(57)【要約】【課題】  比較的容易な回路を以って電線に沿ってセンサを移動させることなく断線箇所を検出できる電源ケーブルの断線位置検出方法及び装置の提供。【解決手段】  相絶縁された二本の導線を隣接して配してなる二芯電線の断線位置検出方法であって、当該電線が内包する各導線の一端から前記二本の導線間の電気容量値を計測すると共に、各導線の他端から当該二本の導線間の電気容量値を計測し、両端から計測した電気容量値の比を、断線箇所を境とする各側の二芯電線の全長に対する長さの比として前記断線箇所を算出する電線の断線位置検出方法、及びその装置。【選択図】      図１
2008070301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相絶縁された二本の導線を隣接して配してなる二芯電線の断線位置検出方法であって、
当該電線が内包する各導線の一端から前記二本の導線間の電気容量値を計測すると共に、各導線の他端から当該二本の導線間の電気容量値を計測し、両端から計測した電気容量値の比を、断線箇所を境とする各側の二芯電線の全長に対する長さの比として前記断線箇所を算出する電線の断線位置検出方法。
【請求項２】
相絶縁された三本の導線を正三角形状に隣接して配してなる三芯電線の断線位置検出方法であって、
当該電線が内包する各導線の一端から、三本の導線のなかから一対の導線を選択してなる異なった三種の導線対間の電気容量値をそれぞれ計測すると共に、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を、前記一端から断線箇所に至る長さの三芯電線の全長に対する比として前記断線箇所を算出する電線の断線位置検出方法。
【請求項３】
相絶縁された二本の導線を隣接して配してなる二芯電線の断線位置検出装置であって、
当該電線が内包する各導線の両端へ接続するセンサプローブと、これらのセンサプローブを経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータが構成された発振部と、当該発振部の出力から前記二本の導線間の電気容量値を算出する電気容量値算出部と、当該電線の両端から検出した前記二本の導線間の電気容量値の比を算出し出力する境界比率算出部とを具備する電線の断線位置検出装置。
【請求項４】
相絶縁された三本の導線を正三角形状に隣接して配してなる三芯電線の断線位置検出装置であって、
当該電線が内包する三本の導線のなかから一対の導線を選択してなる異なった三種の各導線対の一端へ接続するセンサプローブと、これらのセンサプローブを経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータが構成された発振部と、当該発振部の出力から前記三種の導線対間の電気容量値を算出する電気容量値算出部と、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を算出し出力する境界比率算出部とを具備する電線の断線位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ケーブルの断線位置を検出する方法及びそれに用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線の断線位置を検出する方法としては、ケーブルに沿ってセンサを移動させ、断線点を境に変化する電解強度を以って断線位置を検出する手法（例えば、下記特許文献１乃至特許文献３）が挙げられる、その際、断線したケーブルの一方端を接地すると共に、他方端に高周波電圧を印加する手法や、導電線の一端に基準交流電圧を印加すると共に、導電線の他端に基準交流電圧とは位相が１８０度ずれた反転交流電圧が印加する手法等、入力信号には種々の態様がある。
【０００３】
その他、電線にパルス信号を印加し、そのとき電線に流れる電流を計測し、その電流波形を参照用の電流波形と比較し、計測した電流波形の立ち上がり時点と、波形差が生じた時点との時間間隔に基づき、電流計測箇所から断線箇所までの距離を求めて断線箇所を特定する手法（例えば下記特許文献４）が存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−６６８７２号公報
【特許文献２】特開平９−２９２４３２号公報
【特許文献３】特開平１１−４４７２８号公報
【特許文献４】特開２００６−２３１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記断線検出手法は、いずれも、実用に適した長さを確保されている家電製品の電線や、種々の電気器具等に離れた箇所から電源を供給すべく用いられる延長ケーブル等の断線箇所を検出する手法であるが、前記特許文献１乃至特許文献３に記載の手法は、いずれもその延長ケーブルに沿ってセンサを動かす煩雑な作業が伴い。特許文献４に記載の手法にあっては、パルス信号を発生する回路、及び時間間隔を検出する回路が必要となる。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、比較的容易な回路を以って電線に沿ってセンサを移動させることなく断線箇所を検出できる電源ケーブルの断線位置検出方法及び装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為になされた本発明による二芯電線の断線位置検出方法は、相絶縁された二本の導線を隣接して配してなる二芯電線の断線位置検出方法であって、当該電線が内包する各導線の一端から前記二本の導線間の電気容量値を計測すると共に、各導線の他端から当該二本の導線間の電気容量値を計測し、両端から計測した電気容量値の比を、断線箇所を境とする各側の二芯電線の全長に対する長さの比として前記断線箇所を算出する事を特徴とする。
【０００８】
本発明による三芯電線の断線位置検出方法は、相絶縁された三本の導線を正三角形状に隣接して配してなる三芯電線の断線位置検出方法であって、当該電線が内包する各導線の一端から、三本の導線のなかから一対の導線を選択してなる異なった三種の導線対間の電気容量値をそれぞれ計測すると共に、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を、前記一端から断線箇所に至る長さの三芯電線の全長に対する比として前記断線箇所を算出する事を特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する為になされた本発明による二芯電線の断線位置検出装置は、相絶縁された二本の導線を隣接して配してなる二芯電線の断線位置検出装置であって、当該電線が内包する各導線の両端へ接続するセンサプローブと、これらのセンサプローブを経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータが構成された発振部と、当該発振部の出力から前記二本の導線間の電気容量値を算出する電気容量値算出部と、当該電線の両端から検出した前記二本の導線間の電気容量値の比を算出し出力する境界比率算出部とを具備する事を特徴とする。
【００１０】
本発明による三芯電線の断線位置検出装置は、相絶縁された三本の導線を正三角形状に隣接して配してなる三芯電線の断線位置検出装置であって、当該電線が内包する三本の導線のなかから一対の導線を選択してなる異なった三種の各導線対の一端へ接続するセンサプローブと、これらのセンサプローブを経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータが構成された発振部と、当該発振部の出力から前記三種の導線対間の電気容量値を算出する電気容量値算出部と、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を算出し出力する境界比率算出部とを具備する事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による電線の断線位置検出方法によれば、電線の端、例えば、コンセントやプラグの端子、又は未処理の始終端部にプローブを接続し比較的容易な回路を以って電線に沿ってセンサを移動させることなく断線箇所を検出できる。そして、その装置にあっても、比較的小規模で低コストなものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による電線の断線位置検出方法の実施の形態を、それに用いる電線の断線位置検出装置（以下、位置検出装置と記す。）の実施の形態と共に、図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１に示す位置検出装置は、相絶縁された二本の導線１，１を隣接して配してなる二芯電線２の断線位置検出装置（第一の実施の形態）であって、当該電線２が内包する各導線１，１の両端に接続するセンサプローブ３と、これらのセンサプローブ３を経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータ４が構成された発振部５と、当該発振部５の出力から前記二本の導線１，１間の電気容量値を算出する電気容量値算出部６と、当該電線２の両端から検出した前記二本の導線１，１間の電気容量値の比を算出し出力する境界比率算出部７とを具備するものである。
【００１４】
当該例における前記センサプローブ３は、断線の検出対象である電線（以下、被検電線２と記す。）の各々の端から電気容量値を検出すべく各端について一対ずつ設けられている（各方の一対が一まとめとされ、先端部で二股に分かれた形態でも良い。）。各センサプローブ３には、当該電線２が内包する導線１の端と電気的に接続する為の電極８が設けられている。当該電極８は、前記被検電線２が内包する各導線１，１の両端、或いは挟持機能を有するコンセントの端子へ差し入れる針形状（図１及び図２参照）や、プラグの突出した端子を掴むクリップ形状（所謂ワニ口クリップやＵ字状のフック部が導線を挟持する形態のクリップ等の形状）、又はそれらを兼ね備えた形状で設けられる。
【００１５】
前記発振部５を構成するＣＲマルチバイブレータ４は、被検電線２を構成する二本の導線１，１間の電気容量成分を、当該回路の時定数を決定するコンデンサとして含み（図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）のコンデンサのシンボル参照）方形波を出力するものである。回路構成は被検電線２の仕様に応じて適宜設計すればよいが、実用上は、約５０ｃｍから数十ｍ程度の範囲の長さを有する被検電線２が包含する二本の導線１，１間の全長に亘る電気容量成分において、約５ｃｍから５０ｃｍ程度の断線位置の変化がその電気容量成分の変化に対する出力周波数の変化を以って検出できる時定数を選択する事が望ましい。
【００１６】
前記電気容量値算出部６は、前記発振部５から出力された単位時間当たりの波数をカウントし周波数ｆ又は周期Ｔを導くものである。ＣＲマルチバイブレータ４においては、その中にコンデンサとして含む電気容量成分はその発振周期Ｔに比例することから、導いた周期Ｔを電気容量成分と等価の値たる前記電気容量値と視ることができる。
【００１７】
前記境界比率算出部７は、前記被検電線２の各々の端から電気容量値を検出すべく各端について一対ずつ設けられている各センサプローブ３を経て得られた当該被検電線２の各端からの電気容量値の比を出力するものである。被検電線２の長さが既知の場合には、当該長さを入力することにより、得られた比を乗じて一方の端から断線位置までの長さを算出する構成とすることも出来る。
【００１８】
当該例にあっては、前記センサプローブ３は被検電線２の各端に対して一対ずつ設けられており、各対をなすセンサプローブ３（センサプローブ対）について各々ＣＲマルチバイブレータ４を具備しているが、前記センサプローブを一対のみ設け、各端について電気容量値を順次計測し、先後計測において得られた電気容量値を保持する記憶部９を設け、当該記憶部９に記録された電気容量値の比を出力する構成としても良い。また、センサプローブ３を二対設ける場合にあっても、各センサプローブ対について各々ＣＲマルチバイブレータ４を備えずに単一のＣＲマルチバイブレータで構成し、当該ＣＲマルチバイブレータの電気容量成分接続用端子に接続するセンサプローブ３をセンサプローブ対毎にスイッチで切り替える手法を採っても良い。
【００１９】
上記構成を有する位置検出装置によれば、当該被検電線２が内包する各導線１，１の一端から前記二本の導線１，１間の電気容量値を計測すると共に、各導線１，１の他端から当該二本の導線１，１間の電気容量値を計測し、両端から計測した電気容量値の比を、断線箇所を境とする各側の二芯電線（被検電線２）の全長に対する長さの比として前記断線箇所を算出する電線の断線位置検出方法を実施できることとなる。
【００２０】
図２に示す例は、相絶縁された三本の導線１，１，１を正三角形状に隣接して配し（隣接する導線との間隔が一定に配置）てなる三芯電線（被検電線２）の位置検出装置（第二の実施の形態）であって、当該被検電線２が内包する三本の導線１，１，１のなかから一対の導線１，１を選択してなる異なった三種の各導線対の一端へと電気的に接続する為の電極８を具備したセンサプローブ３と、これらのセンサプローブ３を経て検出した電気容量成分を含む様にＣＲマルチバイブレータ４が構成された発振部５と、当該発振部５の出力から前記三種の導線対間の電気容量を算出する電気容量値算出部６と、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を算出し出力する境界比率算出部７とを具備するものである。
【００２１】
当該例における前記センサプローブ３は、被検電線２の端から電気容量値を検出すべく二本又は三本設けられている（当該二本又は三本が一まとめとされ、先端部で二股又は三股に分かれた形態でも良い。）。各センサプローブ３には、当該被検電線２が内包する導線１の端と電気的に接続する為の電極８が設けられている。当該電極８は、前記第一の実施の形態と同様に、被検電線２が内包する各導線１，１，１の両端、或いは挟持機能を有するコンセントの端子へ差し入れる針形状や、プラグの突出した端子を掴むクリップ形状、又はそれらを兼ね備えた形状で設けられる。
【００２２】
前記発振部５を構成するＣＲマルチバイブレータ４は、被検電線２を構成する三本の導線１，１，１からなる三種の各導線対の一端から得た電気容量成分を、当該回路の時定数を決定するコンデンサとして含み方形波を出力するものである。回路を構成する際の留意点は、先に記した第一の実施の形態におけるＣＲマルチバイブレータ４と同様であり、前記電気容量値算出部６の態様も先に記した第一の実施の形態における電気容量値算出部６と同様である。
【００２３】
前記境界比率算出部７は、前記センサプローブ３が三本設けられている場合には、当該被検電線２を構成する三本の導線１，１，１からなる三種の各導線対の一端（計測の基準となる端。以下、計測端と記す。）から各センサプローブ３，３，３を経て得られた電気容量値を順次計測し、計測において得られた電気容量値を保持する記憶部９を設け、当該記憶部９に記録された電気容量値の大小を比較し、最大の電気容量値と最小の電気容量値との比を出力する構成を採るものである。被検電線２の長さが既知の場合には、当該長さを入力することにより、得られた比を乗じて計測端から断線位置までの長さを算出する構成とすることも出来る。
【００２４】
当該例にあっては、前記センサプローブ３を三本備えると共に、当該センサプローブ３，３，３からなる三種のセンサプローブ対について各々ＣＲマルチバイブレータ４が備えられているが、各導線対の電気容量成分を個別に測定する為のセンサプローブ３を二本のみ設ける構成とし、当該被検電線２を構成する三本の導線１，１，１からなる三種の各導線対の計測端から二本の前記センサプローブ３，３を経て得られた電気容量値を順次計測し、先後計測において得られた電気容量値を保持する記憶部９を設け、当該記憶部９に記録された電気容量値の大小を比較し、最大の電気容量値と最小の電気容量値との比を出力する構成を採っても良い。また、当該例の様にセンサプローブ３を三本設ける場合にあっても、当該センサプローブ３，３，３からなる三種のセンサプローブ対について各々ＣＲマルチバイブレータ４を備えずに単一のＣＲマルチバイブレータで構成し、当該ＣＲマルチバイブレータの電気容量成分接続用端子に接続するセンサプローブ３を、前記センサプローブ対毎にスイッチで切り替える手法を採っても良い。
【００２５】
上記構成を有する位置検出装置によれば、相絶縁された三本の導線を正三角形状に隣接して配してなる三芯電線２が内包する各導線１の一端より、三本の導線１，１，１のなかから一対の導線１，１を選択してなる異なった三種の導線対間の電気容量値をそれぞれ計測すると共に、前記三種の導線対間について計測した電気容量値の最大値と最小値との比を、前記一端から断線箇所に至る長さの三芯電線２の全長に対する比として前記断線箇所を算出する電線の断線位置検出方法を実施できることとなる。
【００２６】
例えば、市販のビニールキャプタイヤコードやゴムキャプタイヤコードにあっては、電線１ｍあたりの電気容量は約１００ｐＦから１５０ｐＦ程度である。これに類する仕様の二芯被検電線の断線位置を、前記第一の実施の形態を用いて検出した場合、一端から計測した前記二本の導線間の電気容量値が１０００ｐＦに相当する値であり、他端から計測した前記二本の導線間の電気容量値が４０００ｐＦに相当する値である場合は、それらの比であるところの前記一端から全長に対する比：２０％の位置に断線が生じていると考えられる。
【００２７】
一方、これに類する仕様の三芯被検電線の断線位置を、前記第二の実施の形態を用いて検出した場合、第一の導線対間の電気容量値が５０００ｐＦに相当する値であり、第二の導線対間の電気容量値が１０００ｐＦに相当する値であり、第三の導線対間の電気容量値が１０００ｐＦに相当する値である場合は、それらの最大値に対する最小値の比であるところの計測端から全長に対する比：２０％の位置に断線が生じていると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上の如く、本発明による電源ケーブルの断線位置検出方法及び装置の存在は、長尺の電線を備える種々の電気機器の耐用期間を長期化し、また、作業現場における断線事故を比較的容易に復旧できることで機器の不備に起因する時間の無駄遣いも解消し効率的な操業の実現に寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）：本発明による電線の断線位置検出方法を用いる電線の一例を示す説明図、及び（Ｂ）：本発明による電線の断線位置検出装置の第一の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）：本発明による電線の断線位置検出方法を用いる電線の一例を示す説明図、及び（Ｂ）：本発明による電線の断線位置検出装置の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  導線，２  電線，３  センサプローブ，４  マルチバイブレータ，
５  発振部，６  電気容量値算出部，７  境界比率算出部，８  電極，９  記憶部，
【図１】
2008070301.tif 000003
【図２】
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