(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な破損の状況下にあっても正確にケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置および破損検出方法を提供する。【解決手段】破損箇所６を有するケーブル１の両端部から、その両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号２５、２７を発振し、ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、送信装置は、閉回路を形成するスイッチと、ケーブルの静電容量分の抵抗との合成抵抗を、破損箇所の抵抗ＤＲよりも小さな値にし、破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより破損箇所の電圧降下を大きくするための閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗と、を備え、送信装置から送信される信号の変化を非接触で受信し、破損箇所の識別を行う受信装置と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2019011956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発振し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、
前記送信装置は、
閉回路を形成するスイッチと、
前記ケーブルの静電容量分の抵抗との合成抵抗を、前記破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、前記破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくするための前記閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗と、を備え、
前記送信装置から送信される前記信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、
を備えたことを特徴とするケーブルの破損検出装置。
【請求項２】
前記終端抵抗は、１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項３】
前記ケーブルの導線に接続したアースを備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項４】
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記閉回路を形成する制御を行う制御回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項５】
前記受信装置は、前記信号を受信する異なる周波数毎に受信回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項６】
前記受信回路は、受信する前記信号の周波数に合わせたコイル素子を備えたことを特徴とする請求項５に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項７】
前記送信装置は、前記信号の出力電圧を調整する電圧調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項８】
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発振し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出方法であって、
スイッチを閉じることで形成される閉回路上に設けた抵抗の値を小さくし、前記ケーブルの静電容量分の抵抗と前記抵抗との合成抵抗を、破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくし、
受信装置は、その電圧降下により発生する信号の変化により前記破損箇所の特定を行うことを特徴とするケーブルの破損検出方法。
【請求項９】
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記送信装置内にて前記閉回路を形成し、周波数の異なる信号を送信するタイミングが同一とならないように制御することを特徴とする請求項８に記載のケーブルの破損検出方法。
【請求項１０】
他の信号の受信後の自己の信号の停止期間は、信号の出力期間よりも長い期間が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のケーブルの破損検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの破損検出装置および破損検出方法に係り、破損箇所の抵抗箇所が低抵抗から高抵抗まで精度良く破損を検出可能な破損検出装置および破損検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から家電から自動車まで様々な物を製造する製造ラインや発電プラント等の設備では、高圧ケーブルが各所に敷設されている。この高圧ケーブルは、感電事故防止や誘導障害の防止のために、その構造体内部に遮蔽銅テープが巻かれているものもある。
この遮蔽銅テープは、外気温や負荷電流による温度変化で高圧ケーブルが伸縮し、その伸縮によるストレスにより断線する場合や高圧ケーブルの外層が劣化し、水分の侵入による腐食が原因で起こる断線する場合がある。
この遮蔽銅テープが断線すると誘導電流がスムーズに流れなくなり、微小な放電現象が発生し、その結果絶縁層を破壊し地絡停電事故の要因となる。停電事故を未然に防ぐため高圧ケーブルの点検を行い、遮蔽層の抵抗値に異常が発生した箇所を早急に発見し、断線箇所を補修をすることが必要になっている。
【０００３】
また、従来から高圧ケーブルが敷設される環境は商用電源や通信設備等のノイズによる影響を受けやすく、ケーブルの断線箇所を検出するには困難を極めていた。
そのため、従来から断線箇所をノイズ等の影響を受けず、正確にピンポイントで発見する発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、特定周波数の信号Ｘを出力する第１の発振器と、信号Ｘとは異なる特定周波数の信号Ｙを出力する第２の発振器とを有する。また、第１・第２の発振器によってケーブルに発振された信号Ｘ、Ｙを、非接触で識別する検知器を有する。そして、信号Ｘ、Ｙが、ケーブルの両端部から破損箇所まで伝播することを利用し、ケーブル上での信号の変化点を検出することにより、該変化点を破損箇所として特定する。信号Ｘ、Ｙは、夫々非正弦波形をなすことにより、ケーブルの破損探知を行う場所が、商用周波数の５０ヘルツ、６０ヘルツ系ノイズ源の影響を受けるような環境であっても、信号Ｘ、Ｙの検出を正確に行うことができる発明が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、周波数の異なる２台の圧電発振器で交流電圧を発生させ、それぞれの電圧をある周期で交互に入替え断続した電圧にし、それぞれの断続電圧を増幅し、出力トランスを経て埋設電線の両端と大地間にそれぞれ印加しておき、その埋設電線上の地表面と埋設電線上より横方向に離れた地表面の２地点にそれぞれ電極を接して、埋設電線に印加された電圧によって発生している地表面の電圧分布から生じる２地点間の電圧をピックアップしてこの受信電圧を増幅し、その出力電圧を前記２台の圧電発振器と同一周波数の２台の圧電フィルタにそれぞれ通し、そのフィルタ出力電圧をまたそれぞれ２台の増幅器にて増幅し、その出力側にランプまたはブザー等を接続し、２つの電極を埋設電線に沿って移動させ、断線箇所を境界として前後の地点においては、それまで作動していたランプ又はブザーが停止し、別の周波数のランプ又はブザーが作動し始めることにより、その前後境界地面下の埋設電線に断線の存在を検出することを特徴とする埋設電線の断線箇所検出装置の考案が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９２７号公報
【特許文献２】実開平０３−４６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、断線の程度は状況により様々であり、完全断線である場合や軽度の破損である場合等様々な状況で現れる。例えば、完全断線の場合には抵抗は２０ＫΩである場合に対し断線まで至らない軽度の破損の場合、断線箇所抵抗ＤＲは４００Ωとなる。図１１（Ａ）は、破損箇所の状態を現し、従来の送信装置１００ａ、１００ｂと高圧ケーブルで構成される等価回路である。終端はオープン状態であるため送信装置１００ｂの入力抵抗は大きく（∞Ω）、また高圧ケーブルの静電容量分の静電容量抵抗Ｚは５ｋΩから１０ｋΩとこれも大きいので、断線箇所抵抗ＤＲの抵抗値が小さな場合、特に１０００Ω以下の場合には、図１１（Ｂ）に示すように、破損箇所の電圧降下が小さく、従来の受信装置では信号の減衰を検出することが困難な状況であった。また、両側の送信装置１００ａ、１００ｂから発信される異なる周波数の信号が干渉し、受信装置は上手く信号を読み取れないという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、様々な破損の状況下にあっても正確にケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置および破損検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発振し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、前記送信装置は、閉回路を形成するスイッチと、前記ケーブルの静電容量分の抵抗との合成抵抗を、前記破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、前記破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくするための前記閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗と、を備え、前記送信装置から送信される前記信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、を備えたことを特徴とするケーブルの破損検出装置。
【発明の効果】
【０００９】
以上の特徴により、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を示した概要図である。
【図２】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図３】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路を示す概略図である。
【図４】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図５】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所の電圧降下を示した概要図である。
【図６】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の外観を示す正面図である。
【図１０】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における信号を出力するタイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】従来の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路と破損箇所の電圧降下の様子を示し説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明にかかるケーブルの破損検出装置及び破損検出方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００１２】
図１に一般的な高圧ケーブル１が破損した様子を示している。高圧ケーブル１は、単芯以外に、３芯の高圧ケーブルも有り、用途により適用される。本実施例では単芯の高圧ケーブル１の構造について説明する。高圧ケーブル１の構造は、導体５、絶縁体４、遮蔽層３及び防食層２から構成されている。
導体５は、銅又はアルミ等の材料により形成した円形撚り線、円形圧縮撚り線又は分割圧縮撚り線が使用されている。絶縁体４は、架橋ポリエチレン材料により被覆されている。また、導体５と絶縁体４の間には図示しない内部半導体層を形成し、内部半導体層は、表面電位傾度を小さくするために、また導体５と絶縁体４の隙間を埋め、コロナ放電が発生しないようにするために設けられている。
【００１３】
遮蔽層３は、銅、ステンレス又は鉄の材料によって銅帯外装、ステンレステープ外装又は鉄線外装の形態により絶縁体４の周囲に被覆されている。防食層２は、絶縁体４の保護や水分等からの隔離をするため、最外殻に被覆されている。防食層２の材料は、ビニル、ポリエチレン又はポリプロピレンが採用されている。図１には、遮蔽層３が破損した様子を示し、外部からでは認識できない遮断層破損箇所６が形成されている様子である。本実施例では、遮蔽層３が破損した破損箇所抵抗ＤＲを示し、約４００Ωの値の抵抗値があるものと想定して説明する。
【００１４】
＜破損検出装置及び破損検出方法＞
図２乃至図１０を参照し破損検出装置及び破損検出方法について説明する。破損検出装置は、送信装置１０と受信装置５０で構成されており、高圧ケーブル１等に代表される遮断層３を備えた配線の破損の検出をする装置である。破損検出装置は、１対の送信装置１０ａ、１０ｂと受信装置５０で構成されている。図２（Ａ）は、破損箇所を検出する際に高圧ケーブル１に送信装置１０が接続される様子を示す説明図である。図２（Ｂ）は、送信装置１０ａ、１０ｂが送信する信号を時間と電圧で現した説明図である。図３は、高圧ケーブル１の破損を検出する際の１対の発信機１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成した等価回路が記載されている。図４は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する様子を示す説明図である。図５は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所の電圧降下を示した概要図である。図６は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ａの構成を示すブロック図である。図７は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ｂの構成を示すブロック図である。図８は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の構成を示すブロック図である。図９は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の外観を示す正面図である。図１０（Ａ）は、完全に破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。図１０（Ｂ）は、遮断層の破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように送信装置１０は、破損検出の対象とする高圧ケーブル１の両端に接続される。送信装置１０は、１５Ｖ程度の電圧を、パルス信号として送信するように設定されている。送信装置１０のプラス側の配線としてプラス配線２２ａ、２２ｂが設けられ、プラス配線２２ａ、２２ｂは高圧ケーブル１の遮蔽層３と接続されている。また、送信装置１０のマイナス側の配線としてマイナス配線２１ａ、２１ｂが設けられ、マイナス配線２１ａ、２１ｂは高圧ケーブル１の導体５と接続されている。
また、高圧ケーブル１は、導体５の両端に大地に接続したアース７ａ、７ｂを接続することにより電位を安定することができる。そのため、送信装置１０からの信号は安定し、受信装置５０の検出感度は安定する。従って、受信装置５０は、送信装置１０からの信号を的確に読み取ることが可能となる。
【００１６】
図３（Ａ）は、送信装置１０ａからＡ信号（図２の２５）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。図３（Ｂ）は、送信装置１０ｂからＢ信号（図２の２７）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。
図２及び図３（Ａ）に示すように送信装置１０ａは、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号（２５）を送信している。その際、送信装置１０ｂは、切替スイッチ１３ｂを閉じて終端抵抗１１ｂを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ｂは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ｂは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。
【００１７】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ｂと終端抵抗１１ｂの合成抵抗ＧＲｂは１０Ω以下となり、遮断層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮断層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮断層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮断層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。
【００１８】
また、上記と同様に図２及び図３（Ｂ）に示すように送信装置１０ｂは、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号（２７）を送信している。その際、送信装置１０ａは、切替スイッチ１３ａを閉じて終端抵抗１１ａを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ａは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ａは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。尚、理想的な終端抵抗は、０Ωであるが安全面を考慮して１０Ωを採用した。
【００１９】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ａと終端抵抗１１ａの合成抵抗ＧＲａは１０Ω以下となり、遮断層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮断層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮断層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮断層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。尚、想定される破損箇所抵抗ＤＲと合成抵抗の比率は約４０：１となっている。
【００２０】
次に、図６及び図７のブロック図を参照し送信装置１０ａ、１０ｂの回路構成について説明する。
先ず、図６を参照し送信装置１０ａについて説明する。送信装置１０ａは、持ち運びを考慮して電源３１ａに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ａは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ａとしても良い。また電源３１ａは、電源安定化回路３２ａと接続されている。電源安定化回路３２ａは電源電圧を監視し、電源３１ａに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ａがＬＣＤ表示器６２ａに電源３１ａの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２１】
また電源安定化回路３２ａと接続される電源回路３３ａは、制御回路３７ａから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ａに接続されるＡ信号出力回路３４ａは、制御回路３７ａからの指令によりＡ信号２５の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号２５を出力している。
【００２２】
送信装置１０ａは、プラス配線２２ａ及び制御回路３７ａに接続されるＢ信号受信回路３６ａが設けられている。制御回路３７ａは、Ｂ信号受信回路３６ａからのＢ信号２７を受信すると、Ａ信号出力回路３４ａを開放し、Ａ信号２５の発信を停止する。そして、制御回路３７ａは、終端抵抗及び切替回路３５ａに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ａを閉じ、プラス配線２２ａ、終端抵抗１１ａ、切替スイッチ１３ａ及びマイナス配線２１ａを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ａの制御回路３７ａは、送信装置１０ｂとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２３】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ａは、操作キー６１ａによる入力操作により、プラス配線２２ａから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ａの画面表示及びスピーカ３８ａから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ａに接続されるスピーカ３８ａからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。  
【００２４】
次に、図７を参照し送信装置１０ｂについて説明する。送信装置１０ｂは、持ち運びを考慮して電源３１ｂに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ｂは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ｂとしても良い。また電源３１ｂは、電源安定化回路３２ｂと接続されている。電源安定化回路３２ｂは電源電圧を監視し、電源３１ｂに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ｂがＬＣＤ表示器６２ｂに電源３１ｂの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２５】
また電源安定化回路３２ｂと接続される電源回路３３ｂは、制御回路３７ｂから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ｂに接続されるＡ信号出力回路３４ｂは、制御回路３７ｂからの指令によりＢ信号２７の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号２７を出力している。
【００２６】
送信装置１０ｂは、プラス配線２２ｂ及び制御回路３７ｂに接続されるＡ信号受信回路３６ｂが設けられている。制御回路３７ｂは、Ａ信号受信回路３６ｂからのＡ信号２５を受信すると、Ｂ信号出力回路３４ｂを開放し、Ｂ信号２７の発信を停止する。そして、制御回路３７ｂは、終端抵抗及び切替回路３５ｂに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ｂを閉じて、プラス配線２２ｂ、終端抵抗１１ｂ、切替スイッチ１３ｂ及びマイナス配線２１ｂを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ｂの制御回路３７ｂは、送信装置１０ａとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２７】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ｂは、操作キー６１ｂによる入力操作により、プラス配線２２ｂから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ｂの画面表示及びスピーカ３８ｂから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ｂに接続されるスピーカ３８ｂからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。
【００２８】
次に、図８のブロック図を参照し受信装置５０の回路構成について説明する。受信装置５０は、１つの装置で２種類のＡ信号２５（３５ｋＨｚ）、Ｂ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信可能としている。
受信装置５０は、持ち運びを考慮して電源５１に電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源５１は、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源５１としても良い。また電源５１は、電源安定化回路５２と接続されている。電源安定化回路５２は電源電圧を監視し、電源５１に異常等があればＬＳＩ等の制御回路５５がＬＣＤ表示器６２に電源５１の異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２９】
Ａ信号受信回路５３はＡ信号２５（３５ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。同様にＢ信号受信回路５４はＢ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。そして、Ａ信号受信回路５３とＢ信号受信回路５４から得られた大きな振幅波形を、搭載されたウィンドウ・コンパレータによりそれぞれ信号を取り出し、制御回路５５で受信強度を判定する。このようにして、Ａ信号２５、Ｂ信号２７の周波数に合わせた受信回路（５３、５４）を構成することにより、精度良く受信が可能である。
尚、上述したＡ信号受信回路３６ｂ及びＢ信号受信回路３６ａは、コイルを使用せずカップリングコンデンサにて信号を取り出し、バイアス回路を通して制御回路３７ａ、３７ｂで受信する。
【００３０】
ＬＳＩ等を搭載した制御回路５３は、例えばＬＣＤ表示器６２に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、スピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７との信号の相違を音の高低や音の発信間隔を変化させて出力することも可能である。
【００３１】
次に、送信装置１０及び受信装置５０に使用される外観の構造について図９を参照し説明する。送信装置１０も受信装置５０と同じ構造であるため、受信装置５０を例にして説明する。受信装置５０の筐体６３は、雨天でも使用が可能なようにＩＰ６７の規格の防水及び防塵の構造が採用されている。また受信装置５０内部に、ＬＣＤ表示器６２が設けられている。ＬＣＤ表示器６２は、夜間や暗所でも設定や表示内容が確認できるようにバックライトが点灯する構造である。ＬＣＤ表示器６２の下方には複数のキーを備えた操作キー６１が配置されている。この操作キー６１とＬＣＤ表示器６２により各種の設定が可能である。
【００３２】
以上のように構成した送信装置１０と受信装置５０によって遮断層破損箇所６を検出する方法について図２乃至図１０を参照し説明する。
送信装置１０は、５Ｖから２０Ｖの電圧を印加可能であり、送信装置１０ａは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＡ信号２５を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ａは、制御回路３７ａに接続されたＢ信号受信回路３６ａにより送信装置１０ｂとの同期が可能であるため、送信装置１０ｂがＢ信号２７を発信している間は、Ａ信号２５の発信を停止している。またその逆に、送信装置１０ｂは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＢ信号２７を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ｂは、制御回路３７ｂに接続されたＡ信号受信回路３６ｂにより送信装置１０ａとの同期が可能であるため、送信装置１０ａがＡ信号２５を発信している間は、Ｂ信号２７の発信を停止している。このようにして、各々の送信装置１０同士が同期を取ることによって発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置５０は、正確に送信装置１０から発信される各種信号を受信することが可能である。
【００３３】
更に詳細に、送信装置１０が同期を取りながら信号を出力する様子を図１０に示すタイミングチャートにより説明する。
図１０（Ａ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損ではなく、高圧ケーブル１が完全に断線したときの様子を示している。完全な断線の場合には、送信装置１０ａ、１０ｂは、相手側の信号をＡ信号受信回路３４ｂ又はＢ信号受信回路３４ａが受信できないため、切替スイッチ１３ａ、１３ｂは切替を行うことはなく、各々の送信装置１０は同期を取らずに信号を出力し続ける。Ａ信号２５は、３５ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ｔの間、Ａ信号出力回路３４ａから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間、Ａ信号２５の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｘｓの周期でＡ信号２５が出力される。Ｂ信号２７は、５０ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ａ信号と同じＴの間、Ｂ信号出力回路３４ｂから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間、Ｂ信号２７の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｙｓの周期でＢ信号２７が出力される。
【００３４】
次に、図１０（Ｂ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損である場合について説明する。送信装置１０ａは、Ａ信号出力回路３４ａから出力期間Ｔの間、Ａ信号２５を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間にＢ信号受信回路３４ａがＢ信号２７を受信した場合には、Ｂ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ａを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＢ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ａ信号出力回路３４ａはＡ信号２５の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ａ信号出力回路３４ａは、Ａ信号２５の出力を再び開始する。
【００３５】
また送信装置１０ａと同期する送信装置１０ｂは、同様にＢ信号出力回路３４ｂから出力期間Ｔの間、Ｂ信号２７を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間にＡ信号受信回路３４ｂがＡ信号２５を受信した場合には、Ａ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ｂを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＡ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ｂ信号出力回路３４ａはＢ信号２７の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ｂ信号出力回路３４ａは、Ｂ信号２７の出力を開始する。
【００３６】
以上のように、Ａ信号２５、Ｂ信号２７を出力する期間よりもα分長く、切替スイッチ１３ａの作動期間又はＡ信号２５、Ｂ信号２７の出力停止期間を設けることにより信号が同時に出力されることがなく、Ａ信号２５、Ｂ信号２７が互いに干渉することがない。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照し、遮断層破損箇所６の検出する方法について説明する。
送信装置１０ａ、１０ｂからＡ信号及びＢ信号が送られるが、図５に示すように遮断層破損箇所６は、上述したように終端抵抗１１ａ、１１ｂの１０Ωに対して高抵抗であるため電圧降下が大きく、信号が減衰することで、受信装置５０が受信するＡ信号２５又はＢ信号２７の受信レベルの強弱の変化により、受信装置５０での検出を可能としている。
図４に示すように、送信装置１０ａから遮断層破損箇所６まで間は、Ａ信号２５が強く受信される領域であるＡ信号受信エリア２３ａとなり、送信装置１０ｂから遮断層破損箇所６までは、Ｂ信号２７が強く受信される領域であるＢ信号受信エリア２３ｂとなっている。
【００３８】
例えば、高圧ケーブル１は１ｋｍ以上の距離が長い場合が多く、両端から破損したポイントを探すために２つの受信装置５０を使用し遮断層破損箇所６を検出する。Ａ信号受信エリア２３ａ又はＢ信号受信エリア２３ｂ間は、受信装置５０を使用し、両側の送信装置１０から中央に向かい探っていく、受信装置５０が遮断層破損箇所６に入ると、受信信号の強弱が切り替わる。その際、受信装置５０は、例えば図９に示すＬＣＤ表示器６１に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、図８に示すスピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７を音の高低や音の発信間隔を変化させて知らせることも可能である。
【００３９】
尚、高圧ケーブル１が完全に断線した場合には、上述したようにＡ信号受信エリア２３ａはＡ信号２５しか受信することはなく、また逆にＢ信号受信エリア２３ｂはＢ信号２７しか受信することはない。
尚、本実施形態は、高圧ケーブル１について説明したが、高圧のケーブルだけでなく非常ベル等の通常の電気配線であっても検出は可能である。
本実施形態では、完全な断線だけでなく、導線の軽度の破損のような状態すなわち接触不良のような状態であっても検出できる点にある。例えば、ＬＡＮケーブルのような通信ケーブルは完全に断線しなくとも通信が出来てしまうが、それは通信エラーがあったとしてもリトライ等の動作によりデータエラーの回避がなされてしまうことがある。しかし、破損の程度により通信速度の低下やデータエラーの頻度が増えることになり、ケーブルの状態が悪くなっていることがある。本発明では、このような軽度の破損箇所を検査することが可能である。そのため、本発明は様々なケーブルの異常の検出に利用する事ができる。
【００４０】
（技術的特徴）
以下に本実施形態の技術的特徴点の一例を括弧に内に示すが、特に限定するものでもなく例示しているものであり、これら特徴から考えられる効果についても記載する。
【００４１】
＜第１の特徴点＞
破損箇所（例えば、主に遮断層破損箇所６）を有するケーブル（例えば、主に高圧ケーブル１）の両端部から、その両端部に接続された送信装置（例えば、主に送信装置１０ａ、１０ｂ）から各々異なる周波数の信号（例えば、主にＡ信号２５、Ｂ信号２７）を発振し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、前記送信装置は、閉回路を形成するスイッチ（例えば、主に切替スイッチ１３ａ、１３ｂ）と、前記ケーブルの静電容量分の抵抗（例えば、主にケーブル静電容量分抵抗１２ａ）との合成抵抗（例えば、主に合成抵抗ＧＲａ、ＧＲｂ）を、前記破損箇所の抵抗（例えば、主に破損箇所抵抗ＤＲ）よりも小さな値にし、前記破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくするための前記閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗（例えば、主に終端抵抗１１ａ、１１ｂ）と、を備え、前記送信装置から送信される前記信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置（例えば、主に受信装置５０ａ、５０ｂ）と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４３】
＜第２の特徴点＞
前記終端抵抗は、１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４４】
＜第３の特徴点＞
前記ケーブルの導線に接続したアース（例えば、主にアース７ａ、７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、導線に接続したアースにより電位が安定するので出力される信号の電圧が安定し、精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４５】
＜第４の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記閉回路を形成する制御を行う制御回路（例えば、主に制御回路３７ａ、３７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４６】
＜第５の特徴点＞
前記受信装置は、前記信号を受信する異なる周波数毎に受信回路（例えば、主にＡ信号受信回路５３、Ｂ信号受信回路５４）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４７】
＜第６の特徴点＞
前記受信回路は、受信する前記信号の周波数に合わせたコイル素子（例えば、主にコイル素子）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４８】
＜第７の特徴点＞
前記送信装置は、前記信号の出力電圧を調整する電圧調整手段（例えば、主に電源回路３３ａ、３３ｂ）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、ノイズ等の周囲の環境により受信の感度が悪い場合に、送信する信号の電圧値を調整することにより受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４９】
＜第８の特徴点＞
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発振し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出方法であって、
スイッチを閉じることで形成される閉回路上に設けた抵抗の値を小さくし、前記ケーブルの静電容量分の抵抗と前記抵抗との合成抵抗を、破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくし、
受信装置は、その電圧降下により発生する信号の変化により前記破損箇所の特定を行うことを特徴とする。
【００５０】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００５１】
＜第９の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記送信装置内にて前記閉回路を形成し、周波数の異なる信号を送信するタイミングが同一とならないように制御することを特徴とする。
【００５２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、他の信号を受信することにより、自己の発信を停止し、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００５３】
＜第１０の特徴点＞
他の信号の受信後の自己の信号の停止期間は、信号の出力期間よりも長い期間が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のケーブルの破損検出方法。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、自己の発信を停止する期間を、出力する期間よりも長くすることで、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
発電所の敷設される高圧電線の検査装置や検査方法、又はインバーターが内蔵される変圧器のケーブル、通信ケーブル等の検査装置や検査方法に利用が可能である。また、商用１００Ｖ等の電気配線であっても破損箇所の検出が可能であり、電気配線の破損検出装置及び破損検方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…高圧ケーブル、３…遮蔽層、５…導体、６…遮蔽層破損箇所、７ａ、７ｂ…アース、
１０、１０ａ、１０ｂ…送信装置、１１ａ、１１ｂ…終端抵抗、
１２ａ、１２ｂ、Ｚ…ケーブル静電容量分抵抗、１３ａ、１３ｂ…切替スイッチ、
２５…Ａ信号、２７…Ｂ信号、３３ａ、３３ｂ…電源回路、
３４ａ…Ａ信号出力回路、３４ｂ…Ｂ信号出力回路、３６ｂ、５３…Ａ信号受信回路、
３６ａ、５４…Ｂ信号受信回路、３７ａ、３７ｂ、５５…制御回路、
５０…受信装置、６１…操作キー、６２…ＬＣＤ表示器、６３…筐体、
ＤＲ…破損箇所抵抗、ＧＲａ、ＧＲｂ…合成抵抗。
【図１】
2019011956.tif 000003
【図２】
2019011956.tif 000004
【図３】
2019011956.tif 000005
【図４】
2019011956.tif 000006
【図５】
2019011956.tif 000007
【図６】
2019011956.tif 000008
【図７】
2019011956.tif 000009
【図８】
2019011956.tif 000010
【図９】
2019011956.tif 000011
【図１０】
2019011956.tif 000012
【図１１】
2019011956.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月19日(2017.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破損箇所を有する導通体及び破損箇所を有しない導通体を含むケーブルと、前記ケーブルの一端に接続される第１の送信装置と、前記ケーブルの他端に接続される第２の送信装置と、を備え、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、各々に前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、前記破損箇所を有しない導通体に接続しされる配線と、を備え、
前記第１の送信装置は、前記第２の送信装置から出力される周波数とは異なる第１の信号を発信し、
前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる第２の信号を発信し、
前記ケーブルを伝播する異なる周波数の前記信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、
前記ケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と、
前記第１の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、
前記第２の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、
前記第１の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第２の信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第１の切替スイッチと、
前記第２の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第１の信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第２の切替スイッチと、を備え、
前記終端抵抗を０Ωに近づけることにより、前記破損箇所抵抗の比率を大きくし、前記破損箇所の電圧降下による値を検出し、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１及び前記第２の信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、
を備えたことを特徴とするケーブルの破損検出装置。
【請求項２】
前記終端抵抗は、１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項３】
前記ケーブルの破損箇所を有しない導通体に接続したアースを備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項４】
前記第1の送信装置は、
前記第２の送信装置から発信する前記第２の信号を受信すると、前記第１の送信装置の信号の発信を停止し、前記第１の切替スイッチを閉じ、前記第１の送信装置の前記切替スイッチを第２の信号が通過させる制御を行う第１の制御回路と、
前記第２の送信装置は、
前記第１の送信装置から発信する前記第１の信号を受信すると、前記第２の送信装置の信号の発信を停止し、前記第２の切替スイッチを閉じ、前記第２の送信装置の前記切替スイッチを第１の信号が通過させる制御を行う第２の制御回路と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項５】
前記受信装置は、前記第１及び第２の信号を受信する異なる周波数毎に受信回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項６】
前記受信回路は、受信する前記第１及び第２の信号の周波数に合わせたコイル素子を備えたことを特徴とする請求項５に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項７】
前記送信装置は、前記第１及び第２の信号の出力電圧を調整する電圧調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項８】
破損箇所を有する導通体及び破損箇所を有しない導通体を含むケーブルと、前記ケーブルの一端に接続される第１の送信装置と、前記ケーブルの他端に接続される第２の送信装置と、を備え、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、各々に前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、前記破損箇所を有しない導通体に接続しされる配線と、を備え、
前記第１の送信装置は、前記第２の送信装置から出力される周波数とは異なる第１の信号を発信し、
前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる第２の信号を発信し、
前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、
前記ケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と、
前記第１の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、
前記第２の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、
前記第１の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第２信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第１の切替スイッチと、
前記第２の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第１信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第２の切替スイッチと、を備え、
前記終端抵抗を０Ωに近づけることにより、前記破損箇所抵抗の比率を大きくし、前記破損箇所の電圧降下による値を検出し、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１及び前記第２の信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、
を備えたことを特徴とするケーブルの破損検出方法。
【請求項９】
前記第１の送信装置は、前記第１の信号を出力する第１の固定期間の間にて発信し、第１の固定期間の経過後は、前記第１の信号を第１の停止期間の間にて停止し、
前記第２の送信装置は、前記第２の信号を出力する第１の固定期間の間にて発信し、第１の固定期間の経過後は、前記第２の信号を第１の停止期間とは異なる第２の停止期間の間にて停止し、タイミングが同一とならないように制御することを特徴とする請求項８に記載のケーブルの破損検出方法。
【請求項１０】
前記切替スイッチがＯＮされる期間は、前記第１の固定期間よりも長い期間が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のケーブルの破損検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの破損検出装置および破損検出方法に係り、破損箇所の抵抗箇所が低抵抗から高抵抗まで精度良く破損を検出可能な破損検出装置および破損検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から家電から自動車まで様々な物を製造する製造ラインや発電プラント等の設備では、高圧ケーブルが各所に敷設されている。この高圧ケーブルは、感電事故防止や誘導障害の防止のために、その構造体内部に遮蔽銅テープが巻かれているものもある。
この遮蔽銅テープは、外気温や負荷電流による温度変化で高圧ケーブルが伸縮し、その伸縮によるストレスにより断線する場合や高圧ケーブルの外層が劣化し、水分の侵入による腐食が原因で起こる断線する場合がある。
この遮蔽銅テープが断線すると誘導電流がスムーズに流れなくなり、微小な放電現象が発生し、その結果絶縁層を破壊し地絡停電事故の要因となる。停電事故を未然に防ぐため高圧ケーブルの点検を行い、遮蔽層の抵抗値に異常が発生した箇所を早急に発見し、断線箇所を補修をすることが必要になっている。
【０００３】
また、従来から高圧ケーブルが敷設される環境は商用電源や通信設備等のノイズによる影響を受けやすく、ケーブルの断線箇所を検出するには困難を極めていた。
そのため、従来から断線箇所をノイズ等の影響を受けず、正確にピンポイントで発見する発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、特定周波数の信号Ｘを出力する第１の発振器と、信号Ｘとは異なる特定周波数の信号Ｙを出力する第２の発振器とを有する。また、第１・第２の発振器によってケーブルに発振された信号Ｘ、Ｙを、非接触で識別する検知器を有する。そして、信号Ｘ、Ｙが、ケーブルの両端部から破損箇所まで伝播することを利用し、ケーブル上での信号の変化点を検出することにより、該変化点を破損箇所として特定する。信号Ｘ、Ｙは、夫々非正弦波形をなすことにより、ケーブルの破損探知を行う場所が、商用周波数の５０ヘルツ、６０ヘルツ系ノイズ源の影響を受けるような環境であっても、信号Ｘ、Ｙの検出を正確に行うことができる発明が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、周波数の異なる２台の圧電発振器で交流電圧を発生させ、それぞれの電圧をある周期で交互に入替え断続した電圧にし、それぞれの断続電圧を増幅し、出力トランスを経て埋設電線の両端と大地間にそれぞれ印加しておき、その埋設電線上の地表面と埋設電線上より横方向に離れた地表面の２地点にそれぞれ電極を接して、埋設電線に印加された電圧によって発生している地表面の電圧分布から生じる２地点間の電圧をピックアップしてこの受信電圧を増幅し、その出力電圧を前記２台の圧電発振器と同一周波数の２台の圧電フィルタにそれぞれ通し、そのフィルタ出力電圧をまたそれぞれ２台の増幅器にて増幅し、その出力側にランプまたはブザー等を接続し、２つの電極を埋設電線に沿って移動させ、断線箇所を境界として前後の地点においては、それまで作動していたランプ又はブザーが停止し、別の周波数のランプ又はブザーが作動し始めることにより、その前後境界地面下の埋設電線に断線の存在を検出することを特徴とする埋設電線の断線箇所検出装置の考案が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９２７号公報
【特許文献２】実開平０３−４６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、断線の程度は状況により様々であり、完全断線である場合や軽度の破損である場合等様々な状況で現れる。例えば、完全断線の場合には抵抗は２０ＫΩである場合に対し断線まで至らない軽度の破損の場合、断線箇所抵抗ＤＲは４００Ωとなる。図１１（Ａ）は、破損箇所の状態を現し、従来の送信装置１００ａ、１００ｂと高圧ケーブルで構成される等価回路である。終端はオープン状態であるため送信装置１００ｂの入力抵抗は大きく（∞Ω）、また高圧ケーブルの静電容量分の静電容量抵抗Ｚは５ｋΩから１０ｋΩとこれも大きいので、断線箇所抵抗ＤＲの抵抗値が小さな場合、特に１０００Ω以下の場合には、図１１（Ｂ）に示すように、破損箇所の電圧降下が小さく、従来の受信装置では信号の減衰を検出することが困難な状況であった。また、両側の送信装置１００ａ、１００ｂから発信される異なる周波数の信号が干渉し、受信装置は上手く信号を読み取れないという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、様々な破損の状況下にあっても正確にケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置および破損検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
破損箇所を有する導通体及び破損箇所を有しない導通体を含むケーブルと、前記ケーブルの一端に接続される第１の送信装置と、前記ケーブルの他端に接続される第２の送信装置と、を備え、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、各々に前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、前記破損箇所を有しない導通体に接続しされる配線と、を備え、前記第１の送信装置は、前記第２の送信装置から出力される周波数とは異なる第１の信号を発信し、前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる第２の信号を発信し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の前記信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、前記ケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と、前記第１の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、前記第２の送信装置に設けられ、前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、前記第１の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第２の信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第１の切替スイッチと、前記第２の送信装置に設けられ、回路を閉じることにより、前記第１の信号を、前記破損箇所抵抗と前記第１の終端抵抗と前記破損箇所を有しない導通体を通過させる第２の切替スイッチと、を備え、前記終端抵抗を０Ωに近づけることにより、前記破損箇所抵抗の比率を大きくし、前記破損箇所の電圧降下による値を検出し、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１及び前記第２の信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上の特徴により、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を示した概要図である。
【図２】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図３】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路を示す概略図である。
【図４】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図５】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所の電圧降下を示した概要図である。
【図６】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の外観を示す正面図である。
【図１０】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における信号を出力するタイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】従来の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路と破損箇所の電圧降下の様子を示し説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明にかかるケーブルの破損検出装置及び破損検出方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００１２】
図１に一般的な高圧ケーブル１が破損した様子を示している。高圧ケーブル１は、単芯以外に、３芯の高圧ケーブルも有り、用途により適用される。本実施例では単芯の高圧ケーブル１の構造について説明する。高圧ケーブル１の構造は、導体５、絶縁体４、遮蔽層３及び防食層２から構成されている。
導体５は、銅又はアルミ等の材料により形成した円形撚り線、円形圧縮撚り線又は分割圧縮撚り線が使用されている。絶縁体４は、架橋ポリエチレン材料により被覆されている。また、導体５と絶縁体４の間には図示しない内部半導体層を形成し、内部半導体層は、表面電位傾度を小さくするために、また導体５と絶縁体４の隙間を埋め、コロナ放電が発生しないようにするために設けられている。
【００１３】
遮蔽層３は、銅、ステンレス又は鉄の材料によって銅帯外装、ステンレステープ外装又は鉄線外装の形態により絶縁体４の周囲に被覆されている。防食層２は、絶縁体４の保護や水分等からの隔離をするため、最外殻に被覆されている。防食層２の材料は、ビニル、ポリエチレン又はポリプロピレンが採用されている。図１には、遮蔽層３が破損した様子を示し、外部からでは認識できない遮蔽層破損箇所６が形成されている様子である。本実施例では、遮蔽層３が破損した破損箇所抵抗ＤＲを示し、約４００Ωの値の抵抗値があるものと想定して説明する。
【００１４】
＜破損検出装置及び破損検出方法＞
図２乃至図１０を参照し破損検出装置及び破損検出方法について説明する。破損検出装置は、送信装置１０と受信装置５０で構成されており、高圧ケーブル１等に代表される遮蔽層３を備えた配線の破損の検出をする装置である。破損検出装置は、１対の送信装置１０ａ、１０ｂと受信装置５０で構成されている。図２（Ａ）は、破損箇所を検出する際に高圧ケーブル１に送信装置１０が接続される様子を示す説明図である。図２（Ｂ）は、送信装置１０ａ、１０ｂが送信する信号を時間と電圧で現した説明図である。図３は、高圧ケーブル１の破損を検出する際の１対の発信機１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成した等価回路が記載されている。図４は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する様子を示す説明図である。図５は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所の電圧降下を示した概要図である。図６は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ａの構成を示すブロック図である。図７は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ｂの構成を示すブロック図である。図８は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の構成を示すブロック図である。図９は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の外観を示す正面図である。図１０（Ａ）は、完全に破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。図１０（Ｂ）は、遮蔽層３の破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように送信装置１０は、破損検出の対象とする高圧ケーブル１の両端に接続される。送信装置１０は、１５Ｖ程度の電圧を、パルス信号として送信するように設定されている。送信装置１０のプラス側の配線としてプラス配線２２ａ、２２ｂが設けられ、プラス配線２２ａ、２２ｂは高圧ケーブル１の遮蔽層３と接続されている。また、送信装置１０のマイナス側の配線としてマイナス配線２１ａ、２１ｂが設けられ、マイナス配線２１ａ、２１ｂは高圧ケーブル１の導体５と接続されている。
また、高圧ケーブル１は、導体５の両端に大地に接続したアース７ａ、７ｂを接続することにより電位を安定することができる。そのため、送信装置１０からの信号は安定し、受信装置５０の検出感度は安定する。従って、受信装置５０は、送信装置１０からの信号を的確に読み取ることが可能となる。
【００１６】
図３（Ａ）は、送信装置１０ａからＡ信号（図２の２５）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。図３（Ｂ）は、送信装置１０ｂからＢ信号（図２の２７）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。
図２及び図３（Ａ）に示すように送信装置１０ａは、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号（２５）を送信している。その際、送信装置１０ｂは、切替スイッチ１３ｂを閉じて終端抵抗１１ｂを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ｂは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ｂは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。
【００１７】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ｂと終端抵抗１１ｂの合成抵抗ＧＲｂは１０Ω以下となり、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮蔽層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮蔽層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。
【００１８】
また、上記と同様に図２及び図３（Ｂ）に示すように送信装置１０ｂは、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号（２７）を送信している。その際、送信装置１０ａは、切替スイッチ１３ａを閉じて終端抵抗１１ａを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ａは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ａは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。尚、理想的な終端抵抗は、０Ωであるが安全面を考慮して１０Ωを採用した。
【００１９】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ａと終端抵抗１１ａの合成抵抗ＧＲａは１０Ω以下となり、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮蔽層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮蔽層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。尚、想定される破損箇所抵抗ＤＲと合成抵抗の比率は約４０：１となっている。
【００２０】
次に、図６及び図７のブロック図を参照し送信装置１０ａ、１０ｂの回路構成について説明する。
先ず、図６を参照し送信装置１０ａについて説明する。送信装置１０ａは、持ち運びを考慮して電源３１ａに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ａは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ａとしても良い。また電源３１ａは、電源安定化回路３２ａと接続されている。電源安定化回路３２ａは電源電圧を監視し、電源３１ａに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ａがＬＣＤ表示器６２ａに電源３１ａの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２１】
また電源安定化回路３２ａと接続される電源回路３３ａは、制御回路３７ａから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ａに接続されるＡ信号出力回路３４ａは、制御回路３７ａからの指令によりＡ信号２５の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号２５を出力している。
【００２２】
送信装置１０ａは、プラス配線２２ａ及び制御回路３７ａに接続されるＢ信号受信回路３６ａが設けられている。制御回路３７ａは、Ｂ信号受信回路３６ａからのＢ信号２７を受信すると、Ａ信号出力回路３４ａを開放し、Ａ信号２５の発信を停止する。そして、制御回路３７ａは、終端抵抗及び切替回路３５ａに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ａを閉じ、プラス配線２２ａ、終端抵抗１１ａ、切替スイッチ１３ａ及びマイナス配線２１ａを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ａの制御回路３７ａは、送信装置１０ｂとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２３】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ａは、操作キー６１ａによる入力操作により、プラス配線２２ａから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ａの画面表示及びスピーカ３８ａから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ａに接続されるスピーカ３８ａからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。  
【００２４】
次に、図７を参照し送信装置１０ｂについて説明する。送信装置１０ｂは、持ち運びを考慮して電源３１ｂに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ｂは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ｂとしても良い。また電源３１ｂは、電源安定化回路３２ｂと接続されている。電源安定化回路３２ｂは電源電圧を監視し、電源３１ｂに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ｂがＬＣＤ表示器６２ｂに電源３１ｂの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２５】
また電源安定化回路３２ｂと接続される電源回路３３ｂは、制御回路３７ｂから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ｂに接続されるＡ信号出力回路３４ｂは、制御回路３７ｂからの指令によりＢ信号２７の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号２７を出力している。
【００２６】
送信装置１０ｂは、プラス配線２２ｂ及び制御回路３７ｂに接続されるＡ信号受信回路３６ｂが設けられている。制御回路３７ｂは、Ａ信号受信回路３６ｂからのＡ信号２５を受信すると、Ｂ信号出力回路３４ｂを開放し、Ｂ信号２７の発信を停止する。そして、制御回路３７ｂは、終端抵抗及び切替回路３５ｂに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ｂを閉じて、プラス配線２２ｂ、終端抵抗１１ｂ、切替スイッチ１３ｂ及びマイナス配線２１ｂを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ｂの制御回路３７ｂは、送信装置１０ａとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２７】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ｂは、操作キー６１ｂによる入力操作により、プラス配線２２ｂから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ｂの画面表示及びスピーカ３８ｂから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ｂに接続されるスピーカ３８ｂからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。
【００２８】
次に、図８のブロック図を参照し受信装置５０の回路構成について説明する。受信装置５０は、１つの装置で２種類のＡ信号２５（３５ｋＨｚ）、Ｂ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信可能としている。
受信装置５０は、持ち運びを考慮して電源５１に電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源５１は、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源５１としても良い。また電源５１は、電源安定化回路５２と接続されている。電源安定化回路５２は電源電圧を監視し、電源５１に異常等があればＬＳＩ等の制御回路５５がＬＣＤ表示器６２に電源５１の異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２９】
Ａ信号受信回路５３はＡ信号２５（３５ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。同様にＢ信号受信回路５４はＢ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。そして、Ａ信号受信回路５３とＢ信号受信回路５４から得られた大きな振幅波形を、搭載されたウィンドウ・コンパレータによりそれぞれ信号を取り出し、制御回路５５で受信強度を判定する。このようにして、Ａ信号２５、Ｂ信号２７の周波数に合わせた受信回路（５３、５４）を構成することにより、精度良く受信が可能である。
尚、上述したＡ信号受信回路３６ｂ及びＢ信号受信回路３６ａは、コイルを使用せずカップリングコンデンサにて信号を取り出し、バイアス回路を通して制御回路３７ａ、３７ｂで受信する。
【００３０】
ＬＳＩ等を搭載した制御回路５３は、例えばＬＣＤ表示器６２に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、スピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７との信号の相違を音の高低や音の発信間隔を変化させて出力することも可能である。
【００３１】
次に、送信装置１０及び受信装置５０に使用される外観の構造について図９を参照し説明する。送信装置１０も受信装置５０と同じ構造であるため、受信装置５０を例にして説明する。受信装置５０の筐体６３は、雨天でも使用が可能なようにＩＰ６７の規格の防水及び防塵の構造が採用されている。また受信装置５０内部に、ＬＣＤ表示器６２が設けられている。ＬＣＤ表示器６２は、夜間や暗所でも設定や表示内容が確認できるようにバックライトが点灯する構造である。ＬＣＤ表示器６２の下方には複数のキーを備えた操作キー６１が配置されている。この操作キー６１とＬＣＤ表示器６２により各種の設定が可能である。
【００３２】
以上のように構成した送信装置１０と受信装置５０によって遮蔽層破損箇所６を検出する方法について図２乃至図１０を参照し説明する。
送信装置１０は、５Ｖから２０Ｖの電圧を印加可能であり、送信装置１０ａは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＡ信号２５を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ａは、制御回路３７ａに接続されたＢ信号受信回路３６ａにより送信装置１０ｂとの同期が可能であるため、送信装置１０ｂがＢ信号２７を発信している間は、Ａ信号２５の発信を停止している。またその逆に、送信装置１０ｂは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＢ信号２７を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ｂは、制御回路３７ｂに接続されたＡ信号受信回路３６ｂにより送信装置１０ａとの同期が可能であるため、送信装置１０ａがＡ信号２５を発信している間は、Ｂ信号２７の発信を停止している。このようにして、各々の送信装置１０同士が同期を取ることによって発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置５０は、正確に送信装置１０から発信される各種信号を受信することが可能である。
【００３３】
更に詳細に、送信装置１０が同期を取りながら信号を出力する様子を図１０に示すタイミングチャートにより説明する。
図１０（Ａ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損ではなく、高圧ケーブル１が完全に断線したときの様子を示している。完全な断線の場合には、送信装置１０ａ、１０ｂは、相手側の信号をＡ信号受信回路３４ｂ又はＢ信号受信回路３４ａが受信できないため、切替スイッチ１３ａ、１３ｂは切替を行うことはなく、各々の送信装置１０は同期を取らずに信号を出力し続ける。Ａ信号２５は、３５ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ｔの間、Ａ信号出力回路３４ａから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間、Ａ信号２５の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｘｓの周期でＡ信号２５が出力される。Ｂ信号２７は、５０ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ａ信号と同じＴの間、Ｂ信号出力回路３４ｂから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間、Ｂ信号２７の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｙｓの周期でＢ信号２７が出力される。
【００３４】
次に、図１０（Ｂ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損である場合について説明する。送信装置１０ａは、Ａ信号出力回路３４ａから出力期間Ｔの間、Ａ信号２５を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間にＢ信号受信回路３４ａがＢ信号２７を受信した場合には、Ｂ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ａを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＢ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ａ信号出力回路３４ａはＡ信号２５の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ａ信号出力回路３４ａは、Ａ信号２５の出力を再び開始する。
【００３５】
また送信装置１０ａと同期する送信装置１０ｂは、同様にＢ信号出力回路３４ｂから出力期間Ｔの間、Ｂ信号２７を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間にＡ信号受信回路３４ｂがＡ信号２５を受信した場合には、Ａ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ｂを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＡ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ｂ信号出力回路３４ａはＢ信号２７の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ｂ信号出力回路３４ａは、Ｂ信号２７の出力を開始する。
【００３６】
以上のように、Ａ信号２５、Ｂ信号２７を出力する期間よりもα分長く、切替スイッチ１３ａの作動期間又はＡ信号２５、Ｂ信号２７の出力停止期間を設けることにより信号が同時に出力されることがなく、Ａ信号２５、Ｂ信号２７が互いに干渉することがない。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照し、遮蔽層破損箇所６の検出する方法について説明する。
送信装置１０ａ、１０ｂからＡ信号及びＢ信号が送られるが、図５に示すように遮蔽層破損箇所６は、上述したように終端抵抗１１ａ、１１ｂの１０Ωに対して高抵抗であるため電圧降下が大きく、信号が減衰することで、受信装置５０が受信するＡ信号２５又はＢ信号２７の受信レベルの強弱の変化により、受信装置５０での検出を可能としている。
図４に示すように、送信装置１０ａから遮蔽層破損箇所６まで間は、Ａ信号２５が強く受信される領域であるＡ信号受信エリア２３ａとなり、送信装置１０ｂから遮蔽層破損箇所６までは、Ｂ信号２７が強く受信される領域であるＢ信号受信エリア２３ｂとなっている。
【００３８】
例えば、高圧ケーブル１は１ｋｍ以上の距離が長い場合が多く、両端から破損したポイントを探すために２つの受信装置５０を使用し遮蔽層破損箇所６を検出する。Ａ信号受信エリア２３ａ又はＢ信号受信エリア２３ｂ間は、受信装置５０を使用し、両側の送信装置１０から中央に向かい探っていく、受信装置５０が遮蔽層破損箇所６に入ると、受信信号の強弱が切り替わる。その際、受信装置５０は、例えば図９に示すＬＣＤ表示器６１に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、図８に示すスピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７を音の高低や音の発信間隔を変化させて知らせることも可能である。
【００３９】
尚、高圧ケーブル１が完全に断線した場合には、上述したようにＡ信号受信エリア２３ａはＡ信号２５しか受信することはなく、また逆にＢ信号受信エリア２３ｂはＢ信号２７しか受信することはない。
尚、本実施形態は、高圧ケーブル１について説明したが、高圧のケーブルだけでなく非常ベル等の通常の電気配線であっても検出は可能である。
本実施形態では、完全な断線だけでなく、導線の軽度の破損のような状態すなわち接触不良のような状態であっても検出できる点にある。例えば、ＬＡＮケーブルのような通信ケーブルは完全に断線しなくとも通信が出来てしまうが、それは通信エラーがあったとしてもリトライ等の動作によりデータエラーの回避がなされてしまうことがある。しかし、破損の程度により通信速度の低下やデータエラーの頻度が増えることになり、ケーブルの状態が悪くなっていることがある。本発明では、このような軽度の破損箇所を検査することが可能である。そのため、本発明は様々なケーブルの異常の検出に利用する事ができる。
【００４０】
（技術的特徴）
以下に本実施形態の技術的特徴点の一例を括弧に内に示すが、特に限定するものでもなく例示しているものであり、これら特徴から考えられる効果についても記載する。
【００４１】
＜第１の特徴点＞
破損箇所（例えば、主に遮蔽層破損箇所６）を有するケーブル（例えば、主に高圧ケーブル１）の両端部から、その両端部に接続された送信装置（例えば、主に送信装置１０ａ、１０ｂ）から各々異なる周波数の信号（例えば、主にＡ信号２５、Ｂ信号２７）を発信し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、前記送信装置は、閉回路を形成するスイッチ（例えば、主に切替スイッチ１３ａ、１３ｂ）と、前記ケーブルの静電容量分の抵抗（例えば、主にケーブル静電容量分抵抗１２ａ）との合成抵抗（例えば、主に合成抵抗ＧＲａ、ＧＲｂ）を、前記破損箇所の抵抗（例えば、主に破損箇所抵抗ＤＲ）よりも小さな値にし、前記破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくするための前記閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗（例えば、主に終端抵抗１１ａ、１１ｂ）と、を備え、前記送信装置から送信される前記信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置（例えば、主に受信装置５０ａ、５０ｂ）と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４３】
＜第２の特徴点＞
前記終端抵抗は、１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４４】
＜第３の特徴点＞
前記ケーブルの導線に接続したアース（例えば、主にアース７ａ、７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、導線に接続したアースにより電位が安定するので出力される信号の電圧が安定し、精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４５】
＜第４の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記閉回路を形成する制御を行う制御回路（例えば、主に制御回路３７ａ、３７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４６】
＜第５の特徴点＞
前記受信装置は、前記信号を受信する異なる周波数毎に受信回路（例えば、主にＡ信号受信回路５３、Ｂ信号受信回路５４）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４７】
＜第６の特徴点＞
前記受信回路は、受信する前記信号の周波数に合わせたコイル素子（例えば、主にコイル素子）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４８】
＜第７の特徴点＞
前記送信装置は、前記信号の出力電圧を調整する電圧調整手段（例えば、主に電源回路３３ａ、３３ｂ）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、ノイズ等の周囲の環境により受信の感度が悪い場合に、送信する信号の電圧値を調整することにより受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４９】
＜第８の特徴点＞
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発信し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出方法であって、
スイッチを閉じることで形成される閉回路上に設けた抵抗の値を小さくし、前記ケーブルの静電容量分の抵抗と前記抵抗との合成抵抗を、破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくし、
受信装置は、その電圧降下により発生する信号の変化により前記破損箇所の特定を行うことを特徴とする。
【００５０】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００５１】
＜第９の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記送信装置内にて前記閉回路を形成し、周波数の異なる信号を送信するタイミングが同一とならないように制御することを特徴とする。
【００５２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、他の信号を受信することにより、自己の発信を停止し、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００５３】
＜第１０の特徴点＞
他の信号の受信後の自己の信号の停止期間は、信号の出力期間よりも長い期間が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のケーブルの破損検出方法。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、自己の発信を停止する期間を、出力する期間よりも長くすることで、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
発電所の敷設される高圧電線の検査装置や検査方法、又はインバーターが内蔵される変圧器のケーブル、通信ケーブル等の検査装置や検査方法に利用が可能である。また、商用１００Ｖ等の電気配線であっても破損箇所の検出が可能であり、電気配線の破損検出装置及び破損検出方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…高圧ケーブル、３…遮蔽層、５…導体、６…遮蔽層破損箇所、７ａ、７ｂ…アース、
１０、１０ａ、１０ｂ…送信装置、１１ａ、１１ｂ…終端抵抗、
１２ａ、１２ｂ、Ｚ…ケーブル静電容量分抵抗、１３ａ、１３ｂ…切替スイッチ、
２５…Ａ信号、２７…Ｂ信号、３３ａ、３３ｂ…電源回路、
３４ａ…Ａ信号出力回路、３４ｂ…Ｂ信号出力回路、３６ｂ、５３…Ａ信号受信回路、
３６ａ、５４…Ｂ信号受信回路、３７ａ、３７ｂ、５５…制御回路、
５０…受信装置、６１…操作キー、６２…ＬＣＤ表示器、６３…筐体、
ＤＲ…破損箇所抵抗、ＧＲａ、ＧＲｂ…合成抵抗。
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月24日(2018.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破損箇所を有する導通体及び破損箇所を有しない導通体を含むケーブルの一端に接続される第１の送信装置と、前記ケーブルの他端に接続される第２の送信装置と、を備え、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、各々に前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、前記破損箇所を有しない導通体に接続される配線と、を備え、
前記第１の送信装置は、第１の周波数を有する第１の信号を発信し、前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の信号を発信し、
前記ケーブルを伝播する異なる周波数の前記第１の信号及び前記第２の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、
前記第１の送信装置は、
前記ケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、 
回路を閉じることにより、前記第２の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第１の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第１の切替スイッチと、を備え、
前記第２の送信装置は、
前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、
回路を閉じることにより、前記第１の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第２の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第２の切替スイッチと、を備え、
前記破損箇所を有する導通体と前記破損箇所を有しない導通体との間にある前記ケーブルの絶縁体からなる静電容量分の抵抗と並列に接続される前記第１の終端抵抗若しくは前記第２の終端抵抗との合成抵抗と、前記破損箇所抵抗との比率を４０：１以上と大きくすることにより、前記破損箇所の電圧降下を大きくした値を検出し、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１の信号及び前記第２の信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、
を備えたことを特徴とするケーブルの破損検出装置。
【請求項２】
前記第１の終端抵抗及び前記第２の終端抵抗を１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項３】
前記ケーブルの破損箇所を有しない導通体に接続したアースを備えたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項４】
前記受信装置は、前記第１の信号及び前記第２の信号を受信する異なる周波数毎に受信回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項５】
前記受信回路は、受信する前記第１の信号及び前記第２の信号の周波数に合わせたコイル素子を備えたことを特徴とする請求項４に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項６】
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、前記第１の信号及び前記第２の信号の出力電圧を調整する電圧調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のケーブルの破損検出装置。
【請求項７】
破損箇所を有する導通体に接続される配線と、
破損箇所を有しない導通体に接続される配線と、
前記破損箇所を有する導通体及び前記破損箇所を有しない導通体を含むケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、
回路を閉じることにより、第２の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第１の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第１の切替スイッチと、を備えた第１の送信装置を前記ケーブルの一端に接続し、
前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、
前記破損箇所を有しない導通体に接続される配線と、
前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、
回路を閉じることにより、第１の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第２の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第２の切替スイッチと、を備えた第２の送信装置を前記ケーブルの他端に接続し、
前記第１の送信装置は、前記第２の送信装置から出力される周波数とは異なる前記第１の信号を発信する制御をし、
前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる前記第２の信号を発信する制御をし、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、
前記第１の信号及び前記第２の信号を交互に出力するタイミングの同期を取るため、前記第１の信号及び前記第２の信号を出力した後、第１の停止期間及び第２の停止期間を異にすることにより、前記第１の信号及び前記第２の信号の出力するタイミングが同一とならないように制御し、
前記第１の送信装置は、
前記第１の信号の発信の停止後、前記第１の停止期間の間に前記第２の信号を受信無しから受信することを契機に、前記第１の信号の発信を停止のまま、前記第１の切替スイッチを閉じ、第２の固定期間の経過後に、前記第１の固定期間の間、前記第１の信号を発信する制御をし、
前記第２の送信装置は、
前記第２の信号の発信の停止後、前記第２の停止期間の間に前記第１の信号を受信無しから受信することを契機に、前記第２の信号の発信を停止のまま、前記第２の切替スイッチを閉じ、前記第２の固定期間の経過後に、前記第１の固定期間の間、前記第２の信号を発信する制御をし、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１の信号及び前記第２の信号の変化を受信装置により非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行うことを特徴とするケーブルの破損検出方法。
【請求項８】
前記第１の送信装置は、
前記第１の停止期間の間に前記第２の信号を受信無しから受信することを契機に、
前記第１の信号の発信を停止のまま、前記第１の切替スイッチを閉じ、前記第２の固定期間の経過後に、前記第１の切替スイッチを開き、前記第１の固定期間の間、前記第１の信号を発信し、
前記第１の停止期間に前記第１の信号の発信を停止する制御をし、
前記第２の送信装置は、
前記第２の停止期間の間に前記第１の信号を受信無しから受信することを契機に、
前記第２の信号の発信を停止のまま、前記第２の切替スイッチを閉じ、前記第２の固定期間の経過後に、前記第２の切替スイッチを開き、前記第１の固定期間の間、前記第２の信号を発信し、
前記第２の停止期間に前記第２の信号の発信を停止する制御を行うことにより、
同期を取る制御を行うことを特徴とする請求項７に記載のケーブルの破損検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルの破損検出装置および破損検出方法に係り、破損箇所の抵抗箇所が低抵抗から高抵抗まで精度良く破損を検出可能な破損検出装置および破損検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から家電から自動車まで様々な物を製造する製造ラインや発電プラント等の設備では、高圧ケーブルが各所に敷設されている。この高圧ケーブルは、感電事故防止や誘導障害の防止のために、その構造体内部に遮蔽銅テープが巻かれているものもある。
この遮蔽銅テープは、外気温や負荷電流による温度変化で高圧ケーブルが伸縮し、その伸縮によるストレスにより断線する場合や高圧ケーブルの外層が劣化し、水分の侵入による腐食が原因で起こる断線する場合がある。
この遮蔽銅テープが断線すると誘導電流がスムーズに流れなくなり、微小な放電現象が発生し、その結果絶縁層を破壊し地絡停電事故の要因となる。停電事故を未然に防ぐため高圧ケーブルの点検を行い、遮蔽層の抵抗値に異常が発生した箇所を早急に発見し、断線箇所を補修をすることが必要になっている。
【０００３】
また、従来から高圧ケーブルが敷設される環境は商用電源や通信設備等のノイズによる影響を受けやすく、ケーブルの断線箇所を検出するには困難を極めていた。
そのため、従来から断線箇所をノイズ等の影響を受けず、正確にピンポイントで発見する発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、特定周波数の信号Ｘを出力する第１の発振器と、信号Ｘとは異なる特定周波数の信号Ｙを出力する第２の発振器とを有する。また、第１・第２の発振器によってケーブルに発振された信号Ｘ、Ｙを、非接触で識別する検知器を有する。そして、信号Ｘ、Ｙが、ケーブルの両端部から破損箇所まで伝播することを利用し、ケーブル上での信号の変化点を検出することにより、該変化点を破損箇所として特定する。信号Ｘ、Ｙは、夫々非正弦波形をなすことにより、ケーブルの破損探知を行う場所が、商用周波数の５０ヘルツ、６０ヘルツ系ノイズ源の影響を受けるような環境であっても、信号Ｘ、Ｙの検出を正確に行うことができる発明が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、周波数の異なる２台の圧電発振器で交流電圧を発生させ、それぞれの電圧をある周期で交互に入替え断続した電圧にし、それぞれの断続電圧を増幅し、出力トランスを経て埋設電線の両端と大地間にそれぞれ印加しておき、その埋設電線上の地表面と埋設電線上より横方向に離れた地表面の２地点にそれぞれ電極を接して、埋設電線に印加された電圧によって発生している地表面の電圧分布から生じる２地点間の電圧をピックアップしてこの受信電圧を増幅し、その出力電圧を前記２台の圧電発振器と同一周波数の２台の圧電フィルタにそれぞれ通し、そのフィルタ出力電圧をまたそれぞれ２台の増幅器にて増幅し、その出力側にランプまたはブザー等を接続し、２つの電極を埋設電線に沿って移動させ、断線箇所を境界として前後の地点においては、それまで作動していたランプ又はブザーが停止し、別の周波数のランプ又はブザーが作動し始めることにより、その前後境界地面下の埋設電線に断線の存在を検出することを特徴とする埋設電線の断線箇所検出装置の考案が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９２７号公報
【特許文献２】実開平０３−４６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、断線の程度は状況により様々であり、完全断線である場合や軽度の破損である場合等様々な状況で現れる。例えば、完全断線の場合には抵抗は２０ＫΩである場合に対し断線まで至らない軽度の破損の場合、断線箇所抵抗ＤＲは４００Ωとなる。図１１（Ａ）は、破損箇所の状態を現し、従来の送信装置１００ａ、１００ｂと高圧ケーブルで構成される等価回路である。終端はオープン状態であるため送信装置１００ｂの入力抵抗は大きく（∞Ω）、また高圧ケーブルの静電容量分の静電容量抵抗Ｚは５ｋΩから１０ｋΩとこれも大きいので、断線箇所抵抗ＤＲの抵抗値が小さな場合、特に１０００Ω以下の場合には、図１１（Ｂ）に示すように、破損箇所の電圧降下が小さく、従来の受信装置では信号の減衰を検出することが困難な状況であった。また、両側の送信装置１００ａ、１００ｂから発信される異なる周波数の信号が干渉し、受信装置は上手く信号を読み取れないという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、様々な破損の状況下にあっても正確にケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置および破損検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
破損箇所を有する導通体及び破損箇所を有しない導通体を含むケーブルの一端に接続される第１の送信装置と、前記ケーブルの他端に接続される第２の送信装置と、を備え、
前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置は、各々に前記破損箇所を有する導通体に接続される配線と、前記破損箇所を有しない導通体に接続される配線と、を備え、
前記第１の送信装置は、第１の周波数を有する第１の信号を発信し、前記第２の送信装置は、前記第１の送信装置から出力される周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の信号を発信し、
前記ケーブルを伝播する異なる周波数の前記第１の信号及び前記第２の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、
前記第１の送信装置は、
前記ケーブルの前記破損箇所における想定される抵抗である破損箇所抵抗と直列に接続される第１の終端抵抗と、 
回路を閉じることにより、前記第２の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第１の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第１の切替スイッチと、を備え、
前記第２の送信装置は、
前記破損箇所抵抗と直列に接続される第２の終端抵抗と、
回路を閉じることにより、前記第１の信号を、前記破損箇所抵抗、前記第２の終端抵抗及び前記破損箇所を有しない導通体へ通過させる第２の切替スイッチと、を備え、
前記破損箇所を有する導通体と前記破損箇所を有しない導通体との間にある前記ケーブルの絶縁体からなる静電容量分の抵抗と並列に接続される前記第１の終端抵抗若しくは前記第２の終端抵抗との合成抵抗と、前記破損箇所抵抗との比率を４０：１以上と大きくすることにより、前記破損箇所の電圧降下を大きくした値を検出し、前記第１の送信装置及び前記第２の送信装置から送信される前記第１の信号及び前記第２の信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上の特徴により、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を示した概要図である。
【図２】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図３】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路を示す概略図である。
【図４】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する様子を示す説明図である。
【図５】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所の電圧降下を示した概要図である。
【図６】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置の外観を示す正面図である。
【図１０】実施形態の高圧ケーブルの破損箇所を検出する破損検出装置における信号を出力するタイミングを示すタイムチャートである。
【図１１】従来の高圧ケーブルの破損箇所を検出する等価回路と破損箇所の電圧降下の様子を示し説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明にかかるケーブルの破損検出装置及び破損検出方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００１２】
図１に一般的な高圧ケーブル１が破損した様子を示している。高圧ケーブル１は、単芯以外に、３芯の高圧ケーブルも有り、用途により適用される。本実施例では単芯の高圧ケーブル１の構造について説明する。高圧ケーブル１の構造は、導体５、絶縁体４、遮蔽層３及び防食層２から構成されている。
導体５は、銅又はアルミ等の材料により形成した円形撚り線、円形圧縮撚り線又は分割圧縮撚り線が使用されている。絶縁体４は、架橋ポリエチレン材料により被覆されている。また、導体５と絶縁体４の間には図示しない内部半導体層を形成し、内部半導体層は、表面電位傾度を小さくするために、また導体５と絶縁体４の隙間を埋め、コロナ放電が発生しないようにするために設けられている。
【００１３】
遮蔽層３は、銅、ステンレス又は鉄の材料によって銅帯外装、ステンレステープ外装又は鉄線外装の形態により絶縁体４の周囲に被覆されている。防食層２は、絶縁体４の保護や水分等からの隔離をするため、最外殻に被覆されている。防食層２の材料は、ビニル、ポリエチレン又はポリプロピレンが採用されている。図１には、遮蔽層３が破損した様子を示し、外部からでは認識できない遮蔽層破損箇所６が形成されている様子である。本実施例では、遮蔽層３が破損した破損箇所抵抗ＤＲを示し、約４００Ωの値の抵抗値があるものと想定して説明する。
【００１４】
＜破損検出装置及び破損検出方法＞
図２乃至図１０を参照し破損検出装置及び破損検出方法について説明する。破損検出装置は、送信装置１０と受信装置５０で構成されており、高圧ケーブル１等に代表される遮蔽層３を備えた配線の破損の検出をする装置である。破損検出装置は、１対の送信装置１０ａ、１０ｂと受信装置５０で構成されている。図２（Ａ）は、破損箇所を検出する際に高圧ケーブル１に送信装置１０が接続される様子を示す説明図である。図２（Ｂ）は、送信装置１０ａ、１０ｂが送信する信号を時間と電圧で現した説明図である。図３は、高圧ケーブル１の破損を検出する際の１対の発信機１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成した等価回路が記載されている。図４は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する様子を示す説明図である。図５は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所の電圧降下を示した概要図である。図６は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ａの構成を示すブロック図である。図７は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における送信装置１０ｂの構成を示すブロック図である。図８は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の構成を示すブロック図である。図９は、実施形態の高圧ケーブル１の破損箇所を検出する破損検出装置における受信装置５０の外観を示す正面図である。図１０（Ａ）は、完全に破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。図１０（Ｂ）は、遮蔽層３の破損した場合の信号の出力のタイミングを示すタイムチャートである。
【００１５】
図２（Ａ）に示すように送信装置１０は、破損検出の対象とする高圧ケーブル１の両端に接続される。送信装置１０は、１５Ｖ程度の電圧を、パルス信号として送信するように設定されている。送信装置１０のプラス側の配線としてプラス配線２２ａ、２２ｂが設けられ、プラス配線２２ａ、２２ｂは高圧ケーブル１の遮蔽層３と接続されている。また、送信装置１０のマイナス側の配線としてマイナス配線２１ａ、２１ｂが設けられ、マイナス配線２１ａ、２１ｂは高圧ケーブル１の導体５と接続されている。
また、高圧ケーブル１は、導体５の両端に大地に接続したアース７ａ、７ｂを接続することにより電位を安定することができる。そのため、送信装置１０からの信号は安定し、受信装置５０の検出感度は安定する。従って、受信装置５０は、送信装置１０からの信号を的確に読み取ることが可能となる。
【００１６】
図３（Ａ）は、送信装置１０ａからＡ信号（図２の２５）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。図３（Ｂ）は、送信装置１０ｂからＢ信号（図２の２７）が発信されているときの、送信装置１０ａ、１０ｂと高圧ケーブル１で構成される等価回路を示している。
図２及び図３（Ａ）に示すように送信装置１０ａは、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号（２５）を送信している。その際、送信装置１０ｂは、切替スイッチ１３ｂを閉じて終端抵抗１１ｂを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ｂは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ｂは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。
【００１７】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ｂと終端抵抗１１ｂの合成抵抗ＧＲｂは１０Ω以下となり、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮蔽層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮蔽層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。
【００１８】
また、上記と同様に図２及び図３（Ｂ）に示すように送信装置１０ｂは、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号（２７）を送信している。その際、送信装置１０ａは、切替スイッチ１３ａを閉じて終端抵抗１１ａを通る閉回路を形成する。ここで、高圧ケーブル１の静電容量分の抵抗であるケーブル静電容量分抵抗１２ａは、５ｋΩから１０ｋΩと大きいが、終端抵抗１１ａは極めて小さな１０Ωの抵抗を使用している。尚、理想的な終端抵抗は、０Ωであるが安全面を考慮して１０Ωを採用した。
【００１９】
そのため、ケーブル静電容量分抵抗１２ａと終端抵抗１１ａの合成抵抗ＧＲａは１０Ω以下となり、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲは４００Ωと想定すれば、遮蔽層破損箇所６での電圧降下は大きくなる。図５に示すように電圧を１５Ｖ印可したときは、０ボルトに近い値まで顕著な電圧降下が得られる。以上のように、遮蔽層破損箇所６の破損箇所抵抗ＤＲが１０００Ω以下であったとしても、遮蔽層破損箇所６の電圧降下が大きくなり顕著に見られるため、受信装置５０での検出の精度が向上する。尚、想定される破損箇所抵抗ＤＲと合成抵抗の比率は約４０：１となっている。
【００２０】
次に、図６及び図７のブロック図を参照し送信装置１０ａ、１０ｂの回路構成について説明する。
先ず、図６を参照し送信装置１０ａについて説明する。送信装置１０ａは、持ち運びを考慮して電源３１ａに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ａは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ａとしても良い。また電源３１ａは、電源安定化回路３２ａと接続されている。電源安定化回路３２ａは電源電圧を監視し、電源３１ａに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ａがＬＣＤ表示器６２ａに電源３１ａの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２１】
また電源安定化回路３２ａと接続される電源回路３３ａは、制御回路３７ａから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ａに接続されるＡ信号出力回路３４ａは、制御回路３７ａからの指令によりＡ信号２５の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、３５ｋＨｚの矩形波のＡ信号２５を出力している。
【００２２】
送信装置１０ａは、プラス配線２２ａ及び制御回路３７ａに接続されるＢ信号受信回路３６ａが設けられている。制御回路３７ａは、Ｂ信号受信回路３６ａからのＢ信号２７を受信すると、Ａ信号出力回路３４ａを開放し、Ａ信号２５の発信を停止する。そして、制御回路３７ａは、終端抵抗及び切替回路３５ａに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ａを閉じ、プラス配線２２ａ、終端抵抗１１ａ、切替スイッチ１３ａ及びマイナス配線２１ａを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ａの制御回路３７ａは、送信装置１０ｂとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２３】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ａは、操作キー６１ａによる入力操作により、プラス配線２２ａから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ａの画面表示及びスピーカ３８ａから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ａに接続されるスピーカ３８ａからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。  
【００２４】
次に、図７を参照し送信装置１０ｂについて説明する。送信装置１０ｂは、持ち運びを考慮して電源３１ｂに電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源３１ｂは、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源３１ｂとしても良い。また電源３１ｂは、電源安定化回路３２ｂと接続されている。電源安定化回路３２ｂは電源電圧を監視し、電源３１ｂに異常等があればＬＳＩ等の制御回路３７ｂがＬＣＤ表示器６２ｂに電源３１ｂの異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２５】
また電源安定化回路３２ｂと接続される電源回路３３ｂは、制御回路３７ｂから指示された出力電圧にするように５Ｖから２０Ｖまでの電圧の可変を行っている。出力電圧の可変により受信感度が弱い場合に電圧出力を上げることも可能であり様々な環境化での対応が可能である。
また、プラス配線２２ｂに接続されるＡ信号出力回路３４ｂは、制御回路３７ｂからの指令によりＢ信号２７の出力を制御し、フォトカプラー等のスイッチをＯＮ・ＯＦＦに切り替えることにより、５０ｋＨｚの矩形波のＢ信号２７を出力している。
【００２６】
送信装置１０ｂは、プラス配線２２ｂ及び制御回路３７ｂに接続されるＡ信号受信回路３６ｂが設けられている。制御回路３７ｂは、Ａ信号受信回路３６ｂからのＡ信号２５を受信すると、Ｂ信号出力回路３４ｂを開放し、Ｂ信号２７の発信を停止する。そして、制御回路３７ｂは、終端抵抗及び切替回路３５ｂに設けられているフォトカプラー等の切替スイッチ１３ｂを閉じて、プラス配線２２ｂ、終端抵抗１１ｂ、切替スイッチ１３ｂ及びマイナス配線２１ｂを通る閉回路を形成する。このようにして、送信装置１０ｂの制御回路３７ｂは、送信装置１０ａとの同期タイミングを形成し、互いに信号が干渉しないように制御を行っている。
【００２７】
また、ＬＳＩ等を搭載した制御回路３７ｂは、操作キー６１ｂによる入力操作により、プラス配線２２ｂから出力される出力電圧、ＬＣＤ表示器６２ｂの画面表示及びスピーカ３８ｂから出力する音等の様々な設定が可能である。また、制御回路３７ｂに接続されるスピーカ３８ｂからは操作音や同期が取れたときの同期音などの出力が可能である。
【００２８】
次に、図８のブロック図を参照し受信装置５０の回路構成について説明する。受信装置５０は、１つの装置で２種類のＡ信号２５（３５ｋＨｚ）、Ｂ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信可能としている。
受信装置５０は、持ち運びを考慮して電源５１に電池を採用している。これら電池は、乾電池や充電可能なリチュウム電池等が考えられる。また、電源５１は、電池に限らずＡＣ１００Ｖ、ＤＣ電源を電源５１としても良い。また電源５１は、電源安定化回路５２と接続されている。電源安定化回路５２は電源電圧を監視し、電源５１に異常等があればＬＳＩ等の制御回路５５がＬＣＤ表示器６２に電源５１の異常報知やバッテリー残量等を表示する。
【００２９】
Ａ信号受信回路５３はＡ信号２５（３５ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。同様にＢ信号受信回路５４はＢ信号２７（５０ｋＨｚ）を受信するのに感度が一番良いインダクタンスやコア形状を変化させたコイル素子を搭載している。そして、Ａ信号受信回路５３とＢ信号受信回路５４から得られた大きな振幅波形を、搭載されたウィンドウ・コンパレータによりそれぞれ信号を取り出し、制御回路５５で受信強度を判定する。このようにして、Ａ信号２５、Ｂ信号２７の周波数に合わせた受信回路（５３、５４）を構成することにより、精度良く受信が可能である。
尚、上述したＡ信号受信回路３６ｂ及びＢ信号受信回路３６ａは、コイルを使用せずカップリングコンデンサにて信号を取り出し、バイアス回路を通して制御回路３７ａ、３７ｂで受信する。
【００３０】
ＬＳＩ等を搭載した制御回路５３は、例えばＬＣＤ表示器６２に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、スピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７との信号の相違を音の高低や音の発信間隔を変化させて出力することも可能である。
【００３１】
次に、送信装置１０及び受信装置５０に使用される外観の構造について図９を参照し説明する。送信装置１０も受信装置５０と同じ構造であるため、受信装置５０を例にして説明する。受信装置５０の筐体６３は、雨天でも使用が可能なようにＩＰ６７の規格の防水及び防塵の構造が採用されている。また受信装置５０内部に、ＬＣＤ表示器６２が設けられている。ＬＣＤ表示器６２は、夜間や暗所でも設定や表示内容が確認できるようにバックライトが点灯する構造である。ＬＣＤ表示器６２の下方には複数のキーを備えた操作キー６１が配置されている。この操作キー６１とＬＣＤ表示器６２により各種の設定が可能である。
【００３２】
以上のように構成した送信装置１０と受信装置５０によって遮蔽層破損箇所６を検出する方法について図２乃至図１０を参照し説明する。
送信装置１０は、５Ｖから２０Ｖの電圧を印加可能であり、送信装置１０ａは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＡ信号２５を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ａは、制御回路３７ａに接続されたＢ信号受信回路３６ａにより送信装置１０ｂとの同期が可能であるため、送信装置１０ｂがＢ信号２７を発信している間は、Ａ信号２５の発信を停止している。またその逆に、送信装置１０ｂは、図２（Ｂ）に示すように矩形波のＢ信号２７を所定時間の間、送信し続け、その後発信を停止する。
送信装置１０ｂは、制御回路３７ｂに接続されたＡ信号受信回路３６ｂにより送信装置１０ａとの同期が可能であるため、送信装置１０ａがＡ信号２５を発信している間は、Ｂ信号２７の発信を停止している。このようにして、各々の送信装置１０同士が同期を取ることによって発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置５０は、正確に送信装置１０から発信される各種信号を受信することが可能である。
【００３３】
更に詳細に、送信装置１０が同期を取りながら信号を出力する様子を図１０に示すタイミングチャートにより説明する。
図１０（Ａ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損ではなく、高圧ケーブル１が完全に断線したときの様子を示している。完全な断線の場合には、送信装置１０ａ、１０ｂは、相手側の信号をＡ信号受信回路３４ｂ又はＢ信号受信回路３４ａが受信できないため、切替スイッチ１３ａ、１３ｂは切替を行うことはなく、各々の送信装置１０は同期を取らずに信号を出力し続ける。Ａ信号２５は、３５ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ｔの間、Ａ信号出力回路３４ａから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間、Ａ信号２５の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｘｓの周期でＡ信号２５が出力される。Ｂ信号２７は、５０ｋＨｚの周波数の信号を固定の期間である出力期間Ａ信号と同じＴの間、Ｂ信号出力回路３４ｂから出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間、Ｂ信号２７の出力を停止する。そして、このようなＴ＋Ｙｓの周期でＢ信号２７が出力される。
【００３４】
次に、図１０（Ｂ）は、遮蔽層３の破損が軽度の破損である場合について説明する。送信装置１０ａは、Ａ信号出力回路３４ａから出力期間Ｔの間、Ａ信号２５を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｘｓの間にＢ信号受信回路３４ａがＢ信号２７を受信した場合には、Ｂ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ａを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＢ信号２７の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ａ信号出力回路３４ａはＡ信号２５の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ａ信号出力回路３４ａは、Ａ信号２５の出力を再び開始する。
【００３５】
また送信装置１０ａと同期する送信装置１０ｂは、同様にＢ信号出力回路３４ｂから出力期間Ｔの間、Ｂ信号２７を出力した後、固定の期間であるインターバル期間Ｙｓの間にＡ信号受信回路３４ｂがＡ信号２５を受信した場合には、Ａ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）切替スイッチ１３ｂを固定時間となるＴ＋αの期間ＯＮにする。またＡ信号２５の受信を契機に（図面上破線で示す）、Ｂ信号出力回路３４ａはＢ信号２７の出力の停止をＴ＋αの期間継続する。そして期間Ｔ＋αの経過後は、Ｂ信号出力回路３４ａは、Ｂ信号２７の出力を開始する。
【００３６】
以上のように、Ａ信号２５、Ｂ信号２７を出力する期間よりもα分長く、切替スイッチ１３ａの作動期間又はＡ信号２５、Ｂ信号２７の出力停止期間を設けることにより信号が同時に出力されることがなく、Ａ信号２５、Ｂ信号２７が互いに干渉することがない。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照し、遮蔽層破損箇所６の検出する方法について説明する。
送信装置１０ａ、１０ｂからＡ信号及びＢ信号が送られるが、図５に示すように遮蔽層破損箇所６は、上述したように終端抵抗１１ａ、１１ｂの１０Ωに対して高抵抗であるため電圧降下が大きく、信号が減衰することで、受信装置５０が受信するＡ信号２５又はＢ信号２７の受信レベルの強弱の変化により、受信装置５０での検出を可能としている。
図４に示すように、送信装置１０ａから遮蔽層破損箇所６まで間は、Ａ信号２５が強く受信される領域であるＡ信号受信エリア２３ａとなり、送信装置１０ｂから遮蔽層破損箇所６までは、Ｂ信号２７が強く受信される領域であるＢ信号受信エリア２３ｂとなっている。
【００３８】
例えば、高圧ケーブル１は１ｋｍ以上の距離が長い場合が多く、両端から破損したポイントを探すために２つの受信装置５０を使用し遮蔽層破損箇所６を検出する。Ａ信号受信エリア２３ａ又はＢ信号受信エリア２３ｂ間は、受信装置５０を使用し、両側の送信装置１０から中央に向かい探っていく、受信装置５０が遮蔽層破損箇所６に入ると、受信信号の強弱が切り替わる。その際、受信装置５０は、例えば図９に示すＬＣＤ表示器６１に「○○％」のように割合表示又は矢印「＞＞＞＞＞」によるレベル表示等により受信した信号Ａ２５又は信号Ｂ２７の強弱を表示させることも可能である。また、図８に示すスピーカ３８により、Ａ信号２５とＢ信号２７を音の高低や音の発信間隔を変化させて知らせることも可能である。
【００３９】
尚、高圧ケーブル１が完全に断線した場合には、上述したようにＡ信号受信エリア２３ａはＡ信号２５しか受信することはなく、また逆にＢ信号受信エリア２３ｂはＢ信号２７しか受信することはない。
尚、本実施形態は、高圧ケーブル１について説明したが、高圧のケーブルだけでなく非常ベル等の通常の電気配線であっても検出は可能である。
本実施形態では、完全な断線だけでなく、導線の軽度の破損のような状態すなわち接触不良のような状態であっても検出できる点にある。例えば、ＬＡＮケーブルのような通信ケーブルは完全に断線しなくとも通信が出来てしまうが、それは通信エラーがあったとしてもリトライ等の動作によりデータエラーの回避がなされてしまうことがある。しかし、破損の程度により通信速度の低下やデータエラーの頻度が増えることになり、ケーブルの状態が悪くなっていることがある。本発明では、このような軽度の破損箇所を検査することが可能である。そのため、本発明は様々なケーブルの異常の検出に利用する事ができる。
【００４０】
（技術的特徴）
以下に本実施形態の技術的特徴点の一例を括弧に内に示すが、特に限定するものでもなく例示しているものであり、これら特徴から考えられる効果についても記載する。
【００４１】
＜第１の特徴点＞
破損箇所（例えば、主に遮蔽層破損箇所６）を有するケーブル（例えば、主に高圧ケーブル１）の両端部から、その両端部に接続された送信装置（例えば、主に送信装置１０ａ、１０ｂ）から各々異なる周波数の信号（例えば、主にＡ信号２５、Ｂ信号２７）を発信し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出装置であって、前記送信装置は、閉回路を形成するスイッチ（例えば、主に切替スイッチ１３ａ、１３ｂ）と、前記ケーブルの静電容量分の抵抗（例えば、主にケーブル静電容量分抵抗１２ａ）との合成抵抗（例えば、主に合成抵抗ＧＲａ、ＧＲｂ）を、前記破損箇所の抵抗（例えば、主に破損箇所抵抗ＤＲ）よりも小さな値にし、前記破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくするための前記閉回路上に設けられた小容量の抵抗値を持つ終端抵抗（例えば、主に終端抵抗１１ａ、１１ｂ）と、を備え、前記送信装置から送信される前記信号の変化を非接触で受信し、前記破損箇所の識別を行う受信装置（例えば、主に受信装置５０ａ、５０ｂ）と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４３】
＜第２の特徴点＞
前記終端抵抗は、１０Ω以下の抵抗値であることを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４４】
＜第３の特徴点＞
前記ケーブルの導線に接続したアース（例えば、主にアース７ａ、７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、導線に接続したアースにより電位が安定するので出力される信号の電圧が安定し、精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００４５】
＜第４の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記閉回路を形成する制御を行う制御回路（例えば、主に制御回路３７ａ、３７ｂ）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４６】
＜第５の特徴点＞
前記受信装置は、前記信号を受信する異なる周波数毎に受信回路（例えば、主にＡ信号受信回路５３、Ｂ信号受信回路５４）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４７】
＜第６の特徴点＞
前記受信回路は、受信する前記信号の周波数に合わせたコイル素子（例えば、主にコイル素子）を備えたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、発信される信号が混信することなく受信できるので、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４８】
＜第７の特徴点＞
前記送信装置は、前記信号の出力電圧を調整する電圧調整手段（例えば、主に電源回路３３ａ、３３ｂ）を設けたことを特徴とする。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出装置は、ノイズ等の周囲の環境により受信の感度が悪い場合に、送信する信号の電圧値を調整することにより受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００４９】
＜第８の特徴点＞
破損箇所を有するケーブルの両端部に接続された送信装置から各々異なる周波数の信号を発信し、前記ケーブルを伝播する異なる周波数の信号を非接触状態で識別し、その識別結果から前記破損箇所を特定するケーブルの破損検出方法であって、
スイッチを閉じることで形成される閉回路上に設けた抵抗の値を小さくし、前記ケーブルの静電容量分の抵抗と前記抵抗との合成抵抗を、破損箇所の抵抗よりも小さな値にし、破損箇所の抵抗の比率を大きくすることにより前記破損箇所の電圧降下を大きくし、
受信装置は、その電圧降下により発生する信号の変化により前記破損箇所の特定を行うことを特徴とする。
【００５０】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、破損箇所の電圧降下が大きくなり、破損状態によらず破損箇所が小さな抵抗値の状態であっても精度良く破損箇所の検出が可能である。
【００５１】
＜第９の特徴点＞
前記送信装置は、自己から発信する信号とは異なる他の周波数の信号を受信すると、自己の信号の発信を停止し、前記スイッチを作動させて前記送信装置内にて前記閉回路を形成し、周波数の異なる信号を送信するタイミングが同一とならないように制御することを特徴とする。
【００５２】
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、他の信号を受信することにより、自己の発信を停止し、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【００５３】
＜第１０の特徴点＞
他の信号の受信後の自己の信号の停止期間は、信号の出力期間よりも長い期間が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のケーブルの破損検出方法。
以上の特徴によって、本発明のケーブルの破損検出方法は、自己の発信を停止する期間を、出力する期間よりも長くすることで、発信される信号の干渉の防止を行っている。そのため、受信装置は精度良く破損箇所の検出が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
発電所の敷設される高圧電線の検査装置や検査方法、又はインバーターが内蔵される変圧器のケーブル、通信ケーブル等の検査装置や検査方法に利用が可能である。また、商用１００Ｖ等の電気配線であっても破損箇所の検出が可能であり、電気配線の破損検出装置及び破損検出方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…高圧ケーブル、３…遮蔽層、５…導体、６…遮蔽層破損箇所、７ａ、７ｂ…アース、
１０、１０ａ、１０ｂ…送信装置、１１ａ、１１ｂ…終端抵抗、
１２ａ、１２ｂ、Ｚ…ケーブル静電容量分抵抗、１３ａ、１３ｂ…切替スイッチ、
２５…Ａ信号、２７…Ｂ信号、３３ａ、３３ｂ…電源回路、
３４ａ…Ａ信号出力回路、３４ｂ…Ｂ信号出力回路、３６ｂ、５３…Ａ信号受信回路、
３６ａ、５４…Ｂ信号受信回路、３７ａ、３７ｂ、５５…制御回路、
５０…受信装置、６１…操作キー、６２…ＬＣＤ表示器、６３…筐体、
ＤＲ…破損箇所抵抗、ＧＲａ、ＧＲｂ…合成抵抗。