(57)【要約】      （修正有）【課題】水冷ケーブルを電源と被給電体との間に接続した状態で、該ケーブルの劣化程度を容易且つ迅速に検出する水冷ケーブルの劣化検出方法およびこれに用いる劣化検出装置を提供する。【解決手段】１つの組における水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３のうち、１本の水冷ケーブルＫ１の周囲に、該ケーブルＫ１を１次配線とするカレントトランス１０を配置し、該トランス１０の２次巻線の端子間に交流電源２０を接続して、水冷ケーブルＫ１に交流電流を流す第１ステップと、水冷ケーブルＫ１に流れる交流電流Ｉ２、および該水冷ケーブルＫ１の両端間における交流電圧Ｖを測定する第２ステップと、測定して得られた交流電流Ｉ２と交流電圧値Ｖとに基づいてインピーダンスを算出し、交流電源２０の周波数を変化させて得られるリアクタンス値をインピーダンス値から除去して、水冷ケーブルＫ１の抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、水冷ケーブルの劣化検出方法。【選択図】図１
2015059751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、
１つの組における複数本の水冷ケーブルのうち、何れか１本の水冷ケーブルまたは該水冷ケーブルの一端部の導線の周囲に、該水冷ケーブルまたは前記配線を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、
上記水冷ケーブルに流れる交流電流、および該水冷ケーブルの両端間における交流電圧を個別に測定する第２ステップと、
測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出方法。
【請求項２】
電源と被給電体との間に接続され、且つ互いに異極である一対の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、
上記一対の水冷ケーブルにおける上記電源側の導体同士の間に両者を電気的に接続する短絡回路を配線し、
一対の水冷ケーブルにおける何れか一方の水冷ケーブルまたはその一端の導線の周囲、あるいは上記短絡回路の中間に、上記水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記一対の水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、
上記一方の水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路に流れる交流電流および交流電圧を個別に測定する第２ステップと、
測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出方法。
【請求項３】
電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、
１つの組における何れか２本の水冷ケーブルの上記電源側の各導線において、スイッチを介して２つの導線間を接続するバイパス回路を設け、該バイパス回路の主配線を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記主配線および上記何れか２本の水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、
上記バイパス回路において、上記カレントトランスを挟んだ主配線の２箇所間における交流電圧、および該主配線の何れかの位置における交流電流を個別に測定する第２ステップと、
測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出方法。
【請求項４】
前記第３ステップの後に、算出された前記抵抗値を、劣化のしきい値となる抵抗値と比較する第４ステップを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の水冷ケーブルの劣化検出方法。
【請求項５】
電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、
１つの組における複数本の水冷ケーブルのうち、何れか１本の水冷ケーブルまたはその一端側の導線の周囲にトロイダルコアが配置され、且つ該水冷ケーブルまたはその一端側の導線が１次配線となるように上記トロイダルコアの内側の中心部を貫通し、該トロイダルコアに巻き付けた２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、
上記水冷ケーブルの周囲またはその一端側あるいは他端側の導線に配設され、且つ該水冷ケーブルに流れる交流電流を測定する交流電流計と、
上記水冷ケーブルの両端間における交流電圧を測定する交流電圧計と、
測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出装置。
【請求項６】
電源と被給電体との間に接続され、且つ互いに異極である一対の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、
上記一対の水冷ケーブルごとにおける上記電源側の導体同士間に両ケーブル間を電気的に接続した短絡回路と、
上記一対の水冷ケーブルにおける何れか一方の水冷ケーブルまたはその一端側の導線の周囲、あるいは上記短絡回路の主配線に配置され、且つトロイダルコアの内側の中心部を上記水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路の主配線を１次配線として貫通し、上記トロイダルコアの２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、
上記一対の水冷ケーブルあるいは短絡回路に流れる交流電流と交流電圧とを個別に測定する交流電流計および交流電圧計と、
測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出装置。
【請求項７】
電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、
１つの組における何れか２本の水冷ケーブの上記電源側の２つの導線において、スイッチを介して該２つの導線間を電気的に接続するバイパス回路と、
上記バイパス回路の主配線が１次配線となるようにトロイダルコアの内側の中心部を貫通し、該トロイダルコアに巻き付けた２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、
上記バイパス回路において、上記カレントトランスを挟んだ主配線の２箇所間における交流電圧を測定する交流電圧計と、
上記主配線の何れかの位置における交流電流を測定する交流電流計と、
測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、
ことを特徴とする水冷ケーブルの劣化検出装置。
【請求項８】
前記カレントトランスは、複数組に分割可能あるいは開閉可能としたトロイダルコアと、該トロイダルコアに螺旋状に巻き付けられ、且つ両端が交流電源に接続可能とされた２次巻線と、を含む、
ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の水冷ケーブルの劣化検出装置。
【請求項９】
算出された前記抵抗値を、劣化のしきい値となる抵抗値と比較する判定手段を更に有する、
ことを特徴とする請求項５乃至８の何れか一項に記載の水冷ケーブルの劣化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、各種の電気炉や誘導溶解炉などのような高電圧および大電流を用いる被給電体と電源との間を電気的に接続する可撓性の水冷ケーブルの劣化を検出する方法、および該方法に用いる劣化検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電極が昇降するアーク式電気炉や出鋼時に炉体が傾動する誘導溶解炉などにおいては、これらの炉体と電源との間に、可撓性とし且つ高電圧および大電流の通電に伴う発熱を抑制するため、いわゆる水冷ケーブルが接続されている。該水冷ケーブルは、中心部を貫通する多数の銅線を撚った導線と、該導線の中心部および周辺部を循環する冷却水の流路とから構成されると共に、上記導線の両端には、冷却水用の中空部を有する端子が配置されている。該水冷ケーブルは、過酷な環境下での長期間の使用中において、繰り返し曲げ応力や大電流の負荷に伴って発生する電磁力による振動などにより、導線切れや摩耗などを生じる。そのため、所要の大電流を通電し難くなる劣化に至った際には、かかる劣化を適時に検出して、取り替えることにより、事故の発生を事前に予防する必要がある。
【０００３】
前記水冷ケーブルの劣化を検出するには、前記電気炉などと電源との間から、複数本の水冷ケーブルを取り外し、個別に導線の抵抗を測定する方法があった。
また、前記電気炉などと電源との間に接続されている水冷ケーブルの外周に直流電流計に接続されたフレキシブルセンサを巻き付け、該水冷ケーブルの両端に直流定電流発生器を接続して電圧を印下し、且つ当該水冷ケーブルの両端間の電圧差を直流電圧計で測定すると共に、測定された電流値と電圧値とにより上記水冷ケーブルの抵抗値を算出し、得られた抵抗値から該水冷ケーブルの断面積を求める水冷ケーブルの寿命診断方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
更に、前記同様にして電流値と電圧値とを測定し、これら電流値および電圧値により導き出される抵抗値の多寡によって、測定対象である水冷ケーブルの寿命や、断線率を判断する水冷ケーブルの寿命診断方法および断線率測定装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、従来の方法のように、複数本の水冷ケーブルを順次取り外して、導線の抵抗値を測定するには、各水冷ケーブルが重量であるため、取り外しと取り付け作業が煩雑で且つ危険であり、長期間にわたる操業の停止が必要であった。
更に、特許文献１，２に記載された前記水冷ケーブルの寿命診断方法によれば、水冷ケーブルごとの両端の端子間における距離が数メートルもあるため、かかる両端の端子ごとに直流定電流発生装置からの導線を接続し、且つ直流電圧計を別途並列にして接続する、という煩雑で且つ危険な作業が必要があった。
その結果、前記電気炉などの炉体ごとに接続されている複数本の水冷ケーブルごとの寿命を診断する際には、多くの煩雑な作業が長時間にわたって必要となるため、前記電気炉などの操業率の低下を招き易くなる、という問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６４４０１号公報（第１〜６頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−１２３２４号公報（第１〜１２頁、図１〜３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、水冷ケーブルを電源と被給電体との間に接続した状態で、該水冷ケーブルの劣化程度を容易且つ迅速に検出する水冷ケーブルの劣化検出装置およびこれに用いる劣化検出装置を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するため、発明者らによる鋭意探求の結果、電源と電気炉などの被給電体との間に平行に接続された複数本の水冷ケーブルのうち、２本の水冷ケーブルを直列に有する１つの閉じた仮設の回路を形成し、該２本の水冷ケーブルを含む回路中に、一方の水冷ケーブルなどを１次配線（巻線）とするようにカレントトランス（電流トランス）を配置し、該トランスの２次配線の両端に交流電源を接続して、上記水冷ケーブルに交流電流を流し、該交流電流を測定すると共に、上記水冷ケーブルの両端間あるいは上記回路内における２点間の交流電圧を測定し、これらの電流値と電圧値とに基づいて抵抗値を算出する、ことに着想して成されたものである。
【０００８】
即ち、本発明による第１の水冷ケーブルの劣化検出方法（請求項１）は、電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、１つの組における複数本の水冷ケーブルのうち、何れか１本の水冷ケーブルまたは該水冷ケーブルの一端部の導線の周囲に、該水冷ケーブルまたは前記配線を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、上記水冷ケーブルに流れる交流電流、および該水冷ケーブルの両端間における交流電圧を個別に測定する第２ステップと、測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、ことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、例えば、前記１組ごとの水冷ケーブルが３本以上であり、且つこのうちの１本が劣化している場合、予め、前記電源を停止させた状態とし、各水冷ケーブルを取り外すことなく、測定対象の水冷ケーブルの周囲などにカレントトランスを配置し、該ケーブルと残りの水冷ケーブルを含む閉じた回路に対し、第１〜第３ステップを各水冷ケーブルごとに順次行うことにより、各水冷ケーブルごとの抵抗値を算出できる。そして、後述するように、かかる抵抗値が劣化レベルのしきい値を超えているか否か比較する第４ステップを行うことにより、劣化している１本の水冷ケーブルを容易且つ迅速に検出することが可能となる。
尚、前記１組ごとの水冷ケーブルが２本であり、且つこのうちの１本が劣化している場合、前記第１〜第３ステップを各水冷ケーブルごとに順次行うことに行っても、何れか一方の水冷ケーブルが劣化していることは判明するが、どちらの水冷ケーブルが劣化しているかは不明である。係る場合には、１本ずつの水冷ケーブルに対し、前記従来の寿命診断方法（水冷ケーブルごとの両端に直流定電流を印下し、該ケーブル両端間の電圧と、該ケーブル中間の電流とを測定し、これらに基づいて抵抗値を算出する）が施される。
【００１０】
尚、前記被給電体には、例えば、誘導溶解炉、電気炉、取鍋精錬炉、真空脱ガス電極加熱装置などが例示される。
また、前記水冷ケーブルは、中心部に冷却水の流路が貫通する導線と、その周囲に間隔を置いて囲んだゴムホースとからなり、前記導線とゴムホースとの間にも冷却水の流路が配置され、全体が可撓性を有すると共に、両端には端子がそれぞれ取り付けられている。
更に、前記水冷ケーブルは、各組（同じ電極側）ごとの複数本の並列な水冷ケーブルごとにおける被給電体側の端子あるいは該端子から延びた導線が被給電体の外側で互いに接続されている。
また、２つの組における互いに並列な複数本の水冷ケーブルは、それらの前記被給電体側の端子が該被給電体の外郭材の内側に位置していても良い。かかる外郭材とは、例えば、被給電体が真空誘導溶解炉（ＶＩＭ）である場合、該溶解炉の外側を覆う真空容器であり、前記一対の水冷ケーブルにおける被給電体側の各端子が、上記真空容器の内側に位置している。
更に、前記電源側の導線とは、各水冷ケーブルの電源側に位置する端子、あるいは該端子から電源側に延びた導線を指している。
また、前記第３ステップは、交流電流値Ｉと交流電圧値ＶとからインピーダンスＺを算出し、交流電源の周波数ｆを可変させて得られる２つのインピーダンスから算出されるリアクタンス（ＸＬ：虚数部分）を、上記インピーダンスＺから除去するものである。
更に、前記交流電源には、周波数が可変型であるインバータ形式のものが望ましいが、これに限るものではない。
加えて、前記検査方法は、被給電体用の電源を停止した状態で行うが、その際、被測定対象の水冷ケーブルを含む全ての水冷ケーブル内を循環する冷却水は、循環している状態、あるいは該循環が停止している状態の何れであっても良い。
【００１１】
また、本発明による第２の水冷ケーブルの劣化検出方法（請求項２）は、電源と被給電体との間に接続され、且つ互いに異極である一対の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、該一対の水冷ケーブルにおける上記電源側の導体同士の間に両者を電気的に接続する短絡回路を配線し、上記一対の水冷ケーブルにおける何れか一方の水冷ケーブルまたはその一端の導線の周囲、あるいは上記短絡回路の中間に、上記水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記一対の水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、上記一方の水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路に流れる交流電流および交流電圧を個別に測定する第２ステップと、測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
これによれば、前記一対の水冷ケーブルの一方または双方が劣化している場合、水冷ケーブルを取り外すことなく、予め、前記電源を停止させた状態として、前記方法の第１〜第３ステップを行うことにより、劣化している少なくとも一方の水冷ケーブルの抵抗値を算出できる。そして、後述するように、かかる抵抗値と劣化レベルのしきい値とを比較する第４ステップを行うことで、少なくとも一方の水冷ケーブルが劣化していることを容易且つ迅速に検出することができる。この場合、更に、何れの水冷ケーブルが劣化しているか判定するには、各水冷ケーブルに対し、前記従来の方法を行う必要がある。
尚、前記一対の水冷ケーブルの前記被給電体側の端子が該被給電体の外郭材の内側に位置していても良いし、第２の水冷ケーブルの劣化検出方法でも、一対の水冷ケーブルの被給電体側の端子が当該被給電体の外側に位置していても良い。
【００１３】
更に、本発明による第３の水冷ケーブルの劣化検出方法（請求項３）は、電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化検出方法であって、１つの組における何れか２本の水冷ケーブルの上記電源側の各導線において、スイッチを介して２つの導線間を接続するバイパス回路を設け、該バイパス回路の主配線を１次配線とするようにカレントトランスを配置し、該カレントトランスの２次巻線の両端間に交流電源を接続して、上記主配線および上記何れか２本の水冷ケーブルに交流電流を流す第１ステップと、上記バイパス回路において、上記カレントトランスを挟んだ主配線の２箇所間における交流電圧、および該主配線の何れかの位置における交流電流を個別に測定する第２ステップと、測定して得られた交流電流値と交流電圧値とに基づいて、インピーダンスを算出し、上記交流電源の周波数を変化させて得られるリアクタンスを上記インピーダンスから除去することにより、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する第３ステップと、を含む、ことを特徴とする。
【００１４】
これによれば、例えば、前記１組ごとの水冷ケーブルが３本以上であり、且つこのうちの１本が劣化している場合、予め、前記電源を停止させた状態とし、各水冷ケーブルを取り外すことなく、測定対象の水冷ケーブルと残りの水冷ケーブルとバイパス回路とを含む閉じた回路に対し、前記第１〜第３ステップを各水冷ケーブルごとに順次行うことにより、各水冷ケーブルごとの抵抗値を算出できる。そして、前記同様に第４ステップを施すことで、劣化している１本の水冷ケーブルを容易且つ迅速に検出することが可能となる。
一方、前記１組ごとの水冷ケーブルが２本であり、且つこのうちの１本が劣化している場合には、前記第１〜第３ステップを各水冷ケーブルごとに順次行うことに行っても、何れか一方の水冷ケーブルが劣化していることは判明するが、どちらの水冷ケーブルが劣化しているかは不明である。かかる場合には、１本ずつの水冷ケーブルに対し、前記従来の寿命診断方法を行うことが必要となる。
更に、前記第３の劣化検出方法によれば、前記カレントトラス、交流電流計、および交流電圧計が全てバイパス回路内に配置されているので、簡単なスイッチの切り換え操作のみで、操業状態から劣化検出状態に迅速且つ安全に変更できる。
【００１５】
また、本発明には、前記第３ステップの後に、算出された前記抵抗値を、劣化のしきい値となる抵抗値と比較する第４ステップを有する、水冷ケーブルの劣化検出方法（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記第３ステップで得られた何れかの水冷ケーブルの抵抗値が、予め技術的および経験的に設定されたしきい値と比較されることで、前記３本以上が並列である１組中の測定対象である１本ごとの水冷ケーブル、あるいは一対の水冷ケーブルのうち何れが劣化していることを判定できる。
尚、上記劣化の有無については、視覚的または聴覚的手段により表示される。
【００１６】
一方、本発明による第１の水冷ケーブルの劣化検出装置（請求項５）は、電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、１つの組における複数本の水冷ケーブルのうち、何れか１本の水冷ケーブルまたはその一端側の導線の周囲にトロイダルコアが配置され、且つ該水冷ケーブルまたはその一端側の導線が１次配線となるように上記トロイダルコアの内側の中心部を貫通し、該トロイダルコアに巻き付けた２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、上記水冷ケーブルの周囲またはその一端側あるいは他端側の導線に配設され、且つ該水冷ケーブルに流れる交流電流を測定する交流電流計と、上記水冷ケーブルの両端間における交流電圧を測定する交流電圧計と、測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、ことを特徴とする。
【００１７】
これによれば、例えば、前記１組ごとの水冷ケーブルが３本以上であり、且つこのうちの１本が劣化している場合、各水冷ケーブルを取り外すことなく、測定対象の水冷ケーブルの周囲などにカレントトランスを配置し、該ケーブルと残りの水冷ケーブルを含む閉じた回路に交対し、交流電流計および交流電圧計を配置することで、前記第１〜第３ステップを各水冷ケーブルごとに順次施され、各水冷ケーブルごとの抵抗値を容易に算出し得る。そのため、前記第４ステップを経ることで、劣化している水冷ケーブルの検出を容易且つ迅速に行うことができる。
一方、前記１組ごとの水冷ケーブルが２本であり、且つこのうちの１本が劣化している場合には、前記同様に、２本の水冷ケーブルの少なくとも一方が劣化していることは検出できるが、何れが劣化しているかは、前記従来方法が行われる。
尚、前記交流電流計は、例えば、前記カレント（電流）トランスと同じ形態が好適に用いられるが、水冷ケーブルを挟み込むクランプ型電流計も推奨される。
また、前記交流電圧計は、交流電流が流れる２箇所間の電位差を測定する交流電流計であり、例えば、整流（検波）型、可動鉄片型、熱電対型、デジタルマルチメータなどが用いられる。
更に、前記計算手段および前記判定手段には、例えば、演算回路部と比較判別回路部とを併有するコンピュータ（パソコン）を好適に用いることができる。
【００１８】
また、本発明による第２の水冷ケーブルの劣化検出装置（請求項６）は、電源と被給電体との間に接続され、且つ互いに異極である一対の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、該一対の水冷ケーブルごとにおける上記電源側の導体同士間に両ケーブル間を電気的に接続した短絡回路と、上記一対の水冷ケーブルにおける何れか一方の水冷ケーブルまたはその一端側の導線の周囲、あるいは上記短絡回路の主配線に配置され、且つトロイダルコアの内側の中心部を上記水冷ケーブル、導線、あるいは短絡回路の主配線を１次配線として貫通し、上記トロイダルコアの２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、上記一対の水冷ケーブルあるいは短絡回路に流れる交流電流と交流電圧とを個別に測定する交流電流計および交流電圧計と、測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、ことを特徴とする。
【００１９】
これによれば、前記一対の水冷ケーブルの一方または双方が劣化している場合、水冷ケーブルを取り外すことなく、一方の水冷ケーブルの周囲などにカレントトランスを配置し、該ケーブルと残りの水冷ケーブルを含む閉じた回路に交流電流計および交流電圧計を配置することで、前記第１〜第３ステップを施すことで、劣化している側の水冷ケーブルの抵抗値を容易に算出できる。そのため、前記第４ステップを経ることで、劣化している少なくとも一方の水冷ケーブルの検出を容易且つ迅速に行える。尚、前記と同様に、一対のうち、何れの水冷ケーブルが劣化しているかは、前記従来方法を行う必要がある。
【００２０】
更に、本発明による第３の水冷ケーブルの劣化検出装置（請求項７）は、電源と被給電体との間に配線され、且つ複数本ずつが並列に接続された２組の水冷ケーブルの劣化を検出する装置であって、１つの組における何れか２本の水冷ケーブの上記電源側の２つの導線において、スイッチを介して該２つの導線間を電気的に接続するバイパス回路と、該バイパス回路の主配線が１次配線となるようにトロイダルコアの内側の中心部を貫通し、該トロイダルコアに巻き付けた２次巻線の両端間に交流電源を接続したカレントトランスと、上記バイパス回路において、上記カレントトランスを挟んだ主配線の２箇所間における交流電圧を測定する交流電圧計と、上記主配線の何れかの位置における交流電流を測定する交流電流計と、測定された交流電流値と交流電圧値とに基づいて、上記一対の水冷ケーブルの抵抗値を算出する計算手段と、を含む、ことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、例えば、前記１組ごとの水冷ケーブルが３本以上であり、且つこのうちの１本が劣化している場合、何れか２本の水冷ケーブルと前記バイパス回路とよって、閉じた回路が形成され、バイパス回路中に配置したカレントトランス、交流電流計、および交流電圧計によって、前記第１〜第３ステップを順次施すことで、劣化しているケーブルと健全なケーブルの抵抗値が容易に得られる。そのため、前記第４ステップを経ることで、劣化している水冷ケーブルの検出が容易且つ迅速に行える。
一方、前記１組ごとの水冷ケーブルが２本であり、且つこのうちの１本が劣化している場合には、前記同様に２本の水冷ケーブルの少なくとも一方が劣化していることは検出できるが、何れが劣化しているかは、前記従来方法にて判明する。
しかも、前記第３の劣化検出装置では、前記カレントトラス、交流電流計、および交流電圧計が全てバイパス回路内に配置されているため、前記第１，第２の劣化検出装置に比べて、装置全体の構成が簡素で且つスイッチの切り換えのみによって、通常の操業と劣化の検査状態とを迅速に切り換えることも可能となる。
【００２２】
また、本発明には、前記カレントトランスは、複数組に分割可能あるいは開閉可能としたトロイダルコアと、該トロイダルコアに螺旋状に巻き付けられ、且つ両端が交流電源に接続可能とされた２次巻線と、を含む、水冷ケーブルの劣化検出装置（請求項８）も含まれる。
これによれば、前記カレントトランスを構成する円環形状のトロイダルコアが複数組に分割可能あるいは開閉可能な構造とされているので、測定対象の水冷ケーブルの周囲、その一端側の導線の周囲、あるいは前記バイパス回路中の主配線の周囲に、容易に配設することができる。
尚、上記複数に分割可能な構造とは、例えば、２個の半円形体同士をボルト・ナットの締結によって円環形にしたり、２個の半円形体同士を一端側の丁番と他端側のボルト・ナットとによって円環形にする形態が例示される。
【００２３】
更に、本発明には、算出された前記抵抗値を、劣化のしきい値となる抵抗値と比較する判定手段を更に有する、水冷ケーブルの劣化検出装置（請求項９）も含まれる。
これによれば、例えば、パソコン内において、前記第３ステップである演算回路において算出された抵抗値が、予め記憶部に蓄積されたしきい値と、比較回路において比較され、上記抵抗値が該しきい値を超えたか否かが判定される。
尚、抵抗値がしきい値を超えた場合には、音声によるアラーム音、あるいはディスプレイにおける劣化の画像によって、作業者に対し表示される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による第１の水冷ケーブルの劣化検出装置を示す概略図。
【図２】(Ａ)は上記検出装置におけるカレントトランスの付近を示す概略図、(Ｂ)は該カレントトランスの一部を示す概略図。
【図３】第１の水冷ケーブルの劣化検出方法の一形態を示す概略図。
【図４】第１の水冷ケーブルの劣化検出装置の変形形態を示す概略図。
【図５】第２の水冷ケーブルの劣化検出方法・装置の一形態を示す概略図。
【図６】第２の水冷ケーブルの劣化検出方法・装置の変形形態を示す概略図。
【図７】第２の水冷ケーブルの劣化検出方法・装置の異なる形態を示す概略図。
【図８】第３の水冷ケーブルの劣化検出方法・装置の一形態を示す概略図。
【図９】第３の水冷ケーブルの劣化検出方法・装置の異なる形態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、第１の水冷ケーブルの劣化検出装置（以下、単に劣化検出装置と称する）１ａを示す概略図、図２(Ａ)は、図１中のカレント（電流）トランス１０の付近を示す概略図、図２(Ｂ)は、該トランス１０の一部を示す概略図である。
図１に示すように、電源ＰＳと、誘導溶解炉（被給電体）Ｆ１における炉体１の周囲に巻き付けた誘導コイル２との間には、一方の極（例えば、＋極）側の導線ｄ１，ｄ２間に３本（複数）の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３が並列に接続され、他方の極（例えば、−極）側の導線ｄ３，ｄ４間に３本（複数）の水冷ケーブルＫ４〜Ｋ６が並列に接続されている。尚、炉体１の内側には、溶解された金属４が滞留している。
【００２６】
水冷ケーブルＫ１〜Ｋ６は、誘導溶解炉Ｆ１への高電圧で大電流の通電に伴う発熱を抑制し、且つ炉体１の傾動を許容するため、図１，図２（Ａ）に示すように、全体が湾曲した姿勢で可撓性を奏するように、多数の銅線を撚った中心部の導線６と、外周を覆うゴムホース９と、導線６の内側７および導線６とゴムホース９との間の空間８に位置する冷却水の循環流路とを全長に沿って有している。しかし、長期間にわたる繰り返し曲げ応力や、大電流の負荷に伴って発生する電磁力による振動などにより、導線６の部分切れや摩耗などを生じるため、所要の電流を通電し難くなる劣化に至った際には、これを適時に検出し、取り替える必要がある。
【００２７】
第１の劣化検出装置１ａは、互いに並列に接続された３本の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３、あるいは３本の水冷ケーブルＫ４〜Ｋ６のうち、何れが劣化しているかを検出するためのものであり、図１においては、下側の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３のうち、何れか１本が劣化しているか否かを検出する形態を示している。
図１，図２（Ａ）に示すように、例えば、水冷ケーブルＫ１の周囲には、カレントトランス１０が配置されている。該カレントトランス１０は、純鉄などの強磁性材からなり且つ全体が円環形状を呈するトロイダルコア１１と、該コア１１の円周方向に沿って螺旋状に巻き付けた２次巻線１７と、該２次巻線１７の両端１８，１９間に接続した交流電源２０とを備えている。上記トロイダルコア１１は、その内側（中空部）１２の中心部を水冷ケーブルＫ１が貫通し、該水冷ケーブルＫ１が１次配線（巻線）となるように、開閉可能な構造とされている。
尚、上記交流電源２０は、周波数が可変できるインバータ形式のものである。
【００２８】
即ち、図２（Ｂ）に示すように、トロイダルコア１１は、最下端部から垂下した一対の板片１３に設けた丁番１４によって、左右一対の半円形体に分割および開閉可能されている。該一対の半円形体の上端ごとから立設した一対の板片１５に、一対のＵ字形の切欠１６を形成し、図示で左側の板片１５における切欠１６の両側に突設した一対のフランジｆ，ｆ間にピンｐを介して回転可能にボルトｂを取り付けると共に、該ボルトｂを右側の板片１５の切欠１６内に挿入した状態で、該ボルトｂの雄ネジ部にナットｎを締結することで、一対の板片１５および一対の半円形体を締め付ける。その結果、上記トロイダルコア１１の中空部１２の中心部を水冷ケーブルＫ１が貫通するようにして、カレントトランス１０を該水冷ケーブルＫ１の周囲に配置することができる。同様にして、カレントトランス１０は、他の水冷ケーブルＫ２，Ｋ３の周囲に対しても順次配置される。
【００２９】
また、図１に示すように、前記水冷ケーブルＫ１の適所の周囲には、交流電流計２２が配置されている。該交流電流計２２は、前記同様のトロイダルコア２３と、該コア２３の周囲に前記同様に巻き付けた２次巻線２４とを備えている。該２次巻線２４の両端２５，２６間に、２次電流(Ｉ２)を通電することにより、上記トロイダルコア２３の中心部を貫通し、且つ１次巻線である水冷ケーブルＫ１に流れている１次電流(Ｉ１)を測定することが可能である。
即ち、前記カレントトランス１０は、上記交流電流計２２を応用したもので、前記２次巻線１７の両端１８，１９間に交流電源２０を接続することで、１次巻線に相当する水冷ケーブルＫ１の導線６に交流電流を発生させるものである。
【００３０】
更に、図１に示すように、水冷ケーブルＫ１の両端間には、一対の導線を介して、係る両端間の交流電圧を測定する交流電圧計２８が接続されている。該交流電圧計２８には、例えば、デジタルマルチメータが用いられている。
加えて、図１中の右下に示すように、前記交流電流計２２で測定された交流電流値Ａと、前記交流電圧計２８で測定された交流電圧値Ｖとは、インターフェースを介して、パソコン３０における演算回路部（計算手段）３２に送信される。
上記演算回路部３２では、上記電圧値Ｖと電流値Ａとに基づいてインピーダンスＺを算出できるが、該インピーダンスＺには、リアクタンス（虚数部分：ＸＬ）が含まれている（数式１参照）。また、係るインピーダンスＺの大きさ(｜Ｚ｜)は、数式２によって表される。
【００３１】
（数１）
Ｚ＝Ｒ＋ＪＸＬ
【数２】
2015059751.tif 000003
【００３２】
そこで、交流電源２０の周波数ｆを、例えば、直前の５０Ｈｚから６０Ｈｚに変更して、該２つの周波数ｆごとにおけるインピーダンスＺ（５０），Ｚ（５０）を示す２つの式（数式３，４参照）の連立方程式を解くことによって、例えば、周波数５０Ｈｚにおけるリアクタンス（ＸＬ）が算出できる。該リアクタンス（ＸＬ）を前記インピーダンスＺから除去することにより、前記水冷ケーブルＫ１の導線６の抵抗値Ｒを算出することができる。
【００３３】
【数３】
2015059751.tif 000004
【数４】
2015059751.tif 000005
【００３４】
更に、得られた抵抗値Ｒは、パソコン３０内の比較判別回路部（判定手段）３６に送信され、予め記憶部（ＲＯＭまたはＲＡＭ）３４に記録されていた劣化の目安となるしきい値と比較される。
上記比較回路部３６において、上記抵抗値Ｒがしきい値よりも小さい場合には、前記水冷ケーブルＫ１の導線６は健全な状態と判定され、上記抵抗値Ｒがしきい値と同じかこれをよりも大きい場合には、水冷ケーブルＫ１の導線６は劣化状態と判定される。
以上の判定結果は、パソコン３０のディスプレイ３８に視覚的に表示される。
【００３５】
図３，図４に基づいて、本発明による第１の劣化検出方法について説明する。
図３は、前記第１の劣化検出装置１ａの電気回路を示す概略図である。尚、以下の図面においては、水冷ケーブルＫ１〜Ｋ６は、全て直線状に簡略化して図示しており、且つ前記パソコン３０の図示は、省略している。
予め、電源ＰＳを停止し且つ誘導溶解炉Ｆ１の操業を停止しておく。
図３に示すように、互いに並列である水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３のうち、水冷ケーブルＫ１における異なる位置ごとの周囲に、カレントトランス１０および交流電流計２２を配置し、更に、水冷ケーブルＫ１の両端の導線ｄ１１，ｄ２１には、該ケーブルＫ１両端間の交流電圧を測定する交流電圧計２８が接続されている。
【００３６】
交流電源２０を含む上記カレントトランス１０によって、水冷ケーブルＫ１中の前記導線６には、電磁誘導作用による交流電流が流れる（第１ステップ）。尚、以下において、水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３中の導線６は、以下、単に水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３と称するものとし、水冷ケーブルＫ４〜Ｋ６についても同様とする。
前記水冷ケーブルＫ１に流された交流電流は、水冷ケーブルＫ２，Ｋ３と、これらの両端の導線ｄ１１〜ｄ１３，導線ｄ２１〜ｄ２３とを通じる２つの経路により循環流する。この際、前記交流電流計２２により交流電流値Ａが測定され、且つ前記交流電圧計２８により交流電圧値Ｖが測定される（第２ステップ）。
更に、上記電流値Ａと電圧値Ｖとに基づいて、前記パソコン３０の演算回路部３２において、水冷ケーブルＫ１の抵抗値Ｒが算出される（第３ステップ）。
そして、上記抵抗値Ｒは、前記パソコン３０の比較回路部３６において、記憶部３４から送られたしきい値と比較される（第４ステップ）。
【００３７】
例えば、水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３の全てが健全な状態であれば、前記カレントトランス１０、交流電流計２２、および交流電圧計２８を、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２，Ｋ３に順次配置し、前記ステップ１〜３を個別に行って、それぞれにより得られた抵抗値Ｒをしきい値と比較した場合、全て該しきい値よりも小さくなる。
一方、例えば、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２が健全な状態で、且つ水冷ケーブルＫ３のみが劣化状態である場合には、前記カレントトランス１０、交流電流計２２、および交流電圧計２８を、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２に順次配置し、前記ステップ１〜３を個別に行って、それぞれにより得られた抵抗値Ｒをしきい値と比較した場合、何れも該しきい値未満となる。しかし、前記カレントトランス１０、交流電流計２２、および交流電圧計２８を、水冷ケーブルＫ３に配置し、前記ステップ１〜３を行って得られた抵抗値Ｒをしきい値と比較した場合、該しきい値と同じか、これを超えるものとなる。その結果、水冷ケーブルＫ３が劣化状態にあることを、前述した従来方法に比べて容易且つ迅速に検出することができる。
【００３８】
図４は、前記第１の劣化検出装置１ａの変形形態である第１の劣化検出装置１ｂの電気回路を示す概略図である。
この劣化検出装置１ｂは、水冷ケーブルＫ１が測定対象である場合、図４に示すように、該水冷ケーブルＫ１の電源ＰＳ側の導線ｄ２１の周囲にカレントトランス１０を巻き付け、当該水冷ケーブルＫ１の誘導溶解炉Ｆ側の導線ｄ１１の周囲に交流電流計２２を巻き付けると共に、上記水冷ケーブルＫ１の両端の導線ｄ１１，ｄ２１間に交流電圧計２８を接続している。係る構成の劣化検出装置１ｂを用いて、前記第１〜第４ステップを行うことによっても、前記同様に第１の劣化検出方法を行うことができる。
しかも、カレントトランス１０と交流電流計２２とは、水冷ケーブルＫ１よりも細径である導線ｄ２１，ｄ１１の周囲に配置するため、それらのトロイダルコア１１，２３を含めて全体を小型化することも可能となる。
【００３９】
前記のような劣化検出装置１ａ，１ｂを用いた第１の劣化検出方法では、互いに並列にされた水冷ケーブルＫｎが３本で且つ１本のみが劣化しているか、あるいは並列の水冷ケーブルＫｎが４本以上で且つ２本が劣化している場合であれば、前述した前記ステップ１〜４を各水冷ケーブルＫｎごとに順次行うことで、何れの水冷ケーブルが劣化しているかを、容易且つ迅速に検出することができる。
但し、前記劣化検出装置１ａ，１ｂを用いた第１の劣化検出方法では、互いに並列にされた水冷ケーブルＫｎが２本で且つ１本のみが劣化している場合、２本の水冷ケーブルごとに前記ステップ１〜４を各水冷ケーブルＫｎごとに順次行っても、何れの場合でも、劣化状態の結果となる。係る場合には、前記従来の寿命診断方法によって、個々の水冷ケーブルごとに検査を行うことが必要となる。
尚、前記第１の劣化検出装置１ａ，１ｂにおいて、前記誘導溶解炉Ｆ１に替えて、後述する真空誘導溶解炉Ｆ２を適用しても良い。
【００４０】
次に、図５〜図７に基づいて、本発明による第２の劣化検出方法および第２の劣化検出装置１ｃ〜１ｅについて説明する。
第２の劣化検出装置１ｃは、図５に示すように、電源ＰＳと誘導溶解炉Ｆ１との間には、互いに異極である一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２のみが接続され、該水冷ケーブルＫ１，Ｋ２ごとの電源ＰＳ側の導線ｄ２，ｄ４間には、これらの間を接続する仮設の短絡回路４０が配線されている。該短絡回路４０を配線することで、電源ＰＳを停止した状態でも、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２および誘導コイル２を介して、１つの閉じた回路が形成される。尚、図５中の一点鎖線内で示すように、上記短絡回路４０の中間にスイッチｓｗを設け、電源ＰＳが停止した際にのみ、該スイッチｓｗを投入できるように、予め電気的に設定しても良い。
【００４１】
更に、第２の劣化検出装置１ｃでは、図５に示すように、一方の水冷ケーブルＫ１における異なる位置ごとの周囲には、前記同様のカレントトランス１０および交流電流計２２が配置されると共に、上記水冷ケーブルＫ１の両端の導線ｄ１，ｄ２間には、これらの間に交流電圧を測定する交流電圧計２８を接続している。
係る構成の劣化検出装置１ｃを用いて、前記第１〜第４ステップを行う第２の劣化検出方法を実行した場合、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２を含む１つの交流回路が形成されるので、係る水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の双方が健全な状態であれば、前記同様の第３ステップで算出される抵抗値Ｒは、前記しきい値よりも小さくなる。
一方、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の少なくとも一方が劣化している場合、前記第１〜第４ステップを行う第２の劣化検出方法を実行した場合、前記同様の第３ステップで算出される抵抗値Ｒは、前記しきい値と同じかこれよりも大きくなる。この場合、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の何れか一方が劣化しているか、あるいは双方が劣化していることが容易且つ迅速に判明する。係る事態では、個々の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２ごとに対して、前記従来の寿命診断方法を行うことになる。
尚、前記第３ステップにおいて抵抗値Ｒを算出する際には、前記溶解炉Ｆ１側の誘導コイル２に起因するリアクタンスＬも引き算して除くことが必要である。
【００４２】
異なる形態の第２の劣化検出装置１ｄは、図６に示すように、電源ＰＳと真空誘導溶解炉Ｆ２との間に、互いに異極である一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２のみが接続され、該水冷ケーブルＫ１，Ｋ２ごとの真空誘導溶解炉Ｆ２側の各端子を含む導線ｄ１，ｄ３は、該溶解炉Ｆ２の炉体１および誘導コイル２を覆う真空容器３の内側に内蔵されている。
一方、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の電源ＰＳ側ごとの導線ｄ２，ｄ４間には、前記同様の仮設の短絡回路４０が配線され、該短絡回路４０と水冷ケーブルＫ１との間に位置する導線ｄ２内には、前記同様のカレントトラス１０が配置されている。また、上記短絡回路４０およびカレントトラス１０よりも水冷ケーブルＫ１，Ｋ２側の導線ｄ２，ｄ４間には、交流電圧計２２が接続されている。更に、水冷ケーブルＫ１の周囲には、前記同様の交流電流計２２が配置されている。
【００４３】
前記のような第２の劣化検出装置１ｄを用いて、前記同様の第１〜第４ステップを行う第２の劣化検出方法を実行した場合にも、前記劣化検出装置１ｃを用いた場合と同様に、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２、短絡回路４０、誘導コイル２からなる１つの交流回路が形成されるので、上記水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の双方が健全であるか、該水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の一方あるいは双方が劣化した状態であることを容易且つ迅速に検出することができる。
尚、前記第３ステップにおいて抵抗値Ｒを算出する際にも、前記溶解炉Ｆ２側の誘導コイル２に起因するリアクタンスＬも引き算して除くことが必要である。
【００４４】
更に異なる形態の第２の劣化検出装置１ｅは、図７に示すように、電源ＰＳと真空誘導溶解炉Ｆ２との間に、互いに異極である一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２のみが接続され、該水冷ケーブルＫ１，Ｋ２ごとの真空誘導溶解炉Ｆ２側の導線ｄ１，ｄ３は、前記同様の真空容器３に内蔵されている。
一方、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の電源ＰＳ側ごとの導線ｄ２，ｄ４間には、図７に示すような短絡回路４１が配置されている。該短絡回路４１は、上記導線ｄ２，ｄ４から平行に引き出され且つ中間ごとにスイッチｓｗを有する一対の導線４２と、これらの間を接続する主配線４３と、係る主配線４３とは並列で且つ上記一対の導線４２に接続された副配線４４とを備えている。上記主配線４３の中間には、前記同様のカレントトランス１０が該主配線４３を１次配線とするように配置され、副配線４４の中間には、交流電圧計２８が配置されると共に、何れか一方の導線４２内には、交流電流計２２が前記同様に接続されている。
【００４５】
前記のような第２の劣化検出装置１ｅを用いて第２の劣化検出方法を行う際には、電源ＰＳが停止した際にのみ、前記一対のスイッチｓｗを投入できるように、予め電気的に設定しておくものとする。
前記第２の劣化検出装置１ｅを用いて、前記同様の第１〜第４ステップを行う第２の劣化検出方法を実行した場合にも、前記第２の劣化検出装置１ｃ，１ｄを用いた場合と同様に、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２、短絡回路４１、誘導コイル２を含む１つの交流回路が形成されるので、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の双方が健全であるか、一方あるいは双方が劣化した状態であることを容易且つ迅速に検出することができる。
尚、前記同様の第３ステップで抵抗値Ｒを算出する際にも、前記溶解炉Ｆ２側の誘導コイル２に起因するリアクタンスＬも引き算して除くことが必要である。
【００４６】
以上のような第２の劣化検出方法によれば、比較的簡素な前記検出装置１ｃ，１ｄ，１ｅを用いて、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の一方あるいは双方の劣化を容易且つ迅速に検出でき、且つ前記カレントトランス１０、交流電流計２２、および交流電圧計２８の位置を変更する必要がなくなる。
一方、前記第２の劣化検出装置１ｅによれば、予め、ユニット化された短絡回路４１を、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２側の導線ｄ２，ｄ４に開閉可能に接続するだけで良いため、常時所定の位置に配置しておけると共に、前記溶解炉Ｆ１，Ｆ２の操業の停止時間を短くすることも可能となる。
【００４７】
更に、図８，図９に基づいて、本発明による第３の劣化検出方法および第３の劣化検出装置１ｆ，１ｇについて説明する。
一方の第３の劣化検出装置１ｆは、図８に示すように、電源ＰＳと誘導溶解炉Ｆ１との間に、互いに異極であり、且つ２本（複数本）ずつ１組の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２と水冷ケーブルＫ３，Ｋ４とがそれぞれ並列にして接続されている。
図８で下側の組の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２で例示するように、該水冷ケーブルＫ１，Ｋ２における電源ＰＳ側の導線ｄ２１，ｄ２２の中間には、図８に示すようなバイパス回路４５が接続されている。尚、上記導線ｄ２１，ｄ２２間には、電源ＰＳ側の導線ｄ２との導通を解除するためのスイッチｓｗが配置されている。
上記バイパス回路４５は、上記導線ｄ２１，ｄ２２から平行に引き出され且つ中間にスイッチｓｗ１，ｓｗ２を個別に有する一対の導線４６，４７と、これらの間を接続する主配線４８と、係る主配線４８と並列で且つ両端を上記導線４６，４７に接続された副配線４９とを備えている。上記主配線４８の中間には、前記同様のカレントトランス１０が該主配線４８を１次配線とするように配置されており、副配線４９中には、交流電圧計２８が接続されると共に、主配線４８中の何れかには、交流電流計２２が前記同様に配置されている。
【００４８】
尚、図８中の破線で示すように、図示で上側に位置する水冷ケーブルＫ３，Ｋ４側にも、上記同様のバイパス回路４５が配設されている。
前記第３の劣化検出装置１ｆを用いて第３の劣化検出方法を行う際には、電源ＰＳが停止した際にのみ、前記一対のスイッチｓｗ１，ｓｗ２を投入でき、且つ前記スイッチｓｗを解除できるように、予め電気的に設定しておくものとする。
前記のような第３の劣化検出装置１ｆを用いて、前記同様の第１〜第４ステップを行う第３の劣化検出方法を実行した場合にも、前記第２の劣化検出装置１ｅを用いた場合と同様に、一対の水冷ケーブルＫ１，Ｋ２とバイパス回路４５とを含む１つの閉じた交流回路が形成されるので、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２の双方が健全であるか、一方あるいは双方が劣化した状態であることを容易且つ迅速に検出できる。
尚、図８で上側の水冷ケーブルＫ３，Ｋ４についても、これらのケーブルＫ３，Ｋ４およびバイパス回路４５を含む第３の劣化検出装置１ｆによって、上記同様の第３の劣化検出方法を行うことができる。
【００４９】
他方の第３の劣化検出装置１ｇは、図９に示すように、電源ＰＳと誘導溶解炉Ｆ１との間に、互いに異極であり、且つ３本（複数本）ずつ１組の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３と水冷ケーブルＫ４〜Ｋ６とがそれぞれ並列にして接続されている。
図９における下側の組の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３で例示するように、該水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３における電源ＰＳ側ごとの導線ｄ２１〜ｄ２３の中間には、図９に示すようなバイパス回路５０が切り換え可能に接続されている。尚、上記導線ｄ２１，ｄ２２，ｄ２３の間には、電源ＰＳ側の導線ｄ２との導通を解除するためのスイッチｓｗが１個ずつ配置されている。また、導線ｄ２３と電源ＰＳ側の導線ｄ２との間にも、図示しないスイッチｓｗが配置されている。
上記バイパス回路５０は、上記導線ｄ２１，ｄ２２，ｄ２３から平行に引き出され且つ中間にスイッチｓｗ１，ｓｗ２，ｓｗ３を個別に有する３つの導線５１，５２，５３と、これらの先端に個別に設けた３つの端子５４と、該３つの端子５４のうち何れか２つと接触可能な２個１組の切り換えスイッチ５５と、該切り換えスイッチ５５ごとの基部に位置する２つの端子５６と、該２つの端子５６間を接続する主配線５７と、係る主配線５７とは並列で且つ両端を上記２つの端子５６間に接続された副配線５８とを備えている。
【００５０】
上記主配線５７の中間には、前記同様のカレントトランス１０が該主配線５７を１次配線とするように配置され、上記副配線５８中には、交流電圧計２８が配置されると共に、主配線５７中における何れかの位置には、交流電流計２２が前記同様に配置されている。
尚、図９で上方に位置する水冷ケーブルＫ４〜Ｋ６側にも、上記同様のバイパス回路５０（図示せず）が配置されている。
予め、電源ＰＳおよび誘導溶解炉Ｆ１が停止した際に、前記スイッチｓｗが解除され、且つ前記導線５１〜５３中のスイッチｓｗ１〜ｓｗ３が投入可能となるように、電気的に設定してある。
前記のような第３の劣化検出装置１ｇを用いて、水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３に対して第３の劣化検出方法を行うには、図９に示すように、最初に、２個の切り換えスイッチ５５を水冷ケーブルＫ１，Ｋ２側の導線５１，５２の端子５４に接触させる。
【００５１】
次に、バイパス回路５０中のカレントトラス１０により主配線５７に対して交流電流を流す（第１ステップ）ことで、該主配線５７、２個の切り換えスイッチ５５、導線５１，導線ｄ２１、水冷ケーブルＫ１、導線ｄ１、水冷ケーブルＫ２、導線５２，導線ｄ２２からなる閉じた交流回路を形成すると共に、併せて主配線５７と並列な副配線５８を経る迂回回路を併せて形成する。かかる状態において、前記第２〜第４ステップを行う第３の劣化検出方法を実施する。
次いで、２個の切り換えスイッチ５５を水冷ケーブルＫ２，Ｋ３側の導線５２，５３の端子５４に切り換えて接触させた後、水冷ケーブルＫ２，Ｋ３を含む上記同様の交流回路および迂回回路を形成し、かかる状態で、前記同様の第１〜第４ステップ（第３の劣化検出方法）を行う。
【００５２】
最後に、２個の切り換えスイッチ５５を水冷ケーブルＫ１，Ｋ３側の導線５１，５３の端子５４に切り換えて接触させた後、水冷ケーブルＫ１，Ｋ３を含む前記同様の交流回路および迂回回路を形成し、かかる状態で、前記第１〜第４ステップ（第３の劣化検出方法）を行う。
以上のように、劣化検出装置１ｇを用いた第３の劣化検出方法によれば、前記切り換えスイッチ５５を操作することで、水冷ケーブルＫ１，Ｋ２、水冷ケーブルＫ２，Ｋ３、および水冷ケーブルＫ１，Ｋ３の３つのグループについて、それぞれ第３の劣化検出方法を順次行えるので、３本の水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３のうち何れか１本が劣化状態であることを、容易且つ迅速に検出することができる。
しかも、前記第３の劣化検出装置１ｇは、予め組み立てたバイパス回路５０を、前記導線５１〜５３および切り換えスイッチ５５を介して、互いに並列である水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３に接続可能するだけで良く、且つカレントトランス１０や交流電流計２２は小型化し易い。そのため、上記バイパス回路５０を、水冷ケーブルＫ１〜Ｋ３に隣接して常時設定しておくことができる。
尚、図９において、互いに並列である水冷ケーブルＫｎが４本以上であっても、前記切り換えスイッチ５５を水冷ケーブルＫｎの本数に対応可能な形態にすることで、第３の劣化検出方法を前記同様に行うことが可能である。
【００５３】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、本発明における被給電体には、前記誘導溶解炉のほか、アーク式電気炉、取鍋精錬炉、あるいは真空脱ガス電極加熱装置などが含まれる。
また、前記交流電流計には、前記形態のほか、水冷ケーブルを径方向から挟み込むクランプ型電流計などを用いても良い。
更に、前記交流電圧計には、前記形態のほか、整流（検波）型、可動鉄片型、あるいは、熱電対型などを用いても良い。
加えて、前記計算手段および判定手段には、前記パソコンに限らす、中型または大型コンピュータ、コントローラ、あるいはその他の制御装置を用いて良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、水冷ケーブルを電源と被給電体との間に接続した状態で、該水冷ケーブルの劣化程度を容易且つ迅速に検出する水冷ケーブルの劣化検出装置およびこれに用いる劣化検出装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ〜１ｇ………………劣化検出装置
１０………………………カレントトランス
１１………………………トロイダルコア
１７………………………２次巻線
１８，１９………………２次巻線の両端
２０………………………交流電源
２２………………………交流電流計
２８………………………交流電圧計
３２………………………演算回路部（計算手段）
３６………………………比較判別回路部（判定手段）
４０，４１………………短絡回路
４５，５０………………バイパス回路
４３，４８，５７………主配線
５５………………………切り換えスイッチ（スイッチ）
ＰＳ………………………電源
Ｆ１，Ｆ２………………誘導溶解炉（被給電体）
Ｋ１〜Ｋ６………………水冷ケーブル
ｄ２，ｄ２１〜ｄ２３…導線
ｓｗ１，ｓｗ２…………スイッチ
【図１】
2015059751.tif 000006
【図２】
2015059751.tif 000007
【図３】
2015059751.tif 000008
【図４】
2015059751.tif 000009
【図５】
2015059751.tif 000010
【図６】
2015059751.tif 000011
【図７】
2015059751.tif 000012
【図８】
2015059751.tif 000013
【図９】
2015059751.tif 000014