JPH10339632A - 海底ケーブル埋設深度測定方法および海底ケーブルの障害点検出方法およびそれに用いる交流磁気センサ装置 - Google Patents
海底ケーブル埋設深度測定方法および海底ケーブルの障害点検出方法およびそれに用いる交流磁気センサ装置Info
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- JPH10339632A JPH10339632A JP16354597A JP16354597A JPH10339632A JP H10339632 A JPH10339632 A JP H10339632A JP 16354597 A JP16354597 A JP 16354597A JP 16354597 A JP16354597 A JP 16354597A JP H10339632 A JPH10339632 A JP H10339632A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流磁気センサを用いて、敷設あるいは埋設
された海底ケーブルの障害点を正確に特定できるように
埋設深度を求めることができる埋設深度測定方法を提供
することにある。 【解決手段】 少くとも２個の交流磁気センサ（１
０）、（１１）を、海底ケーブル（１９）が敷設あるい
は埋設されている海底面（１８）からの垂直方向の距離
が一定の間隔離れるように、かつ感度の方向が互いに平
行になるように配置する。交流磁気センサ（１０）、
（１１）は、海底ケーブル（１９）の給電路（２０）を
通って流される交流電流により発生される磁界の強さあ
るいは磁束密度を測定する。この磁界の強さあるいは磁
束密度が求まると、その比α、交流磁気センサ（１
０）、（１１）間の距離Ｐ、および下側の交流磁気セン
サ（１１）と海底面との間の距離βから、海底ケーブル
の埋設深度Ｄを求めることができる。
された海底ケーブルの障害点を正確に特定できるように
埋設深度を求めることができる埋設深度測定方法を提供
することにある。 【解決手段】 少くとも２個の交流磁気センサ（１
０）、（１１）を、海底ケーブル（１９）が敷設あるい
は埋設されている海底面（１８）からの垂直方向の距離
が一定の間隔離れるように、かつ感度の方向が互いに平
行になるように配置する。交流磁気センサ（１０）、
（１１）は、海底ケーブル（１９）の給電路（２０）を
通って流される交流電流により発生される磁界の強さあ
るいは磁束密度を測定する。この磁界の強さあるいは磁
束密度が求まると、その比α、交流磁気センサ（１
０）、（１１）間の距離Ｐ、および下側の交流磁気セン
サ（１１）と海底面との間の距離βから、海底ケーブル
の埋設深度Ｄを求めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底ケーブルの敷
設、埋設位置、あるいは障害点の位置を正確に把握する
ための埋設深度測定方法および海底ケーブルの障害点検
出方法およびこれに用いる交流磁気センサ装置に関す
る。また、船から曳航するのに適した構造の交流磁気セ
ンサ装置に関する。
設、埋設位置、あるいは障害点の位置を正確に把握する
ための埋設深度測定方法および海底ケーブルの障害点検
出方法およびこれに用いる交流磁気センサ装置に関す
る。また、船から曳航するのに適した構造の交流磁気セ
ンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】海底ケーブルに発生した障害を修理する
ためには、まず、海底ケーブルの敷設または埋設位置と
障害点の位置の両方を特定する必要がある。特に、漁業
等による外的要因による障害を防止する目的で海底ケー
ブルを埋設している区間では、海底ケーブルの修理によ
って非埋設になる区間をできるだけ短くするために、障
害点の位置を正確に特定する必要がある。
ためには、まず、海底ケーブルの敷設または埋設位置と
障害点の位置の両方を特定する必要がある。特に、漁業
等による外的要因による障害を防止する目的で海底ケー
ブルを埋設している区間では、海底ケーブルの修理によ
って非埋設になる区間をできるだけ短くするために、障
害点の位置を正確に特定する必要がある。
【０００３】海底ケーブルの敷設または埋設位置と障害
点の位置を特定するには、陸上の海底ケーブル中継所か
ら海底ケーブルの給電路に低周波信号（１６〜２５Ｈ
ｚ）または直流信号を流し、この信号によって発生する
磁界を交流または直流磁気センサで検出することにより
位置の特定を行う方法が採られている。
点の位置を特定するには、陸上の海底ケーブル中継所か
ら海底ケーブルの給電路に低周波信号（１６〜２５Ｈ
ｚ）または直流信号を流し、この信号によって発生する
磁界を交流または直流磁気センサで検出することにより
位置の特定を行う方法が採られている。
【０００４】このような場合には、感度が高く、海底ケ
ーブル中継所からの信号を検知しながら海底ケーブルに
沿って走行でき、正確に障害点の特定ができる水中ロボ
ットに搭載した磁気センサを利用する方法が採られる。
水中ロボットには３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向の感度の指
向性を有する磁気センサを２組搭載しており、これらの
磁気センサを水平方向に一定の間隔を開けて取付けてい
るので、各磁気センサの検知する磁界のべクトルを合成
すれば、磁気センサと海底ケーブルの垂直距離、すなわ
ち、埋設深度を求めることができる。
ーブル中継所からの信号を検知しながら海底ケーブルに
沿って走行でき、正確に障害点の特定ができる水中ロボ
ットに搭載した磁気センサを利用する方法が採られる。
水中ロボットには３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向の感度の指
向性を有する磁気センサを２組搭載しており、これらの
磁気センサを水平方向に一定の間隔を開けて取付けてい
るので、各磁気センサの検知する磁界のべクトルを合成
すれば、磁気センサと海底ケーブルの垂直距離、すなわ
ち、埋設深度を求めることができる。
【０００５】しかし、水中ロボットの故障や水中ロボッ
トが他の工事に使われていることもあり、この方法が採
れない場合もある。従来このような場合には、曳航式の
交流磁気センサ（差動型交流磁気センサ等）や直流磁気
センサ（プロトン磁力計等）が使われいる。
トが他の工事に使われていることもあり、この方法が採
れない場合もある。従来このような場合には、曳航式の
交流磁気センサ（差動型交流磁気センサ等）や直流磁気
センサ（プロトン磁力計等）が使われいる。
【０００６】これらの曳航式の磁気センサのうち直流磁
気センサは、近くに鉄などの磁性体がある場合に反応し
たり、地磁気の影響を受けるため、取扱いが難しいとい
う問題がある。これに対して交流磁気センサは、地磁気
等の影響を受け難く取扱いが簡便である。
気センサは、近くに鉄などの磁性体がある場合に反応し
たり、地磁気の影響を受けるため、取扱いが難しいとい
う問題がある。これに対して交流磁気センサは、地磁気
等の影響を受け難く取扱いが簡便である。
【０００７】曳航式交流磁気センサにより海底ケーブル
の障害点を特定するには、まず、海底ケーブルと直交す
るように曳航して海底ケーブルの位置を検知し、その
後、海底ケーブルと直交する位置を少しずつ変えながら
数回曳航を行い、それぞれの検出された磁界の強さから
海底ケーブルの障害点として特定できる範囲を狭めてい
く方法が従来から採られている。
の障害点を特定するには、まず、海底ケーブルと直交す
るように曳航して海底ケーブルの位置を検知し、その
後、海底ケーブルと直交する位置を少しずつ変えながら
数回曳航を行い、それぞれの検出された磁界の強さから
海底ケーブルの障害点として特定できる範囲を狭めてい
く方法が従来から採られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、曳航式交流磁
気センサの感度が１軸方向の指向性であるため、このま
までは埋設深度の測定ができず、場合によっては、障害
点の特定が困難な場合がある。
気センサの感度が１軸方向の指向性であるため、このま
までは埋設深度の測定ができず、場合によっては、障害
点の特定が困難な場合がある。
【０００９】一般に、海底ケーブルの給電路を流れる交
流電流により発生する磁界の強さは、同ケーブルの給電
路を流れる交流電流の実効値に比例し、同ケーブルの給
電路からの距離に反比例し、下記の(1) 式で表されるこ
とが知られている。
流電流により発生する磁界の強さは、同ケーブルの給電
路を流れる交流電流の実効値に比例し、同ケーブルの給
電路からの距離に反比例し、下記の(1) 式で表されるこ
とが知られている。
【００１０】Ｈ＝Ｉ／２πＲ …(1) ここで、Ｈは磁界の強さ（Ａｒｍｓ／ｍ）、Ｉは海底ケ
ーブルの給電路を流れる交流電流の実効値 (Ａｒｍｓ)
、Ｒは海底ケーブルの給電路からの距離（ｍ）であ
る。ここに、ｒｍｓは、ルートミーンスクエアを示して
いる。
ーブルの給電路を流れる交流電流の実効値 (Ａｒｍｓ)
、Ｒは海底ケーブルの給電路からの距離（ｍ）であ
る。ここに、ｒｍｓは、ルートミーンスクエアを示して
いる。
【００１１】ケーブルは切断していないが給電路が海水
に接地されているという絶縁障害（シャント障害）の場
合には、障害点の接地抵抗は通常数十Ω（オーム）以上
であるため、海底ケーブル中継所から流している交流電
流は障害点で全電流が海水に流れず、一部が障害点より
も先に分流する。
に接地されているという絶縁障害（シャント障害）の場
合には、障害点の接地抵抗は通常数十Ω（オーム）以上
であるため、海底ケーブル中継所から流している交流電
流は障害点で全電流が海水に流れず、一部が障害点より
も先に分流する。
【００１２】図６は、海底ケーブルのある箇所におい
て、絶縁障害（シャント障害）が起きた時の状態を示す
図である。この図６は、海底ケーブル中継所のＡ局（図
示されていない）から海底ケーブル（５０）に交流電流
Ｉ0 を流している時に、障害点（５１）よりも海底ケー
ブル中継所のＡ局側の地点Ｅにおける交流電流の実効値
Ｉ1 が０．１Ａｒｍｓで埋設深度ｄ1 が１ｍであり、障
害点（５１）よりも海底ケーブル中継所のＢ局側の地点
Ｆにおける交流電流の実効値Ｉ2 が０．０１Ａｒｍｓで
埋設深度ｄ2 が０．１ｍの場合の例である。この場合の
交流磁気センサ（５２）、（５３）が検出する磁界の強
さは、上記（１）式より、障害点（５１）の前後の地点
ＥおよびＦのいずれにおいても（０．０５／π）Ａｒｍ
ｓ／ｍと同一となり、交流磁気センサ（５２）、（５
３）で単純に磁界の強さを測定しただけでは、障害点
（５１）を特定できないという問題があった。
て、絶縁障害（シャント障害）が起きた時の状態を示す
図である。この図６は、海底ケーブル中継所のＡ局（図
示されていない）から海底ケーブル（５０）に交流電流
Ｉ0 を流している時に、障害点（５１）よりも海底ケー
ブル中継所のＡ局側の地点Ｅにおける交流電流の実効値
Ｉ1 が０．１Ａｒｍｓで埋設深度ｄ1 が１ｍであり、障
害点（５１）よりも海底ケーブル中継所のＢ局側の地点
Ｆにおける交流電流の実効値Ｉ2 が０．０１Ａｒｍｓで
埋設深度ｄ2 が０．１ｍの場合の例である。この場合の
交流磁気センサ（５２）、（５３）が検出する磁界の強
さは、上記（１）式より、障害点（５１）の前後の地点
ＥおよびＦのいずれにおいても（０．０５／π）Ａｒｍ
ｓ／ｍと同一となり、交流磁気センサ（５２）、（５
３）で単純に磁界の強さを測定しただけでは、障害点
（５１）を特定できないという問題があった。
【００１３】本発明の目的は、前記した問題点を解決す
るために、交流磁気センサを用いて、敷設あるいは埋設
された海底ケーブルの障害点を正確に特定できるように
埋設深度を求めることができる埋設深度測定方法を提供
することにある。また、他の目的は、海底ケーブルの障
害点の特定を容易に行える障害点検出方法を提供するこ
とにある。さらに、他の目的は、前記埋設深度測定方法
に使用するため、曳航に好適な交流磁気センサ装置を提
供することにある。
るために、交流磁気センサを用いて、敷設あるいは埋設
された海底ケーブルの障害点を正確に特定できるように
埋設深度を求めることができる埋設深度測定方法を提供
することにある。また、他の目的は、海底ケーブルの障
害点の特定を容易に行える障害点検出方法を提供するこ
とにある。さらに、他の目的は、前記埋設深度測定方法
に使用するため、曳航に好適な交流磁気センサ装置を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、海底ケーブルが敷設あるいは埋設されて
いる海底面からの垂直方向の距離が一定の間隔離れるよ
うに、かつ感度の方向が互いに平行になるように少くと
も２個の交流磁気センサを配置し、該交流磁気センサに
より、前記海底ケーブルを流れる交流電流によって生ず
る磁界の強さあるいは磁束密度の測定を行い、その測定
結果を用いて前記海底ケーブルの深度を求めるようにし
た点に第１の特徴がある。
に、本発明は、海底ケーブルが敷設あるいは埋設されて
いる海底面からの垂直方向の距離が一定の間隔離れるよ
うに、かつ感度の方向が互いに平行になるように少くと
も２個の交流磁気センサを配置し、該交流磁気センサに
より、前記海底ケーブルを流れる交流電流によって生ず
る磁界の強さあるいは磁束密度の測定を行い、その測定
結果を用いて前記海底ケーブルの深度を求めるようにし
た点に第１の特徴がある。
【００１５】また、本発明は、求められた海底ケーブル
の深度と、前記交流磁気センサのいずれかによって測定
された磁界の強さあるいは磁束密度とを少くとも用い
て、前記海底ケーブルに流れる交流電流を求め、海底ケ
ーブルの故障点を検出するようにした点に第２の特徴が
ある。
の深度と、前記交流磁気センサのいずれかによって測定
された磁界の強さあるいは磁束密度とを少くとも用い
て、前記海底ケーブルに流れる交流電流を求め、海底ケ
ーブルの故障点を検出するようにした点に第２の特徴が
ある。
【００１６】さらに、本発明は、２個以上の交流磁気セ
ンサがそれらの感度の方向が互いに平行になるように互
いに平行に配置され、かつ該平行に配置された交流磁気
センサをこれらに垂直な平面で切った時、該平面上に現
れる交流磁気センサの断面を結ぶ形状が、三角形、長方
形、および正方形のいずれか一つになるように配置さ
れ、該交流磁気センサの配置が固定的にされた交流磁気
センサ装置を提供するようにした点に第３の特徴があ
る。
ンサがそれらの感度の方向が互いに平行になるように互
いに平行に配置され、かつ該平行に配置された交流磁気
センサをこれらに垂直な平面で切った時、該平面上に現
れる交流磁気センサの断面を結ぶ形状が、三角形、長方
形、および正方形のいずれか一つになるように配置さ
れ、該交流磁気センサの配置が固定的にされた交流磁気
センサ装置を提供するようにした点に第３の特徴があ
る。
【００１７】これらの特徴によれば、海底ケーブルの深
度が正確に測定することができるようになり、また海底
ケーブルの障害点を検出できるようになる。また、交流
磁気センサ装置が曳航索を用いて海底面上を曳航され、
交流磁気センサ装置が転倒等を起こしたとしても、海底
面からの垂直方向の距離が一定の間隔離れた交流磁気セ
ンサを必ず確保することができ、信頼性の高い交流磁気
センサ装置を提供できるようになる。
度が正確に測定することができるようになり、また海底
ケーブルの障害点を検出できるようになる。また、交流
磁気センサ装置が曳航索を用いて海底面上を曳航され、
交流磁気センサ装置が転倒等を起こしたとしても、海底
面からの垂直方向の距離が一定の間隔離れた交流磁気セ
ンサを必ず確保することができ、信頼性の高い交流磁気
センサ装置を提供できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。まず、本発明の埋設深度測定方法の
原理について、図１を参照して説明する。
を詳細に説明する。まず、本発明の埋設深度測定方法の
原理について、図１を参照して説明する。
【００１９】図１(a) において、交流磁気センサ（１
０）と交流磁気センサ（１１）の海底面（１８）に垂直
方向の距離はＰ、海底面（１８）に近い方の交流磁気セ
ンサ（１１）と海底面（１８）との距離はβ、海底ケー
ブル（１９）の埋設深度はＤであり、海底ケーブル（１
９）の給電路（２０）に流れている交流電流の実効値は
Ｉである。また、同図(b) の直交座標ｘ−ｙ−ｚは、交
流磁気センサ（１０）と交流磁気センサ（１１）の感度
の方向ｘ（紙面に垂直方向）、海底ケーブル（１９）の
方向ｙ、および交流磁気センサ（１０）と交流磁気セン
サ（１１）の中心を結ぶ線の方向ｚを示している。図か
ら明らかなように、交流磁気センサ（１０）と（１１）
の感度の方向ｘは互いに平行で、かつ海底ケーブルの方
向ｙに対して直角になっている。
０）と交流磁気センサ（１１）の海底面（１８）に垂直
方向の距離はＰ、海底面（１８）に近い方の交流磁気セ
ンサ（１１）と海底面（１８）との距離はβ、海底ケー
ブル（１９）の埋設深度はＤであり、海底ケーブル（１
９）の給電路（２０）に流れている交流電流の実効値は
Ｉである。また、同図(b) の直交座標ｘ−ｙ−ｚは、交
流磁気センサ（１０）と交流磁気センサ（１１）の感度
の方向ｘ（紙面に垂直方向）、海底ケーブル（１９）の
方向ｙ、および交流磁気センサ（１０）と交流磁気セン
サ（１１）の中心を結ぶ線の方向ｚを示している。図か
ら明らかなように、交流磁気センサ（１０）と（１１）
の感度の方向ｘは互いに平行で、かつ海底ケーブルの方
向ｙに対して直角になっている。
【００２０】このように、交流磁気センサ（１０）と
（１１）の感度の方向ｘを互いに平行にするのは、磁界
の強さが前記の(1) 式のように海底ケーブルを流れる交
流電流の実効値Ｉに比例し、海底ケーブルと交流磁気セ
ンサの距離Ｒに反比例するのに対し、交流磁気センサの
検知出力Ｖは下記の(2) 式のように磁界のベクトルの方
向と交流磁気センサの感度の方向とのなす角度θの余弦
にも比例するので、各交流磁気センサの感度の方向を同
一にする必要があるからである。 Ｖ＝Ｓ・Ｉ／２πＲ・cos θ＝Ｓ・Ｈcos θ …(2) ここで、Ｓは交流磁気センサの感度特性で決まる定数で
ある。
（１１）の感度の方向ｘを互いに平行にするのは、磁界
の強さが前記の(1) 式のように海底ケーブルを流れる交
流電流の実効値Ｉに比例し、海底ケーブルと交流磁気セ
ンサの距離Ｒに反比例するのに対し、交流磁気センサの
検知出力Ｖは下記の(2) 式のように磁界のベクトルの方
向と交流磁気センサの感度の方向とのなす角度θの余弦
にも比例するので、各交流磁気センサの感度の方向を同
一にする必要があるからである。 Ｖ＝Ｓ・Ｉ／２πＲ・cos θ＝Ｓ・Ｈcos θ …(2) ここで、Ｓは交流磁気センサの感度特性で決まる定数で
ある。
【００２１】上記の状態で交流磁気センサ（１０）と交
流磁気センサ（１１）を海底ケーブル（１９）を横切る
ように移動させた時に交流磁気センサ（１０）と交流磁
気センサ（１１）が検知した磁界の最大の強さを、それ
ぞれＨｍ、Ｈｎとすると、このＨｍとＨｎの比αは、下
記の(3) 式のように表すことができる。
流磁気センサ（１１）を海底ケーブル（１９）を横切る
ように移動させた時に交流磁気センサ（１０）と交流磁
気センサ（１１）が検知した磁界の最大の強さを、それ
ぞれＨｍ、Ｈｎとすると、このＨｍとＨｎの比αは、下
記の(3) 式のように表すことができる。
【００２２】
【数１】 したがって、上記の(3) 式を変形すると埋設深度Ｄは下
記の(4) 式のように表すことができる。
記の(4) 式のように表すことができる。
【００２３】 Ｄ＝｛Ｐ／（α−１）｝−β （但し、α＞１） …(4) そこで、前記２つの交流磁気センサ（１０）と（１１）
で求めたＨｍとＨｎの比α、これらの交流磁気センサ
（１０）と（１１）の垂直方向の距離Ｐ、交流磁気セン
サ（１１）と海底面（１８）の距離βを上記(4) 式に代
入することによって、前記埋設深度Ｄを求めることがで
きる。
で求めたＨｍとＨｎの比α、これらの交流磁気センサ
（１０）と（１１）の垂直方向の距離Ｐ、交流磁気セン
サ（１１）と海底面（１８）の距離βを上記(4) 式に代
入することによって、前記埋設深度Ｄを求めることがで
きる。
【００２４】しかし、曳航式の交流磁気センサの場合で
は、海底面（１８）に交流磁気センサを下ろした時には
必ずしも交流磁気センサ（１１）が海底面（１８）に近
い側になるとは限らない。このため、交流磁気センサ
（１０）および（１１）が検知した磁界の強さのうち大
きい方が海底面（１８）に近い側の磁界の強さとし、α
を常に１より大として、上式(4) に代入して埋設深度Ｄ
を求める。
は、海底面（１８）に交流磁気センサを下ろした時には
必ずしも交流磁気センサ（１１）が海底面（１８）に近
い側になるとは限らない。このため、交流磁気センサ
（１０）および（１１）が検知した磁界の強さのうち大
きい方が海底面（１８）に近い側の磁界の強さとし、α
を常に１より大として、上式(4) に代入して埋設深度Ｄ
を求める。
【００２５】また、磁束密度は磁界の強さと海水の透磁
率の積であるので、図１(a) において交流磁気センサ
（１０）と（１１）が検知した磁束密度をそれぞれＢ
ｍ、Ｂｎとし、海水の透磁率をμとすれば、下記の(5)
式のようにＢｍとＢｎの比は、ＨｍとＨｎの比と同じα
となる。このため、磁束密度ＢｍとＢｎの比を用いても
埋設深度Ｄを算出できる。
率の積であるので、図１(a) において交流磁気センサ
（１０）と（１１）が検知した磁束密度をそれぞれＢ
ｍ、Ｂｎとし、海水の透磁率をμとすれば、下記の(5)
式のようにＢｍとＢｎの比は、ＨｍとＨｎの比と同じα
となる。このため、磁束密度ＢｍとＢｎの比を用いても
埋設深度Ｄを算出できる。
【００２６】 Ｂｎ／Ｂｍ＝μＨｎ／μＨｍ＝Ｈｎ／Ｈｍ＝α …(5) 埋設深度Ｄが求まれば、これに交流磁気センサ（１１）
〜海底面（１８）間の距離βを加えた合計の値を交流磁
気センサ（１１）〜海底ケーブル（１９）間の距離とし
て、前記(1) 式のＲに、また海底面に近い側の交流磁気
センサ（１１）が検知した磁界の強さを(1) 式のＨにそ
れぞれ代入して、海底ケーブル（１９）の給電路（２
０）に流れている交流電流の実効値Ｉを逆に算出する。
〜海底面（１８）間の距離βを加えた合計の値を交流磁
気センサ（１１）〜海底ケーブル（１９）間の距離とし
て、前記(1) 式のＲに、また海底面に近い側の交流磁気
センサ（１１）が検知した磁界の強さを(1) 式のＨにそ
れぞれ代入して、海底ケーブル（１９）の給電路（２
０）に流れている交流電流の実効値Ｉを逆に算出する。
【００２７】前記の図６の例に対して上記の計算を試み
ると、障害点の前後でいずれも磁界の強さが（０．０５
／π）Ａｒｍｓ／ｍであったが、障害点（５１）の海底
ケーブル中継所側のＡ局側の地点Ｅの埋設深度ｄ1 は１
ｍと求まるので、前記(1) 式によりこの点の海底ケーブ
ルの給電路を流れる交流電流の実効値Ｉ1 は０．１Ａｒ
ｍｓと算出できる。一方、障害点（５１）の海底ケーブ
ル中継所のＢ局側の地点Ｆにおける埋設深度ｄ2 は０．
１ｍと求まるので、この点の海底ケーブルの給電路を流
れる交流電流の実効値Ｉ2 は０．０１Ａｒｍｓと算出さ
れ、障害点（５１）は地点ＥとＦの間に存在すると判定
することができようになる。
ると、障害点の前後でいずれも磁界の強さが（０．０５
／π）Ａｒｍｓ／ｍであったが、障害点（５１）の海底
ケーブル中継所側のＡ局側の地点Ｅの埋設深度ｄ1 は１
ｍと求まるので、前記(1) 式によりこの点の海底ケーブ
ルの給電路を流れる交流電流の実効値Ｉ1 は０．１Ａｒ
ｍｓと算出できる。一方、障害点（５１）の海底ケーブ
ル中継所のＢ局側の地点Ｆにおける埋設深度ｄ2 は０．
１ｍと求まるので、この点の海底ケーブルの給電路を流
れる交流電流の実効値Ｉ2 は０．０１Ａｒｍｓと算出さ
れ、障害点（５１）は地点ＥとＦの間に存在すると判定
することができようになる。
【００２８】本発明の埋設深度測定方法に適用する交流
磁気センサの一例としては、特開平９−８０１３２号公
報の図４に示されているような、コイルをステンレス製
円筒状耐圧容器の中に収容した構成のものを使用でき
る。また、母船により曳航する交流磁気センサの場合の
曳航索の一例としては、各交流磁気センサからの検知信
号を母船に伝送することが可能な多芯信号線入りの曳航
索が使用できる。
磁気センサの一例としては、特開平９−８０１３２号公
報の図４に示されているような、コイルをステンレス製
円筒状耐圧容器の中に収容した構成のものを使用でき
る。また、母船により曳航する交流磁気センサの場合の
曳航索の一例としては、各交流磁気センサからの検知信
号を母船に伝送することが可能な多芯信号線入りの曳航
索が使用できる。
【００２９】水中ロボットを用いた場合には、図１に示
したように、２個以上の交流磁気センサ（１０）、（１
１）に対して海底面に直角方向の距離差を付け、かつ各
交流磁気センサ（１０）、（１１）の感度の方向が互い
に平行な状態になるように組付けて水中ロボットに搭載
し、海底ケーブルの埋設深度の測定中も、水中ロボット
の姿勢を制御しながら、各々の交流磁気センサの前記位
置関係を維持することが可能である。このため、各交流
磁気センサ（１０）、（１１）の組付けに、格別の配慮
をする必要はない。
したように、２個以上の交流磁気センサ（１０）、（１
１）に対して海底面に直角方向の距離差を付け、かつ各
交流磁気センサ（１０）、（１１）の感度の方向が互い
に平行な状態になるように組付けて水中ロボットに搭載
し、海底ケーブルの埋設深度の測定中も、水中ロボット
の姿勢を制御しながら、各々の交流磁気センサの前記位
置関係を維持することが可能である。このため、各交流
磁気センサ（１０）、（１１）の組付けに、格別の配慮
をする必要はない。
【００３０】しかしながら、曳航式の場合には、交流磁
気センサの曳航時に、交流磁気センサの前記の組付けが
横転して、交流磁気センサの位置関係が海底面に直角方
向の距離差を付ける関係にならなかったり、組付けが海
底面に対して傾いてこの距離差が随時変化したりして、
前記の方法で海底ケーブルの埋設深度を正確に測れなく
なるおそれが生ずる。そこで、このおそれを除去するた
めには、交流磁気センサの組付けが横転しないような組
付けにすること、あるいは横転しても各々の交流磁気セ
ンサの位置関係を維持できるような組付けまたは配置に
する必要がある。
気センサの曳航時に、交流磁気センサの前記の組付けが
横転して、交流磁気センサの位置関係が海底面に直角方
向の距離差を付ける関係にならなかったり、組付けが海
底面に対して傾いてこの距離差が随時変化したりして、
前記の方法で海底ケーブルの埋設深度を正確に測れなく
なるおそれが生ずる。そこで、このおそれを除去するた
めには、交流磁気センサの組付けが横転しないような組
付けにすること、あるいは横転しても各々の交流磁気セ
ンサの位置関係を維持できるような組付けまたは配置に
する必要がある。
【００３１】そこで、前記の組付けを配慮した本発明の
交流磁気センサ装置の第１の実施形態を、図２を参照し
て説明する。図２(a) はその斜視図を示し、同図(b) は
曳航索（２５）側から見た正面図、あるいは前記４個の
交流磁気センサ（２１）〜（２４）をこれらに垂直な平
面で切った時の該交流磁気センサ（２１）〜（２４）の
断面を示している。
交流磁気センサ装置の第１の実施形態を、図２を参照し
て説明する。図２(a) はその斜視図を示し、同図(b) は
曳航索（２５）側から見た正面図、あるいは前記４個の
交流磁気センサ（２１）〜（２４）をこれらに垂直な平
面で切った時の該交流磁気センサ（２１）〜（２４）の
断面を示している。
【００３２】図２における交流磁気センサの組付け例
は、４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）が直方体
の４個の長辺のそれぞれになるように配置し、図示され
ていない枠体で組付けた又は枠体に取付けたものであ
る。枠体としては、ステンレス、硬質のプラスチック等
を用いることができ、その回りにウレタン等の緩衝材を
施しても良い。交流磁気センサ（２１）〜（２４）は前
記したような、ステンレス製の円筒状耐圧容器とその中
に収容された図示されていないコイルから構成されてい
る。また、４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）
は、それらの各端部において信号線およびロープ（２６
ａ）に接続され、さらに曳航索（２５）に接続されてい
る。４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）で検出さ
れた磁界の強さあるいは磁束密度は、電気信号としてこ
の信号線（２６ａ）、曳航索（２５）を通って、例えば
母船上に送られる。
は、４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）が直方体
の４個の長辺のそれぞれになるように配置し、図示され
ていない枠体で組付けた又は枠体に取付けたものであ
る。枠体としては、ステンレス、硬質のプラスチック等
を用いることができ、その回りにウレタン等の緩衝材を
施しても良い。交流磁気センサ（２１）〜（２４）は前
記したような、ステンレス製の円筒状耐圧容器とその中
に収容された図示されていないコイルから構成されてい
る。また、４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）
は、それらの各端部において信号線およびロープ（２６
ａ）に接続され、さらに曳航索（２５）に接続されてい
る。４個の交流磁気センサ（２１）〜（２４）で検出さ
れた磁界の強さあるいは磁束密度は、電気信号としてこ
の信号線（２６ａ）、曳航索（２５）を通って、例えば
母船上に送られる。
【００３３】この実施形態では、海底面（１８）に着底
した時に、同図(b) に示すように、海底面（１８）に近
い側が交流磁気センサ（２２）と（２３）となるか、あ
るいはこの逆に交流磁気センサ（２１）と（２４）が海
底面（１８）に近い側になるかのいずれかであり、曳航
中に横転することはない。このため、交流磁気センサ間
の海底面に直角方向の位置関係あるいは距離が不変とな
る。
した時に、同図(b) に示すように、海底面（１８）に近
い側が交流磁気センサ（２２）と（２３）となるか、あ
るいはこの逆に交流磁気センサ（２１）と（２４）が海
底面（１８）に近い側になるかのいずれかであり、曳航
中に横転することはない。このため、交流磁気センサ間
の海底面に直角方向の位置関係あるいは距離が不変とな
る。
【００３４】図３に、該実施形態の変形例を示す。この
変形例は、前記４個の交流磁気センサ（２１）〜（２
４）のうち２個を省略し、残りの２個の交流磁気センサ
（２１）、（２３）を前記長方形の対角関係にある頂点
に配置したものである。前記省略された２個の交流磁気
センサの位置には、２個の姿勢維持用ダミー容器（３
１）、（３２）が設けられており、これらと前記２個の
交流磁気センサとは、図示されていない枠体に固定され
ている。交流磁気センサ（２１）、（２３）には信号線
およびロープ（２６ａ）が接続され、姿勢維持用ダミー
容器（３１）、（３２）にはロープ（２６ｂ）が接続さ
れている。
変形例は、前記４個の交流磁気センサ（２１）〜（２
４）のうち２個を省略し、残りの２個の交流磁気センサ
（２１）、（２３）を前記長方形の対角関係にある頂点
に配置したものである。前記省略された２個の交流磁気
センサの位置には、２個の姿勢維持用ダミー容器（３
１）、（３２）が設けられており、これらと前記２個の
交流磁気センサとは、図示されていない枠体に固定され
ている。交流磁気センサ（２１）、（２３）には信号線
およびロープ（２６ａ）が接続され、姿勢維持用ダミー
容器（３１）、（３２）にはロープ（２６ｂ）が接続さ
れている。
【００３５】このようにすると、該構成の交流磁気セン
サ装置を曳航した時、前記２個の交流磁気センサ（２
１）、（２３）は必ず海底面に垂直な方向であって、該
海底面から異なる２つの位置に位置することになる。ま
た、２個の交流磁気センサを省略でき、交流磁気センサ
装置のコストを低減することができる。
サ装置を曳航した時、前記２個の交流磁気センサ（２
１）、（２３）は必ず海底面に垂直な方向であって、該
海底面から異なる２つの位置に位置することになる。ま
た、２個の交流磁気センサを省略でき、交流磁気センサ
装置のコストを低減することができる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施形態を、図４を
参照して説明する。図４(a) はその斜視図を示し、同図
(b) は曳航索（１５）側から見た正面図、あるいは該斜
視図において、２個の交流磁気センサ（２１）、（２
３）等に垂直な平面で切った時の該交流磁気センサ（２
１）、（２３）、２個の姿勢維持用ダミー容器（３
１）、（３２）の断面を示している。
参照して説明する。図４(a) はその斜視図を示し、同図
(b) は曳航索（１５）側から見た正面図、あるいは該斜
視図において、２個の交流磁気センサ（２１）、（２
３）等に垂直な平面で切った時の該交流磁気センサ（２
１）、（２３）、２個の姿勢維持用ダミー容器（３
１）、（３２）の断面を示している。
【００３７】この実施形態は、同図(a) に示されている
ように、図示されていない枠体で組付けられた、２個の
交流磁気センサ（２１）、（２３）と、２個の姿勢維持
用ダミー容器（３１）、（３２）とから構成され、この
２個の交流磁気センサ（２１）、（２３）は同図(b) に
表されている正方形の対角線位置に配置されている。該
２個の交流磁気センサ（２１）、（２３）と、２個の姿
勢維持用ダミー容器（３１）、（３２）とからなる交流
磁気センサ装置の端面には、それぞれ信号線およびロー
プ（２６ａ）、ロープ（２６ｂ）が取付けられ、これら
は曳航索（２５）へと延びている。
ように、図示されていない枠体で組付けられた、２個の
交流磁気センサ（２１）、（２３）と、２個の姿勢維持
用ダミー容器（３１）、（３２）とから構成され、この
２個の交流磁気センサ（２１）、（２３）は同図(b) に
表されている正方形の対角線位置に配置されている。該
２個の交流磁気センサ（２１）、（２３）と、２個の姿
勢維持用ダミー容器（３１）、（３２）とからなる交流
磁気センサ装置の端面には、それぞれ信号線およびロー
プ（２６ａ）、ロープ（２６ｂ）が取付けられ、これら
は曳航索（２５）へと延びている。
【００３８】この実施形態によれば、該構成の交流磁気
センサ装置を曳航した時、海底面において同図(b) の
（）の状態から横転して、（）あるいはさらに横転
して（）の状態になる可能性がある。しかしながら、
前記のいずれの状態になっても、交流磁気センサ（２
１）、（２３）が海底面に対して一定の垂直距離を確保
することができ、該交流磁気センサ（２１）、（２３）
により、海底ケーブル（１９）の深度を測定することが
できるようになる。
センサ装置を曳航した時、海底面において同図(b) の
（）の状態から横転して、（）あるいはさらに横転
して（）の状態になる可能性がある。しかしながら、
前記のいずれの状態になっても、交流磁気センサ（２
１）、（２３）が海底面に対して一定の垂直距離を確保
することができ、該交流磁気センサ（２１）、（２３）
により、海底ケーブル（１９）の深度を測定することが
できるようになる。
【００３９】この実施形態は、図２および図３の実施形
態に比べて小型にできるため、図２および図３のものよ
りも、母船からの繰出しと揚収が容易になる。また、使
用する磁気センサの数を最少の２個に抑えることがで
き、安価に構成することができる。なお、図３、図４の
例において、姿勢維持用ダミー容器（３１）、（３２）
のうちのいずれか１個あるいは２個とも、交流磁気セン
サに代えてもよい。
態に比べて小型にできるため、図２および図３のものよ
りも、母船からの繰出しと揚収が容易になる。また、使
用する磁気センサの数を最少の２個に抑えることがで
き、安価に構成することができる。なお、図３、図４の
例において、姿勢維持用ダミー容器（３１）、（３２）
のうちのいずれか１個あるいは２個とも、交流磁気セン
サに代えてもよい。
【００４０】図５は、本発明の第３の実施形態の斜視図
を示す。この実施形態は、３個の交流磁気センサ（２
７）、（２８）、（２９）を三角形、好ましくは正三角
形になるように配置し、図示されていない枠体に組付け
たものである。図において、図２と同じ符号は、同一ま
たは同等物を示す。
を示す。この実施形態は、３個の交流磁気センサ（２
７）、（２８）、（２９）を三角形、好ましくは正三角
形になるように配置し、図示されていない枠体に組付け
たものである。図において、図２と同じ符号は、同一ま
たは同等物を示す。
【００４１】この実施形態によれば、曳航索（２５）が
母船等により、海底面を曳航されると、三角形の交流磁
気センサ装置は海底面上を回転する可能性があるが、３
個の交流磁気センサ（２７）、（２８）、（２９）のう
ちのいずれか２個は海底面に対して一定の垂直距離を確
保することができ、該２個の交流磁気センサにより、海
底ケーブル（１９）の深度を測定することができるよう
になる。
母船等により、海底面を曳航されると、三角形の交流磁
気センサ装置は海底面上を回転する可能性があるが、３
個の交流磁気センサ（２７）、（２８）、（２９）のう
ちのいずれか２個は海底面に対して一定の垂直距離を確
保することができ、該２個の交流磁気センサにより、海
底ケーブル（１９）の深度を測定することができるよう
になる。
【００４２】この実施形態によれば、前記の第１、第２
実施形態のものよりさらに小形化できるようになり、母
船からの繰出しと揚収が容易になる。
実施形態のものよりさらに小形化できるようになり、母
船からの繰出しと揚収が容易になる。
【００４３】なお、前記した実施形態は、本発明の好ま
しい例に過ぎず、本発明の趣旨から外れない範囲の変形
例は、本発明に含まれることは明らかである。
しい例に過ぎず、本発明の趣旨から外れない範囲の変形
例は、本発明に含まれることは明らかである。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、２個以上の交流磁気センサを海底ケーブルが
敷設あるいは埋設されている海底面に対して垂直方向に
一定間隔を開けて配置した状態で、海底ケーブルを流れ
る交流電流によって発生する磁界の強さあるいは磁束密
度を測定するという簡単な測定方法により、海底ケーブ
ルの埋設深度を求めることができるようになるという効
果がある。
によれば、２個以上の交流磁気センサを海底ケーブルが
敷設あるいは埋設されている海底面に対して垂直方向に
一定間隔を開けて配置した状態で、海底ケーブルを流れ
る交流電流によって発生する磁界の強さあるいは磁束密
度を測定するという簡単な測定方法により、海底ケーブ
ルの埋設深度を求めることができるようになるという効
果がある。
【００４５】また、この埋設深度が求まれば、測定点に
おける海底ケーブルを流れる交流電流を逆算できるの
で、埋設深度の違いによって判別し難かった障害点の特
定が容易に行えるという効果がある。
おける海底ケーブルを流れる交流電流を逆算できるの
で、埋設深度の違いによって判別し難かった障害点の特
定が容易に行えるという効果がある。
【００４６】さらに、曳航式の場合には、組付けられた
交流磁気センサをその長さ方向に切った長方形あるいは
正方形の頂点の位置に、２個以上の交流磁気センサを配
置し、このうち最低２個を長方形あるいは正方形の対角
関係にある頂点の位置に配置するようにしたので、着底
時あるいは曳航時に背面状態になったり横転したりして
も、正常に海底ケーブルの埋設深度を求めることができ
るようになるという効果がある。また、組付けられた交
流磁気センサをその長さ方向に切った三角形の頂点の位
置に交流磁気センサを配置しても、同様に、正常に海底
ケーブルの埋設深度を求めることができる。
交流磁気センサをその長さ方向に切った長方形あるいは
正方形の頂点の位置に、２個以上の交流磁気センサを配
置し、このうち最低２個を長方形あるいは正方形の対角
関係にある頂点の位置に配置するようにしたので、着底
時あるいは曳航時に背面状態になったり横転したりして
も、正常に海底ケーブルの埋設深度を求めることができ
るようになるという効果がある。また、組付けられた交
流磁気センサをその長さ方向に切った三角形の頂点の位
置に交流磁気センサを配置しても、同様に、正常に海底
ケーブルの埋設深度を求めることができる。
【図１】 交流磁気センサを用いて埋設深度を測定する
方法の本発明の原理を説明する図である。
方法の本発明の原理を説明する図である。
【図２】 本発明の埋設深度測定方法に使用する磁気セ
ンサ装置の一実施形態の斜視図および正面図（または断
面図）である。
ンサ装置の一実施形態の斜視図および正面図（または断
面図）である。
【図３】 前記磁気センサ装置の一実施形態の変形例の
斜視図および正面図（または断面図）である。
斜視図および正面図（または断面図）である。
【図４】 本発明の第２実施形態の斜視図および正面図
（または断面図）である。
（または断面図）である。
【図５】 本発明の第３実施形態の斜視図である。
【図６】 障害点付近における海底ケーブルを流れる電
流と埋設深度の一例を示す図である。
流と埋設深度の一例を示す図である。
１０、１１、２１、２２、２３、２４、２７、２８、２
９…交流磁気センサ、１８…海底面、１９…海底ケーブ
ル、２０…給電路、２５…曳航索、２６ａ…信号線およ
びロープ、２６ｂ…ロープ、３１、３２…姿勢維持用ダ
ミー容器。
９…交流磁気センサ、１８…海底面、１９…海底ケーブ
ル、２０…給電路、２５…曳航索、２６ａ…信号線およ
びロープ、２６ｂ…ロープ、３１、３２…姿勢維持用ダ
ミー容器。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 3/165 Ｇ０１Ｖ 3/165
Claims (9)
- 【請求項１】 海底ケーブルが敷設あるいは埋設されて
いる海底面からの垂直方向の距離が一定の間隔離れるよ
うに、かつ感度の方向が互いに平行になるように少くと
も２個の交流磁気センサを配置し、該交流磁気センサに
より、前記海底ケーブルを流れる交流電流によって生ず
る磁界の強さあるいは磁束密度の測定を行い、その測定
結果を用いて前記海底ケーブルの深度を求めるようにし
たことを特徴とする海底ケーブル埋設深度測定方法。 - 【請求項２】 前記少くとも２個の交流磁気センサによ
って測定された２地点における磁界の強さの比あるいは
磁束密度の比と、該２地点間の距離と、該２地点の一方
と前記海底面間との距離とを用いて、前記海底ケーブル
の深度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１記
載の海底ケーブル埋設深度測定方法。 - 【請求項３】 前記少くとも２個の交流磁気センサによ
って測定された２地点における磁界の強さの比あるいは
磁束密度の比をα、該２地点間の距離をＰ、該２地点の
前記海底面に近い方の地点と該海底面間との距離をβと
する時、前記海底ケーブルの深度Ｄを下記の式から求め
るようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の
海底ケーブル埋設深度測定方法。 Ｄ＝｛Ｐ／（α−１）｝−β （但し、α＞１） - 【請求項４】 前記請求項１〜３のいずれかの方法で求
めた海底ケーブルの深度と、前記交流磁気センサのいず
れかによって測定された磁界の強さあるいは磁束密度と
を少くとも用いて、前記海底ケーブルに流れる交流電流
を求め、海底ケーブルの故障点を検出するようにしたこ
とを特徴とする海底ケーブルの障害点検出方法。 - 【請求項５】 前記海底ケーブルの複数点にて交流電流
値を検出し、これらの交流電流値の違いから海底ケーブ
ルの故障点を検出するようにしたことを特徴とする請求
項４記載の海底ケーブルの障害点検出方法。 - 【請求項６】 ２個以上の交流磁気センサがそれらの感
度の方向が互いに平行になるように互いに平行に配置さ
れ、かつ該平行に配置された交流磁気センサをこれらに
垂直な平面で切った時、該平面上に現れる交流磁気セン
サの断面を結ぶ形状が、三角形、長方形、および正方形
のいずれか一つになるように配置され、該交流磁気セン
サの配置が固定的にされていることを特徴とする交流磁
気センサ装置。 - 【請求項７】 ２個以上の交流磁気センサと少くとも１
個の姿勢維持用の棒状ダミー容器が互いに平行に配置さ
れ、かつ該平行に配置された交流磁気センサと姿勢維持
用の棒状ダミー容器とをこれらに垂直な平面で切った
時、該平面上に現れる交流磁気センサおよび姿勢維持用
の棒状ダミー容器の断面を結ぶ形状が、長方形または正
方形のいずれかになるように配置され、かつ前記交流磁
気センサが前記長方形または正方形の対角位置に少くと
も配置されるようにされ、該交流磁気センサと姿勢維持
用の棒状ダミー容器の配置が固定的にされていることを
特徴とする交流磁気センサ装置。 - 【請求項８】 請求項６または請求項７の交流磁気セン
サ装置の一方の端部に曳航索を取り付けたことを特徴と
する交流磁気センサ装置。 - 【請求項９】 前記交流磁気センサの感度は１軸方向の
指向性を有することを特徴とする前記請求項１〜８のい
ずれかに記載の交流磁気センサ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16354597A JP3138663B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 海底ケーブルの障害点検出方法 |
| JP2000007482A JP3390396B2 (ja) | 1997-06-06 | 2000-01-17 | 海底ケーブル障害検出用交流磁気センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16354597A JP3138663B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 海底ケーブルの障害点検出方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000007482A Division JP3390396B2 (ja) | 1997-06-06 | 2000-01-17 | 海底ケーブル障害検出用交流磁気センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339632A true JPH10339632A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3138663B2 JP3138663B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=15775936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16354597A Expired - Fee Related JP3138663B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 海底ケーブルの障害点検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3138663B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101048877B1 (ko) | 2008-12-31 | 2011-07-13 | 한국전기연구원 | 해저 케이블 고장지점 탐색장치 |
| JP2012058190A (ja) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Chubu Electric Power Co Inc | 埋設ケーブルまでの距離を推定する推定方法、及び試掘方法 |
| CN109492255A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-03-19 | 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 | 海底电缆埋设深度的设计方法 |
| CN110941017A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-31 | 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司 | 基于磁矢量数据的海缆三维路由测量方法及测量仪 |
| CN112763841A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-05-07 | 武汉星辰海洋科技有限公司 | 深海光缆故障探测装置 |
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