(57)【要約】      （修正有）【課題】未然に海底ケーブルの事故が発生しそうな箇所を、安全かつ簡易に探し出すことができる海底ケーブルを提供する。【解決手段】  内部導体３と、該内部導体３を覆う絶縁体４と、該絶縁体４を覆う外層被覆５とを備え、絶縁体４内部には海底ケーブル１の全長に伸びる空洞管２が設けられ、該空洞管２内には前記絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷状態に関する情報を計測する計測装置６を移動可能に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底に布設される海底ケーブル（１）であって、
内部導体（３ａ）と、該内部導体（３ａ）を覆う絶縁体（４）と、該絶縁体（４）を覆う外層被覆（５）とを備え、
絶縁体（４）内部には海底ケーブル（１）の全長に伸びる空洞管（２）が設けられ、
該空洞管（２）内には前記絶縁体（４）及び／又は外層被覆（５）の劣化、損傷状態に関する情報を計測する計測装置（６）が移動可能に配置された
ことを特徴とする海底ケーブル。
【請求項２】
前記空洞管（２）の少なくとも一端に圧力調整器（２０）を設け、空洞管（２）内の前記計測装置（６）の前後における差圧により計測装置（６）を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の海底ケーブル。
【請求項３】
前記空洞管（２）の外周面及び／又は内周面に空洞管（２）が潰れないようにするためのコイル状又はリング状をした補強手段（３０）を設けた、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海底ケーブル。
【請求項４】
前記空洞管（２）内に液体（４０）を封入した、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の海底ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底ケーブル、特に電力などを送電する電力海底ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海底ケーブルは、船舶などの錨が引っ掛かって損傷を受けたり、ケーブルの外層被覆が劣化して損傷したりすることがある。
海底ケーブルの外層被覆が損傷すると、塩分、水分などが外層被覆及び／又は絶縁体に浸透して、絶縁体が絶縁破壊を起こす。
絶縁体が絶縁破壊を起こすと、各ケーブルの内部導体間において短絡事故が発生してしまうという問題に発展しかねない。
一般に、海底ケーブルの寿命は約３０年間と考えられているが、上記外層被覆の劣化、損傷の問題から、海底ケーブルを６年に１度の割で、点検することとしている。この６年に１度の点検は潜水作業員により行い、潜水作業員の目視により外観点検を行うのが一般的である。
【０００３】
ところで、このような潜水作業員による海底ケーブルの外観点検を行っても、実際には海底ケーブルが海底に埋設されてしまっている箇所や潜水不能な海底に沈められた箇所などがあり、点検を行うことができない箇所が多々あるのが現状である。そのため、海底ケーブルの全長に亘っての点検が事実上不可能であるという問題があった。
また、潜水作業員による海底ケーブルの外観点検は、潜水という危険を伴うこと及び時間、費用がかなりかかることなどの問題もあった。
一方、以下の特許文献１には、海底ケーブルに短絡などの事故が発生した場合、海底ケーブルに衝撃電圧を印加して事故点で放電を起こさせ、放電の結果生ずる音波を水中マイクロホンで捕らえて事故点を検出することが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２３４９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１にあっては、実際に海底ケーブルに事故が発生してからでないと事故点を検出できず、未然に事故が発生しそうな箇所を探し出すことができないという問題があった。
なお、未然に事故防止するための手段として、「直流漏れ電流測定」という測定方法がある。この直流漏れ電流測定は、直流高電圧を導体と遮蔽層との間に印加し、漏れ電流の時間変化を測定して劣化判定を行うものである。ところが、直流漏れ電流測定は、以下のような問題がある。
・点検時に海底ケーブルの送電を止めなければ測定することができない。
・劣化状態を精度良く測定するためには測定電圧を高くした方が良いが、直流印加により絶縁体を劣化させないようにするためにはできるだけ低い方が良く、その兼ね合いが難しい。
・ケーブル端部における沿面漏れ電流の影響により測定誤差が発生してしまい、ケーブルの劣化判定が難しい。
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、未然に海底ケーブルの事故が発生しそうな箇所を、精度良く、安全かつ簡易に、また、送電を停止することなく探し出すことができる海底ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の海底ケーブルは、海底に布設される海底ケーブル（１）であって、内部導体（３ａ）と、該内部導体（３ａ）を覆う絶縁体（４）と、該絶縁体（４）を覆う外層被覆（５）とを備え、絶縁体（４）内部には海底ケーブル（１）の全長に伸びる空洞管（２）が設けられ、該空洞管（２）内には前記絶縁体（４）及び／又は外層被覆（５）の劣化、損傷状態に関する情報を計測する計測装置（６）が移動可能に配置されたことを特徴とする。
請求項２に記載の海底ケーブルは、前記空洞管（２）の少なくとも一端に圧力調整器（２０）を設け、空洞管（２）内の前記計測装置（６）の前後における差圧により計測装置（６）を移動させる、ことを特徴とする。
請求項３に記載の海底ケーブルは、前記空洞管（２）の外周面及び／又は内周面に空洞管（２）が潰れないようにするためのコイル状又はリング状をした補強手段（３０）を設けた、ことを特徴とする。
請求項４に記載の海底ケーブルは、前記空洞管（２）内に液体（４０）を封入した、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の本発明海底ケーブルによれば、計測装置、たとえば、温度センサ、渦電流探傷装置を用いて、温度、渦電流などの測定をすることにより、送電を停止することなく、海底ケーブルの絶縁体、被覆の劣化、損傷などを判断するができ、海底ケーブルの全長に亘って点検を行うことができる。また、これにより、従来、行っていた、潜水作業を要しないので安全にかつ低コストで点検を行うことができる。
【０００７】
請求項２の本発明海底ケーブルによれば、簡単な構造により、空洞管内の計測装置を移動させることができる。
【０００８】
請求項３の本発明海底ケーブルによれば、全体が高圧になってもコイル状又はリング状をした補強手段により空洞管が潰れることがないので、海底ケーブルを、たとえば、深海の海底に布設することができる。このような深海は、従来、潜水不能で点検が不可能であった場所であり、このような場所においても海底ケーブルの点検を可能にすることができる。
【０００９】
請求項４の本発明海底ケーブルによれば、全体が高圧になっても空洞管内の液体により空洞管が潰れることがないので、海底ケーブルを、たとえば、深海の海底に布設することができる。このような深海は、従来、潜水不能で点検が不可能であった場所であり、このような場所においても海底ケーブルの点検を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
海底ケーブルにおいて、絶縁体及び／又は外層被覆の損傷、劣化を検出して点検により把握して短絡事故の未然防止を図るという目的を、海底ケーブル内に空洞管を設け、該空洞管内に前記絶縁体及び／又は外層被覆の劣化、損傷状態に関する情報を計測する計測装置を配置することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明海底ケーブルの実施例１を示すもので、図１は拡大した縦断面図、図２は概略的に示す斜視図、図３は計測装置を示す概念図、図４は計測装置内の各種センサの配置を示す概念図である。また、この実施例１は送電用の電力海底ケーブルに適用したものである。
【００１２】
図１に示すように、実施例１の電力海底ケーブル１は、ケーブル中心部に配置された空洞管２と、該空洞管２を取り囲むように周方向に等間隔に配置された３本の電力ケーブル３と、これら空洞管２及び電力ケーブル３を囲むように設けられた絶縁体４と、該絶縁体４を被覆する外層被覆５とから成る。
【００１３】
空洞管２は、チューブ状を成し、例えば、ポリオレフィン系樹脂などの低摩擦樹脂により形成されている。この空洞管２の内部空間は後述するように計測装置を移動させる移動空間となっている。
３本の電力ケーブル３は、既知の電力ケーブル３であり、内部導体３ａを囲むように絶縁体３ｂが設けられ、さらに絶縁体３ｂを被覆する外装体３ｃが設けられている。
絶縁体４は、ブチルゴム混合物、エチレンプロピレンゴム混合物、ポリエチレン混合物などの絶縁物が用いられる。
外層被覆５は、亜鉛めっき鉄線を用いた一重鉄線が用いられ（図示は省略する。）、その上にポリプロピレンヤーンが座床として施されている。
このような電力海底ケーブル１は、外径が約300mmあり、空洞管２の内径が約75mmに形成されている。
【００１４】
図２に示すように、このような空洞管２内には、計測装置６が移動自在に配置されている。計測装置６（センサ、計測手段など）は、前記絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷状態に関する情報を計測するものである。
図３に示すように、計測装置６は、温度を検出する温度センサ７と、磁界を検出する磁気センサ８と、位置を検出するジャイロセンサ９と、空洞管２内の障害物を検出する赤外線センサ１０と、これらセンサ７、８、９、１０からの情報を演算・加工するマイクロプロセッサ１１と、マイクロプロセッサ１１で行う演算・加工などの処理をプログラムとして記憶するとともにマイクロプロセッサ１１で処理した各種データ（温度、磁気、位置など）を時間情報とともに記録するメモリ１２と、マイクロプロセッサ１１で加工したデータを発信する発信機１３とを有する。
【００１５】
温度センサ７は、前記絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷状態に関する情報としての温度を検出する。すなわち、絶縁体４、外層被覆５などが劣化し損傷が進行するとこれに伴い、海水の塩分、水分が絶縁体４、外層被覆５内に浸透し、内部導体３ａの短絡とまでは行かないが漏れ電流が発生し、隣接する内部導体３ａとの間で発熱する。
そこで、空洞管２内に温度センサ７を移動自在に配置すると、電力海底ケーブル１の内部の温度をその長さ方向に移動しながら検出することができる。
そして、発熱した箇所を温度センサ７により検出すれば、その検出した箇所が絶縁体４及び／又は外層被覆５に劣化又は損傷が生じている可能性があることを判断することができる。また、その温度の程度により、他の部位よりも異常に高い場合には、劣化及び／又は損傷の度合いが激しく、緊急に電力海底ケーブル１の補修又は交換などをしなければならないと判断することができる。
このような温度センサ７は、図３及び図４に示すように、周方向に等間隔に４つ配置されている。
【００１６】
磁気センサ８は、前記絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷状態に関する情報としての磁気を検出する。すなわち、磁気センサ８を用いた渦電流探傷装置により発生させた渦電流の変化を検出する。電力海底ケーブル１の絶縁体４及び外層被覆５の材質は一様に形成されているが、傷などがあるとその部分において質的に一様でない部分となっている。そして、渦電流探傷装置の移動に伴い、質的に一様でない部分（傷など）に差し掛かると、絶縁体４及び／又は外層被覆５に生じた渦電流に変化が生じる。
そこで、空洞管２内に渦電流探傷装置を移動自在に配置すると、電力海底ケーブル１の絶縁体４及び／又は外層被覆５の傷などを移動しながら検出することで、絶縁体４及び／又は外層被覆５に劣化又は損傷が生じている可能性があると判断することができる。
このような磁気センサ８は、図３及び図４に示すように、温度センサ７と交互に周方向に等間隔に４つ配置されている。
【００１７】
ジャイロセンサ９は、電波を発信・受信することにより前回のデータと比較することで移動距離を算出して、位置センシングを行う。そして、ジャイロセンサ９による位置センシングにより、当該計測装置６の位置を特定でき、上記温度センサ７及び／又は磁気線センサ８により絶縁体４及び／又は外層被覆５の異常を検出した位置が特定される。
このようなジャイロセンサ９は計測装置１内に１つ配置されている。
【００１８】
赤外線センサ１０は、空洞管２の形状異常、異物などの検出を行う。すなわち、赤外センサ１０から赤外線を発射し、その反射波を受信することで空洞管２の形状異常、空洞管２内の異物などを検出し、移動するための空間が確保されているかを確認することができる。なお、赤外線センサ１０は、計測装置６の移動空間としての空洞管２にその移動に障害となるものの検出を行うものであり、絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷状態に関する情報を検出するものではないので、必須の構成というわけではない。また、ジャイロセンサ９と赤外線センサ１０とは共用することができ、これらを共用することにより計測装置６の軽量化、消費電力の軽減化を実現することができる。
このような赤外線センサ１０は計測装置１内の前後に１つずつ配置されている。
【００１９】
マイクロプロセッサ１１は、まずメモリ１２に記憶されたプログラムを読み込み、次にそのプログラムの指示に従って温度センサ７、磁気センサ８、ジャイロセンサ９及び赤外線センサ１０から情報を受け取り、その情報をプログラム通りに演算・加工した上でそのデータをメモリ１２に送信するようになっている。
【００２０】
発信機１３は、マイクロプロセッサ１１で処理した各種データを、空洞管２を導波管として受信機（図示は省略する。）に送信するものである。このような発信機１３は計測装置１内の前後に１つずつ配置されている。
発信機１３で送信する各種データには、温度センサ７及び磁気センサ８で検出したデータとともに時間情報、位置情報が含まれる。発信機１３により各種データを送信するには、逐次リアルタイムで送信しても良いし、または、所定容量のデータをまとめた後、パケットとして送信するようにしても良い。逐次リアルタイムで送信する場合には、各種データはメモリ１２に格納せずに、マイクロプロセッサ１１から発信機１３から直接発信される。各種データをパケットにして送信する場合にはメモリ１２に一旦格納した後、所定容量にまとまったときに送信する。なお、計測装置６を陸上まで移動させた後、メモリ１２内のデータを取り出すようにすれば、発信機１３は不要となる。
【００２１】
しかして、計測装置６により取得された各種データは、発信機１３から陸上の受信機に送られ、または陸上まで移動された計測装置６のメモリ１１から取り出され、分析することで、絶縁体４及び／又は外層被覆５の劣化、損傷が発生している箇所を判定する。
【００２２】
このように、電力海底ケーブル１の内部に空洞管２を設け、該空洞管２に計測装置６を移動可能に配置したので、容易に絶縁体４及び／又は外装被覆５の劣化又は損傷を検出することができ、電力海底ケーブル１の内部の内部導体３ａ間の短絡などの事故を未然に防止することができる。
なお、空洞管２内を計測装置６が自走可能にするために、たとえば、既知の自走手段（ロボット）に計測装置６を搭載することが考えられる。
【実施例２】
【００２３】
図５は実施例２における本発明海底ケーブルを概略的に示す側面図である。この実施例２にかかる電力海底ケーブル１Ａは、計測装置の移動を容易に行うために、空洞管２の一端に圧力調整器２０としての送風装置２０′を設けたものである。
すなわち、電力海底ケーブル１Ａの空洞管２の一端に送風装置２０′が接続され、空洞管２の他端は開放されている。
計測装置６は、空洞管２の断面形状とほぼ同じ断面形状で一回り小さく形成されている。
しかして、送風装置２０′を駆動すると、空洞管２内で送風装置２０′と計測装置６との間の圧力が高まり、計測装置６を他方へ押し、移動させることができ、比較的簡単な構造で、計測装置６の移動手段を実現することができる。
【００２４】
図６は実施例２の電力海底ケーブル１Ａの変形例を示すものであり、この変形例にかかる電力海底ケーブル１Ａ′は、空洞管２の両端に送風装置２０′をそれぞれ接続したものである。
この変形例の場合、２つの送風装置２０′の駆動を切り替えることにより、計測装置６を前後に移動させることができ、たとえば、再度計測を行いたい箇所があった場合、計測装置６を容易に逆戻りさせることができる。
なお、この実施例２にあっては圧力調整器２０として送風装置２０′を用いたが、本発明はこれに限らず、高圧発生器であっても良いし、或いは負圧発生器であっても良い。また、高圧及び負圧を発生することができる圧力調整器を空洞管２の一端及び／又は両端に設けるようにしても良い。
【実施例３】
【００２５】
図７は実施例３における本発明海底ケーブルを概略的に示す側面図である。この実施例３にかかる電力海底ケーブル１Ｂは、空洞管２Ｂが潰れないように補強手段３０を設けたものである。
すなわち、電力海底ケーブル１Ｂの空洞管２Ｂには、その外周面に密着するように補強手段３０としてのコイル３０′が巻回されている。
なお、コイル３０′は金属製のものであっても良いし、硬質な合成樹脂製のものであっても良い。また、この実施例３においては、コイル３０′を空洞管２Ｂの外周面に設けたが、本発明はこれに限らず、空洞管２Ｂの内周面に設けても良いし、さらに、外周面及び内周面の両面にコイル３０′を設けるようにしても良い。
しかして、電力海底ケーブル１Ｂによれば、これに高圧がかかっても、空洞管２Ｂが潰れることはなく、よって、計測装置６の移動空間を確保することができるため、深海などの海底に沈められことも可能である。
【００２６】
図８は実施例３の電力海底ケーブル１Ｂの変形例を示すものであり、この変形例にかかる電力海底ケーブル１Ｂは空洞管２Ｂ′の外周面に適宜間隔をあけてリング３１を複数設けたものである。なお、図８は空洞管２Ｂ′とこれに設けられた複数のリング３１とを示す概略斜視図である。
このような変形例にあっても、電力海底ケーブル１Ｂが深海などの海底に沈められたときでき、その高圧に耐え、空洞管２Ｂ′が潰れることはなく、よって、計測装置６の移動空間を確保することができる。
【実施例４】
【００２７】
図９は実施例４における本発明海底ケーブルを概略的に示す側面図である。この実施例４にかかる電力海底ケーブル１Ｃは、空洞管２Ｃを潰れにくくした別の例である。
すなわち、電力海底ケーブル１Ｃは、その空洞管２Ｃの内部にオイルなどの液体４０を封入したものである。
これにより、実施例３と同様に、電力海底ケーブル１Ｃが深海などの海底に沈められ、高圧がかかっても、空洞管２Ｃが潰れることはなく、よって、計測装置６の移動空間を確保することができる。
【実施例５】
【００２８】
図１０は実施例５にかかる本発明海底ケーブルの断面図である。この実施例５にかかる電力海底ケーブル１Ｄは、３つの電力ケーブル３が互いに接触するように配置され、かつ、３つの空洞管２Ｄが、隣接する電力ケーブル３間の外側の隙間に配置され、この空洞管２Ｄの断面形状がほぼ扇状をしたものである。そして、各空洞管２Ｄに各別に計測装置６が配置されている。
これにより、この実施例５にかかる電力海底ケーブル１Ｄによれば、上記実施例１乃至４にかかる電力海底ケーブル１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃよりも外径を小さくすることができる。たとえば、上記実施例１乃至４にかかる電力海底ケーブル１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃと同径の電力ケーブル３を用いた場合、この実施例５にかかる電力海底ケーブル１Ｄにあっては、外径を約200mmにすることができる。海底ケーブルにあっては、潮流の影響を受けるため、小径のまま、空洞管２Ｄを形成することができることは極めて有効である。
【００２９】
また、実施例５にかかる電力海底ケーブル１Ｄによれば、計測装置６を移動可能とする空洞管２Ｄが電力海底ケーブル１Ｄの中心部でなく外層被覆５側に寄った位置に配置したので、外層被覆５の劣化又は損傷の初期段階（劣化の程度が小さい状態）で、検出することができ、短絡事故に至らぬ前に確実に電力海底ケーブル１Ｄの異常を検出することができる。
【００３０】
なお、上記各実施例においては、１つの計測装置６を空洞管２内に配置したものについて説明したが、本発明はこれに限らず、複数の計測装置６を設けるようにしても良い。複数の計測装置６を空洞管２内に配置する場合、各計測装置６を信号線などで数珠つなぎ状にしたものが考えられる。このように数珠繋ぎ状に計測装置６を接続した場合、その一端を引っ張ることにより、空洞管２内を容易に移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、上述した発明の実施の形態に限定されず、海底に沈められる各種ケーブル、たとえば通信海底ケーブルやこれらを複合した海底ケーブルにも適用することができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１における電力海底ケーブルの拡大断面図である。
【図２】実施例１における要部を切り欠いて概略的に示す斜視図である。
【図３】実施例１における計測装置を概略的に示す斜視図である。
【図４】実施例１における計測装置内の各種センサの配置を概略的に示す正面図である。
【図５】実施例２における全体の電力海底ケーブルを一部切り欠いて示す概略側面図である。
【図６】実施例２の変形例における全体の電力海底ケーブルを一部切り欠いて示す概略側面図である。
【図７】実施例３における要部を切り欠いて示す斜視図である。
【図８】実施例３の変形例における空洞管のみを示す斜視図である。
【図９】実施例４における要部を切り欠いて示す斜視図である。
【図１０】実施例５における電力海底ケーブルの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電力海底ケーブル
２  空洞管
３  電力ケーブル
３ａ  内部導体
３ｂ  絶縁体
３ｃ  外装体
４  絶縁体
５  外層被覆
６  計測装置
７  温度センサ
８  磁気センサ
９  ジャイロセンサ
１０  赤外線センサ
１１  マイクロプロセッサ
１２  メモリ
１３  発信機
１Ａ  電力海底ケーブル
２０  圧力調整器
２０′  送風装置
１Ａ′  電力海底ケーブル
１Ｂ  電力海底ケーブル
２Ｂ  空洞管
３０  補強手段
３０′  コイル
２Ｂ′  空洞管
３１  リング
１Ｃ  電力海底ケーブル
２Ｃ  空洞管
４０  液体
１Ｄ  電力海底ケーブル
２Ｄ  空洞管
【図１】
2006139938.tif 000003
【図２】
2006139938.tif 000004
【図３】
2006139938.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006139938.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006139938.tif 000011
【図１０】
2006139938.tif 000012