(57)【要約】【課題】絶縁電線又はケーブルの所定の部分において、その絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置を標定することのできる、絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様において、導体と絶縁体を有する絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法であって、前記絶縁電線又はケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する信号の周波数スペクトルを測定する工程と、前記周波数スペクトルを前記絶縁電線又はケーブル上の位置の関数である位置スペクトルに変換する工程と、前記位置スペクトルの波形から前記絶縁電線又はケーブル上の温度変化箇所の位置を標定する工程と、を含む絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法を提供する。【選択図】図３
2014010027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と絶縁体を有する絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法であって、
前記絶縁電線又はケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する信号の周波数スペクトルを測定する工程と、
前記周波数スペクトルを前記絶縁電線又はケーブル上の位置の関数である位置スペクトルに変換する工程と、
前記位置スペクトルの波形から前記絶縁電線又はケーブル上の温度変化箇所の位置を標定する工程と、
を含む絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項２】
前記導体は第１の導体及び第２の導体を含み、前記絶縁体の少なくとも一部は前記第１の導体と第２の導体との間に位置する、
請求項１に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項３】
前記周波数スペクトルをフーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに前記絶縁体内での電気信号の速度を乗じることにより前記位置スペクトルに変換する、
請求項１又は２に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項４】
前記位置スペクトルの波形をリファレンススペクトルの波形と比較することにより、前記温度変化箇所の位置を標定する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項５】
前記リファレンススペクトルは、前記絶縁電線又はケーブルの温度ごとの複数の位置スペクトルであり、
前記位置スペクトルの波形を前記リファレンススペクトルの波形と比較することにより、前記温度変化箇所の位置及び温度を標定する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項６】
前記絶縁電線又はケーブルは同軸ケーブルである、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項７】
前記絶縁電線又はケーブルは絶縁平形コードである、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項８】
前記周波数スペクトルは、１ＭＨｚ以上の範囲で測定される、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【請求項９】
前記周波数スペクトルの測定点数を内挿補間により増加した後、前記位置スペクトルに変換する、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同軸ケーブルのインピーダンスの変化を利用して、同軸ケーブルを接触させた対象物の高温部と低温部の境界の位置及び温度差を求める方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１によれば、測定対象物に接して敷設された同軸ケーブルの一端から高周波パルスを送信し、高温部と低温部の境界での同軸ケーブルのインピーダンスの変化によるパルスの反射が生じるまでの時間を検出して、境界の位置及び温度差を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１３２９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の１つは、絶縁電線又はケーブルの所定の部分において、その絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置を標定することのできる、絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様によれば、上記目的を達成するため、導体と絶縁体を有する絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法であって、前記絶縁電線又はケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する信号の周波数スペクトルを測定する工程と、前記周波数スペクトルを前記絶縁電線又はケーブル上の位置の関数である位置スペクトルに変換する工程と、前記位置スペクトルの波形から前記絶縁電線又はケーブル上の温度変化箇所の位置を標定する工程と、を含む絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法が提供される。
【０００７】
（２）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記導体は第１の導体及び第２の導体を含み、前記絶縁体の少なくとも一部は前記第１の導体と第２の導体との間に位置してもよい。
【０００８】
（３）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記周波数スペクトルをフーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに前記絶縁体内での電気信号の速度を乗じることにより前記位置スペクトルに変換してもよい。
【０００９】
（４）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記位置スペクトルの波形をリファレンススペクトルの波形と比較することにより、前記温度変化箇所の位置を標定してもよい。
【００１０】
（５）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記リファレンススペクトルは、前記絶縁電線又はケーブルの温度ごとの複数の位置スペクトルであり、前記位置スペクトルの波形を前記リファレンススペクトルの波形と比較することにより、前記温度変化箇所の位置及び温度を標定してもよい。
【００１１】
（６）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記絶縁電線又はケーブルは同軸ケーブルであってもよい。
【００１２】
（７）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記絶縁電線又はケーブルは絶縁平形コードであってもよい。
【００１３】
（８）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記周波数スペクトルは、１ＭＨｚ以上の範囲で測定されてもよい。
【００１４】
（９）上記絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法において、前記周波数スペクトルの測定点数を内挿補間により増加した後、前記位置スペクトルに変換してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、絶縁電線又はケーブルの所定の部分において、その絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置を標定することのできる、絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施の形態に係る絶縁電線又はケーブルの例としての絶縁平形コードの断面図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る絶縁電線又はケーブルの例としての同軸ケーブルの断面図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る絶縁電線又はケーブルの温度変化箇所の位置標定方法の流れを表すフローチャートである。
【図４】図４（ａ）は、非難燃ポリ塩化ビニルの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。図４（ｂ）は、難燃ポリ塩化ビニルの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。
【図５】図５は、ポリエチレンの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。
【図６】図６（ａ）は、実施例に係る絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの大きさの位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図６（ｂ）は、実施例に係る絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの位相角の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、実施例に係る絶縁平形コード１０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、実施例に係る同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさの位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、実施例に係る同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの位相角の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、同軸ケーブル２０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１０（ａ）、（ｂ）の２５℃における位置スペクトルと１００℃における位置スペクトルの差分を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態］
本発明者等は、高周波数帯域における絶縁電線又はケーブルの特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号のスペクトルに、温度依存性があることを見出した。具体的には、例えば、導体と導体の外周に設けられた絶縁体とで構成される一芯からなる絶縁電線、又は当該一芯からなる絶縁電線を１本以上用いてケーブル化した同軸ケーブルや多芯ケーブル、或いは絶縁平形コードなどからなるケーブルの特定の箇所の温度が変化すると、特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の絶縁電線又はケーブル上の位置の関数で表されるスペクトル（位置スペクトル）の温度変化箇所に対応する位置のピークの高さが変化する。以下、ケーブルについて説明を行うが、絶縁電線についても同様である。
【００１８】
本実施の形態によれば、特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルは、インピーダンスアナライザあるいはネットワークアナライザ等を用いて測定された特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数の関数として表されるスペクトル（周波数スペクトル）を変換することにより得られる。例えば、高速フーリエ逆変換により周波数スペクトルを時間の関数で表されるスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらにケーブルの導体間の絶縁体内での電気信号の速度を乗じることにより、位置スペクトルが得られる。
【００１９】
特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルは、ケーブルの一端においてインピーダンスアナライザ、ネットワークアナライザ等の測定装置を２つの導体に接続して測定される。ケーブルが３つ以上の導体を含む場合は、任意の２つの導体に測定装置を接続する。測定装置はケーブルの端部以外に接続されてもよいが、高周波信号が接続部の両側に送られるためにスペクトル形状が複雑になること、温度変化箇所が接続位置のどちら側に存在するかを判断する必要があること等の理由により、ケーブルの端部またはその近傍に接続されることが好ましい。
【００２０】
特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルは、高周波数帯域、例えば１〜１１０ＭＨｚ、１〜２００ＭＨｚ、１〜４００ＭＨｚ、１ＭＨｚ〜１ＧＨｚ等、で測定される。このとき、スプライン補間法等を用いた内挿補間により周波数スペクトルの測定点数を増やし、フーリエ逆変換後の時間スペクトルのＳ／Ｎ比を向上させてもよい。例えば、１〜１１０ＭＨｚの周波数帯域での測定点数が８０１点であるときに、内挿補間により８７２１点に増やすことができる。
【００２１】
本実施の形態によれば、高周波数帯域におけるケーブルの特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルに温度依存性があることを利用して、ケーブルの温度変化箇所の位置を標定することができる。
【００２２】
例えば、敷設されたケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルを求め、その波形をリファレンススペクトルの波形と比較することにより、ケーブルの温度が変化している箇所の位置を標定することができる。この場合、ケーブルの平常状態（外部からの加熱やケーブルの劣化等に起因する温度上昇が発生していない状態）の位置スペクトル等をリファレンススペクトルとして用いることができる。
【００２３】
本実施の形態では、ケーブルの端部において特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルを測定し、位置スペクトルに変換することにより、温度変化箇所の位置を標定することができるため、ケーブルの温度変化箇所が端部から離れた位置や壁などに隔てられた位置に在る場合であっても、ケーブルの端部において温度変化箇所の位置を容易に標定することができる。
【００２４】
また、例えば、複数のケーブルが近接して敷設されており、ケーブルの両端において各ケーブルの対応が付きにくい場合、一端において所定のケーブルを暖め、他端において複数のケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルを測定することにより、容易にケーブルの両端において各ケーブルの対応を付けることができる。同様に、ケーブルの途中箇所において所定のケーブルを暖め、端部において複数のケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルを測定することにより、容易にケーブルの端部と途中箇所において各ケーブルの対応を付けることができる。
【００２５】
逆に、一端において所定のケーブルの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルを測定しつつ、他端において複数のケーブルを順に暖めることにより、ケーブルの両端において各ケーブルの対応を付けることもできる。同様に、所定のケーブルの端部において特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルを測定しつつ、途中箇所において複数のケーブルを順に暖めることにより、ケーブルの端部と途中箇所において各ケーブルの対応を付けることもできる。
【００２６】
さらに、ケーブルの全領域又は温度変化の調査の対象となる領域を一定の温度で加熱し、温度ごとの特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルを予め測定しておき、これらを変換することにより得られるケーブル温度ごとの複数の位置スペクトルをリファレンススペクトルとして用いることにより、ケーブルの温度変化箇所の位置及び温度を知ることができる。例えば、ケーブル上の位置Ａにおいて、特性インピーダンスの大きさ若しくはその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の位置スペクトルの形状がケーブル温度８０℃のリファレンススペクトルの形状と一致し、その他の位置において、ケーブル温度２０℃のリファレンススペクトルと一致する場合、ケーブルの位置Ａにおける部分の温度が８０℃であり、その他の部分の温度が２０℃であると判断することができる。当然、温度変化箇所が複数存在しても、その位置及び温度を知ることができる。
【００２７】
本実施の形態に係るケーブルは、第１の導体、第２の導体、及び前記第１の導体と第２の導体との間の絶縁体を有するケーブルであって、例えば、塩化ビニル絶縁平形（ＶＦＦ）コード、又は同軸ケーブルである。また、有機絶縁体等により絶縁された絶縁電線を複数本用いてケーブル化した多芯ケーブルであってもよい。
【００２８】
ケーブルの導体間の絶縁体は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の誘電率の温度依存性を有する絶縁材料からなり、誘電率の温度依存性は大きいほどよい。誘電率の温度依存性が大きい方が、ケーブルの温度変化による特性インピーダンスの大きさ及びその位相角並びに特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号のスペクトルの波形の変化が大きくなり、温度変化箇所の位置や温度の標定が容易になるためである。
【００２９】
図１、図２は、それぞれ本実施の形態に係るケーブルの例としての絶縁平形コード、及び同軸ケーブルの断面図である。
【００３０】
ＶＦＦ（PVC Flat Flexible）コード等の絶縁平形コード１０は、第１の導体１１と、第２の導体１３と、第１の導体１１及び第２の導体１３を被覆する絶縁体１２とを有する。第１の導体１１及び第２の導体１３は、例えば、すずめっき軟銅線である。絶縁体１２は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の絶縁材料からなる。第１の導体１１及び第２の導体１３の半径ｒは、例えば、０．０９ｍｍであり、第１の導体１１の中心と第２の導体１３の中心との距離Ｄは、例えば、３．１ｍｍである。
【００３１】
同軸ケーブル２０は、第１の導体２１と、第１の導体２１の周囲に設けられた絶縁体２２と、絶縁体２２の周囲に設けられた第２の導体２３と、第２の導体２３の周囲に設けられたジャケット２４とを有する。第１の導体２１及び第２の導体２３は、例えば、それぞれすずめっき軟銅線及びすずめっき軟銅線編組である。絶縁体２２は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の絶縁材料からなる。ジャケット２４は、ポリ塩化ビニル等の絶縁材料からなる。第１の導体２１の半径ｒ１は、例えば、０．４５ｍｍであり、絶縁体２２の外半径ｒ２は、例えば、１．４５ｍｍである。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係るケーブルの温度変化箇所の位置標定方法の流れを表すフローチャートである。以下に、絶縁平形コード１０及び同軸ケーブル２０をケーブルの例として用いて、本実施の形態に係るケーブルの温度変化箇所の位置標定方法の一例を図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３３】
まず、絶縁平形コード１０（同軸ケーブル２０）の一端において、第１の導体１１及び第２の導体１３（第１の導体２１及び第２の導体２３）にインピーダンスアナライザ又はネットワークアナライザを接続し、特性インピーダンスの大きさ又はその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルを測定する（ステップＳ１）。なお、絶縁平形コード１０（同軸ケーブル２０）の他端において、第１の導体１１と第２の導体１３（第１の導体２１と第２の導体２３）は短絡されていても開放されていてもよい。
【００３４】
次に、内挿補間により特性インピーダンスの大きさ又はその位相角又は特性インピーダンス変化に起因して変化する電圧や電力等の信号の周波数スペクトルの測定点数を増やす（ステップＳ２）。なお、この工程は省略してもよい。
【００３５】
次に、周波数スペクトルをフーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体内での電気信号の速度を乗じることにより位置スペクトルに変換する（ステップＳ３）。
【００３６】
次に、得られた位置スペクトルの波形から絶縁平形コード１０又は同軸ケーブル２０の温度変化箇所の位置を特定する。具体的には、平常状態の位置スペクトルをリファレンススペクトルとして用いて、得られた絶縁平形コード１０又は同軸ケーブル２０の位置スペクトルの波形をリファレンススペクトルの波形と比較することにより、温度変化箇所の位置を標定することができる。さらに、絶縁平形コード１０又は同軸ケーブル２０の温度ごとの複数の位置スペクトルをリファレンススペクトルとして用いることにより、温度変化箇所の温度を知ることができる。
【００３７】
（特性インピーダンス）
一般に、ケーブルの電気的な性質は、直列接続された、導体の抵抗Ｒ及びインダクタンスＬ、並びに並列接続された、導体間の絶縁体の静電容量ＣとコンダクタンスＧで表され、特性インピーダンスの大きさＺ０及びその位相角θはこれらの関数で与えられる。
【００３８】
また、導体間の絶縁体の静電容量ＣとコンダクタンスＧは、導体間の絶縁体の比誘電率εｒ、導電率σの関数として表されるが導電率は極めて小さく、ケーブルの特性インピーダンスの大きさＺ０及びその位相角θを導体間の絶縁体の比誘電率εｒの関数として表すことができる。以下に、一例として、絶縁平形コード１０及び同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさＺ０と導体間の絶縁体の比誘電率εｒの関係について説明する。
【００３９】
絶縁平形コード１０において、第１の導体１１及び第２の導体１３の半径をｒ、第１の導体１１の中心と第２の導体１３の中心との距離をＤ、真空の透磁率をμ０、絶縁体１２の比透磁率をμｒ、真空の誘電率をε０、絶縁体１２の比誘電率をεｒとすると、絶縁平形コード１０の単位長さ当たりのインダクタンスＬ［Ｈ／ｍ］は、ケーブル長が無限であるとして、近似的に以下の式１のように表される。
【００４０】
【数１】
2014010027.tif 000003
【００４１】
絶縁平形コード１０の単位長さ当たりの静電容量Ｃ［Ｆ／ｍ］は、ｒ＜＜Ｄとして、近似的に以下の式２のように表される。
【００４２】
【数２】
2014010027.tif 000004
【００４３】
絶縁平形コード１０の高周波領域（例えば１ＭＨｚ以上）における特性インピーダンスの大きさＺ０［Ω］は、抵抗Ｒ＝０、コンダクタンスＧ＝０、絶縁体１２の比透磁率μｒ＝１として、近似的に以下の式３のように表される。
【００４４】
【数３】
2014010027.tif 000005
【００４５】
同軸ケーブル２０において、第１の導体２１の半径をｒ１、絶縁体２２の外半径をｒ２、真空の透磁率をμ０、絶縁体２２の比透磁率をμｒ、真空の誘電率をε０、絶縁体２２の比誘電率をεｒとすると、同軸ケーブル２０の単位長さ当たりのインダクタンスＬ［Ｈ／ｍ］は、ケーブル長が無限であるとして、近似的に以下の式４のように表される。
【００４６】
【数４】
2014010027.tif 000006
【００４７】
同軸ケーブル２０の単位長さ当たりの静電容量Ｃ［Ｆ／ｍ］は、以下の式５のように表される。
【００４８】
【数５】
2014010027.tif 000007
【００４９】
同軸ケーブル２０の高周波領域における特性インピーダンスの大きさＺ０［Ω］は、抵抗Ｒ＝０、コンダクタンスＧ＝０、絶縁体２２の比透磁率μｒ＝１として、近似的に以下の式６のように表される。
【００５０】
【数６】
2014010027.tif 000008
【００５１】
式３、６から表されるように、絶縁平形コード１０、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさＺ０は、それぞれ絶縁体１２、２２の比誘電率εｒに依存する。
【００５２】
一芯の絶縁電線の場合には、特性インピーダンスの解析解は記述不能であるが、実際にインピーダンスアナライザあるいはネットワークアナライザにつないで測定回路を構成すれば、用いた帰路線との間で特性インピーダンスが定まる。また、帰還線がない場合には、対象ケーブルと回路を構成するように補助線を配置し、それらの線間の特性インピーダンスを測定してもよい。さらに、補助線の配置も困難な場合には、絶縁電線のみを測定装置に繋ぎ、いわゆる他端開放状態として測定することも可能である。多芯ケーブルの場合には、そのうちの２芯を測定に用いれば良く、この場合、特性インピーダンスは近似的に式３と一致する。
【００５３】
一方、ケーブルに用いられる絶縁体として、誘電率が温度変化により変化するものが知られている。このような絶縁体を用いたケーブルにおいては、ケーブルの特性インピーダンスの大きさＺ０は、絶縁体の温度に依存する。以下に、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンの例を示す。
【００５４】
通常のポリ塩化ビニルは難燃性の有無により２種類に分類される。図４（ａ）は、非難燃ポリ塩化ビニルの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。図４（ｂ）は、難燃ポリ塩化ビニルの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。これらのポリ塩化ビニルにおいては、温度の上昇に伴って誘電率が増加する。このため、ポリ塩化ビニルを導体間の絶縁体に用いたケーブルにおいては、温度の上昇により特性インピーダンスが減少する。
【００５５】
図５は、ポリエチレンの比誘電率の温度依存性を表すグラフである。ポリエチレンにおいては、温度の上昇に伴って誘電率が減少する。このため、ポリエチレンを導体間の絶縁体に用いたケーブルにおいては、温度の上昇により特性インピーダンスが増加する。
【００５６】
図４、及び図５の結果から、ポリ塩化ビニル及びポリエチレンの誘電率は温度に依存し、そのため、特性インピーダンスが温度に依存することがわかる。
【実施例】
【００５７】
〔実施例１〕
実施例１として、ＶＦＦコードである絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの大きさ及びその位相角の位置スペクトルの温度依存性をインピーダンスアナライザにより測定した結果を示す。
【００５８】
図６（ａ）は、絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの大きさの位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図６（ｂ）は、絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの位相角の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）の横軸は、絶縁平形コード１０の測定端を基準とした位置（ｍ）を表す。なお、図６（ａ）、（ｂ）は、高速フーリエ逆変換によって生じる［Ω・Ｈｚ］又は［ｄｅｇ・Ｈｚ］という単位を持つ物理量を示すことを目的としたものではないので、縦軸は任意単位の信号強度Ｉから算出した１０ｌoｇ１０Ｉを規格化して強度[Ａｒｂ.  ｕｎｉｔ](任意単位)とした。以下に、測定の方法について説明する。
【００５９】
まず、絶縁体１２がポリ塩化ビニルからなる、長さ２１ｍの絶縁平形コード１０の一端（測定端）をインピーダンスアナライザに接続した。そして、その測定端から７．０〜７．４ｍの領域に恒温槽を用いて熱を加えて、約１〜１１０ＭＨｚの周波数帯域で特性インピーダンスの大きさ及びその位相角の周波数スペクトルを測定した。そして、１７℃から１４０℃まで加熱領域の温度を上昇させながら周波数スペクトルの測定を繰り返し、その後、２０℃まで温度を下げて、再度周波数スペクトルを測定した。
【００６０】
次に、得られた周波数スペクトルを高速フーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体１２内での電気信号の速度を乗じることにより、絶縁平形コード１０上の位置の関数である位置スペクトルに変換した。
【００６１】
図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、測定端から７．０〜７．４ｍの加熱された領域において、温度の上昇によりピーク高さが増加した。この結果から、絶縁平形コード１０の特性インピーダンスの大きさ又はその位相角の位置スペクトルを求めることにより、絶縁平形コード１０の温度が変化している箇所の位置を標定できることが確認された。
【００６２】
なお、図６（ａ）において、測定端から１４ｍ近傍の領域のピーク高さに若干の変化が見られる。１４ｍは加熱部からケーブルの測定端と反対の端の長さに対応し、測定原理上、この位置にも信号は現れる。
【００６３】
〔実施例２〕
実施例２として、ＶＦＦコードである絶縁平形コード１０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性をネットワークアナライザにより測定した結果を示す。
【００６４】
図７（ａ）、（ｂ）は、絶縁平形コード１０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図７（ａ）は加熱領域の温度を２５℃から１６０℃まで上昇させたときの位置スペクトルを表し、図７（ｂ）は加熱領域の温度を１６０℃から２５℃まで下降させたときの位置スペクトルを表す。図７（ａ）、（ｂ）の横軸は、絶縁平形コード１０の測定端を基準とした位置（ｍ）を表す。縦軸は入射電磁波と反射電磁波の強度比(反射電磁波／入射電磁波)Ｉから算出した１０ｌｏｇ１０Ｉであるゲイン[ｄＢ]である。以下に、測定の方法について説明する。
【００６５】
まず、絶縁体１２がポリ塩化ビニルからなる、長さ２１ｍの絶縁平形コード１０の一端（測定端）をネットワークアナライザに接続した。そして、その測定端から７．０〜７．４ｍの領域に恒温槽を用いて熱を加えて、約１〜２００ＭＨｚの周波数帯域で特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の周波数スペクトルを測定した。そして、２５℃から１６０℃まで加熱領域の温度を上昇させながら周波数スペクトルの測定を繰り返し、その後、１６０℃から２５℃まで加熱領域の温度を下降させながら周波数スペクトルの測定を繰り返した。
【００６６】
次に、得られた周波数スペクトルを高速フーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体１２内での電気信号の速度を乗じることにより、絶縁平形コード１０上の位置の関数である位置スペクトルに変換した。
【００６７】
図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、測定端から７．０〜７．４ｍ近傍の加熱した領域において、温度の上昇によりピーク高さが増加し、温度の下降によりピーク高さが減少した。この結果からも、絶縁平形コード１０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルを求めることにより、絶縁平形コード１０の温度が変化している箇所の位置を標定できることが確認された。
【００６８】
なお、図７（ａ）、（ｂ）の縦軸は入射電磁波の電力と反射電磁波の電力の強度比を信号としているが、この信号のもととなる物理量は、特性インピーダンス変化に起因して変化する物理量であればよく、例えば、電圧や電流であってもよい。すなわち、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電力と反射電力の強度比の位置スペクトルの代わりに、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電圧と反射電圧の強度比の位置スペクトルや、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電流と反射電流の強度比の位置スペクトルを測定した場合であっても、同様に絶縁平形コード１０の温度が変化している箇所の位置を標定することができる。
【００６９】
〔実施例３〕
実施例３として、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさ及びその位相角の位置スペクトルの温度依存性のインピーダンスアナライザによる測定の結果を示す。
【００７０】
図８（ａ）、（ｂ）は、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさの位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図８（ｂ）は、図８（ａ）の位置スペクトルの加熱領域近傍の拡大図である。図８（ａ）、（ｂ）の横軸は、同軸ケーブル２０の測定端を基準とした位置（ｍ）を表す。縦軸は任意単位の信号強度Ｉから算出した１０ｌoｇ１０Ｉを規格化した強度[Ａｒｂ.  ｕｎｉｔ]である。以下に、測定の方法について説明する。
【００７１】
まず、絶縁体２２がポリエチレンからなる、長さ３２ｍの同軸ケーブル２０の一端（測定端）をインピーダンスアナライザに接続した。そして、その測定端から９．０〜９．４ｍの領域に恒温槽を用いて熱を加えて、約１〜１１０ＭＨｚの周波数帯域で特性インピーダンスの大きさを測定した。そして、１５℃から９０℃まで加熱領域の温度を上昇させながら周波数スペクトルの測定を繰り返し、その後、１５℃まで加熱領域の温度を下げて、再度周波数スペクトルを測定した。
【００７２】
次に、得られた周波数スペクトルを高速フーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体２２内での電気信号の速度を乗じることにより、同軸ケーブル２０上の位置の関数である位置スペクトルに変換した。
【００７３】
図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、測定端から９．０〜９．４ｍ近傍の加熱した領域において、温度の上昇によりピーク高さが変化した。この結果から、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの大きさの位置スペクトルを求めることにより、同軸ケーブル２０の温度が変化している箇所の位置を標定できることが確認された。
【００７４】
なお、図８（ａ）において、測定端から２２ｍ近傍の領域のピーク高さに若干の変化が見られる。２２ｍは加熱部からケーブルの測定端と反対の端の長さに対応し、測定原理上、この位置にも信号は現れる。
【００７５】
図９（ａ）、（ｂ）は、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの位相角の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の位置スペクトルの加熱領域近傍の拡大図である。図９（ａ）、（ｂ）の横軸は、同軸ケーブル２０の測定端を基準とした位置（ｍ）を表す。縦軸は任意単位の信号強度Ｉから算出した１０ｌoｇ１０Ｉを規格化した強度[Ａｒｂ.  ｕｎｉｔ]である。以下に、測定の方法について説明する。
【００７６】
まず、絶縁体２２がポリエチレンからなる、長さ３２ｍの同軸ケーブル２０の一端（測定端）をインピーダンスアナライザに接続した。そして、その測定端から９．０〜９．４ｍの領域に恒温槽を用いて熱を加えて、約１〜１１０ＭＨｚの周波数帯域で特性インピーダンスの位相角を測定した。そして、１５℃から９０℃まで加熱領域の温度を上昇させながら周波数スペクトルの測定を繰り返し、その後、１５℃まで加熱領域の温度を下げて、再度周波数スペクトルを測定した。
【００７７】
次に、得られた周波数スペクトルを高速フーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体２２内での電気信号の速度を乗じることにより、同軸ケーブル２０上の位置の関数である位置スペクトルに変換した。
【００７８】
図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、測定端から９．０〜９．４ｍ近傍の加熱した領域において、温度の上昇によりピーク高さが変化した。この結果から、同軸ケーブル２０の特性インピーダンスの位相角の位置スペクトルを求めることにより、同軸ケーブル２０の温度が変化している箇所の位置を標定できることが確認された。
【００７９】
〔実施例４〕
実施例４として、小さい領域（長さ２６ｍｍ）を加熱した場合の、同軸ケーブル２０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性をネットワークアナライザにより測定した結果を示す。
【００８０】
図１０（ａ）、（ｂ）は、同軸ケーブル２０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルの温度依存性を表すグラフである。図１０（ａ）は１〜２００ＭＨｚの周波数帯域での位置スペクトル、図１０（ｂ）は１Ｍ〜１ＧＨｚの周波数帯域での位置スペクトルを表す。図１０（ａ）、（ｂ）の横軸は、同軸ケーブル２０の測定端を基準とした位置（ｍ）を表す。縦軸は入射電磁波と反射電磁波の強度比(反射電磁波／入射電磁波)Ｉから算出した１０ｌｏｇ１０Ｉであるゲイン[ｄＢ]である。以下に、測定の方法について説明する。
【００８１】
まず、絶縁体２２がポリエチレンからなる、長さ３２ｍの同軸ケーブル２０の一端（測定端）をネットワークアナライザに接続した。そして、その測定端から１２〜１２．０２６ｍの領域に小型ヒーターを用いて熱を加えて、１〜２００ＭＨｚ、及び１Ｍ〜１ＧＨｚの周波数帯域で特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の周波数スペクトルを測定した。そして、加熱領域の温度が２５℃、及び１００℃のときの周波数スペクトルを測定した。
【００８２】
次に、得られた周波数スペクトルを高速フーリエ逆変換により時間の関数のスペクトルである時間スペクトルに変換し、さらに絶縁体２２内での電気信号の速度を乗じることにより、同軸ケーブル２０上の位置の関数である位置スペクトルに変換した。
【００８３】
図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、測定端から１２ｍ近傍の加熱した領域において、温度の変化によりスペクトル形状に変化が見られた。
【００８４】
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１０（ａ）、（ｂ）の２５℃における位置スペクトルと１００℃における位置スペクトルの差分を表すグラフである。図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、加熱領域の温度が２５℃のときの位置スペクトルと１００℃のときの位置スペクトルには明らかな違いが見られ、この結果から、２６ｍｍという小さい領域を加熱した場合であっても、同軸ケーブル２０の特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電磁波と反射電磁波の強度比の位置スペクトルを求めることにより、同軸ケーブル２０の温度が変化している箇所の位置を標定できることが確認された。
【００８５】
なお、図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）の縦軸は、入射電磁波の電力と反射電磁波の電力の強度比を信号としているが、この信号のもととなる物理量は、特性インピーダンス変化に起因して変化する物理量であればよく、例えば、電圧や電流であってもよい。すなわち、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電力と反射電力の強度比の位置スペクトルの代わりに、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電圧と反射電圧の強度比の位置スペクトルや、特性インピーダンス変化に起因して変化する入射電流と反射電流の強度比の位置スペクトルを測定した場合であっても、同様に同軸ケーブル２０の温度が変化している箇所の位置を標定することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００８７】
また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００８８】
１０        絶縁平形コード
１１、２１  第１の導体
１２、２２  絶縁体
１３、２３  第２の導体
２０        同軸ケーブル
２４        ジャケット
【図１】
2014010027.tif 000009
【図２】
2014010027.tif 000010
【図３】
2014010027.tif 000011
【図４】
2014010027.tif 000012
【図５】
2014010027.tif 000013
【図６】
2014010027.tif 000014
【図７】
2014010027.tif 000015
【図８】
2014010027.tif 000016
【図９】
2014010027.tif 000017
【図１０】
2014010027.tif 000018
【図１１】
2014010027.tif 000019