(57)【要約】【課題】自動化及び省力化による試験時間の短縮と、試験精度及び品質の向上並びに一貫した施工管理ツールによりプラント建設コストの削減を図ることのできる制御ケーブル試験システム及び試験方法を提供する。【解決手段】試験器８は、制御ケーブルコア４ａ〜４ｄの各々にプローブを装着し、波形の異なる試験信号を同時に印加し、試験器９は、試験器８から印加された試験信号を装置７の制御ケーブルコア５ａ〜５ｄの各々にプローブを装着して受信する。試験器８と試験器９の各々には、試験信号として印加される波形と、制御ケーブル１のコア番号及び接続先の端子台番号をまとめた対応表８ａ，９ａが予めプログラムされている。送信側である試験器８は、この対応表に沿わない試験信号を受信すると接続不良と判定し、受信側の試験器９は、試験信号の持つ情報に加えて信号波形の減衰と歪を監視してそれらが監視基準値を超える場合はケーブルコアに異常が内在しているものと判断する。【選択図】図１
2008267987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発変電所におけるＧＩＳ、トランス等の監視制御盤や保護盤からなる装置の間を接続して、必要な情報の授受を行う制御ケーブルにおける接続状態の試験を行う制御ケーブルの試験システムにおいて、
当該装置に設けられた端子台の複数のコアにプローブを装着して電気的に接続され制御ケーブルの接続状態の試験を行う試験器を、前記制御ケーブルが接続された一端又は両端の装置に備え、
前記試験器は、
当該装置の複数のコアに対して波形の異なる複数の試験信号を印加する送信側回路を備えた送信側と、
前記送信側回路により印加される試験信号を受信する受信側回路とを備えた受信側とからなり、
前記受信側回路において受信された試験信号と当該試験信号波形の減衰及び歪とを監視し、それらが所定の基準値を超える場合に前記コアに異常があるものと判断する判定手段を備えることを特徴とする制御ケーブル試験システム。
【請求項２】
前記試験器は、前記制御ケーブルの接続された両端の装置に設けられ、
各装置に設けられた試験器は、送信側回路と受信側回路との双方を備え、かつ送信側と受信側を任意に試験チャネル単位で切り替える切替回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項３】
前記試験器は、前記制御ケーブルの接続された一端の装置に設けられ、
前記一端の装置に設けられた試験器は、送信側回路と受信側回路との双方を備え、
前記制御ケーブルの接続された他端の装置は、前記端子台のコア間を接続する渡り線を備え、
前記一端の装置に設けられた試験器の前記送信側回路から送信される試験信号は、前記他端の装置の前記渡り線を介して、前記一端の装置に設けられた試験器の前記受信側回路に受信されることを特徴とする請求項１記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項４】
前記試験器は、前記制御ケーブルの接続された両端の装置に設けられるとともに、一方を送信側試験器とし、他方を受信側試験器とし、
前記送信側試験器と受信側試験器の間に、制御ケーブルとは異なる通信回線を備え、
前記受信側試験器は、前記通信回線を用いて、送信側試験器へ前記制御ケーブルを介して受信した試験信号を伝送するものであり、
前記送信側試験器は前記判定手段を備え、この判定手段により前記受信側試験器より伝送される試験信号から前記コアの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項５】
前記試験器は、前記制御ケーブルの接続された両端の装置に設けられるとともに、一方を送信側試験器とし、他方を受信側試験器とし、
前記送信側試験器と受信側試験器の間に、制御ケーブルとは異なる通信回線を備え、
前記送信側試験器は、前記通信回線を用いて、前記コアへの試験信号の印加と同時に、試験信号情報を受信側試験器へ伝送するものであり、
前記受信側試験器は前記判定手段を備え、この判定手段により前記送信側試験器より前記通信回線を介して伝送される試験信号と、前記から制御ケーブルを介して受信した電気信号とに基づいて前記コアの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項６】
前記試験器は、前記判定手段を構成するコンピュータを別体として備え、
前記コンピュータは、前記複数の装置に各々設けられた試験器から、前記送信試験信号と前記受信試験信号との伝送を受け、前記判定手段により前記コアの異常を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項７】
前記判定手段における前記コアに異常判定において、各装置の端子台が、どの装置のどの端子台へ、いずれの制御ケーブルのいずれのコアを介して接続されるかを定義する対応表の作成に、前記制御ケーブルの接続作業において作成されたデータを用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御ケーブル試験システム。
【請求項８】
発変電所におけるＧＩＳ、トランス等の監視制御盤や保護盤からなる装置の間を接続して、必要な情報の授受を行う制御ケーブルにおける接続状態の試験を行う制御ケーブルの試験方法において、
当該装置に設けられた端子台の複数のコアにプローブを装着して電気的に接続され制御ケーブルの接続状態の試験を行うものであって、送信側回路と受信側回路とを備えた試験器を、前記制御ケーブルが接続された一端又は両端の装置に備え、
前記試験器が、送信側回路を用いて当該装置の複数のコアに対して波形の異なる複数の試験信号を印加する処理と、受信側装置を用いて前記送信側回路により印加される試験信号を受信し、かつ、前記受信側回路において受信された試験信号と当該試験信号波形の減衰及び歪とを監視し、それらが所定の基準値を超える場合に前記コアに異常があるものと判断する処理を実行することを特徴とする制御ケーブル試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発変電所におけるＧＩＳ、トランスなどの監視制御盤や保護盤の間を接続する制御ケーブル試験システム及び試験方法に係り、プラント建設コストの削減を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発変電所においては、ＧＩＳ、トランスなどの監視制御盤や保護盤の間を制御ケーブルで接続し、この制御ケーブルにより必要な情報を授受している。このような発変電所において、制御ケーブルを敷設した際は、そのケーブルをコア毎にケーブルの両端において導通試験を実施しなければならない。従来は、ケーブルの両端各々に人を配置し、無線や有線等で連絡を取り合いながら１コアずつの導通試験を実施していた。
【０００３】
しかしながら、この導通試験には時間とコストがかかり、発変電所の建設におけるコストとして無視できないものとなっており、この作業の効率化が望まれていた。
【０００４】
ここで、プラントにおける各種機器、装置間を接続する低圧制御ケーブルの敷設後の試験の代表的な方法を図９に示す。この方法では、装置６，７間を接続する制御ケーブル１のコアの片端２１を試験用リード線２で接地しておき、もう一方の片端２２において、コアと大地間の導通状態をテスター３で測定する。なお、図中４及び５は、制御ケーブルが接続されている端子台である。
【０００５】
この試験においては、ターゲットとしたコアの片端２２と、大地間の導通抵抗値が十分低ければケーブルは適切に敷設されていると判断される。このような場合、現場ではケーブルの両端に試験員を配置し、両者が連絡を取り合いながら１コアずつ測定及び確認を進め、全コアに対して行う。
【０００６】
しかし、通常のプラントでは制御ケーブル量が膨大なため、この試験には長期間を要する場合があり、作業を工事計画の中で消化するために人海戦術に頼ることも多い。一方で、作業者の熟練度によって試験品質が左右されるリスクがあり、作業者に依存しない安定した施工品質レベルを達成維持できる方式が必要とされている。
【０００７】
また、古いプラントなどで、改造やメンテナンス履歴が正確に図面上に記録整理されておらず、制御ケーブルの接続が不明確になっている場合、可能な限り機器を停止せずにケーブル接続先の確認をしたいというニーズがある。
【０００８】
さらには、プラント建設において、制御ケーブルに関するエンジニアリングは旧来の手作業が主体で自動化の遅れている部分が多く、設計、据付、試験を一貫して管理できる優れたツールが少ない状況がある。
【０００９】
このような状況下で、従来、開始信号によって一方の装置から固定パターン信号を出力し、この信号をコネクタとケーブル内の信号線を介して他方の装置内の監視部に送り、ここで固定パターン信号の状態を監視してコネクタ、信号線の接続状態をチェックするようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。このような技術では、外部に大掛かりな試験器を用いることなく、単純なケーブル接続監視手段を装置内に設けるだけでケーブルの誤接続、ケーブル内の信号線の断線および短絡等を容易に監視することが可能であり、また、ケーブル接続時にケーブル内のすべての信号線について接続状態を監視することができるものである。
【００１０】
また、ケーブルの誤接続の判定を、一方の装置を送信側としてこの装置から、主信号線を介して受信側の装置へ装置の固有値を挿入した信号を送信し、受信側の装置において受信した信号の固有値に受信側装置の固有値を加算し送信側装置に返送し、抽出した固有値と予め定められる期待値とを比較して検出する技術が提案されている（特許文献２参照）。この技術によれば、接続確認の情報を送信するための別線を用いることなく、簡単な構成で装置間ケーブルの誤接続を検出可能にすることができる。
【００１１】
さらに、接続元にある装置側に置かれるユニットが接続先の装置側に置かれる他のユニットへケーブルをどのように接続するかを指定する接続情報を、ケーブルを通して送るとともに、ユニットが他のユニットへケーブルを通さずに接続情報と同一の他の接続情報を送り、他のユニットが受信した接続情報と他の接続情報を比較することによりケーブルの誤接続を検出する技術が提案されている（特許文献３参照）。このような技術においても、ケーブルの誤接続を検出するためのユニットを接続元と接続先に設け、他の試験装置を用いることなく、容易にケーブルの誤接続を検出することが可能となっている。
【特許文献１】特開平９−８９９６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２５１１６号公報
【特許文献３】特開２００６−２６９２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、低圧制御ケーブルが、距離の離れている複数のサブプラント間を接続するもので、サブプラント同士の接地メッシュが接続されていない場合、正しく接続されたケーブルにもかかわらず、地形、地質等の影響により前述の方法で測定する導通抵抗が十分に小さくならない恐れがある。
【００１３】
また、ケーブルの中間地点で不良によるコアの接地が発生している場合、ケーブルの不良接地点までの導通抵抗値を測定することになり、接続先が間違っていても正常な結果が出る可能性がある。さらに、ケーブル長が長くなる場合、ケーブルが健全でもその試験精度に疑問が生じ易い。
【００１４】
また、試験の際には片端を接地するため、あるいは導通抵抗値測定のために一旦ケーブルを端子台から外す場合もあり、試験後の再接続（戻し）ミスの原因になる。その他、膨大な量のコアの接続チェックを短期間で消化しなければならない場合、手作業に頼る試験記録の整理・管理ではミスを発生させる恐れがある。
【００１５】
上記特許文献の試験器において、監視可能な事項は、制御ケーブル一本の誤接続判別、断線や短絡の判定のみにすぎず、また、制御ケーブルが受電している際には確認試験を実行することは不可能であった。さらに、確認試験を行う際には、一度ケーブルを端子台から外さなければならないため、確認後の復旧ミスを招く恐れが課題としてあった。
【００１６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、自動化及び省力化による試験時間の短縮と、試験精度及び品質の向上並びに一貫した施工管理ツールによりプラント建設コストの削減を図ることのできる制御ケーブル試験システム及び試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、発変電所におけるＧＩＳ、トランス等の監視制御盤や保護盤からなる装置の間を接続して、必要な情報の授受を行う制御ケーブルにおける接続状態の試験を行う制御ケーブルの試験システムにおいて、当該装置に設けられた端子台の複数のコアにプローブを装着して電気的に接続され制御ケーブルの接続状態の試験を行う試験器を、前記制御ケーブルが接続された一端又は両端の装置に備え、前記試験器は、当該装置の複数のコアに対して波形の異なる複数の試験信号を印加する送信側回路を備えた送信側と、前記送信側回路により印加される試験信号を受信する受信側回路とを備えた受信側とからなり、前記受信側回路において受信された試験信号と当該試験信号波形の減衰及び歪とを監視し、それらが所定の基準値を超える場合に前記コアに異常があるものと判断する判定手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
以上のような構成を有する本発明によれば、制御ケーブル敷設後の接続状態試験における制御ケーブルコアを端子台からはずす必要がなく、またコアを片端で接地する必要がないので、設備運用中の制御ケーブルの試験も可能である。また、同装置プログラムを制御ケーブル敷設の設計・工事段階で作成した制御ケーブルデータと連携することにより、購入、工事段階からケーブルの履歴を管理することができ、電気所の制御ケーブル・システムのライフサイクルを通した品質管理へと発展が期待できる。従来の手法では現場作業者の熟練度によって仕上がり品質が大きく左右されるが、このような装置とシステムを用いて制御ケーブルエンジニアリング自体を管理できれば、工事の品質レベルを作業者によらず安定に保つことが期待できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、自動化及び省力化による試験時間の短縮と、試験精度及び品質の向上並びに一貫した施工管理ツールによりプラント建設コストの削減を図ることのできる制御ケーブル試験システム及び試験方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る代表的な実施形態について、図１〜図８を参照して具体的に説明する。なお、従来技術と同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００２１】
（１）第１の実施形態
本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。本実施形態は、２台の装置６，７を接続する制御ケーブル１を、試験器８，９を用いて試験する態様である。
【００２２】
試験器８は、制御ケーブルコア４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの各々にプローブを装着し、波形の異なる試験信号を同時に印加するものであり、試験器９は、試験器８から試験対象の制御ケーブルコアを介して印加された試験信号を装置７の制御ケーブルコア５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの各々にプローブを装着して、これを介して受信するものである。試験器８と試験器９の各々には、試験信号として印加される波形と、制御ケーブル１のコア番号及び接続先の端子台番号をまとめた対応表８ａ，９ａが予めプログラムされている。
【００２３】
送信側である試験器８は、この対応表に沿わない試験信号を受信すると接続不良と判定する判定手段を備え、このように判定された場合に試験員に知らせるようになっている。
【００２４】
ここで、制御ケーブル１は、活線状態の場合でも、試験器の入力インピーダンスを十分高くすることで、試験器による地絡の発生は回避できる。試験信号は、制御ケーブルコアを通る本信号に重畳されるため、装置動作に影響を与えない微小なものとし、多チャネル化のためには周波数が異なる相似な波形、発生間隔と幅の異なるパルス列、コード化されたパルス列など様々な種類が適用可能である。
【００２５】
また、受信側の試験器９は、試験信号の持つ情報に加えて信号波形の減衰と歪を監視し、それらが監視基準値を超える場合はケーブルコアに異常が内在しているものと判断する判定手段を備え、コアの異常が判定されるとその旨を試験員に知らせる。
【００２６】
次に、上記のような制御ケーブル接続の設計から試験までの処理を図８を参照して説明する。ケーブル接続の設計段階においては、各装置の端子台が、どの装置のどの端子台へどの制御ケーブルのどのコアを介して接続されるかを定義する対応表を作成する必要がある。
【００２７】
これら対応表はコンピュータ上で、ケーブル接続データベースとして作成するのが一般的である。従来より、このケーブル接続データベースは、ケーブル接続作業のために作成されているが、これを本実施形態では、ケーブル接続試験システムの入力情報の一部として利用する。これにより、従来よりあるケーブル接続データベースを用いて試験用パラメータ設定を自動化することができる。
【００２８】
ここで、ユーザーに依存しなければならない試験器の設定は、試験対象となるケーブルコアと、接続先端子番号および試験信号の対応付けであるが、この試験対象となるケーブルコアと接続端子番号は、ケーブル接続データベース中に既に定義されているので、これを流用し、試験信号をソフトウェアにより自動でケーブル接続データベースへ対応付けることができる。
【００２９】
また、この試験システムの出力をケーブル接続設計データベースにリンクした試験成績記録まで自動化し拡張することにより、制御ケーブル接続の設計から試験までの一元管理が可能となる。この自動化のフローを図２に示す。図２において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３までは従来より行っている処理であり、本実施形態においてはステップＳ２０４〜Ｓ２０６において、既に作成された試験対象となるケーブルコア、接続先端子番号および試験信号の対応表を用いて試験器の設定を自動的に行うことが可能となる。
【００３０】
（２）第２の実施形態
本発明の第２の実施形態について、図３〜５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の装置機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
図３では、試験対象の制御ケーブル１の両端に設置する試験器８，９が、それぞれ試験用チャネルごとに、図４に示す試験信号の送信側１２か受信側１３かを切り替えられる切替回路１４を備える。
【００３２】
より具体的には、図３に示すように、装置６と装置７とには、それぞれ対応するコアに対して、送信回路１２ａと受信回路１４ａ、送信回路１２ｂと受信回路１４ｂ、送信回路１２ｃと受信回路１４ｃ、送信回路１２ｄと受信回路１４ｄ、とが対になって設けられている。そして、送信回路１２ａと送信回路１２ｂとの間、受信回路１４ａと受信回路１４ｂとの間、並びに、送信回路１２ｃと送信回路１２ｄとの間、受信回路１４ｃと受信回路１４ｄとの間に、図４に示すように、切替回路１４を設けることにより、試験器８及び９において、それぞれの試験用チャネルごとに送信側及び受信側を切り替えるようにしたものである。
【００３３】
３台以上の装置にこの試験器を設置し複数の制御ケーブルを同時に試験する場合、１台の試験器に送信側と受信側の機能を備えることができるので、１装置に受信側を集中させずに試験ができるようになる。これにより、第１の実施形態の効果に加えさらに柔軟な試験回路構成が可能となる。
【００３４】
また、このように送信側と受信側の機能を１台の試験器に備えることにより、図５に示すような試験回路を構成することが可能となる。すなわち、同図に示すように、一端の装置６の試験器１０に送信回路１２ｅ、受信回路１４ｅ、送信回路１２ｆ、受信回路１４ｆを設け、他端の装置７の端子台５のコア間に渡り線１１ａ，１１ｂを設ける。そして、送信回路１２ｅの送信信号が渡り線１１ａを介して受信回路１４ｅに送られ、送信回路１２ｆの送信信号が渡り線１１ｂを介して受信回路１４ｆに送られるように構成する。このような構成により、制御ケーブルの片側のみに試験器を設置しても試験が可能となる。
【００３５】
（３）第３の実施形態
本発明の第３の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第１，第２の実施形態と同一の装置機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
第１及び第２の実施形態において、ケーブル接続不良を判定する手段は試験信号の受信側のみであるが、本実施形態では、受信側試験器が受信した試験信号情報を試験対象ケーブルコアとは別の通信路１５を介して送信側へ伝送し、送信側のみに判定手段を設け、これによりケーブル接続不良を判定する構成としたものである。
【００３７】
以上のような構成では、受信側試験器は受信した試験信号に関する情報を伝送する機能さえ持てば良く簡素化が可能となり、試験システムのパラメータ設定が送信側１箇所で完結できるので試験員の試験操作負担を軽減できる。
【００３８】
なお、上記の通信路１５において、受信側試験器から送信側試験器への情報通信媒体として有線または無線が考えられるが、いずれも既に標準化された一般的、汎用的な通信技術を適用して問題ない。
【００３９】
（４）第４の実施形態
本発明の第４の実施形態について、図７を参照して説明する。なお、第１〜第３の実施形態と同一の装置機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
本実施形態は、第３の実施形態において示した構成とは逆に、ケーブル接続不良判定処理部を受信側試験器に持つ構成としたものである。試験信号送信側試験器８では、試験対象のケーブルコアへの試験信号の印加と同時に、試験対象ケーブルコアとは別の通信路１５を介して試験信号情報を受信側試験器９へ伝送し、受信側ではこの試験信号情報に基づいて、判定手段により試験対象ケーブルコアを介して受信した試験信号を検査してケーブル接続不良を判定する。
【００４１】
以上のような構成によれば、受信側にのみ判定手段を設け、送信側試験器は送信した試験信号に関する情報を伝送する機能さえ持てば良く簡素化が可能となり、試験システムのパラメータ設定が受信側１箇所で完結できるので試験員の試験操作負担を軽減できる。
【００４２】
（５）第５の実施形態
本発明の第５の実施形態について、図８を参照して説明する。なお、第１〜第４の実施形態と同一の装置機能には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
本実施形態は、各パネルに配置する試験器に加えて、試験システムの中央にコンピュータ１６を設置し、このコンピュータ１６に判定手段を備えさせることにより、制御ケーブルの接続不良判定を行うものである。
【００４４】
以上のような本実施形態の構成によれば、第１〜第４の実施形態の効果に加えて、さらに各パネルに配置する試験器を極力簡素化できる。すなわち、各パネルに配置する試験器には、試験信号の送信回路、受信回路と受信試験信号をコンピュータへ伝送する機能を装備すれば良い。すべての設定を中央のコンピュータ上で実施することにより試験作業効率の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態における処理の具体例を表すフローチャート。
【図３】本発明の第２の実施形態の全体構成を示す模式図。
【図４】本発明の第２の実施形態における試験信号の切替回路を示す模式図。
【図５】本発明の第２の実施形態の他の実施例を示す模式図。
【図６】本発明の第３の実施形態の全体構成を示す模式図。
【図７】本発明の第４の実施形態の全体構成を示す模式図。
【図８】本発明の第５の実施形態の全体構成を示す模式図。
【図９】従来の制御ケーブル試験装置の例を示す模式図。
【符号の説明】
【００４６】
１…制御ケーブル
２…試験用リード線
３…テスター
４，５…端子台
４ａ〜４ｄ…制御ケーブルコア
５ａ〜５ｄ…制御ケーブルコア
６，７…装置
８…送信側試験器
８ａ，９ａ…対応表
９…受信側試験器
１０…試験器
１１ａ，１１ｂ…渡り線
１２…送信側
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ…送信回路
１３…受信側
１４…切替回路
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ…受信回路
１５…通信路
１６…コンピュータ
２１…片端
２２…片端
【図１】
2008267987.tif 000003
【図２】
2008267987.tif 000004
【図３】
2008267987.tif 000005
【図４】
2008267987.tif 000006
【図５】
2008267987.tif 000007
【図６】
2008267987.tif 000008
【図７】
2008267987.tif 000009
【図８】
2008267987.tif 000010
【図９】
2008267987.tif 000011