(57)【要約】【課題】  本発明では、ケーブル半断線という事象を活栓状態にて、工数をかけず、装置として自動的に、かつ正確に検知することを目的とする。また、ケーブルという長さが不定でかつ半断線という事象がどこで発生するか判らない対象物に対し、的確に検出することを目的とする。【解決手段】  電流が流れているケーブルにおいて、ケーブルの温度を測定するためのセンサ部と，センサからの信号を計測する計測部と，複数箇所の温度計測結果を記憶する記憶部と，複数箇所の温度差の良否判定閾値を設定する設定部と、複数箇所の温度計測結果から前記設定部により設定した温度差閾値を越えているか否かを判定する判断部とを具備することでケーブル半断線という事象を検知する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れているケーブルの半断線検知装置において、ケーブルの温度を測定するためのセンサ部と，センサからの信号を計測する計測部と，複数箇所の温度計測結果を記憶する記憶部と，複数箇所の温度差の良否判定閾値を設定する設定部と、複数箇所の温度計測結果から前記設定部により設定した温度差閾値を越えているか否かを判定する判断部とを具備したことを特徴とするケーブル半断線検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活線状態における負荷への給電ケーブルの断線有無，断線箇所を特定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーブルが非活栓状態における半断線検知方法として、ケーブルを負荷設備から外し、他ケーブル単体の状態でケーブル導体両端の抵抗値を測定し半断線を確認する方法があった。図１２にその従来例を示す。ケーブル１の導体８の両端を抵抗測定器９と接続し、導体の抵抗値を測定し、健全時の抵抗値との比較を人手で行い、判断する方法である。
【０００３】
また、ケーブルが活栓状態における半断線検知方法としては、ケーブル被覆に複数のサーモラベル等の温度センサを貼付け温度の上昇差を目視で確認、判断しケーブル半断線を確認する方法があった。図１３に従来例を示す。ケーブル１の被覆部にサーモラベル１０を複数貼付け、複数のサーモラベル１０の中で温度が高い箇所を半断線部と人手で判断する方法である。
【０００４】
また、特開平０８-１７１４２６号公報（特許文献１）には、発熱部温度制御装置の技術が挙げられている。図１４にそのブロック図を示す。発熱部温度制御装置には、一次ＡＣ電源１１から発熱部１２に対し給電を行っている。その給電ラインであるＡＣ印加駆動部１３と発熱部１２との間に通電状態検知手段としてのＡＣ通電電流有無検知部１６が接続されており、該ＡＣ通電電流有無検知部１６の出力である発熱部１２におけるＡＣ通電電流有無情報２０が温度制御部１５に入る。このＡＣ通電電流有無情報２０は電流が流れている時には“Ｈ”レベルの信号を、また電流が流れていない時には“Ｌ”レベルの信号を出すようになっており、この信号により発熱部１２の断線を検知できる。また、温度制御部１５では、ＡＣ電源電圧レベル検知部１８による１９と温度検知手段１４により得られる発熱部温度情報１７により設定した目標温度への到達時間の判定、及び発熱部温度情報１７から求められる検知温度と予め設定された異常温度の比較をおこなっており、この判定結果により発熱部１２の異常判断をおこなってる。温度異常と判定した場合は、ＡＣ印加駆動部１３によりＡＣ電流の印加を停止し発熱部温度制御装置の動作を終了する。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８-１７１４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のケーブル非活栓状態における半断線検知方法では、活栓状態ではケーブル半断線の検出が行えないので２４時間連続稼動している設備では適用できないという問題点があった。またケーブルを取り外す必要があることから検知するため多大な工数を要するという問題点があった。また、ケーブル両端の抵抗値を測定したとしても、健全ケーブルの抵抗値と半断線ケーブルの抵抗値との差が極小であり、判断を誤る可能性が高かった。
【０００７】
また、ケーブル活栓状態における半断線検知方法では、ケーブル被覆に複数のサーモラベル等の温度センサを貼付け温度の上昇差を目視で確認し半断線を検知する方法なので、人手を介在しての判断となってしまい判断が曖昧，かつ工数のかかるという問題があった。
【０００８】
また特許文献１では、発熱部温度制御装置にて常時温度検知手段により得られる発熱部温度情報により発熱部の異常を判断するが、発熱部という予め認知している発熱部に対する異常を判断であり、局部的な異常しか判らないという問題点があった。
【０００９】
本発明では、ケーブル半断線という事象を活栓状態にて、工数をかけず、正確に検知することを目的としている。
【００１０】
また本発明では、ケーブル半断線という事象を人手による判断ではなく、装置として自動的に、かつ正確に検知することを目的としている。
【００１１】
また本発明では、ケーブルという長さが不定でかつ半断線という事象がどこで発生するか判らない対象物に対し、的確に検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、電流が流れているケーブルの半断線検知装置において、ケーブルの温度を測定するためのセンサ部と，センサからの信号を計測する計測部と，複数箇所の温度計測結果を記憶する記憶部と，複数箇所の温度差の良否判定閾値を設定する設定部と、複数箇所の温度計測結果から前記設定部により設定した温度差閾値を越えているか否かを判定する判断部とを具備することでケーブル半断線という事象を検知する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、活栓状態において複数箇所の温度差を比較判断することにより、半断線箇所を停電を行わずして検知できる。
【００１４】
また本発明によれば、判断部によりケーブル複数箇所の温度差を比較判断するので、人手によるご判断をなくし、正確にかつ自動的にケーブル半断線という事象を検知できる。
また本発明によれば、不定長である電流を流しているケーブルに対し複数箇所の温度差を比較判断することにより、どの部位で発生するか判らない半断線という事象を的確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、本発明の第１の実施例を図１に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図１において、１は半断線検知対象となるケーブル、２は本発明のケーブル半断線装置である。
【００１７】
ケーブル半断線装置２に組み込まれているセンサ部３によりケーブル１の温度をセンシングし、計測部４により温度演算、ｄに当該箇所のケーブル温度を記憶する。このケーブル温度測定をケーブル１の任意の複数箇所に対し繰り返し行う。
【００１８】
また設定部６では温度測定箇所数、及び半断線検知基準となる温度閾値（ΔＴ）を設定する。
【００１９】
演算部４では測定した複数箇所（Ｎ）のケーブル１測定温度（ＴN）に対し温度平均値（ＴTYP）の演算，及び各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）を演算する。
【００２０】
判定部７では前記各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）と、設定部６により設定した温度閾値（ΔＴ）とを比較し、温度閾値（ΔＴ）よりも高い温度測定箇所を判定する。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の第２の実施例を図２及び図３に基づき説明する。図２は本発明の第２の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図２も前述の図１と同様の動作をするが、前述の判定部７にて前記各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）と、設定部６により設定した温度閾値（ΔＴ）とを比較し、温度閾値（ΔＴ）よりも高い温度測定箇所を判定した結果を表示する表示部２１を有している。
【００２２】
この表示分２１により、ケーブル半断線の有無，及び箇所を表示し操作者に対し知らしめることが可能となる。
【００２３】
図３は本発明の第２の実施例のフローチャートについて説明する。まず、設定部６によりケーブル半断線の判断基準となる温度閾値（ΔＴ）、及びケーブル１の温度測定箇所数（Ｎ）を設定する（ステップS1-1、ステップS1-2）。次にケーブル半断線装置２に組み込まれているセンサ部３によりケーブル１の温度をセンシング（ステップS1-3）する。１ヶ所の温度測定が終わったら温度測定箇所数（Ｎ）をマイナス１づつ減算（ステップS1-4）し、また次の温度測定へと移る。温度測定箇所数（Ｎ‘）が０になった時点（ステップS1-5）で温度計測を終了し、ケーブル１測定温度（ＴN）に対し温度平均値（ＴTYP）の演算，及び各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）を演算部４にて行う（ステップS1-6、ステップS1-7）。前述各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）と前述ケーブル半断線の判断基準となる温度閾値（ΔＴ）とをＮ回比較判定（ステップS1-8）し、各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）が温度閾値（ΔＴ）よりも上回った場合、半断線有りのフラグ（ＦN）をセットする（ステップS1-9）。この判定を温度測定箇所数であるＮ回行う（ステップS1-10，ステップS1-11）。全温度測定箇所に対し前述比較判定終了後、半断線有りのフラグ（ＦN）がセットされたかどうかを判定（ステップS1-12）し、半断線有りのフラグ（ＦN）がセットされた箇所は表示部２１により“半断線箇所”として表示する（ステップS1-13）。全温度測定箇所において半断線有りのフラグ（ＦN）がセットされなかった場合は表示部２１により“正常”として表示する（ステップS1-14）
尚、判定の対象となる温度は本実施例２では各測定温度（ＴN）に対する温度平均値との差（ΔＴN）を用いているが、最低測定温度に対する各測定温度差を用いてもよい。
【実施例３】
【００２４】
次に、本発明の第３の実施例を図４に基づき説明する。図４は本発明の第３の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図２の本発明の第２の実施例に対し、設定部６の代わりに予め温度閾値データを組み込んだ温度閾値テーブル２２を有している例である。この温度閾値テーブル２２には、ケーブルに流す電流値に対する健全ケーブルと半断線ケーブルとの温度差を予め温度閾値テーブルとして組み込んでおき、各測定温度（ＴN）との比較判定に使用する。
【実施例４】
【００２５】
次に、本発明の第４の実施例を図５に基づき説明する。図５は本発明の第４の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図４の本発明の第３の実施例に対し、設定部６を具備した例である。前述設定部６に対し、ケーブル１の被覆種類、被覆の熱導電率、導体面積、導体抵抗値等を設定する。また温度閾値テーブル２２では、各々の設定に対しケーブル１に流す電流値に対する健全ケーブルと半断線ケーブルとの温度差を予め温度閾値テーブルとして組み込んでおき、各測定温度（ＴN）との比較判定に使用する。
【実施例５】
【００２６】
次に、本発明の第５の実施例を図６に基づき説明する。図６は本発明の第５の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図２の本発明の第２の実施例に対し、センサ部３をケーブル半断線検知装置２から出し複数具備した例である。センサ部３を複数具備することで、ケーブル１の各測定箇所を同時に測定することが可能となり、測定温度データの信憑性が向上するばかりでなく、連続的な測定が可能となりケーブル半断線検知の常時監視が行える。本発明の第５の実施例ではセンサ部３とケーブル半断線検知装置２とは有線で接続しているが、無線でも良い。また、センサ部３を除くケーブル半断線検知装置２の構成は第１の実施例、第３の実施例、第４の実施例であっても同様の効果を発揮する。
【実施例６】
【００２７】
次に、本発明の第６の実施例を図７に基づき説明する。図７は本発明の第６の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図２の本発明の第２の実施例に対し、センサ部３を非接触温度センサ２３としケーブル半断線検知装置２に組み込んだ例である。本実施例も前述第５の実施例と同様、非接触温度センサ２３によりケーブル１の温度測定を同時にかつ広範囲に測定可能となり、測定温度データの信憑性が向上するばかりでなく、連続的な測定が可能となりケーブル半断線検知の常時監視が行える。また、ケーブル半断線検知装置２の構成は第１の実施例、第３の実施例、第４の実施例に対しセンサ部３を非接触温度センサ２３としケーブル半断線検知装置２に組み込んでも同様の効果を発揮する。
【実施例７】
【００２８】
次に、本発明の第７の実施例を図８に基づき説明する。図８は本発明の第７の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図７の本発明の第６の実施例に対し、非接触温度センサ２３をケーブル半断線検知装置２から分離し、温度データ記憶媒体２５と一緒に温度測定装置２４に組み込んだ例である。また、ケーブル半断線検知装置２には記憶媒体読出し部２６を具備したものである。非接触温度センサ２３によりケーブル１の温度測定を複数かつ同時にセンシングし、温度測定結果を温度データ記憶媒体２５に記録。ケーブル半断線検知装置２では、記憶媒体読出し部２６により前述温度データ記憶媒体２５に記憶した温度データを読出し、後は第２の実施例と同様の設定内容に基づき、演算、判定、表示を行うものである。
【実施例８】
【００２９】
次に、本発明の第８の実施例を図９に基づき説明する。図９は本発明の第８の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図である。図２の本発明の第２の実施例に対し、ケーブル半断線検知装置２外に電流検出部２７、及びケーブル半断線検知装置２内に電流計測部２８、電流・温度閾値テーブル２９を具備した例である。電流検出部２７ではケーブル１に流れている電流の大きさをセンシングし、ケーブル半断線検知装置２に具備している電流計測部２８により電流値として演算する。この電流計測部２８の電流値データと前述センサ部３により計測した温度データとの相関関係を電流・温度閾値テーブル２９に予めデータとして組み込むことにより、電流値が変動するケーブル１の半断線検知をも可能とするものである。
【００３０】
次に、本発明の根底であるケーブル半断線事象と温度実測結果を図１０、表１、図１１に示す。
【００３１】
【表１】
2007206004.tif 000003
【００３２】
図１０はケーブル１に対する温度実測箇所を示す。予め判っている健全ケーブルと半断線ケーブルに対し等間隔にて割り振った９箇所について初期温度に対する温度上昇値を測定した。表１は前述健全ケーブルと半断線ケーブルの各箇所における温度上昇値実測結果の表である。図１１は前述健全ケーブルと半断線ケーブルの各箇所における温度上昇値実測結果のグラフを示す。
【００３３】
健全ケーブルではの温度上昇値では最低温度と最高温度の差が１．７℃であるのに対し、半断線ケーブルの温度上昇値では最低温度と最高温度の差が５．７℃と明らかに異なることが判る。実際半断線ケーブルの被覆を剥き半断線箇所を調べた結果、Ｃ点において半断線していることが確認された。
【００３４】
よって、ケーブル１の各箇所温度測定による温度上昇値と温度閾値を設定することによりケーブル半断線検知が可能であることが判る。
【００３５】
本実測では温度上昇を初期値からとしたが、ケーブル１内の各温度測定箇所の温度上昇平均値と各測定温度との差を取ってもケーブル半断線検知が可能である。また各測定温度の最大値、最小値との差を取ってもケーブル半断線検知が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
全ての設備機器に対する給電ラインに対しケーブル半断線を検知することが可能であり、突発的な断線による設備稼働停止前に予防保全，計画保全に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の第２の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の第２の実施例におけるケーブル半断線検知装置のフローチャートを示す。
【図４】本発明の第３の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図５】本発明の第４の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図６】本発明の第５の実施例におけるセンサ部、ケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図７】本発明の第６の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図８】本発明の第７の実施例における温度測定装置、ケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図９】本発明の第８の実施例におけるケーブル半断線検知装置のブロック図を示す。
【図１０】本発明の原理を使用したケーブル温度実測箇所を示す。
【図１１】本発明の原理を使用したケーブル温度上昇実測グラフを示す。
【図１２】第１の従来例の構成図を示す。
【図１３】第２の従来例の構成図を示す。
【図１４】第３の従来例（特許文献１）のブロック図を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１‥ケーブル
２‥ケーブル半断線検知装置
３‥センサ部
４‥計測部
５‥記憶部
６‥設定部
７‥判定部
８‥導体
９‥抵抗測定器
１０‥サーモラベル
１１‥一次ＡＣ電源
１２‥発熱部
１３‥ＡＣ印加駆動部
１４‥温度検知手段
１５‥温度制御部
１６‥ＡＣ通電電流有無検知部
１７‥発熱部温度情報
１８‥ＡＣ電源電圧レベル検知部
１９‥ＡＣ電源電圧レベル情報
２０‥ＡＣ通電電流有無情報
２１‥ＡＣ電源電圧レベル情報
２２‥温度閾値テーブル
２３‥非接触温度センサ
２４‥温度測定装置
２５‥温度データ記憶媒体
２６‥記憶媒体読出し部
２７‥電流検出部
２８‥電流計測部
２９‥電流・温度閾値テーブル
【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】
2007206004.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
2007206004.tif 000012
【図１０】
2007206004.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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