(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相となるように配置し、
前記一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成され、前記いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが変化したときに、前記ブリッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、
前記一対の探傷コイルの間に、前記ブリッジ回路が平衡状態のときには、前記一対の探傷コイルによって生じる磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、
この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接続し、この共振回路に電流が流れたときに、前記一対の探傷コイルへの励磁電流を増幅させる増幅回路を設けたことを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項２】
被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相となるように配置し、
前記一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成され、前記いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが変化したときに、前記ブリッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、
前記一対の探傷コイルの間に、前記ブリッジ回路が平衡状態のときには、前記一対の探傷コイルによって生じる磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、
この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接続し、この共振回路に流れる共振電流を前記一対の探傷コイルへの励磁電流に重畳させることを特徴とする渦流探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦流探傷装置に係わり、特に、導体の外周に絶縁被覆体を有する架空配電用絶縁電線（ＯＥ、ＯＣ、ＤＶ，ＯＷ等）や絶縁被覆体の外表面に着雪防止用のヒレを有する難着雪型絶縁電線等の導体の小さな傷、導体内部の断線、若しくは導体の錆等（以下「損傷部」という。）を検出する場合に有用な渦流探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、架空配電線としては、安全性の向上の観点から、裸線に代えて架空配電用絶縁電線が汎用されているが、かかる架空配電用絶縁電線においては、雨水の浸入により導体が腐食し、この腐食が進行してついには導体の断線に至ることが知られている。このため、架空配電線の断線事故等を未然に防止するために、電磁誘導法を応用した渦流探傷装置により架空配電用絶縁電線の損傷部の検出が行なわれている。
【０００３】
図４は、従来の渦流探傷装置の検出回路図を示している。同図において、符号１は被測定電線を示しており、この被測定電線１の周囲には交流のブリッジ回路２の２辺を構成する一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２が被測定電線１の外周に長手方向に沿って同軸かつ相互に離間して配置されている。
【０００４】
一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、それぞれ、一つのコイルで励磁コイルおよび検出コイルを兼用しており、これらの探傷コイルＬ１、Ｌ２には、３２ｋＨｚの励磁電源３が接続されている。そして、この励磁電源３からの励磁電流が一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に流れ、この励磁電流により被測定電線１の導体（不図示）に高周波磁界が加えられ、導体に渦電流が発生するように構成されている。
【０００５】
また、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、それによって生じる磁界が逆相となるように差動接続され、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピーダンスが変化したときに、ブリッジ回路２の平衡状態が崩れて検出信号Ｓが出力されるようにブリッジ回路２が構成されている。なお、図中、符号Ｒ１、Ｒ２は一対の基準抵抗、４は判定部、５は交流電源をそれぞれ示している。
【０００６】
しかして、このような構成の渦流探傷装置を被測定電線１の長手方向に沿って移動させると、被測定電線１の導体に損傷部が存在しない場合は、導体から一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に対して及ぼす電磁誘導作用が同等であることから、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２のインピーダンスも同等となり、交流のブリッジ回路２は平衡状態にある。
【０００７】
これに対して、被測定電線１の導体に、損傷部が存在する場合は、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）に対して及ぼす電磁誘導作用が異なることから、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピーダンスが変化し、ひいては交流のブリッジ回路２の平衡が崩れて、ブリッジ回路２から検出信号Ｓが出力されることになる。
【０００８】
このようにして、被測定電線１の導体の損傷の程度による渦電流の変化を、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２のインピーダンスの変化として、この大きさを評価することにより、被測定電線１の導体の損傷状態を知ることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電磁誘導法を応用した渦流探傷装置においては、被測定電線が裸線の場合は、探傷コイルが導体の外表面に密接して配置できるため、導体の損傷部を高感度で検出することができるが、被測定電線が架空配電用絶縁電線の場合は、絶縁被覆体の被覆厚の分だけ探傷コイルが導体から離間し、また、難着雪型絶縁電線の場合は、ヒレの高さ分だけさらに探傷コイルが導体から離間するという難点があった。このため、探傷コイルが被測定電線の導体から離間すると、被測定電線の導体に生ずる渦電流が小さくなり、この渦電流による探傷コイルへの電磁誘導作用が弱まることから、交流のブリッジ回路における検出感度が悪くなり、被測定電線の導体の損傷部を検出することが困難になるという難点があった。
【００１０】
一方、大きな励磁電源を使用して、探傷コイルへの励磁電流を常時大きくすれば、検出感度は高くなるが、大きな励磁電源を使用した渦流探傷装置では消費電力も大きくなるため、エネルギー効率が悪くなるという難点があった。
【００１１】
本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、被測定電線が架空配電用絶縁電線や難着雪型絶縁電線であっても、被測定電線の導体の損傷部を高感度で検出することができる渦流探傷装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の渦流探傷装置は、被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相となるように配置し、一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成され、いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが変化したときに、ブリッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、一対の探傷コイルの間に、ブリッジ回路が平衡状態のときには、一対の探傷コイルによって生じる磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接続し、この共振回路に電流が流れたときに、一対の探傷コイルへの励磁電流を増幅させる増幅回路を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の渦流探傷装置は、被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相となるように配置し、一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成され、いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが変化したときに、ブリッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、一対の探傷コイルの間に、ブリッジ回路が平衡状態のときには、一対の探傷コイルによって生じる磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接続し、この共振回路に流れる共振電流を一対の探傷コイルへの励磁電流に重畳させることを特徴としている。
【００１４】
これらの本発明の渦流探傷装置によれば、一対の探傷コイル間に配置した共振用コイルに共振回路が接続され、この共振回路に電流が流れたときに一対の探傷コイルへの励磁電流が増幅（共振回路に流れる共振電流が励磁電流に重畳）されることから、一対の探傷コイルからより大きな磁束を発生させることができ、ひいては、被測定電線の導体に生ずる渦電流がより大きくなり、この渦電流による探傷コイルへの電磁誘導作用の影響がより大きくなることから、被測定電線が架空配電用絶縁電線や難着雪型絶縁電線であっても、被測定電線の導体の損傷部を高感度で検出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の渦流探傷装置を適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の渦流探傷装置における検出回路図、図２は、本発明の渦流探傷装置における各コイルの磁界の発生状況を示す説明図である。なお、同図において、図３と共通する部分には同一の符号が付されている。
【００１７】
図１において、本発明の渦流探傷装置は、従来の渦流探傷装置と同様に、交流のブリッジ回路２を備えており、この交流のブリッジ回路２は、直列に接続された同等の形状、寸法および電気的特性を有する一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２と、直列に接続された同等の抵抗値を有する一対の基準抵抗Ｒ１、Ｒ２と、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２の接続点Ａおよび一対の基準抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点Ｂ間に接続される判定部４と、一方の探傷コイルＬ１および一方の基準抵抗Ｒ１の接続点Ｃと他方の探傷コイルＬ２および他方の基準抵抗Ｒ２の接続点Ｄ間に接続される交流電源５とで構成されている。なお、一対の基準抵抗Ｒ１、Ｒ２に代えて同等のインピーダンスを有するコイルを接続してもよい。
【００１８】
ここで、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、従来の渦流探傷装置と同様に、交流のブリッジ回路２の２辺を構成しており、これらの探傷コイルＬ１、Ｌ２は、被測定電線１の周囲にその長手方向に沿って同軸かつ相互に離間して配置されている。また、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、それぞれ、一つのコイルで励磁コイルおよび検出コイルを兼用しており、これらの探傷コイルＬ１、Ｌ２は、それによって生じる磁界が逆相となるように差動接続されている。これにより、後述するように、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピーダンスが変化すると、交流のブリッジ回路２の平衡状態が崩れて判定部４に対して検出信号Ｓが出力されるように構成されている。
【００１９】
符号Ｌ３は、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２間に配置された共振用コイルＬ３を示しており、この共振用コイルＬ３には、所定の周波数で共振するコンデンサ（不図示）等から成る共振回路６が接続されている。ここで、共振用コイルＬ３は、ブリッジ回路２が平衡状態のときには、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ１によって生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によって生じる磁束ψ２とが相殺されるように被測定電線１の周囲に配置されている。
【００２０】
符号７は、例えば３２ｋＨｚの励磁電源３と増幅回路８とを備える励磁回路を示しており、この増幅回路８は励磁電源３、共振回路６および一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に接続されている。また、共振回路６に共振電流が流れた場合、これを検出して増幅回路８へ増幅指令信号Ｃが出力される構成となっている。
【００２１】
次に、このような構成の渦流探傷装置を用いて、被測定電線１の導体の損傷部を検出する方法について説明する。
【００２２】
先ず、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２には、励磁電源３からの励磁電流が流れ、この励磁電流により被測定電線１の導体に高周波磁界が加えられ、導体に渦電流が発生することになる。
【００２３】
しかして、本発明の渦流探傷装置を被測定電線１に沿って移動させると、被測定電線１の導体に損傷部が存在しない場合は、導体から一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に対して及ぼす電磁誘導作用が同等であることから、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２のインピーダンスも同等となり、交流のブリッジ回路２は平衡状態にある。
【００２４】
一方、ブリッジ回路２が平衡状態のときには、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ１によって生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によって生じる磁束ψ２とが相殺されることから、すなわち、共振用コイルＬ３に生じる誘導電流が相殺されることから、共振回路６には電流が流れないことになる。
【００２５】
これに対して、被測定電線１の導体に、損傷部が存在する場合は、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）に対して及ぼす電磁誘導作用が異なることから、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピーダンスが変化し、ひいては交流のブリッジ回路２の平衡が崩れることになる。
【００２６】
そして、ブリッジ回路２の平衡が崩れている状態においては、何れか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインダクタンスが変化して磁界に偏りが生ずることから、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ１によって生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によって生じる磁束ψ２とが相殺されず、ひいては共振用コイルＬ３に誘導電流が流れる。これにより、共振用コイルＬ３と共振回路６間に共振電流が流れ、この共振回路６から増幅指令信号Ｃが出力される。そして、増幅回路８に増幅指令信号Ｃが入力すると、励磁電源３から供給される励磁電流が増幅されて、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２へ供給される。
【００２７】
このように、本発明の渦流探傷装置においては、共振用コイルＬ３が共振すると、何れか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のＱが大きくなるため、ブリッジ回路２の平衡状態が大きく崩れ、さらに、励磁電流が増幅されて一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２へ供給されることから、発生する磁束も大きくなり、ブリッジ回路２からは従来よりも大きな検出信号Ｓが出力され、この検出信号Ｓが判定部４へ入力される。この結果、従来よりも、検出感度を高めることができる。
【００２８】
なお、検出結果は、判定部４を構成するペンレコーダ等に連続して記録され、この記録から被測定電線における導体の損傷の程度を容易に把握することができる。
【００２９】
ここで、前述の実施例においては、増幅回路を介して一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２への励磁電流を増幅させているが、本発明は、増幅回路を用いたものに限定されず、例えば、第３図に示すように、共振回路６に流れる電流を、重畳回路９を介して一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２への励磁電流に重畳させるようにしてもよい。但し、この場合には、共振回路６に流れる電流の周波数を励磁電源３の周波数に一致させる必要があり、また、２つの電流を重畳させる場合は２つの電流の位相を合わせる必要がある。
また、前述の実施例においては、一つのコイルで励磁コイルおよび検出コイルを兼用しているが、励磁コイルと検出コイルを別体で構成して、励磁コイルを励磁回路に接続し、検出コイルを交流のブリッジを構成する２辺としても、本発明と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の渦流探傷装置によれば、共振用コイルの共振により、何れか一方の探傷コイルのＱが大きくなり、これによりブリッジ回路の平衡状態がさらに大きく崩れるため、ブリッジ回路からより大きな検出信号を出力させることができる。また、共振用コイルの共振により、励磁コイルへの励磁電流が増幅（共振回路に流れる共振電流が励磁電流に重畳）されるため、一対の探傷コイルからより大きな磁束を生じさせることができる。従って、本発明によれば、被測定電線が架空配電用絶縁電線や難着雪型絶縁電線であっても、被測定電線の導体の損傷部を高感度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の渦流探傷装置における検出回路図。
【図２】本発明の渦流探傷装置における各コイルの磁界の発生状況を示す説明図。
【図３】本発明の渦流探傷装置の他の実施例に係る検出回路図。
【図４】従来の渦流探傷装置における検出回路図。
【符号の説明】
１………被測定電線
２………ブリッジ回路
３………励磁電源
４………判定部
６………共振回路
７………励磁回路
８………増幅回路
９………重畳回路
Ｌ１、Ｌ２………一対の探傷コイル
Ｌ３………共振用コイル
Ｓ………検出信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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