JPH0317097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明はケーブルの温度検出装置に関する。

（発明の技術的背景） 裸あるいは絶縁被覆を施こした送電線や配電線
は、その使用状況や使用期間に応じて錆の発生度
が相違する。

裸の架空線は目視によつてもある程度錆の発生
度が点検できるが、被覆線の点検は不可能であ
り、また目視による点検自体、錆がどの程度進行
しているかを定量的に把握することは困難であ
る。

そして、錆が進行すると架空線の機械的強度が
低下し、強風により切断する危険性も増大する。

（従来技術の問題点） このような錆の発生度を定量的につかむために
は、例えば導電率の測定等が考えられるが、架空
線への装着、錆検出信号の処理方法、測定精度の
向上、錆の発生度の判定方法等に種々の問題点が
あり未だ実用化には至つていない。

また、この種の点検は活線状態で行なうことが
望ましく、安全で取扱い易く、かつケーブルに流
れる負荷電流の影響を除去する必要もある。

こうした錆検出器の錆検出信号出力は、ケーブ
ルの温度に依存する。従つて別途ケーブル温度を
測定して補正を行なう必要がある。

（発明の目的） そこで、本発明は、上記の点に着目して成され
たもので、通電電流や外気温に起因するケーブル
の温度変化の影響を受けることなくケーブルの発
錆度を検出することができる錆検出装置を提供す
ることを目的とする。

（発明の概要） 本発明は即ち被検査ケーブルに渦電流を発生さ
せ、この渦電流によつて前記被検査ケーブルの発
錆度に対応する錆検出信号を出力する錆検出手段
と、前記被検査ケーブルの通電電流を検出して前
記被検査ケーブルに発生するジユール熱に対応す
るジユール熱検出信号を出力するジユール熱検出
手段と、外気温を検出してこの外気温に対応する
温度検出信号を出力する外気温検出手段と、前記
ジユール熱検出信号と前記温度検出信号とに基づ
いて前記錆検出信号を補正する補正手段とを備え
たことを特徴とする錆検出装置に関するものであ
る。

（発明の実施例） 以下本発明を、その各構成部分と、周辺部およ
びその使用法を含めて、具体的な図面を用いて詳
述する。

本発明に係る錆検出器は、架空線に装着され
て、ロープウエイのゴンドラのようにして走行す
る空中器と、この空中器からFM波に乗せて発信
される錆検出信号を受信して錆の発生度の判定を
行なう地上器とから構成されている。

空中器 ［構成］ 第１図はこの空中器の正面図、第２図はその
―横断面図である。

空中器のベース１には、上方に２本の片持ち
軸２が固定され、この軸２にはそれぞれ一対の
テーパー滑車３，４が図示しないベアリングを
介して取付けられている。また、ベース１の下
部には、錆検出信号送信器５が固定され、その
前にはメーターパネル６およびメーターカバー
７が取付けられている。ベース１の背面上方に
は上下で一組の軸受け８が左右各一組固定され
ており、これによつて上下にスライド可能な状
態で逆Ｕ字状の取手９が取付けられている。取
手９の下端にはめ込まれたスナツプリング１０
と下側の軸受け８との間には取手９を下方向に
付勢するスプリング１１が挿入されている。そ
して、取手９の上側の軸受け８上方には取手９
の下死点を規制する受け金具１２が固定されて
いる。

一方、テーパー滑車３，４の前面にはゲート
１３が、２個の長孔１４から上記２本の片持ち
軸２の頭部がそれぞれ突き出るよう取付けられ
ている。片持ち軸２の頭部にはスナツプリング
１５がはめ込まれ、ゲート１３が軸２から外れ
ないようにされている。ゲート１３の上部と上
記受け金具１２とは２本の連結棒１６によつて
連結固定されている。

以上の各部は、天板１７、側板１８、背板１
９によつて包囲されており、これらは図示しな
いビス等によりベース１に固定されている。側
板１８には、両側方からテーパー滑車３，４の
下部を見透せる位置に被検査ケーブル２０が挿
通される切れ込みが設けられ、被検査ケーブル
挿通部２１を形成している。この被検査ケーブ
ル挿通部２１には前方から被検査ケーブル２０
をすべり込ませる開口部２２が設けられてい
る。また、ベース１には被検査ケーブル挿通部
２１に挿通された被検査ケーブル２０の外側面
にはスプリング等の力でその一端を接触させる
よう配置された錆検出コイル２３が取付けられ
ている。この錆検出コイル２３の側方には、被
検査ケーブル２０に流れる負荷電流を測定する
電流検出コイル２４が取付けられている。

［作用効果］ 以上の構成の空中器は、被検査ケーブル２０
を開口部２２から被検査ケーブル挿通部２１に
すべり込ませて、被検査ケーブル２０にテーパ
ー滑車３，４によつて吊り下げられ、被検査ケ
ーブル２０に沿つて走行する。側板１８に固定
されたハンドル２５は空中器を地上において引
張るワイヤーを結束したり、これを持運ぶとき
に把むためのものである。

また、本器は、ホツトステツク等を用いて取
手９をつかんで持ち上げると、ゲート１３が上
方にスライドして開口部２２を拡げて被検査ケ
ーブル２０の挿入を容易にし、取手９をはなす
と、スプリング１１の力で取手９が下死点まで
押し下げられ、この取手９と連結棒１６を介し
て連結されているゲート１３も下方にスライド
して開口部２２を狭くする。取手９を持ち上げ
た状態を第３図に示す。ゲート１３の長孔１４
は、ゲート１３の上死点を規制している。

一般に、架空線には接続スリーブ等の大径部
がその長手方向に存在する場合がある。そこ
で、本発明の空中器には第４図のように、互い
の小径部を対向させたテーパー角の異なる一対
のテーパー滑車３，４が取付けられている。こ
のテーパー滑車３，４を用いて被検査ケーブル
２０上を走行させると、被検査ケーブル２０の
大径部２６がここを通過するときは、第５図に
示すように被検査ケーブルの軸心２７が斜め下
方にずれ、その通過を許容する。同一のテーパ
ー角のテーパー滑車を用いた場合、被検査ケー
ブルの軸心２７が垂直に下方にずれるので、相
対的に本器は上方に突き上げられ走行中に大き
くはね上る恐れがある。上記テーパー角の相違
する一対のテーパー滑車３，４はこのような動
きを柔げる効果がある。また、被検査ケーブル
２０自体の外径が異なる場合、被検査ケーブル
２０の軸心２７が大幅に下方にずれると、被検
査ケーブル２０の外側面に押しつけられている
錆検出コイル２３が被検査ケーブル２０の最適
位置に接触しなくなる恐れがある。テーパー角
の相違する一対のテーパー滑車３，４は測定可
能な被検査ケーブル２０の外径の許容度を広げ
る効果がある。

また、テーパー角の小さいテーパー滑車３を
開口に近い側に配置しテーパー角の大きいテー
パー滑車４を錆検出コイル２３に近い側に配置
すると、被検査ケーブルの軸心２７が開口部側
に移動するので錆検出コイル２３の出入量を小
さくすることができる。

［変形例］ 上記の空中器は活線状態で使用するため、各
部品の材質はできるだけプラスチツクあるいは
絶縁体でコーテイングした金属とするのが好ま
しい。錆検出信号送信器５は錆検出コイルで検
出した錆の発生度に応じた検出信号をFM波に
して地上器に向けて発信する。メーターパネル
６にはその検出信号レベルを表示するメーター
や、電源スイツチ、バツテリーインジケーター
等を取付ける。さらにここに地上器によつて知
ることのできる錆の発生度の判定結果を表示す
るモニターランプやメーターを取付ければ、空
中器単独でも使用可能である。また、空中器内
にそのデータの記録装置例えば磁気テープレコ
ーダを収容してもよい。さらに、測定結果など
を地上器に有線で伝送する機構を設けてもよ
い。

取手９とゲート１３との連動機構は、周知の
クランクやギヤを用いて力を機械的に伝達する
ほか、ソレノイドを用いて電気的に連動させて
も良い。ゲート１３は開口部２２に対して、上
方からのみでなく下方や側方から出入しても、
被検査ケーブル２０の外れ止め効果があるもの
であれば良い。

また、この空中器にはモーターを内蔵させて
自走式としても良い。このときはテーパー滑車
の一部または全部がモーターの駆動軸にギヤ等
を介して連結される。そして、スリツプ防止の
ために被検査ケーブルを下方からゴムローラ等
でテーパー滑車に押し付ける機構を付加しても
良い。

錆検出コイルとその感度調整具 ［構成］ 錆検出コイルは空中器のベース１に第６図に
示すように取付けられている。第６図はその取
付け状態を示す縦断面図である。

錆検出コイル２３本体は、外面に環状のリブ
３０を有する円筒状のケース３１に収容され、
この中のボビン３２にコイル３３を巻回したも
のである。ケース３１の先端は被検査ケーブル
２０に常に接触するため、摩滅防止用のタイト
３４が埋め込まれている。そして、この錆検出
コイル２３本体は、ベース１にそのフランジ３
５をネジ止めされたスリーブ３６内に収容され
ている。スリーブ３６後端にはワツシヤー３７
がビス止めされ、このワツシヤー３７とケース
３１のリブ３０との間にはスプリング３８が挿
入されている。こうして、錆検出コイル本体２
３は被検査ケーブル２０の外側面に対してスプ
リング３８の力によつて常に一定圧力で押しつ
けられる。

この錆検出コイル２３は、励磁コイルと検知
コイルの二組のコイルが巻回されており、励磁
コイルによつて被検査ケーブルの電気導体外表
面に渦電流を発生させる。この渦電流は電気導
体外表面の導電率に応じた磁束を発生させるか
らこれを検知コイルによつて検出する。このた
め、両コイルの端末４本が束ねられリード線３
９としてケース３１の外に引出されている。こ
のリード線３９は前述した錆検出信号送信器５
に継ぎ込まれる。このようなコイルの構成及び
用法は例えば社団法人日本非破壊検査協会で
1977年発行された「渦流探傷試験装置」にも詳
しく記載されている。

さて、本発明においては、被検査ケーブルの
導体の表面の錆の発生度をその導電率を測定す
ることにより検査する。錆の発生度がどの程度
であればケーブルの交換を要するか、またどの
程度であれば良品かを判定するには、実際のケ
ーブルサンプルを錆検出コイルに接触させてそ
の出力信号をチエツクする必要がある。

ケーブルの切れ端を標準サンプルとして各種
用意すると、錆の進行でデータにくるいが生じ
る。この感度調整具を用いれば、所望の標準サ
ンプルを簡単に準備でき、かつその保存性が良
い。

第７図はそのケーブルサンプルに代るもので
あつて、錆検出コイルの感度を微調整するため
に用いる錆検出器の感度調整具の実施例縦断面
図である。

この調整具は、内部に空洞４０を有する柱状
体であつて、一端に被調整錆検出器の錆検出コ
イル装着部４１を有している。

また、この他端には空洞４０の開口部４２が
設けられ、これはキヤツプ４３によつて封止さ
れている。空洞４０の内周面には雌ネジ４４が
切られ、外周面にこれと対応する雄ネジの切ら
れた検知体４５がここにネジ込まれている。こ
の検知体４５は、開口部４２からドライバー等
を溝４６に差し込んで回転させ、装着部４１に
対して進退可能となつている。キヤツプ４３も
同様にネジ込みによつて固定される。ここで、
調整具本体とそのキヤツプ４３にはいずれもプ
ラスチツク等の非導電性の材料を使用し、検知
体４５には銅あるいは銅よりもやや導電率の小
さいりん青銅を使用する。

［作用効果］ 上記の感度調整具は、その装着部４１に正し
く錆検出コイル２３の先端を装着して使用す
る。検知体４５と装着部４１との間隔を第７図
のように例えばＬ１，Ｌ２，Ｌ３と３段階に設
定する。即ち、間隔がＬ１のときは導体に錆無
し、Ｌ２のときは多少錆あり、Ｌ３のときは錆
多しというように、あらかじめ実際のケーブル
と対応させて検知体４５の位置を実測して決定
しておく。

そして、検知体４５が各位置にある場合に錆
検出コイル２３が正しい出力を得、正しい判定
に結びつくかを検査する。もし、錆検出器のレ
ベルがずれていればレベル合せを行なう。

この感度調整具を各錆検出器に１個用意する
か、あるいは上記間隔Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ごとに
検知体４５を固定したものを合計３個用意して
おけば、使用前にその検出感度を正しくセツト
することができる。

［変形例］ 検出感度や要求される判定レベルの段階数に
応じて、検知体の位置あるいは形状、大きさ等
を種々変更することが可能である、また、キヤ
ツプと検知体とを一体化して、キヤツプをつま
んで回転させ、検知体の位置変更を行なつても
良い。また、位置変更手段は必ずしもネジ込み
でなく単なるはめ込みでも良い。検知体が錆を
生じると基準が狂うため、キヤツプは空洞を気
密に封止することが好ましいが、空洞内に揆水
性コンパウンド等を充填すればキヤツプ自体は
簡便な形状でよい。装着部４１は錆検出コイル
２３を定位置にセツトする多種の周知の形状に
変形が可能である。本体の材質が透明であれ
ば、検知体の位置を外から確認することもでき
る。

また、錆検出コイルを被検査ケーブル側面だ
けでなく上、下面いずれに取付けても良い。

錆検出信号送信器 ［構成］ 第８図は錆検出信号送信器のブロツク図でそ
の具体的な回路を第１０図に示す。

図において、発振器５０の出力は錆検出コイ
ル５１に接続される一方、移相器５２を介して
位相検波器５３に接続され、錆検出コイル５１
の出力はフイルタ５４を介して同じく位相検波
器５３に接続されている。この位相検波器５３
の出力は差動増幅器５５、変調器５６、波形整
形器５７、FM送信器５８に順に送られる。差
動増幅器５５には、電流検出コイル５９から整
流回路６０、補正用電圧発生器６１を経た出力
信号が接続され、変調器５６には発振器６３の
出力が入力されている。

発振器５０は例えば32KHzの一定レベルの交
番電流を錆検出コイル５１の励磁コイル６５に
送る。錆検出コイル５１で励磁コイル６５に交
番電流が流れると被検査ケーブルの導体表面に
渦電流が生じ、その錆に応じた磁束が発生す
る。これを錆検出コイルの検知コイル６６，６
７で検出しフイルタ５４に向けて送り出す。こ
の検知コイル６６，６７は差動接続され一方の
検知コイルは他方のコイルよりも導体表面に近
く配置されている。従つて被検査ケーブルがな
い場合は励磁コイル６５に交番電流が流れて
も、両検知コイル６６，６７の直列接続された
両端に電圧は生じないがケーブルがある場合は
導体表面に渦電流が生じ、これに近い側に配置
された検知コイルにより大きな誘導が生じてこ
のバランスがくずれ出力電圧が得られる。フイ
ルタ５４は、被検査ケーブルに流れる負荷電流
に起因する誘導電流を除去し、上記渦電流によ
る信号のみを通過させるバンドパス特性を有し
ている。位相検波器５３には例えばFETを使
用する。発振器５０の信号を位相器５２によつ
て所定量位相シフトさせてFETのゲートに印
加すると、位相検波器５３は入力信号を半波整
流しかつその一部をカツトする。錆検出コイル
と被検査ケーブルの距離が変動すると錆検出コ
イルの出力信号レベルが変動するが、この位相
検波器５３によりその変動を吸収し、所定レベ
ルの信号出力に調整する。差動増幅器５５は、
この位相検波器５３からの主信号と、基準電圧
発生回路６８から得られた基準電圧とを比較し
その差信号を出力側に送る。さらにこの信号は
アンプ６９を経て高周波分を除去され、ケーブ
ル表面の導電率に対応する信号となる。この信
号は例えばFETから成る変調器５６によつて
チヨツピングされる。発振器６３はFETのゲ
ートにこのチヨツピング用パルスを送るもので
ある。チヨツピング後の信号はFM波で送信す
るので、FM変調し易い800Hz程度のチヨツピ
ング周波数を選択する。チヨツピング後の信号
は例えばトランスから成る波形整形器でのこぎ
り歯状にされFM送信器５８に送られる。FM
波は例えば85MHzに選定する。

錆検出信号受信器 ［構成］ 錆検出信号受信器の回路のブロツク図を第９
図に示し、その具体例を第１１図に示す。

FM受信器７０は受信信号をFM検波する。
この出力は800Hzののこぎり歯状の信号であり、
整流回路７１を通して直流化し、もとの錆検出
信号を得る。本発明において必要とする錆検出
信号は、被検査ケーブルの表面に錆が無くその
素材のままの導電率を示す場合と多少錆が発生
して導電率が悪くなつた場合と、一定量以上錆
が発生して導電率が所定値以下となる場合であ
る。所定値以下の信号は、差動増幅器７２にお
いてカツトし、より高精度に判定できるように
所定値以上の信号のみを増幅器７３で増幅す
る。即ち、高導電率検出領域を拡大するのであ
る。

こうして得られた出力信号は記録計７４によ
つて記録される一方、例えば２レベルコンパレ
ータ７５によつてどのレベルにあるかを判定
し、錆の発生度に応じてブザー７６やランプ７
７を作動させる。

ケーブルの温度検出装置 ［構成］ 錆検出信号送信器に接続された電流検出コイ
ル５９は前述したようにケーブルに流れる負荷
電流を検出する。この信号は整流回路６０によ
つて全波整流され補正用電圧として上記基準電
圧に加算されて差動増幅器５５に入力される。

被検査ケーブル２０に流れる負荷電流は、被
検査ケーブル２０の導電率に応じてジユール熱
を発生させる。従つてケーブル温度はこの電流
検出コイル５９の出力に比例する。この信号を
補正用電圧として錆検出の出力に加味すること
によつて、被検査ケーブル２０の温度変化に伴
なうその導電率の変動を無視して錆検出を行な
うことができる。

一方、錆検出信号受信器には外気温演算装置
７８が接続されている。

第１１図において、ツエナーダイオード７９
の正極に得た一定電圧が抵抗器８０と温度検知
体８１と半固定抵抗器８２の直列回路に電流を
供給する。温度検知体８１が外気温の変動に伴
つてその抵抗値を変えると、可変抵抗器８３の
正極側にそれに対応する信号が得られる。これ
と、整流回路７１の出力信号とを逆極性で加算
し、受信器の温度補正を行なつている。

［作用効果］ 以上説明した錆検出信号送信器と受信器と
は、架空線の錆検出を架空線上で走行する錆検
出器で行ないこれを地上の受信器で分析判定す
ることができる。

そして、送信器では、FM波に変調する前に
チヨツピングを行なつているので、直流成分の
多い検出信号を忠実にFM変調することができ
る。

また、受信器では、単に被検査ケーブルの導
電率に対応する信号を増幅して利用するのでは
なく、その高導電率領域のみを拡大して錆検出
信号としているので、錆の発生度の微妙な相違
を判別でき適当な判定を下すことができる。

次に上記のケーブルの温度検出装置は、ケー
ブル近傍で被検査ケーブルに流れる負荷電流か
らケーブルに発生するジユール熱を求め、さら
にケーブルから離れたケーブルの温度の影響の
無い場所で外気温を測定し、それぞれに対応す
る信号を結果的に合成して補正用の信号を作り
出しているので、手軽でかつ正確な補正値を得
ることができる。ケーブルの導体温度が変化す
ればその電気抵抗が変化する。このとき励磁コ
イルによつて導体表面に生じる渦電流も変化す
る。そこで、負荷電流を検出して、所定の係数
を掛け、これに外気温を加算してケーブル導体
温度を求める。このデータをもとに温度補正が
できる。

このようなジユール熱演算装置と外気温演算
装置とはそれぞれ独立のケースに収容して各種
の電気ケーブルの温度検出や測定器の補正用と
して使用することができる。

［変形例］ このような温度測定方法は上記の錆検出装置
のほか、例えば地中に埋設されたCVケーブル
の温度測定等に応用が可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ケーブ
ルの温度変化の影響を受けることなくケーブルの
発錆度を検出することができる錆検出装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置の各部の実施例を示すもの
で、第１図は空中器の正面図、第２図はその―
横断面図、第３図はそのゲートの作動説明図、
第４図と第５図はテーパー滑車の使用状態説明
図、第６図は錆検出コイルの取付け状態を示す縦
断面図、第７図はその感度調整具の縦断面図、第
８図は錆検出信号送信器のブロツク図、第９図は
錆検出信号受信器のブロツク図、第１０図と１１
図はこれら送信器および受信器の具体的な回路図
である。 ３，４…テーパー滑車、５…錆検出信号送信
器、１３…ゲート、２０…被検査ケーブル、２１
…被検査ケーブル挿通部、２２…被検査ケーブル
挿通部の開口部、２３…錆検出コイル、４０…空
洞、４１…錆検出コイル装着部、４２…空洞の開
口部、４５…検知体、４９…調整具本体、５９…
電流検出コイル、７８…外気温演算装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査ケーブルに渦電流を発生させ、この渦
   電流によつて前記被検査ケーブルに生じた磁束を
   検出して前記被検査ケーブルの発錆度に対応する
   錆検出信号を出力する錆検出手段と、 前記被検査ケーブルの通電電流を検出して前記
   被検査ケーブルに発生するジユール熱に対応する
   ジユール熱検出信号を出力するジユール熱検出手
   段と、 外気温を検出してこの外気温に対応する温度検
   出信号を出力する外気温検出手段と、 前記ジユール熱検出信号と前記温度検出信号と
   に基づいて前記錆検出信号を補正する補正手段
   と、 を備えたことを特徴とする錆検出装置。