器の受光器列を全て包含するごとく投
光ビームの広がりを調整して全体として長方形の検知領
域を形成し、棒状投受光器の両端の投光器を交互に投光
動作させる手段と、これに同期して、対峙する棒状投受
光器の受光器列のうち受光しなかった受光器の位置によ
って長方形検知領域内への物体の侵入位置を知る侵入検
知手段とを設けて構成するのが良い． 実際への応用としては、対峙する少なくとも１対の棒状
投受光器を送電線近傍に設置し、各々の棒状投受光器に
は、送電線が作る交流電界を検知しその極性の変化を棒
状投受光器両端の投光器の交互発光の切換信号及び受光
器列の受光同期信号として出力する手段を設け、送電線
への他物の異常接近を検知する構成とすることができる
．尚、投光器の光源の種類についての制約はなく、ＩＥ
Ｄ　，レーザ，白熱電球，放電灯等の使用が可能であり
、投光ビームの広がりの調整を行なうために反射鏡ある
いはレンズを併用するこども効果的である。

［作用］ 投光器からの投光ビームは受光器列の全ての受光器に受
光され、投光器から各受光器に至る光路は放射状に広が
り、受光器列を底辺とし投光器を頂点とする三角形の検
知領域が形成される．この光路を侵入物体が遮断ずると
、受光器列の受光器のうちいずれか一つ以上の受光器が
投光ビームを受光しない状態となる。侵入検知手段は、
この受光しなかった受光器の位置から検知領域内への物
体の侵入位置を特定する。

投光器と受光器列を複数組設け検知領域を拡大した構成
においては、それらの投光器から受光器列に至る光路が
互いに交差する交点が検知領域内に多数生じる．この各
交点の位置ないし座標、つまり物体の侵入位置は、各組
の受光しなかった受光器の位置から侵入検知手段により
検知される。

２本の棒状投受光器を対峙させた構成の下では、受光器
列の両端部に投光器が配設してあるため、一方の棒状投
受光器の投光器からの投光ビームと他方の棒状投受光器
の投光器からの投光ビームとが交差し、全体として長方
形の検知領域を形成する。この２つの棒状投受光器はそ
れぞれ両端に位置する投光器が交互に投光動作し、これ
に同期して侵入検知手段が一方と他方の受光器列の受光
状態を交互に監視する．このため、侵入検知手段は、２
つの棒状投受光器のうちのいずれ側を監視しているかを
明確に区別しつつ、受光しなかった受光器の位置を割出
し、検知領域内への物体の侵入位置を把握する． この対峙する２つの棒状投受光器における両端の投光器
を交互に発光させる切換信号及び両棒状投受光器におけ
る受光器列の受光監視のための同期信号は、送電線への
ｆｌ！１物の異常接近を検知する栴成の下では、送電線
の作る交流電界の極性の変化から直接に作り出すことが
できる．しかも、この信号は各棒状投受光器対毎に更に
は各鉄塔毎に全く同期した信号となる。

［実施例］ 以下、本発明の具体的内容を実施例によって詳細に説明
する。

第１図は本発明の面状検知侵入センサの原理を示す構成
図であり、発光素子１１１と反射ｊｆｉ　１１２により
構成される投光器１１０と、複数の受光器、ここでは受
光素子１２１を直線状に配列して成る受光器列１２０と
を、対向して配設してある．発光素子１１１が発する光
は、反射鏡１１２によって、対向する線状に配列した複
数の受光素子１２１の全てに照射されるように、その発
光ビームの広がりを調整している．受光索子１２１の出
力は各々受光信号処理回路４０に伝えられ、受光素子１
２１のいずれか１つでも受光できなかった場合、その事
実から物体の侵入有りと判断しＶ報等を発することがで
き、また受光できなかった受光器の位置から侵入位置を
特定できる． このように、複数の受光器を直線状に配置した受光器列
１２０に対して投光器１１０を対向して配置することに
より、線状に配列した受光素子列１２１を底辺とし、発
光素子１１１を頂点とする三角形の面積から成る侵入検
知領域１０を椙築することができる． 第２図は、第１図に示した原理を応用し、侵入位置を検
知することのできる本発明の面状検知醍入センサの一実
施例を示す構成図であり、第３図はその動作を説明する
信号波形である。

第２図において、直線状に受光器１２をａ〜ｊに配列し
て成る受光器列１２０の両端部に、Ａ，Ｂの投光器１１
を配設して棒状投受光器１を構成し、この棒状投受光器
１をＸ，Ｙ２本対峙して設置しており、各々の投光器１
１は、これに対向する側の受光器列ｌ２を投光ビームが
包含するように、投光ビームの広がりを調整し、以って
長方形の検知領域を構成している。・また、各々の投光
器１１は、発光素子制御用発振器２及び発光素子駆動回
路３を組合せて得られる駆動パルスを与えることによっ
て、第３図にＡ，Ｂで示す様に、Ｘ側とＹ側の発光素子
を交互に発光させている。尚、９は上記駆動パルスをＸ
ｌＩＪｊの投光器に伝えるための発光同期用連絡信号線
を示す． Ｘ，Ｙの棒状投受光器１には、それぞれに対応して受光
信号処理回路４１．４２を設けてある。

受光信号処理回路４．１．４２は、Ａ，Ｂの投光器１１
の発光タイミングに同期して、Ｘ，Ｙの棒状投受光器１
のａ〜ｊの受光器１２の受光状態に対応する信号、即ち
、それら受光器１２の受光の有無及び受光しなかった受
光器の位置を内容とする信号を、それぞれ第３図にＸ，
Ｙで示す様に出力する。

いま、第２図に示ずＲの位置に物体の侵入があった場合
、Ｙｌ￥！ＪのＡの投光″Ｈ　１．．　１がらＸ側の受
光器列中の受光器ｄに至る光が遮断される。また、同時
にＸ側のＡの投光器１１からＹ（ｌＪ！Ｉ＊受光器列中
の受光器ｄに至る光も遮断される．Ｘ側．Ｙｌいずれら
Ｂの投光器１１の光は遮断されない。従って、投光器Ａ
の投光ビーム同士が交差する領域中のＲ位置へ物体が侵
入した場合、Ｘ側およびＹ側のａ〜ｊの各受光器１２の
出力は、第３図のＲ領域に示したように、受光器ｄだけ
が投光器八の投光タイミング（ＯＮ時｝で受光出力を発
生しない形の波形となる． 同様に、第２図中に示しなＳ，Ｔ，Ｕの位置に物体の侵
入があった場合、Ｘ側及びＹｆｆｌ！Ｉのａ〜ｊの各受
光器１２に対応ずる出力は、それぞれ第３図のＳ，Ｔ，
ＵのｆＪＩ域に示した波形となる。

即ち、投光器Ｂの投光ビーム同士が交差する領域中のＳ
位置に物体が侵入した場合は、受光器ｆに入射すべき投
光器Ｂの投光ビームが遮断され、ＸＩ！ＩＩ，　Ｙ側の
受光器ｆの出力は、第３図のＳ領域に示すように、投光
器Ｂの投光タイミングで出力無しとなる。また、投光器
ＡとＢの投光ビーム同士が交差する領域中のＴ又はＵ位
置に物体が侵入した場合は、片ｌｌｌｌＸ側又はＹ側で
２箇所の受光器ｄ，ｇへの光が遮断され、それぞれ第３
図にＴ領域又はＵｆｆ４．域で示すように、ＡとＢの投
光器の投光タイミングで両受光器ｄ，ｇが出力無しの状
態となる．これらの波形は各々の侵入位置に固有の組み
合せと出力タイミングを有するので、これら受光信号処
理回路４１．４２の出力を侵入検知回路５によって処理
し、侵入の場所を検知することができる． 以」二第２図及び第３図によって説明した通り、面状の
検知頭域中への物体の侵入の有無が可能となったばかり
でなく、面状検知領域内の侵入位置も特定することがで
きた． 第４図は本発明の面状検知侵入センサを、送電線への樹
木、クレーン、建築物等の他物の異常接近を検知する装
置に適用した一実施例を示す構成図である． 第４図においては、送電線鉄塔６部分に第２図によって
説明した対峙する棒状投受光器１を計３組設置し、各々
の面状検知領域１０ａ　，　１０ｂ　，　１０ｃが送電
線７の下面及び両側面を適切な離隔距離を介して覆うご
とく配置している．これにより、高電圧に充電されてい
る送電線７への他物の異常接近を検知し、重大事故を未
然に防止する。

上述した第２図の実施例においては、一組の発光素子制
御用発振器２および発光素子駆動回路３によりＸ，Ｙ両
側のＡ，Ｂの投光器１１の発光タイミングを制御してい
たため、Ｘ−Ｙの棒状投光受光器１間の連絡信号線９が
必要であった。しがし、この第４図の実施例においては
、各々の送電線鉄塔６部において、高電圧送電線がつく
る交流電界を利用して専用の発振器をなくすと共に、第
５図に示す発光受光同期信号回路を設置することにより
、相互の同期用連絡信号線９を不要としている． すなわち、第５図に示す様に、送電線７に近接して、コ
ンデンサ８２を介して接地した＠極８１を配置し、電極
８１に生じる対地交流電圧を、中間タップ付トランス２
１と、２つの整流器２２によって正負極性に分離して取
り出し、この正負極性信号によって発光制御信号発生器
２３．２４を動作させる構成としている。同一の送電線
７が発生する交流電圧を利用しているために、異なる送
ｔ線鉄塔６部においても全く同期した信号を得ることが
でき、これにより第２図に示したＸ側及びＹｆｌｌＩの
Ａ，Ｂの投光器１１を交互に正確に同期して発光させる
ことを可能としている。上記の通り鉄塔６間の同期のた
めの連絡信号線９は不要となった。

次に、各々の鉄塔６の棒状投光受光器１の信号を一ケ所
に集めて侵入有無及び侵入位置を検知する侵入検知回路
５に入力する必要があるが、このための信号伝送手段と
しては、例えば光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）に
内蔵された光ファイバを利用することができ、該光ファ
イバにより光伝送して変電所等において広範囲の送電線
への異常接近を常時集中監視することが可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の面状検知侵入センサによれ
ば、従来の光ビーム式侵入センサが直線状の領域しか検
知できなかったのに対し、簡易な槍成で安価かつ設置が
容易な手段により、面状の侵入検知領域を実現すること
ができ、しかも面状検知領域内の侵入位置までも特定す
ることができるという優れた効果を発揮するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の面状検知侵入センサの原理を示す構成
図、第２図は第１図に示した原理を応用し侵入位置を検
知可能としたー実施例を示す構成図であり、第３図はそ
の信号波形を示す説明図である．′＆な、第４図は本発
明の面状検知侵入センサを送電線に適用したー実施例を
示す構成図であり、第５図は第４図に示した実施例に使
用した発光受光同期信号回路を示す横成図である． 図中、１は棒状投受光器、１１．１１０は投光器、１２
は受光器、１２０は受光器列、２は発光素子制御用発振
器、２３．２４は発光制御信号発生器、３は発光素子駆
動回路、４０，４１，４．２は受光信号処理回路、５は
侵入検知回路、６は送電線鉄塔、７は送電線、８１は゛
エ極、８２はコンデンサ、９は発光同期用連絡信号線で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の受光器を直線状に配列した受光器列に対向し
   て投光器を配置し、その投光ビームが受光器列の全ての
   受光器で受光されるように投光器の投光ビームの広がり
   を設定して、受光器列を底辺とし投光器を頂点とする三
   角形の検知領域を形成し、前記受光器列の受光器のうち
   投光ビームを受光しなかった受光器の位置から前記検知
   領域内への物体の侵入位置を特定する侵入検知手段を設
   けたことを特徴とする面状検知侵入センサ。 ２、三角形の検知領域を形成する投光器と受光器列を複
   数組設け、それらの投光器から受光器列に至る光路が互
   いに交差するように各組の検知領域を組合わせ、検知領
   域を拡大したことを特徴とする請求項１記載の面状検知
   侵入センサ。 ３、複数の受光器を直線状に配列した受光器列とその両
   端部に配設した投光器とから成る２本の棒状投受光器を
   対峙させ、一方の棒状投受光器の投光器からの投光ビー
   ムがそれぞれ他方の棒状投受光器の受光器列を全て包含
   するごとく投光ビームの広がりを調整して全体として長
   方形の検知領域を形成し、棒状投受光器の両端の投光器
   を交互に投光動作させる手段と、これに同期して、対峙
   する棒状投受光器の受光器列のうち受光しなかった受光
   器の位置によって長方形検知領域内への物体の侵入位置
   を知る侵入検知手段とを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の面状検知侵入センサ。 ４、対峙する少なくとも１対の棒状投受光器を送電線近
   傍に設置し、各々の棒状投受光器には、送電線が作る交
   流電界を検知しその極性の変化を棒状投受光器両端の投
   光器の交互発光の切換信号及び受光器列の受光同期信号
   として出力する手段を設け、送電線への他物の異常接近
   を検知することを特徴とする請求項３記載の面状検知侵
   入センサ。