(57)【要約】【課題】絶縁劣化診断装置の評価のための作業を効率化する模擬地上コイルを提供する。【解決手段】磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬推進コイルは、電極、及び、推進コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部を含み、前記電極の先端と、前記金属導体部との間で、所定の空隙が保持されており、前記金属導体部と前記電極との間に所定の電位差が設けられるように、前記金属導体部の電位と前記電極の電位とが設定される。【選択図】図１１
2019024287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬推進コイルであって、
前記模擬推進コイルは、電極、及び、推進コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部を含み、
前記電極の先端と、前記金属導体部との間で、所定の空隙が保持されており、
前記金属導体部と前記電極との間に所定の電位差が設けられるように、前記金属導体部の電位と前記電極の電位とが設定される
模擬推進コイル。
【請求項２】
前記金属導体部が接地され、且つ、
前記電極の前記先端とは異なる他端が、導線により電源に繋がれることにより、
前記金属導体部と前記電極との間に所定の電位差が設けられるように構成されている
請求項１に記載の模擬推進コイル。
【請求項３】
前記模擬推進コイルは、更に、前記金属導体部を取り囲み前記模擬推進コイルの成形体を形成するための樹脂部、及び、電極保持部を含み、
前記樹脂部は、表面から前記金属導体部まで貫通する一つ又は複数の穴が開けられており、
前記電極保持部は、前記穴に嵌まり込む寸法のものであり、
前記電極は、針状電極であり、前記電極保持部には、全体を貫通する細長の孔が開けられており、
針状電極である前記電極が、前記電極保持部の孔に挿され、前記電極保持部が前記孔の径により前記電極を保持することによって、
前記電極の先端と、前記金属導体部との間で、所定の空隙が保持されている、
請求項１に記載の模擬推進コイル。
【請求項４】
磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬地上コイルであって、
模擬地上コイルは、前記絶縁劣化診断装置の側から、浮上案内コイルと、請求項１〜３のうちのいずれか一に記載の模擬推進コイル、及び、背面板を含み、
前記背面板の、前記絶縁劣化診断装置の側の表面には、電磁波遮蔽材が貼付されている、模擬地上コイル。
【請求項５】
前記浮上案内コイルは、模擬浮上案内コイルであり、
前記模擬浮上案内コイルは、
浮上案内コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部、及び、
前記金属導体部を取り囲み前記模擬浮上案内コイルの成形体を形成するための樹脂部
を含む、請求項４に記載の模擬地上コイル。
【請求項６】
磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬推進コイルを設定する方法であって、
前記模擬推進コイルは、電極、及び、推進コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部を含み、
前記電極の先端と、前記金属導体部との間で、所定の空隙が保持されるように、前記金属導体部に対して前記電極を設定するステップ、及び、
前記金属導体部と前記電極との間に所定の電位差を設けるように、前記金属導体部の電位と前記電極の電位とを設定するステップ
を含む、模擬推進コイルを設定する方法。
【請求項７】
前記金属導体部の電位と前記電極の電位とを設定するステップは、
前記金属導体部を接地し、前記電極の前記先端とは異なる他端を、導線により電源に繋ぐステップにより構成される、
請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁気浮上式鉄道のための模擬地上設備、特に、地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価のための模擬地上コイル及び模擬推進コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気浮上式鉄道のための地上設備である地上コイル、その中でも高電圧が印加する推進コイル（例えば、特許文献１参照）では、絶縁安定性が求められる。
【０００３】
例えば数百ｋｍの路線では数十万から数百万の膨大な数が必要とされる、磁気浮上式鉄道のための地上コイルに対しては、効率的に絶縁劣化診断を行う絶縁劣化診断装置が求められる。絶縁劣化診断装置として、例えば、ダイポールアンテナを用いる電波干渉計システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、絶縁劣化診断装置それ自体の性能を評価するためには、欠陥を含む模擬地上コイルが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−２２７６０９号公報
【特許文献２】特許第４０１５３８４号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「電磁波検出による地上コイル内部欠陥位置標定に関する検討」、鉄道総研報告、１１−１６ページ、Ｖｏｌ．２７、Ｎｏ．７、Ｊｕｌ．２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、絶縁劣化診断装置の評価のための作業を効率化する模擬地上コイルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る模擬推進コイルは、磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬推進コイルであって、
前記模擬推進コイルは、電極、及び、推進コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部を含み、
前記電極の先端と、前記金属導体部との間で、所定の空隙が保持されており、
前記金属導体部と前記電極との間に所定の電位差が設けられるように、前記金属導体部の電位と前記電極の電位とが設定される。
【０００９】
本開示に係る模擬地上コイルは、磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬地上コイルであって、
前記模擬地上コイルは、前記絶縁劣化診断装置の側から、浮上案内コイル、前述の模擬推進コイル、及び、背面板を含み、
前記背面板の、前記絶縁劣化診断装置の側の表面には、電磁波遮蔽材が貼付されている。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る模擬推進コイルは、絶縁劣化診断装置の評価作業を低電圧源により効率よく進めることができる。更に本開示に係る模擬地上コイルは、絶縁劣化診断装置に対して電磁ノイズの少ない電磁波を放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、地上コイルを含む、磁気浮上式鉄道のための設備の配置を示す概略の横断面図である。
【図２】図２は、磁気浮上式鉄道のための設備における、各コイルの配置を示す斜視図である。
【図３】図３（１）は、推進コイル、及び、その絶縁劣化診断装置を搭載する模擬車体の斜視図である。図３（２）は、絶縁劣化診断装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、推進コイル、及び、その絶縁劣化診断装置を搭載する模擬車体の模式的な平面図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る、推進コイルの絶縁劣化診断装置の評価のための模擬地上コイルの模式的な斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る、推進コイルの絶縁劣化診断装置の評価のための模擬地上コイルの一部を、側面から見た図である。
【図７】図７（１）は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおける模擬推進コイルの、巻きコイル部分に相当する金属導体部の正面図である。図７（２）は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおける模擬推進コイルの斜視図である。
【図８】図８（１）は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおける模擬浮上案内コイルの、巻きコイル部分に相当する金属導体部の正面図である。図８（２）は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおける模擬浮上案内コイルの斜視図である。
【図９】図９（１）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の斜め上から見た斜視図である。図９（２）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の斜め上から見た斜視図であり、（針状）電極及び絶縁テープ部と本体部及び円盤部とが離されている様子を示す図である。図９（３）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の斜め下から見た斜視図である。図９（４）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の側面図である。図９（５）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の、図９（４）の矢印Ａの方向に沿って見た上面図である。図９（６）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の、図９（４）の矢印Ｂの方向に沿って見た下面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおける、模擬推進コイルと電極保持部と電極との、部分側断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る模擬地上コイルにおいて、模擬推進コイルに電極保持部が設置される状況を示す部分斜視図である。
【図１２】図１２は、３本のダイポールアンテナを用いる絶縁劣化診断装置により検出された、模擬推進コイルにて生じる部分放電により放射された電磁波の、波形例である。
【図１３】図１３は、４本のダイポールアンテナを用いる絶縁劣化診断装置により検出された、実際に用いられて劣化した推進コイルにて生じる部分放電により放射された電磁波の、波形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１３】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１４】
１．本発明に至る経緯
【００１５】
図１は、地上コイル３を含む、磁気浮上式鉄道のための設備の配置を示す概略の横断面図である。図２は、磁気浮上式鉄道のための設備における、各コイルの配置を示す斜視図である。まず図１及び図２を用いて、磁気浮上式鉄道のための設備を概略説明する。
【００１６】
図１及び図２に示す設備の構成において、Ｕ字型軌道６の左右の内側側壁に沿って、推進コイル４が取り付けられ、そのさらに内側の左右に浮上案内コイル２が取り付けられ、Ｕ字型軌道６の側壁に固定される。この浮上案内コイル２及び推進コイル４は磁気浮上式鉄道の車両１２内に設けられている超電導コイル１０と対向している。また左右に対向している浮上案内コイル２は１つのコイル毎にケーブル８でヌルフラックス接続されている。さらに１つの浮上案内コイル２は２つの単位コイルから構成され、８字状に結線されている。推進コイル４には、例えば、図２に示すように、３つのコイル毎に三相交流が印加される。これにより推進コイル４で発生する磁場が、車両１２内にある超電導コイル１０を引っ張って、（例えば、図２に示す矢印１１の方向に）車両１２が走行する。また、浮上案内コイル２による電磁誘導作用により車両１２はＵ字型軌道６内を磁気浮上する。
【００１７】
なお、地上コイルには、推進コイルと浮上案内コイルの二種類がある。
【００１８】
地上コイル３、特に推進コイル４には、高電圧（例えば、き電電圧２２ｋＶ（対地電圧１２．７ｋＶ））が印加され、絶縁安定性が求められる。ところが、地上コイル３が設けられる軌道は、磁気浮上式鉄道の高速（例えば、５００ｋｍ／時以上）走行による風圧を常時受ける。また軌道は、屋外では、太陽光や雨雪にさらされる。このように、地上コイル３は絶縁安定性を維持するのに必ずしも適さない環境に置かれる。よって、保守のための監視・点検がタイミング良く行われることが必要である。しかしながら、例えば、数百ｋｍに亘る磁気浮上式鉄道の路線（軌道）に沿っては、数十万から数百万の膨大な数の地上コイル３が設けられる。従って、地上コイル３の絶縁安定性に対する保守のための監視・点検作業には、高い効率性が不可欠である。
【００１９】
地上コイル３の絶縁安定性に対する保守のための監視・点検作業を行う絶縁劣化診断装置としては、現在、複数のダイポールアンテナを用いる電波干渉計システムが知られている（特許文献２、非特許文献１参照）。ここで絶縁劣化診断装置、即ち電波干渉計システムが診断の対象とする絶縁異状としては、例えば、空隙（ボイド）、異物混入、導体剥離、ひび割れ（クラック）などが挙げられる。絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）は、推進コイル４への高電圧印加時に、このような上記の絶縁異状にて発生する電界集中による部分放電を、電磁波により検出する。つまり、電波干渉計システムは、推進コイル４の部分放電発生源の近傍に設けられる複数のダイポールアンテナを用いて、部分放電に伴う電磁波の信号強度を測定する。
【００２０】
図３（１）は、推進コイル４、及び、その絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂを搭載する模擬車体１２ａの斜視図である。図３（２）は、絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂの概略の構成を示すブロック図である。図３（２）に示すように、絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂは、アンテナ（例えば、ダイポールアンテナ）１４を含むアンテナ部１４ｂ、（例えば、オシロスコープで構成される）受信部１３、及び、（コンピュータで構成される）解析部１５を含む。アンテナ部１４ｂと受信部１３とは、通常、同軸ケーブル１７により接続される。受信部１３と解析部１５とは、ＵＳＢケーブルやインターネットケーブルなどの通信ケーブル或いは無線通信（例えば、ワイファイなど）１９により接続される。受信部１３と解析部１５とは、ＵＳＢメモリによりデータを受け渡ししてもよい。図３（１）に示す模擬車体１２ａにおいては、絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂのうち、アンテナ部１４ｂのみが搭載されており、受信部１３及び解析部１５は、模擬車体１２ａの外部、即ち、模擬車体１２ａとは別の場所に設置されている。現実の運用では、アンテナ部１４ｂと受信部１３が車両１２に搭載されることもある。アンテナ部１４ｂのアンテナ（ダイポールアンテナ）１４は、外部に露出せず適切な窓材（例えば、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）から成る板部材）２１などで覆われていることが多い。
【００２１】
図４は、推進コイル４、及び、その絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂを搭載する模擬車体１２ａの模式的な平面図である。図３（１）及び図４に示すように、推進コイル４と、鉛直状の複数のダイポールアンテナ１４を含むアンテナ部１４ｂとは、所定の距離を置いて対向して設定される（非特許文献１参照）。なお、図４に示すように、推進コイル４では、三相交流の高電圧源（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）により３つのコイル毎に三相交流の高電圧が印加される（図２参照）。
【００２２】
地上コイルの絶縁安定性に関する保守のための監視・点検作業における効率性を担保するために、走行する磁気浮上式鉄道の車両そのものに絶縁劣化診断装置（特に、アンテナ部及び受信部）を搭載することが検討されている。
【００２３】
ところで、絶縁劣化診断装置の開発に当たっては、絶縁劣化診断装置それ自体のための評価作業が必要である。即ち、センサーとしての絶縁劣化診断装置を評価することが必要である。このとき、絶縁異状という欠陥を含む地上コイルの利用が不可欠となる。欠陥を含む地上コイルとして、実際に用いられて劣化した地上コイルを利用することができる。また、推進コイルを構成するモールド樹脂内に意図的にボイドを含ませる模擬地上コイルを利用する技術が開示されている（非特許文献１参照）。
【００２４】
しかしながら、欠陥を含む地上コイルを用いる絶縁劣化診断装置それ自体のための評価作業では、現状、部分放電を生じさせるためには、その推進コイルに実使用と同じ高電圧（例えば、約２２ｋＶ）を印加しなければならない。推進コイルへ高電圧を印加する場合に用いられる電圧発生装置は、相当に大がかりなものとなってしまう（問題点１）。また、欠陥を含む地上コイルに対して高電圧（例えば、２２ｋＶ）が印加されたからと言って、確実に部分放電が発生するというものでは無い（問題点２）。というのは、放電作用は通常、気圧や気温の気象条件などの外在的要因や、地上コイルそのもの性質などの内在的要因に、大きく左右されるからである。
【００２５】
本発明に係る実施の形態は、上述の問題を解決するものであり、磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置の評価作業にて用いられる、模擬推進コイルにおいて、模擬推進コイルは、電極、及び、推進コイルにおける巻きコイルに相当する金属導体部を含み、電極の先端と、金属導体部との間で、所定の空隙が保持されており、金属導体部はグランド（ＧＮＤ）に繋がれ（即ち、接地され）、電極の先端とは異なる他端は、導線により電源に繋がれている。ここで、模擬推進コイルに対して、例えば、１ｋＶ程度の電圧を印加すると、電極と金属導体部との間で放電がほぼ確実に生じる。このように、（部分）放電のための電極が備わることにより劣化状態を帯びることになる模擬地上コイルでは、比較的低電圧の印加により確実に放電が生じるため、絶縁劣化診断装置の評価作業が低電圧源により効率よく進められ得る。
【００２６】
２．［実施の形態１］
以下、図５〜図１２を参照して実施の形態１を説明する。
【００２７】
２．１．模擬地上コイル及び模擬推進コイルの構成
２．１．１．模擬地上コイル全体の構成
図５は、実施の形態１に係る、推進コイルの絶縁劣化診断装置の評価のための模擬地上コイル３ａの模式的な斜視図である。図６は、実施の形態１に係る、推進コイルの絶縁劣化診断装置の評価のための模擬地上コイル３ａの一部を、側面から見た図である。実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａは、磁気浮上式鉄道の側、即ち、絶縁劣化診断装置１２ｂを搭載する車両１２又は模擬車体１２ａの側から、模擬浮上案内コイル２ａ、模擬推進コイル４ａ、及び背面板１８により構成されている。更に、模擬地上コイル３ａは、図５に示すように、実際の軌道に設けられる地上コイルと同様に、横方向に連なって複数配置され得る。
【００２８】
背面板１８の、絶縁劣化診断装置１２ｂを搭載する車両１２又は模擬車体１２ａの側の表面には、電磁波遮蔽材２０が貼付される。電磁波遮蔽材２０は、主としてゴム樹脂の繊維及び金属粒子で構成されており、入ってくる電磁波を熱振動に変換する作用を有する。即ち、背面板１８に貼付される電磁波遮蔽材２０は、模擬推進コイル４ａから背面板１８方向に放射される電磁波を（吸収することになり、即ち、）反射しないことになり、車両１２又は模擬車体１２ａに搭載される絶縁劣化診断装置１２ｂのアンテナ部１４ｂは、模擬推進コイル４ａから放射される直接の電磁波のみを受信することになる。これにより、絶縁劣化診断装置１２ｂは、模擬推進コイル４ａからの、電磁ノイズの無い、若しくは電磁ノイズの少ない電磁波を受信できる。電磁波遮蔽材２０として、例えば、周知の電磁波吸収シートが用いられ得る。なお、背面板１８には、電磁波遮蔽材２０は貼付されなくてもよい。更に、背面板１８は設けられなくてもよい。
【００２９】
２．１．２．模擬推進コイルの構成
図７（１）は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおける模擬推進コイル４ａ内の金属導体部２４の正面図である。金属導体部２４は、地上コイルにおける巻きコイル部分に相当する部位であり、図７（１）では粗いハッチングで示される部位が相当する。更に、金属導体部２４には、２本のアルミニウム棒２５が付属する。
【００３０】
更に、図７（２）は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおける模擬推進コイル４ａの全体の斜視図である。模擬推進コイル４ａは、例えば、次のようにして製造される。まず図７（１）に示す金属導体部２４を推進コイル形状に型取られた、木枠の型２３ａやアルミニウム枠の型２３ｂ内に配置する。次にこの木枠の型２３ａ及びアルミニウム枠の型２３ｂに液状のエポキシ樹脂を注入し自然硬化させて模擬推進コイル４ａの成形体を形成する。従って、樹脂部４４が金属導体部２４を密着して取り囲んで、模擬推進コイル４ａの成形体が形成される。なお、木枠の型２３ａは、他の部材により、例えば、金属により製作されてもよい。アルミニウム枠の型２３ｂも、他の部材により、例えば、木材により製作されてもよい。
【００３１】
実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａ全体は、実使用される推進コイル４と同様に、（図７（１）及び図７（２）における左右方向の）幅が、約０．９ｍとなるように形成されている。また、地上コイルにおける巻きコイル部分に相当する部位である金属導体部２４は、その幅が５〜７ｃｍ程度となるように形成されている。
【００３２】
図７（２）に示す実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａでは、絶縁劣化診断装置１２ｂを搭載する車両１２又は模擬車体１２ａの側から見て裏面に該当する側にて、表面から金属導体部２４まで樹脂部４４を貫通する穴２２が複数開けられている。複数の穴２２は同一の形状であり、所定の大きさ（直径１〜２ｃｍ）の円筒穴である（図１０参照）。これらの穴２２は、電極を保持する電極保持部（図９参照）を嵌め込むための受容部である。これらの穴２２は、上述の型（２３ａ、２３ｂ）においてそれらに対応する凸部を設けることにより、形成され得る。これらの穴２２は、模擬推進コイル４ａの、絶縁劣化診断装置１２ｂを搭載する車両１２又は模擬車体１２ａの側から見て裏面に該当する側にのみ形成される、というのでなくてもよく、例えば、模擬推進コイル４ａの側面、上面、若しくは下面などに形成されてもよい。これらの電極及び電極保持部については後で説明する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、模擬推進コイル４ａには導電塗料が塗布されている。なお、アルミニウム棒２５の接地により、模擬推進コイル４ａの（巻きコイルに相当する）金属導体部２４も接地されていることになる。
【００３４】
２．１．３．模擬浮上案内コイルの構成
図８（１）は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおける模擬浮上案内コイル２ａ内の金属導体部２６の正面図である。金属導体部２６も、浮上案内コイルにおける巻きコイル部分に相当する部位であり、図８（１）ではハッチングで示される部位が相当する。更に、金属導体部２６にも２本のアルミニウム棒２８が付属する。図８（２）は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおける模擬浮上案内コイル２ａの全体の斜視図である。模擬浮上案内コイル２ａは、例えば、模擬推進コイル４ａと同様に製造される。つまり、まず図８（１）に示す金属導体部２６を浮上案内コイル形状に型取られた木枠の型２７内に配置する。次にこの木枠の型２７に液状のエポキシ樹脂を注入し自然硬化させて模擬浮上案内コイル２ａの成形体を形成する。木枠の型２７は、他の部材により、例えば、金属により製作されてもよい。
【００３５】
２．１．４．電極及び電極保持部の構成
図９（１）は、実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａにおける電極保持部３０の、斜め上から見た斜視図である。図９（２）も、実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａにおける電極保持部３０の斜め上から見た斜視図であるが、（針状）電極３２及び絶縁テープ部４０と、本体部３４及び円盤部３６とが、離されている様子を示す図である。図９（３）は、実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａにおける電極保持部３０の、斜め下から見た斜視図である。図９（４）は、実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａにおける電極保持部３０の側面図である。更に図９（５）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の、図９（４）の矢印Ａの方向に沿って見た上面図である。図９（６）は、実施の形態１に係る模擬推進コイルにおける電極保持部の、図９（４）の矢印Ｂの方向に沿って見た下面図である。
【００３６】
更に、図１０は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおける、模擬推進コイル４ａと電極保持部３０と（針状）電極３２との、部分側断面図である。
【００３７】
電極保持部３０は、円柱形の本体部３４、及び円盤部３６により構成され、それらの中心軸が一致している。本体部３４は、模擬推進コイル４ａにおける穴２２の内部と同じ形状である。よって、一つの穴２２に本体部３４を嵌め込んだときに、本体部３４の先端面３３は、その穴２２の底の金属導体部２４と隙間無く接し、円盤部３６は、その穴２２の周りの、模擬推進コイル４ａの裏面の樹脂部４４と直接に接する。なお、本体部３４、及び円盤部３６は、模擬地上コイル３ａと同じ材料であるエポキシ樹脂、あるいは、例えば、ポリエチレンなどの絶縁性が高く比較的柔軟な樹脂により、一体で形成されている。
【００３８】
針状電極３２は、例えば、金属製の針により構成される。以下で説明するように、針状電極３２と、電極保持部３０との、更には模擬推進コイル４ａの金属導体部２４との、位置の関係を固定するために、針状電極３２には、絶縁テープが巻かれて絶縁テープ部４０が設けられる。
【００３９】
電極保持部３０では、円盤部３６、及び本体部３４の中心軸を貫いて、細長の円筒形である電極孔３８が、開けられている。電極孔３８の大きさ（径）は、電極である針状電極３２を丁度保持するものである。つまり、電極孔３８には電極である針状電極３２が挿され、電極保持部３０は電極孔３８の径により針状電極３２を保持する。本体部３４の先端面３３から円盤部３６の上面３５までの距離と、針状電極３２の長さとは、夫々、所定のものであるから、電極孔３８に挿された針状電極３２の、円盤部３６の上面３５から外に出ている（絶縁テープ部４０を含む）外部長さ４３を計測すれば、本体部３４の先端面３３及びそこにある金属導体部２４から、針状電極３２の先端までの空隙４２の距離が判明する。つまり、絶縁テープ部４０を針状電極３２に巻く位置を変えることを含めて外部長さ４３を調節することによって、空隙４２の距離を調節できるように、電極保持部３０及び針状電極３２が構成されている。この針状電極３２は、欠陥を含む地上コイルに約２２ｋＶの高電圧を印加する際に生じ得る部分放電に対応する放電を、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２にて生じさせるための電極である。
【００４０】
電極保持部３０に関して、本体部３４、円盤部３６、及び絶縁テープ部４０が一体で形成されてもよい。その場合、絶縁テープ部４０にも電極孔３８が開けられ、針状電極３２は、絶縁テープ部４０、円盤部３６及び本体部３４を貫く電極孔３８に挿されることになる。
【００４１】
なお、穴２２の形状、及び電極保持部３０の形状は、図７、図９及び図１０に示すものに限定されない。電極保持部３０の本体部３４と、穴２２の内部とは、穴２２の内部に電極保持部３０の本体部３４が嵌まり込むような、同一の多角形柱（多角形筒）であってもよい。つまり、電極保持部３０が穴２２に嵌まり込む寸法のものであり、且つ針状電極３２が電極孔３８の径により丁度保持されるものであるということを前提にして、電極保持部３０が穴２２に嵌まり込み、且つ針状電極３２が電極保持部３０の電極孔３８に挿されて電極保持部３０が電極孔３８の径により針状電極３２を保持する、ということによって、針状電極３２の先端と、金属導体部２４との間で、所定の空隙４２が保持される、というように構成されればよい。
【００４２】
更に、模擬推進コイル４ａの樹脂部４４と、電極保持部３０とが、一体のものとして形成されてもよい。要するに、針状電極３２の先端と、金属導体部２４との間で、所定の空隙４２が保持されるように、針状電極３２と、電極孔３８を備える電極保持部３０若しくは模擬推進コイル４ａとが、構成されればよい。
【００４３】
電極３２は、針状で無くてもよく、例えば、導線状のものでもよい。先端も、丸みのある形状でも、端面のある形状でもよいが、放電現象の発生を保証するために先鋭状の形状であるのが好ましい。
【００４４】
２．２．模擬地上コイル及び模擬推進コイルの動作
図１１は、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａにおいて、模擬推進コイル４ａに電極保持部３０及び針状電極３２が設置された状況を示す部分斜視図である。図１１に示すように、針状電極３２と接続端４８にて接続する導線５０の他端５２は、電源５１に繋がれている。
【００４５】
まず、模擬地上コイル３ａ（模擬浮上案内コイル２ａ、模擬推進コイル４ａ、及び背面板１８）と、電極保持部３０及び針状電極３２と、導線５０と、電源５１とを、図１１に示すように設定する。次に、模擬浮上案内コイル２ａの前方向（図１１における右奥方向）に、絶縁劣化診断装置１２ｂの、ダイポールアンテナ１４が設けられた面を、図３（１）及び図４に示す状態と同様にして、設定する。その上で、電源５１により針状電極３２に電圧を印加して、模擬推進コイル４ａに発生する部分放電により生じる電磁波を、即ち、所定の空隙４２を持つ、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間にて発生する放電により放射される電磁波を、模擬車体１２ａに搭載された絶縁劣化診断装置１２ｂが確実に検出するかどうかを通じて、絶縁劣化診断装置１２ｂの評価作業を行う。
【００４６】
前述のように、欠陥を含む地上コイルを用いての、絶縁劣化診断装置それ自体のための評価作業では、部分放電を生じさせるためにその推進コイルに実使用と同じ高電圧、例えば、約２２ｋＶを印加しなければならない。これに対して、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａ（模擬推進コイル４ａ）及び針状電極３２を用いての、絶縁劣化診断装置１２ｂそれ自体のための評価作業では、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２にて放電を生じさせるには、針状電極３２に約１ｋＶの電圧を印加すればよい。つまり、約２２ｋＶの高電圧を印加する場合に比べて、約１ｋＶの電圧を印加するのに必要な電圧発生装置は、小規模なもので済むことは明白である（利点１）。
【００４７】
更に、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａ（模擬推進コイル４ａ）及び針状電極３２を用いての、絶縁劣化診断装置１２ｂそれ自体のための評価作業では、針状電極３２に約１ｋＶの電圧を印加すれば、確実に、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２にて放電が生じることが、発明者によって確認されている。つまり、実施の形態１に係る模擬地上コイル３ａ（模擬推進コイル４ａ）及び針状電極３２を用いることにより、効率よく、模擬推進コイル４ａにおける部分放電の発生作業、及び、絶縁劣化診断装置それ自体のための評価作業を行うことができる（利点２）。
【００４８】
針状電極３２への約１ｋＶの電圧の印加により、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２にて（部分）放電を確実に生じ得る場合、その空隙４２の距離は、例えば、３ｍｍ程度であることが、発明者により確認されている。なお、実施の形態１に係る模擬推進コイル４ａにおける、針状電極３２の先端と、金属導体部２４のコイル表面とは、高電圧工学分野では一般的である「針対平板電極」を構成する。つまり、「針」側が電極保持部３０の針状電極３２であり、「平板電極」側が金属導体部２４のコイル表面である。
【００４９】
図１２は、３本のダイポールアンテナを用いる絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂにより検出された、模擬推進コイル４ａにて生じる部分放電（即ち、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２にて生じる放電）により放射された電磁波の、波形例である。これらの波形は、例えば、絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂに備わるデジタルオシロスコープによりデジタルデータとして記録され得るデータである。ここでの絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）は、３本のダイポールアンテナを用いており、夫々のダイポールアンテナに対応する検出波形が示されている（Ｃｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３）。針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２の距離は３ｍｍとされ、針状電極３２に印加される電圧は約１ｋＶとされている。
【００５０】
また、発明者は、針状電極３２の先端と金属導体部２４との間の空隙４２の距離を５ｍｍとしても、上述の実験（即ち、電磁波の検出）を行っている。この場合、針状電極３２に印加される電圧を１．６〜１．８ｋＶとすれば、安定して上述のような部分放電が繰り返し発生することを、発明者は確認している。
【００５１】
なお、図１３は、図１２に示す波形例の対比例であり、４本のダイポールアンテナを用いる絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）により検出された、実際に用いられて劣化した推進コイルにて生じる部分放電により放射された電磁波の、波形例である。ここでの絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）は、４本のダイポールアンテナを用いており、夫々のダイポールアンテナに対応する検出波形が示されている（Ｃｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３、Ｃｈ４）。推進コイルに印加された電圧は１９．１ｋＶである。図１２と図１３を対比することにより、実施の形態に係る模擬推進コイル４ａは、１ｋＶという相対的な低電圧にて、絶縁劣化診断装置（電波干渉計システム）１２ｂを十分に評価し得る部分放電を生じ得ることがわかる。
【００５２】
２．３．効果等
以上のように、本実施の形態において、磁気浮上式鉄道のための地上コイルの絶縁劣化診断装置１２ｂの評価作業にて用いられる、模擬推進コイル４ａは、針状電極３２と、推進コイル４における巻きコイルに相当する金属導体部２６とを含む。針状電極３２の先端と、金属導体部２６との間で、所定の空隙が保持されている。金属導体部２６は、接地されている。針状電極３２の前述の先端とは異なる他端は、導線５０により電源５１に繋がれている。
【００５３】
このように、放電のための針状電極３２が備わることにより劣化状態を帯びることになる模擬推進コイル４ａは、比較的低電圧（例えば、約１ｋＶ）の印加により確実に（即ち、常時）部分放電が生じるため、絶縁劣化診断装置の評価作業が低電圧源により効率よく進められ得る。
【００５４】
３．他の実施の形態
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
【００５５】
例えば、実施の形態１では、模擬推進コイル４ａの金属導体部２４が接地され、針状電極３２に（例えば、約１ｋＶの）電圧が印加されるが、模擬推進コイル４ａの金属導体部２４に同程度の電圧が印加され、針状電極３２が接地される、という構成が採用されてもよい。即ち、模擬推進コイル４ａの金属導体部２４と針状電極３２との間に適宜の電位差が設けられるように、前記金属導体部の電位と前記電極の電位とが設定されればよい。
【００５６】
また、実施の形態を説明するために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００５７】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
２・・・浮上案内コイル、２ａ・・・模擬浮上案内コイル、３・・・地上コイル、３ａ・・・模擬地上コイル、４・・・推進コイル、４ａ・・・模擬推進コイル、６・・・Ｕ字型軌道、８・・・ケーブル、１０・・・超電導コイル、１２・・・車両、１２ａ・・・模擬車体、１２ｂ・・・絶縁劣化診断装置、１３・・・受信部、１４・・・ダイポールアンテナ、１４ｂ・・・アンテナ部、１５・・・解析部、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・三相交流の高電圧源、１７・・・同軸ケーブル、１８・・・背面板、１９・・・通信ケーブル或いは無線通信、２０・・・電磁波遮蔽材、２１・・・窓材、２２・・・穴、２３ａ・・・木枠の型、２３ｂ・・・アルミニウム枠の型、２５・・・アルミニウム棒、２４、２６・・・金属導体部、２７・・・木枠の型、２８・・・アルミニウム棒、３０・・・電極保持部、３２・・・針状電極、３３・・・本体部の先端面、３４・・・本体部、３５・・・円盤部の上面、３６・・・円盤部、３８・・・電極孔、４０・・・絶縁テープ部、４２・・・空隙、４３・・・外部長さ、４４・・・模擬推進コイルの樹脂部、４８・・・接続端、５０・・・導線、５１・・・電源、５２・・・導線の他端、５４・・・グランド（ＧＮＤ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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