JPH11146523A - 送電鉄塔間の樹木監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送電線路の対地絶縁距離が不足するような樹木
の成長度合いを巡視する作業を省略するとともに、伐採
作業を計画的に行えるようにする。 【解決手段】送電鉄塔１ａ、１ｂ間に張設された送電線
２の下方に指向性のある電磁波または超音波の信号照射
ライン３を形成するための信号を発信する発信子４とそ
の信号を受信する受信子５とが前記送電鉄塔１ａ、１ｂ
に設けられている。そして、送電線２下方の樹木１０が
成長することにより、前記信号照射ライン３と樹木１０
の先端が交差した場合にこの信号照射ライン３の経路が
妨害されて発生する、受信信号の変調を検出する手段を
前記受信子５側に備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下方に樹木が繁る
送電線の絶縁距離を確保するための送電鉄塔間の樹木監
視システムに関するものである。また、好ましくない樹
木の成長が検出されたときに、その成長を阻止する手段
を備えた送電鉄塔間の樹木監視システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】架空送電線において、所定の対地絶縁距
離を保つよう送電線路の張設高さを定めている。山岳地
帯、森林地帯に建設された架空送電線の場合、下方に植
生する樹木が成長するに従い、図７のイラストに示す送
電線路の絶縁クリアランスａが短くなり、所定の絶縁距
離が不足する場合には地絡事故に至ることがあった。ま
た、そのような場合には、地絡事故に止まらず、森林火
災が生じるという災害に発展するおそれもあった。

【０００３】従来、このような事故を防止するために
は、保線係員が所要の送電線路を巡視することにより、
目視観察によって危険の有無をチェックして、必要があ
る場合には、樹木の伐採を行い、対処していた。ところ
が、山岳地帯などに張設された送電線路を観察可能な場
所まで近づいて巡視すること自体が手間のかかるうえ、
樹木の種類、気象の変動、地形地質など自然条件の組合
せなどから樹木の成長は一様でないので、かなり頻繁に
巡視しなけばならないという問題があった。

【０００４】また、巡視によって好ましくない樹木が発
見された場合には、伐採作業を行わなければならなかっ
たが、作業現場が不便な場所であるうえ、作業自体が危
険でもあり、しかも作業者の労力に依存しなければなら
ない作業であって、熟練作業者を必要とする厳しいもの
であった。また、巡視の間隔が開いたときなどには、迅
速に伐採する必要が生じていることがあり、伐採作業を
計画的に実施する時間的余裕が少ないという問題もあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、送電線路の予
め設定した絶縁距離が不足するような樹木の成長度合い
を巡視する作業を省略するとともに、伐採作業を計画的
に行えるようにする、さらには、樹木の成長を妨害する
などして伐採作業そのものの省略が可能となる送電鉄塔
間の樹木監視システムを提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた本発明の送電鉄塔間の樹木監視システム
は、送電鉄塔間の送電線の下方に指向性のある電磁波ま
たは超音波の信号照射ラインを形成するための信号を発
信する発信子と信号を受信する受信子とを前記送電鉄塔
に設けるとともに、送電線下方の樹木が成長することに
より前記信号照射ラインと交差して生じる受信信号の変
調を検出する手段を前記受信子側に備えたことを特徴と
するものである。

【０００７】また、本発明は、前記送電鉄塔間の樹木監
視システムにおいて、二次電池、コンデンサ型電池およ
び太陽電池の一種またはそれら電池を組合せた電池をそ
のシステム構成機器の電源としたことを特徴とするもの
であり。そして、各構成機器の電源としてコンデンサ型
電池と太陽電池を組合せるとともに、前記信号照射ライ
ンを形成して受信信号の変調を検出する操作を、所定日
数の間隔をおいて起動させるタイマ装置を備えた形態に
具体化することができる。

【０００８】また、本発明は、前記の送電鉄塔間の樹木
監視システムにおいて、前記受信信号の変調を検出した
場合、その変調を検出した情報を外部に報知するため
の、表示器具または表示灯火による視覚に基づく表示手
段、公衆無線電話回線など無線回線による伝達手段、ま
たは前記送電線に併設されている光伝送回路による伝達
手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、本発明は、前記の送電鉄塔間の樹
木監視システムにおいて、前記受信信号の変調を検出し
た場合、信号照射ラインと交差する樹木の成長部分の対
して、エネルギ密度を高めて太陽光の反射光を焦射する
照射手段を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の送電鉄塔間の樹
木監視システムにおける、信号照射ラインを形成するこ
とを特徴とする実施形態について、図１、２を参照して
説明する。図１において、本発明では、送電鉄塔１ａ、
１ｂ間に張設された送電線２の下方に指向性のある電磁
波または超音波の信号照射ライン３を形成するための信
号を発信する発信子４とその信号を受信する受信子５と
が前記送電鉄塔１ａ、１ｂに設けられている。そして、
送電線２下方の樹木６が成長することにより、前記信号
照射ライン３と樹木１０の先端が交差した場合にこの信
号照射ライン３の経路が妨害されて発生する、受信信号
の変調を検出する手段を前記受信子５側に備えたことを
特徴とする。

【００１１】このように送電鉄塔１ａ、１ｂ間に形成さ
れる信号照射ライン３は、送電線２の下方に所要の安全
対地絶縁距離Ａを保持する必要があるので、送電線２と
の間隔を調節できるように発信子４と受信子５の取付け
高さを変えることができるようにそれぞれが取り付けら
れている。そして、この安全対地絶縁距離Ａは、対地間
開閉サージ電圧および対地間商用周波電圧に対する絶縁
強度などの点を考慮して定めればよいが、６６ｋＶの送
電線に対して少なくとも０．７ｍ程度の距離は必要であ
ると考えられている。

【００１２】このように構成された本発明の送電鉄塔間
の樹木監視システムによれば、送電線２の下方に植生す
る樹木１０が成長して、その先端が前記信号照射ライン
３と交差するようになると、この信号照射ライン３の経
路が妨害されて、正常な受信信号が受信子５に到達しな
くなる。このような妨害は受信信号の変調として表れる
ので、前記検出手段、例えば図４の受信子に半導体光ダ
イオードと集光レンズを組み込んだ電子回路で検出する
ことにより、樹木１０が安全対地絶縁距離Ａ内に侵入し
た、という判断をすることができる。

【００１３】なお、樹木１０が成長して、その先端が前
記信号照射ライン３と交差する場合、その初期には、先
端が自然に揺れ動くため、変調信号は断続的で微弱であ
るが、成長して交差する程度が大きくなるに従い、変調
信号はが長く継続しかつ強度も強くなる、という変化が
見られる。従って、樹木１０の成長に応じて変調信号も
変化するので、この変化を検知して樹木１０の成長速度
を推測することができるから、この情報により伐採時期
を計画的に立てることができるなどの利点も得られる。

【００１４】また、前記の信号照射ラインを構成する電
磁波としては、紫外線領域、可視光線領域または赤外線
領域のレーザを採用するのが指向性が高い点から特に好
ましい。また、信号照射ラインを構成する超音波として
は、信号照射ラインと交差する物体である樹木に対する
認知性能を考慮すると、周波数３ｋＨＺ未満では透過性
能が勝るので好ましくなく、周波数３ｋＨＺ以上の超音
波であるのが、指向性が高い点からも好ましい。

【００１５】次に、前記のような信号照射ラインを送電
鉄塔間に複数のラインに形成する形態について述べる
と、（１）上下に間隔を設けて複数形成する、（２）水
平方向に複数形成する、（３）上下と水平方向に複数形
成する、という形態がある。

【００１６】ここで先ず、（１）上下に間隔を設けて複
数形成する形態について、説明する。この場合に、図１
に示す一方の送電鉄塔１ａの発信子４と他方の送電鉄塔
１ｂの受信子５との組合せを複数設定することとし、信
号照射ラインを上下に複数設ける形態に具体化すること
ができるのは勿論であるが、図２に例示するように、複
数の反射子を応用して複数の信号照射ラインを形成する
こともできる。

【００１７】図２において、一対の送電鉄塔の一方の送
電鉄塔（図示せず）に１個の発信子４１と第１、２の２
個の受信子５１、５２とを設け、その発信子４１から照
射される信号照射ライン３１を複数に分割するための第
１、２、３の反射子６１、６２、６３が他方の送電鉄塔
（図示せず）に上下方向に所定の間隔を設けて設定され
ている。

【００１８】そして、発信子４１からの信号照射ライン
３１を受ける第１の反射子６１は、その信号照射ライン
３１を下方の第２の反射子６２に向けて反射する。その
第２の反射子６２は、反射機能と透過機能とを有する反
射子であり、受けた信号照射ラインの一部を前記第１の
受信子５１に向けて反射、照射して、第２の信号照射ラ
イン３２を形成するとともに、一部を透過させて第３の
反射子６３に伝達する。この第３の反射子６３は、第２
の反射子６２からの信号を前記第２の受信子５２に向け
て反射、照射して、第３の信号照射ライン３３を形成す
る。かくして、３本の信号照射ライン３１、３２、３３
が形成されるのである。

【００１９】このように、上下に３本の信号照射ライン
３１、３２、３３を形成する形態においては、各ライン
を異なる目的、役割を割り当てることができる利点が得
られる。例えば、（１）ライン３２を正常な信号照射ラ
インが形成されたかどうかをチェックするために使用
し、ライン３２によって前記した受信信号の変調を検出
するために使用して、システムの信頼性を確保する。あ
るいは、（２）樹木が順次成長していくのに伴い、先
ず、ライン３３に交差した後、ライン３２に交差する時
期を計測して、樹木の成長速度を算出するために使用す
る、等のようにして、利用範囲を広げることができる利
点が得られる。

【００２０】さらに、図２における機器配置では、電源
を必要として電気的に比較的複雑な機器である発信子４
１、受信子５１、５２を一方の送電鉄塔に集中させて配
置させることができ、隣接する他方の送電鉄塔には、簡
便で電源の必要のない反射子６１〜６２を配置している
ので、電源の管理など機器のメンテナンスが容易となる
利点がある。

【００２１】次に、（２）水平方向に間隔を設けて複数
形成する形態について、図３を参照して説明する。図３
は、送電鉄塔１ａ、１ｂの水平面を表すイラスト図であ
り、送電鉄塔１ａのアームの両端部分に発信子４２ａ、
４２ｂが配置され、それぞれが照射する信号照射ライン
３４ａ、３４ｂの他端は、隣接する送電鉄塔１ｂに配置
された反射子６４ａ、６４ｂによって反射され、元の送
電鉄塔１ａに向かう信号照射ライン３５ａ、３５ｂとな
って、送電鉄塔１ａに配置された受信子５３に送られ
る。

【００２２】このように、４本の信号照射ライン３４
ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂを水平面内に形成した本発
明の実施形態によれば、送電線の下方において、ある程
度の幅員をもって植生する樹木を監視することができる
ようになるので、システムの信頼性を大幅に向上させる
ことができる。なお、必要に応じて、前記の（１）の上
下方向、かつ（２）の水平方向に信号照射ラインを複数
形成するというように、信号照射ラインを立体的に構成
して、送電線路と樹木の多様な条件に対応できるのは、
いうまでもない。

【００２３】次に、本発明の送電鉄塔間の樹木監視シス
テムにおける、各構成機器の電源に係る実施形態につい
て、図４を参照して説明する。図４において、発信子４
と受信子５の間に信号照射ライン３が形成されていて、
発信子４の電源として、太陽電池７１ａとコンデンサ型
電池７２ａが付設され、受信子５には、同様に、太陽電
池７１ｂとコンデンサ型電池７２ｂが付設されいて、所
要電力が供給されるよう構成されている。

【００２４】本発明のシステムを構成する機器の電源と
しては、二次電池、コンデンサ型電池および太陽電池の
一種またはそれら電池を組合せた複数種の電池が利用可
能であり、図４に示す前記組合せに限定されないが、電
源としてコンデンサ型電池と太陽電池を組合せるのが、
電池自体の劣化が少なく、寿命が長い、構造上メンテナ
ンスが容易であるなどの点から好適である。

【００２５】また、一般的に樹木の成長速度を考慮すれ
ば、信号照射ラインを形成して受信信号の変調を検出す
る操作は、常時作動させる必要はなく、短いケースでも
１週間に１回の頻度で作動させれば十分である。そこ
で、前記の電池の組合せにおいて、これら電源をオンオ
フを制御するタイマ装置（図示せず）を備え、前記信号
照射ラインを形成して受信信号の変調を検出する操作
を、所定日数の間隔、例えば、１〜２週間の間隔をおい
て起動させるよう構成されている。ことができる。

【００２６】この場合、太陽電池が機能し得る好天気の
日照条件下であれば、太陽電池を電源として選択し、ま
た太陽電池には不向きな条件下であれば、あらかじめ太
陽電池によって可動電圧に充電されたコンデンサ型電池
を電源として選択するよう切替え可能に構成すること
で、前記の間隔をおいた操作起動に対応することができ
るとともに、各機器寿命を延長させることもできるので
ある。

【００２７】次に、本発明の送電鉄塔間の樹木監視シス
テムにおける、変調信号の受信した場合の表示、発信手
段について、説明する。図４において、受信子５が受け
た信号は演算子８に送られ、ここで、前記変調信号の有
無を検知し、変調を検出し、その変調の程度を計測す
る。そして、これら検出情報は、表示器具または表示灯
火による視覚に基づく表示手段、例えば、正常時には青
色灯、変調検出時には赤色灯を点灯する灯火表示装置を
設置しておけば、これによって外部に表示、伝達させる
ことができる。

【００２８】または、無線信号発信装置によって、公衆
無線電話回線などを含む無線回線を通じて外部に伝送す
る。あるいは、適宜な光発信手段によって、前記送電線
に併設されている光伝送回路を通じて外部に伝送するこ
とができる。このように、送電線鉄塔間の送電線の対地
絶縁に関する情報を遠隔地の設定した管理セクションに
集中することができるから、前記した巡視の省略ないし
削減が可能となり、余裕を持って計画的な伐採作業が実
施できるようになるのである。

【００２９】次に、本発明の送電鉄塔間の樹木監視シス
テムにおける、信号照射ラインと交差する樹木の成長を
妨害するシステムに係る実施形態について、図５、６を
参照して説明する。図５において、鉄塔１ａ、１ｂに
は、既に説明した態様の発信子、受信子を含む樹木監視
システムが配設されているものである。そして、前記受
信信号の変調を検出した場合、その信号照射ライン（図
示せず）と交差する樹木１０の先端の成長部分１１の対
して、エネルギ密度を高めて太陽光の反射光を焦射する
照射手段９、例えば多焦点ミラーあるいは多反射面ミラ
ーのような照射装置を備えた点を特徴とする。

【００３０】ここで、焦射とは、ある特定の場所に焦点
を合わせて照射することを意味する。例えば、図６に示
す多焦点ミラー９０の事例では、中央部分の短焦点部９
１の反射光は焦点９１ａに集中するが、外周部分の長焦
点部９２の反射光は、焦点９１ａより外側の焦点９２ａ
に集中するというように、反射光の焦射位置を焦点９１
ａから焦点９２ａのある範囲に集中させることができ
る。この点は多反射面ミラーの場合でも、反射面が曲面
でないものの、その機能は同様である。

【００３１】このように、樹木に先端に対してエネルギ
密度を高めて太陽光の反射光を焦射すると、その部分の
樹木の組織に作用して成長を抑制ないし阻止することと
なり、エネルギ密度をさらに高めると樹木を枯死させる
に至ることが判明した。このようにして、本発明によれ
ば、送電線の安全対地絶縁距離内に侵入しようとする樹
木の成長を少なくとも抑制できるので、前記した労力に
頼った伐採作業の頻度の削減または作業自体の省略が可
能となるのである。

【００３２】この場合、樹木の成長を妨害するに好まし
いエネルギ密度は、自然散乱太陽光の約１ｋｗ／ｍ² に
対して、３倍以上とするのが適当である。また、エネル
ギ密度を高くしすぎると、発火するおそれもあるので、
樹木の種類に応じてそのエネルギ密度を定めるのがよ
い。

【００３３】また、前記の太陽光の反射光を焦射する照
射手段９は、太陽の位置が刻々に移動するにもかかわら
ず、反射光の焦射方向を樹木１０の先端の成長部分１１
に固定する必要があるので、太陽の方向をフォトダイオ
ードなどで検出し、反射光を所定の方向に照射できるよ
うに、ミラー自体の向きを追尾移動させるサーボシステ
ムを備えるのがよい。

【００３４】なお、このような樹木の成長を妨害するシ
ステムを具体化するに際して、多焦点ミラーのような照
射手段は、予め送電鉄塔に配備しておいてもよいが、必
要が生じた都度、配備するようにしてもよい。また、対
象とする送電鉄塔の建設位置によっては、一対の送電鉄
塔の双方に図５に示すように照射手段９および９ａを配
備しておき、午前と午後の太陽の位置に対応して、作動
させる照射手段を切り換えて、長時間焦射できるように
準備することもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の送電鉄塔間の樹木監視システム
は、以上に説明したように構成されているので、送電線
路の対地絶縁距離が不足するような樹木の成長度合いを
自動的に検知することができるから、現場に立ち入って
行う人手に頼った巡視作業を省略することが可能とな
り、省人化と同時に集中管理ができるようになる。

【００３６】また、伐採作業を行う場合でも計画的に実
施でき、作業が容易にできる自然条件の穏やかな時期を
選ぶことができるなどという優れた効果がある。さらに
は、樹木の成長を妨害するシステムを付加して伐採作業
そのものの削減または省略が可能となる効果も奏するの
である。よって本発明は従来の問題点を解消した送電鉄
塔間の樹木監視システムとして、その工業的価値は極め
て大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための要部イラス
ト図。

【図２】複数の信号照射ラインの例を示す機器配置イラ
スト図。

【図３】複数の信号照射ラインの他の例を示す機器配置
イラスト図。

【図４】電源の配置を例示する機器配置イラスト図。

【図５】本発明の他の実施形態を説明するための要部イ
ラスト図。

【図６】多焦点ミラーを示すイラスト図。

【図７】架空送電線路と植生樹木の関係を示す要部イラ
スト図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 送電鉄塔、１０ 樹木、１１ 成長部分、
２ 送電線、３、３１、３２、３３ 信号照射ライン、
４、４１ 発信子、５、５１、５２ 受信子、６１、６
２、６３ 反射子、７１ａ、７１ｂ 太陽電池、７２
ａ、７２ｂ コンデンサ型電池、８ 演算子、９、９ａ
照射手段。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電鉄塔間の送電線の下方に指向性のあ
   る電磁波または超音波の信号照射ラインを形成するため
   の信号を発信する発信子と信号を受信する受信子とを前
   記送電鉄塔に設けるとともに、送電線下方の樹木が成長
   することにより前記信号照射ラインと交差して生じる受
   信信号の変調を検出する手段を前記受信子側に備えたこ
   とを特徴とする送電鉄塔間の樹木監視システム。
2. 【請求項２】 前記電磁波が紫外線領域、可視光線領域
   または赤外線領域のレーザである請求項１に記載の送電
   鉄塔間の樹木監視システム。
3. 【請求項３】 前記超音波が周波数３ｋＨＺ以上の超音
   波である請求項１に記載の送電鉄塔間の樹木監視システ
   ム。
4. 【請求項４】 前記信号照射ラインを上下に、または水
   平方向に、または上下と水平方向に、間隔を設けて複数
   のラインに形成する請求項１に記載の送電鉄塔間の樹木
   監視システム。
5. 【請求項５】 前記信号照射ラインを形成する一対の送
   電鉄塔の一方の送電鉄塔に前記発信子を設け、他方の送
   電鉄塔に受信子を設けた請求項１または４に記載の送電
   鉄塔間の樹木監視システム。
6. 【請求項６】 前記信号照射ラインを形成する一対の送
   電鉄塔の一方の送電鉄塔に前記発信子と受信子とを設
   け、他方の送電鉄塔に反射子を設けた請求項１または４
   に記載の送電鉄塔間の樹木監視システム。
7. 【請求項７】 前記信号照射ラインを形成する一対の送
   電鉄塔の一方の送電鉄塔に前記発信子と複数の受信子と
   を設け、他方の送電鉄塔に前記信号照射ラインを複数に
   分割するための反射子を設けた請求項６に記載の送電鉄
   塔間の樹木監視システム。
8. 【請求項８】 前記請求項１〜７に記載の送電鉄塔間の
   樹木監視システムにおいて、二次電池、コンデンサ型電
   池および太陽電池の一種またはそれら電池を組合せた電
   池をそのシステム構成機器の電源としたことを特徴とす
   る送電鉄塔間の樹木監視システム。
9. 【請求項９】 前記請求項１〜７に記載の送電鉄塔間の
   樹木監視システムにおいて、各構成機器の電源としてコ
   ンデンサ型電池と太陽電池を組合せるとともに、前記信
   号照射ラインを形成して受信信号の変調を検出する操作
   を、所定日数の間隔をおいて起動させるタイマ装置を備
   えたことを特徴とする送電鉄塔間の樹木監視システム。
10. 【請求項１０】 前記請求項１〜９に記載の送電鉄塔間
    の樹木監視システムにおいて、前記受信信号の変調を検
    出した場合、その変調を検出した情報を外部に報知する
    ための、表示器具または表示灯火による視覚に基づく表
    示手段、公衆無線電話回線など無線回線による伝達手
    段、または前記送電線に併設されている光伝送回路によ
    る伝達手段を備えたことを特徴とする送電鉄塔間の樹木
    監視システム。
11. 【請求項１１】 前記請求項１〜１０に記載の送電鉄塔
    間の樹木監視システムにおいて、前記受信信号の変調を
    検出した場合、信号照射ラインと交差する樹木の成長部
    分に対して、エネルギ密度を高めて太陽光の反射光を焦
    射する照射手段を備えたことを特徴とする送電鉄塔間の
    樹木監視システム。