(57)【要約】【課題】検出精度向上を図ったシールド部材の異常検出装置を安価に提供する。【解決手段】複数のＣＶケーブル１０１〜１０３の銅テープ１３は両端が互いに接続されている。切替スイッチＳＷを切り換えて、変流器ＣＴ１を交流電源３１に接続して銅テープ１３に交流電流を流すと共に、変流器ＣＴ２及びＣＴ３をＦＦＴ波形解析装置２２に接続する。これにより、ＦＦＴ波形解析装置２２が、ＣＶケーブル１０２及び１０３の銅テープ１３に流れる電流に応じた変流器ＣＴ２及びＣＴ３からの起電力のうち交流電源３１の周波数成分を抽出して、表示する。次に、切替スイッチＳＷを切り換えて、変流器ＣＴ２を交流電源３１に接続すると共に変流器ＣＴ１及びＣＴ３をＦＦＴ波形解析装置２２を接続する。さらにその後、切替スイッチＳＷを切り換えて、変流器ＣＴ３を交流電源３１に接続すると共に変流器ＣＴ１及びＣＴ２をＦＦＴ波形解析装置２２に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出方法において、
前記電線のシールド部材に交流電流を流す第１工程と、
前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する第２工程と、
前記検出された電流のうち前記第１工程で前記シールド部材に流した交流電流の周波数成分を抽出する第３工程と、
前記抽出された前記交流電流の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する第４工程と、
を順次行うことを特徴とするシールド部材の異常検出方法。
【請求項２】
前記第１工程において、前記電線のシールド部材毎に設けられた複数のコイルの１つに交流電源からの交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記シールド部材に交流電流を流し、
前記第２工程において、前記複数のコイルのうち前記交流電流が供給されていない残りのコイルに発生する起電力を前記電線のシールド部材に流れる電流として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のシールド部材の異常検出方法。
【請求項３】
導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出装置において、
前記電線のシールド部材に交流電流を流すための交流電源と、
前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流のうち前記交流電源の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、
を備えたことを特徴とするシールド部材の異常検出装置。
【請求項４】
前記周波数抽出手段により抽出された前記交流電源の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する異常検出手段を
さらに備えたことを特徴とする請求項３記載のシールド部材の異常検出装置。
【請求項５】
前記複数の電流検出手段がそれぞれ、前記各電線のシールド部材に電流が流れると当該電流値に応じた起電力が発生するコイルから構成され、
前記交流電源が、前記複数の電流検出手段のうち１つを構成するコイルに交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記銅テープに交流電流を流すように設けられる
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のシールド部材の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド部材の異常検出方法及びシールド部材の異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述したシールド部材を有する電線として、例えば、図２に示すような、高圧電力を供給するためのＣＶケーブル１０１が知られている。同図に示すように、ＣＶケーブル１０１は、芯線１１と、内部絶縁体としての絶縁体１２と、シールド部材としての銅テープ１３と、外部絶縁体としてのシース１４と、を備えている。
【０００３】
芯線１１は、導電性を有する導体から成る。絶縁体１２は、架橋ポリエチレンなどから成り、芯線１１を被覆する。銅テープ１３は、外部へのノイズの進入を防止するために設けられている。銅テープ１３は、テープ状に設けられており、絶縁体１２の外周に巻き付けられる。シース１４は、ポリエチレンなどから成り、銅テープ１３を被覆する。
【０００４】
上述したＣＶケーブル１０１の水トリーなどの活線劣化診断は、直流漏れ電流測定から交流重畳劣化診断測定に移行しつつある。このため、端末処理の必要な直流漏れ電流測定を行わないことから、ＣＶケーブル１０端末部分の銅テープ１３の劣化状況を直接確認することができず、外側からの目視点検のみが行われている状況である。
【０００５】
しかしながら、ＣＶケーブル１０１では経年変化によるシュリンクバック現象により銅テープ１３のずれや腐食破断といった異常が起こりうることがある。これにより、ＣＶケーブル１０の性能品質が劣化するという問題があった。
【０００６】
そこで、例えば銅テープ１３に直流電圧を供給して、銅テープ１３の抵抗値を測定して、測定した銅テープ１３の抵抗値に基づいて銅テープ１３の破断を検出する破断検査回路が提案されている（特許文献１）。また、銅テープ１３の測定端に検出抵抗を介して直流電圧を印加し、直流電圧を基準値から所定値まで段階的に上昇若しくは下降させたときに検出抵抗に流れる電流と、検出抵抗の両端に生じる電圧との関係から銅テープ１３の劣化状況を判別する劣化検出方法が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、測定現場には直流迷走電流などのノイズが数多く存在する場合がある。上述した従来の破断検査回路や劣化検出方法では銅テープ１３に直流電源を供給している。このため、直流迷走電流の影響を受けて正確に抵抗値を測定することができない。また、検出抵抗に流れる電流及び検出抵抗の両端に生じる電圧が直流迷走電流の影響を受けて変動してしまうため、正確に銅テープ１３の異常を検出することができない、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２１４２７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４０８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、検出精度向上を図ったシールド部材の異常検出方法及び異常検出装置を安価に提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出方法において、前記電線のシールド部材に交流電流を流す第１工程と、前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する第２工程と、前記検出された電流のうち前記第１工程で前記シールド部材に流した交流電流の周波数成分を抽出する第３工程と、前記抽出された前記交流電流の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する第４工程と、を順次行うことを特徴とするシールド部材の異常検出方法に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記第１工程において、前記電線のシールド部材毎に設けられた複数のコイルの１つに交流電源からの交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記シールド部材に交流電流を流し、前記第２工程において、前記複数のコイルのうち前記交流電流が供給されていない残りのコイルに発生する起電力を前記電線のシールド部材に流れる電流として検出することを特徴とする請求項１に記載のシールド部材の異常検出方法に存する。
【００１２】
請求項３記載の発明は、導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出装置において、前記電線のシールド部材に交流電流を流すための交流電源と、前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流のうち前記交流電源の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、を備えたことを特徴とするシールド部材の異常検出装置に存する。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記周波数抽出手段により抽出された前記交流電源の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のシールド部材の異常検出装置に存する。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記複数の電流検出手段がそれぞれ、前記各電線のシールド部材に電流が流れると当該電流値に応じた起電力が発生するコイルから構成され、前記交流電源が、前記複数の電流検出手段のうち１つを構成するコイルに交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記銅テープに交流電流を流すように設けられることを特徴とする請求項３又は４に記載のシールド部材の異常検出装置に存する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように請求項１及び３記載の発明によれば、交流電流をシールド部材に供給し、シールド部材に流れる電流のうち交流電源の周波数成分を抽出しているため、迷走電流と分離することができ検出精度向上を図ることができる。また、シールド部材に交流電流を供給しているため、交流電流としては低圧のものでよく安全に異常を検出できる。
【００１６】
請求項２及び４記載の発明によれば、シールド部材に交流電流を流す機能と、シールド部材に流れる電流の検出する機能とを、１つのコイルで兼用させることができるため、電流検出手段と交流電源とを別々にシールド部材に取り付ける必要がなくなり、装置が容易となり、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、異常検出手段によってシールド部材の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のシールド部材の異常検出装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＶケーブルの断面図である。
【図３】図１に示す変流器の詳細を示す斜視図である。
【図４】図１に示す変流器の他の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の銅テープ１３（シールド部材）の異常検出装置について図面に基づいて説明する。上記異常検出装置２０は、Ｒ、Ｓ、Ｔ相からなる複数のＣＶケーブル１０１〜１０３の異常を検出する装置である。上記ＣＶケーブル１０１は、背景技術で説明したように、図２に示すように、芯線１１と、内部絶縁体としての絶縁体１２と、シールド部材としての銅テープ１３と、外部絶縁体としてのシース１４と、を備えている。
【００２０】
芯線１１は、導電性を有する導体から成る。絶縁体１２は、架橋ポリエチレンなどから成り、芯線１１を被覆する。銅テープ１３は、テープ状に設けられており、絶縁体１２の外周に巻き付けられる。シース１４は、ポリエチレンなどから成り、銅テープ１３を被覆する。ここで、銅テープ１３の異常とは、銅テープ１３がズレたり腐食破断したりして銅テープ１３が切れている部分が生じることをいう。上記ＣＶケーブル１０２及び１０３は、ＣＶケーブル１０１と同様の構成であるためここでは詳細な説明は省略する。
【００２１】
上記複数のＣＶケーブル１０１〜１０３を構成する銅テープ１３の一端は、互いに接続されて接地されている。また、上記複数のＣＶケーブル１０１〜１０３を構成する銅テープ１３の他端は、互いに接続されている。即ち、各銅テープ１３は、３つのループができるように接続されている。
【００２２】
次に、上記異常検出装置２０の構成について説明する。図１に示すように、異常検出装置２０は、電流検出手段としての変流器ＣＴ１〜ＣＴ３と、切替スイッチＳＷと、交流電源３１と、周波数抽出手段としてのＦＦＴ波形解析装置２２と、を備えている。上記変流器ＣＴ１〜ＣＴ３は、ＣＶケーブル１０１〜１０３毎に一つずつ設けられている。上記変流器ＣＴ１は、図３に示すように、一対のコイル２１１と、ボビン２１２と、コア２１３と、から構成されている。上記一対のコイル２１１は、ＣＶケーブル１０１の銅テープ１３近傍に配置されている。このため、銅テープ１３に交流電流が流れると、銅テープ１３回りに交流磁界が発生する。この交流磁界が一対のコイル２１１内を通ることにより、一対のコイル２１１の両端には起電力が発生する。この起電力が、銅テープ１３に流れる交流電流に応じた値となる。また、上記一対のコイル２１１に交流電流を供給するとコイル２１１内を通る交流磁界が発生する。そして、この交流磁界により電磁誘導されて銅テープ１３に交流電流が流れる。
【００２３】
上記一対のボビン２１２は、筒状に設けられていて、その外周面にコイル２１１が巻回されている。上記コア２１３は、磁性体から構成されていて、四角環状に設けられている。この四角環状のコア２１３の互いに対向する一対の辺にそれぞれ、一対のボビン２１２が挿入されている。そして、四角環状のコア２１３の中心には、ＣＶケーブル１０１の銅テープ１３が貫通している。このコア２１３により銅テープ１３に交流電流が流れたときに発生する磁界を集めて、コイル２１１による電流検出精度を高めることができる。また、このコア２１３によりコイル２１１に交流電流を流したときに発生する磁界を集めて、より大きな交流電流を銅テープ１３に流すことができる。上記変流器ＣＴ２及びＣＴ３は、変流器ＣＴ１と同様の構成であるためここでは詳細な説明を省略する。
【００２４】
上記切替スイッチＳＷは、コイル２１１の両端の接続を後述する交流電源３１と、ＦＦＴ波形解析装置２２と、の間で切り換えるためのスイッチである。上記交流電源３１は、切替スイッチＳＷによってコイル２１１の両端が接続されたときに、その接続されたコイル２１１に対して交流電流を供給する。コイル２１１に交流電源３１からの交流電流が供給されると、上述したように銅テープ１３に交流電流が流れる。銅テープ１３に交流電流が流れると、銅テープ１３に形成された上述した３つのループにそれぞれ重畳電流Ｉ１〜Ｉ３が流れる。
【００２５】
上記ＦＦＴ波形解析装置２２は、切替スイッチＳＷよってコイル２１１の両端が接続され、コイル２１１の両端に発生する銅テープ１３に流れる交流電流に応じた起電力が供給される。上記ＦＦＴ波形解析装置２２は、上記起電力を順次高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して、起電力のうち交流電源３１の周波数成分をそれぞれ抽出して、表示する。
【００２６】
次に、上述した構成の異常検出装置２０の検出原理について説明する。銅テープ１３が正常である時は、上述したように銅テープ１３に３つのループが形成される。このため、例えば交流電源３１からの交流電流を変流器ＣＴ１のコイル２１１に流すと、銅テープ１３には交流電源３１の周波数成分を持つ重畳電流Ｉ１〜Ｉ３が流れる。今、例えば、図１中の×で示すように、図中一番下のＣＶケーブル１０３の銅テープ１３が切れていると、銅テープ１３の切れが発生しているＣＶケーブル１０の銅テープ１３に電流が流れなくなる。このため、銅テープ１３の切れが発生しているＣＶケーブル１０３の銅テープ１３に設けられた変流器ＣＴ３のコイル２１１に起電力が発生しなくなる。
【００２７】
そこで、ＦＦＴ波形解析装置２２により表示された交流電源３１の周波数成分がほぼ０であれば、検査員は銅テープ１３の異常が生じていると判断することができる。一方、ＦＦＴ波形解析装置２２により表示された交流電源３１の周波数成分の大きさが閾値以上あれば、検査員は銅テープ１３が正常であると判断することができる。
【００２８】
次に、上述した異常検出装置２０を用いた異常検出方法の手順について説明する。まず、検査員は、切替スイッチＳＷを操作して、変流器ＣＴ１のコイル２１１の両端を交流電源３１に接続すると共に変流器ＣＴ２及びＣＴ３のコイル２１１の両端をＦＦＴ波形解析装置２２に接続する。これにより、変流器ＣＴ１のコイル２１１に発生する磁界により、銅テープ１３に交流電流が流れ、銅テープ１３に形成された上述した３つのループにそれぞれ重畳電流Ｉ１〜Ｉ３が流れる。次に、変流器ＣＴ２が、ＣＶケーブル１０２の銅テープ１３に流れる電流に応じた起電力を発生して、その起電力をＦＦＴ波形解析装置２２に対して出力する。また、変流器ＣＴ３が、ＣＶケーブル１０３の銅テープ１３に流れる電流に応じた起電力を発生して、その起電力をＦＦＴ波形解析装置２２に対して出力する。ＦＦＴ波形解析装置２２は、変流器ＣＴ２及びＣＴ３から供給される起電力を順次高速フーリエ変換して、交流電源３１の周波数成分の大きさを表示する。検査員は、ＦＦＴ波形解析装置２２に表示された交流電源３１の周波数成分を見て、ＣＶケーブル１０２及び１０３の銅テープ１３に異常が生じているか否かを判断する。
【００２９】
次に、検査員は、切替スイッチＳＷを操作して、変流器ＣＴ２のコイル２１１の両端を交流電源３１に接続すると共に変流器ＣＴ１及びＣＴ３のコイル２１１の両端をＦＦＴ波形解析装置２２に接続して、同様にＦＦＴ波形解析装置２２に表示された交流電源３１の周波数成分を見て、ＣＶケーブル１０１及び１０３の銅テープ１３に異常が生じているか否かを判断する。その後、検査員は、切替スイッチＳＷを操作して変流器ＣＴ３のコイル２１１の両端を交流電源３１に接続すると共に変流器ＣＴ１及びＣＴ２のコイル２１１の両端をＦＦＴ波形形成装置２２に接続して、同様にＦＦＴ波形解析装置２２に表示された交流電源３１の周波数成分を見て、ＣＶケーブル１０１及び１０２の銅テープ１３に異常が生じているか否かを判断する。
【００３０】
上述した異常検出装置２０によれば、交流電流を銅テープ１３に供給し、銅テープ１３に流れる電流のうち交流電源３１の周波数成分を抽出しているため、迷走電流と分離することができ検出精度向上を図ることができる。
【００３１】
また、上述した異常検出装置２０によれば、電流検出手段が、各ＣＶケーブル１０１〜０１３の銅テープ１３に電流が流れると当該電流値に応じた起電力が発生するコイル２１１から構成され、交流電源３１が、各ＣＶケーブル１０１〜１０３の銅テープ１３毎に設けられたコイル２１１のうち１つに交流電流を供給してそのコイル２１１に磁界を発生させてその磁界により交流電流を流すように設けている。このため、銅テープ１３に交流電流を流す機能と、銅テープ１３に流れる電流の検出する機能と、を１つのコイル２１１で兼用させることができるため、装置が容易となり、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
また、上述した異常検出装置２０によれば、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３の全部を順次、交流電源３１に接続している。そして、接続する毎に交流電源３１に接続されていない残りの変流器ＣＴ１〜ＣＴ３に発生する起電力をＦＦＴ波形解析装置２２に供給してＣＶケーブル１０１〜１０３の銅テープ１３の異常を検出している。これにより、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３に発生する起電力をそれぞれ２回ずつＦＦＴ波形解析装置２２に供給している。即ち、ＣＶケーブル１０１〜１０３についてそれぞれ２回ずつの銅テープ１３の異常を検出することができ、確実に銅テープ１３の異常を検出することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態では、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３にコア２１３を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図４に示すように、コア２１３を設けずに、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３をコイル２１１と、ボビン２１２と、から構成して、コイル２１１内に銅テープ１３を貫通させる構成も考えられる。
【００３４】
また、上述した実施形態では、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３を順次、交流電源３１に接続して、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３に発生する起電力をそれぞれ２回ずつＦＦＴ波形解析装置２２に供給してが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３のうち２つを順次、交流電源３１に接続して、変流器ＣＴ１〜ＣＴ３に発生する起電力をそれぞれ１回ずつＦＦＴ波形解析装置２２に供給して銅テープ１３の異常を検出してもよい。
【００３５】
また、上述した実施形態では、ＦＦＴ波形解析装置２２により交流電源３１の周波数成分を表示するだけであったが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ＦＦＴ波形解析装置２２が抽出した交流電源３１の周波数成分をマイクロコンピュータなどから構成された異常検出手段としての異常検出装置に供給して、異常検出装置がＦＦＴ波形解析装置２２から供給された交流電源３１の周波数成分の大きさに基づいて銅テープ１３に異常が生じているか否かを判定するようにしてもよい。一例としては、例えば異常検出装置がＦＦＴ波形解析装置２２から供給された交流電源３１の周波数成分の大きさが閾値以下であれば銅テープ１３に異常が生じていると判定するようにしてもよい。
【００３６】
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０            ＣＶケーブル（電線）
１１            芯線
１２            絶縁体（内部絶縁体）
１３            銅テープ（シールド部材）
１４            シース（外部絶縁体）
２２            ＦＦＴ波形解析装置（周波数抽出手段）
３１            交流電源
２１１          コイル
ＣＴ１〜ＣＴ３  変流器（電流検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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