JPH1164308A - ケーブル被覆材の劣化診断方法及びケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 可塑剤や充填剤等の種類や配合量が異なって
も正確なケーブル被覆材の劣化診断が可能であり、ケー
ブル被覆材の残存寿命をも診断し得る劣化診断方法及び
劣化診断プログラムの記録媒体を提供する。 【解決手段】 診断するケーブル被覆材の高分子材料の
種類、配合されている可塑剤の種類・配合量、充填剤の
配合量、カーボンの配合量を入力する。ケーブル被覆材
に用いられる各高分子材料に対して配合される可塑剤の
種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量及びカーボンの
配合量をパラメータとしたときの、各高分子材料毎の超
音波伝搬速度と破断伸び率との関係を示すデータより、
前記入力情報と同じ条件を持つデータＤを選択させる。
診断するケーブル被覆材の超音波伝搬速度Ｖを求め、こ
れとデータＤとから、診断するケーブル被覆材の破断伸
び率Ｈを求め、劣化状態を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル被覆材の
劣化診断方法及びケーブル被覆材の劣化診断プログラム
を記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】布設されたケーブルの被覆材は様々な要
因によって経年変化して電気絶縁性が低下するため、定
期的に点検して劣化状態を診断する必要がある。そのた
め、種々の劣化診断方法が提案されており、このうち超
音波を伝搬させて劣化状態を診断する方法（特開平７−
３５７３２号公報、特開平７−３５７３３号公報）が、
ケーブルを破壊する必要がない点で優れている。

【０００３】この方法では、布設されたケーブルの被覆
材に超音波を伝搬させて超音波伝搬速度を算出し、これ
を被覆材の破断伸び率や硬さ等といった物理的特性に換
算し、この物理的特性を劣化指標として劣化状態の診断
を行うことができる。なお、物理的特性への換算は、被
覆材を構成する高分子材料と同種の高分子材料からなる
サンプルを予め作製し、このサンプルを人工的に劣化さ
せて超音波伝搬速度と物理的特性とを測定し、この測定
値から超音波伝搬速度と物理的特性との関係を表すグラ
フ（横軸：超音波伝搬速度、縦軸：物理的特性）を作成
し、このグラフに測定した伝搬速度を当てはめることで
行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
は被覆材の高分子材料が同一材料であっても、可塑剤や
充填剤等の種類や配合量が異なれば、上記グラフのカー
ブが変化してしまい、従来の方法では正確な劣化診断が
できないことを見出すに至った。

【０００５】本発明の課題は、可塑剤や充填剤等の種類
や配合量が異なっても正確なケーブル被覆材の劣化診断
が可能であって、ケーブル被覆材の残存寿命をも推定し
得るケーブル被覆材の劣化診断方法及びケーブル被覆材
の劣化診断プログラムを記録した記録媒体を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のケーブル被覆材
の劣化診断方法は、次の特徴を有するものである。 （１） ケーブル被覆材に用いられる各高分子材料に
応じて配合される可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填
剤の配合量及びカーボンの配合量をパラメータとして変
化させたときの、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と物
理的特性および／または電気的特性との関係を求めてデ
ータ群を作成し、 診断対象とするケーブル被覆材から得られる情報よ
り、上記のデータ群の中から少なくとも一つの超音波
伝搬特性と物理的特性および／または電気的特性との関
係を選択し、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
め、これとで選択された関係とから、該ケーブル被覆
材の物理的特性および／または電気的特性を求め、該ケ
ーブル被覆材の劣化状態を診断するケーブル被覆材の劣
化診断方法。

【０００７】（２） 上記診断対象とするケーブル被覆
材から得られる情報が、該ケーブル被覆材に用いられて
いる高分子材料の種類、該高分子材料に配合されている
可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量および
カーボンの配合量のうちの少なくとも一つである上記
（１）記載のケーブル被覆材の劣化診断方法。

【０００８】（３） 上記における各高分子材料につ
いて、高分子材料の温度をパラメータに加えて時間と物
理的特性および／または電気的特性との関係を求め、こ
の関係から物理的特性および／または電気的特性をパラ
メータとする温度と時間との関係を更に求めてデータ群
を作成し、診断対象とするケーブル被覆材の温度を求
め、この温度と、上記において求めた物理的特性およ
び／または電気的特性とを、該データ群に当てはめて診
断対象とするケーブル被覆材の残存寿命を推定する上記
（１）記載のケーブル被覆材の劣化診断方法。

【０００９】（４） 上記超音波伝搬特性が超音波伝搬
速度または超音波伝搬時間である上記（１）記載のケー
ブル被覆材の劣化診断方法。

【００１０】（５） ケーブル被覆材に用いられる各
高分子材料に応じて配合される可塑剤の種類、可塑剤の
配合量、充填剤の配合量及びカーボンの配合量をパラメ
ータとして変化させたときの、各高分子材料毎の超音波
伝搬特性と物理的特性および／または電気的特性との関
係を予め求め、 診断対象とするケーブル被覆材に用いられている高分
子材料の種類、該高分子材料に配合されている可塑剤の
種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量およびカーボン
の配合量を求め、で求めた関係の中から、これらと合
致する該ケーブル被覆材における超音波伝搬特性と物理
的特性および／または電気的特性との関係を求め、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
め、これとで求めた関係とから、該ケーブル被覆材の
物理的特性および／または電気的特性を求め、該ケーブ
ル被覆材の劣化状態を診断するケーブル被覆材の劣化診
断方法。

【００１１】（６） 上記超音波伝搬特性が超音波伝搬
速度または超音波伝搬時間である上記（５）記載のケー
ブル被覆材の劣化診断方法。

【００１２】また、本発明のケーブル被覆材の劣化診断
プログラムを記録した記録媒体は、次の特徴を有するも
のである。 （７） 診断対象とするケーブル被覆材から得られる
情報を入力情報として入力させる手順と、 ケーブル被覆材に用いられる各高分子材料に応じて配
合される可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
量及びカーボンの配合量をパラメータとして変化させた
ときの、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と物理的特性
および／または電気的特性との関係を示すデータ群の中
から、前記入力情報を基にしてデータを選択させる手順
と、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
め、この超音波伝搬特性とで選択されたデータとか
ら、該ケーブル被覆材の物理的特性および／または電気
的特性を求める手順とを少なくともコンピュータに実行
させるケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した
記録媒体。

【００１３】（８） 上記診断対象とするケーブル被覆
材から得られる情報が、該ケーブル被覆材に用いられて
いる高分子材料の種類、該高分子材料に配合されている
可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量および
カーボンの配合量のうちの少なくとも一つである上記
（７）記載のケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記
録した記録媒体。

【００１４】（９） 診断対象とするケーブル被覆材の
温度を入力情報として入力させる手順と、上記の各高
分子材料についての物理的特性および／または電気的特
性をパラメータとする温度と時間との関係を示すデータ
群に、該入力情報と、上記で求めた診断対象とするケ
ーブル被覆材の超音波伝搬特性とを当てはめて、該ケー
ブル被覆材の残存寿命を推定する手順とを、さらにコン
ピュータに実行させる上記（７）記載のケーブル被覆材
の劣化診断プログラムを記録した記録媒体。

【００１５】（１０） 上記超音波伝搬特性が、超音波
伝搬速度または超音波伝搬時間である上記（７）記載の
ケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録媒
体。

【００１６】（１１） 診断対象とするケーブル被覆
材に用いられている高分子材料の種類、該高分子材料に
配合されている可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤
の配合量およびカーボンの配合量を入力情報として入力
させる手順と、 ケーブル被覆材に用いられる各高分子材料に応じて配
合される可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
量及びカーボンの配合量をパラメータとして変化させた
ときの、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と物理的特性
および／または電気的特性との関係を示すデータ群の中
から、前記入力情報と同じ条件を持つデータを選択させ
る手順と、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
め、この超音波伝搬特性とで選択されたデータとか
ら、該ケーブル被覆材に用いられている高分子材料の物
理的特性および／または電気的特性を求める手順とを少
なくともコンピュータに実行させるケーブル被覆材の劣
化診断プログラムを記録した記録媒体。

【００１７】（１２） 上記超音波伝搬特性が、超音波
伝搬速度または超音波伝搬時間である上記（１１）記載
のケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録
媒体。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のケーブル被覆材の劣化診断方法を実行するにお
いては、最初に、ケーブル被覆材として用いられる高分
子材料に応じて配合される可塑剤の種類、可塑剤の配合
量、充填剤の配合量及びカーボンの配合量をパラメータ
として変化させて、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と
物理的特性および／または電気的特性との関係（以下、
「データ群」という。）を予め求める。

【００１９】データ群は次のようにして求めることがで
きる。先ず、高分子材料の種類、これに応じて被覆材に
配合される可塑剤の種類や配合量、充填剤の配合量、カ
ーボンの配合量といった条件がそれぞれ異なる複数種の
サンプルを作製する。サンプルは、一般的に使用される
ケーブル被覆材の成分に合わせて作製すれば良く、一種
類につき複数個（５個〜１０個程度）作製する。

【００２０】一般に、ケーブル被覆材には、ポリ塩化ビ
ニル、ゴム系材料またはポリエチレン系材料が高分子材
料として使用されている。高分子材料がポリ塩化ビニル
の場合には、通常、可塑剤および充填剤が配合される。
高分子材料がゴム系材料やポリエチレン系材料の場合に
は、通常、充填剤およびカーボンが配合される。なお、
サンプルは可塑剤、充填剤、カーボンのうち全てを含ん
でいなくても良いし、これらのうち一つだけを含んでい
ても良く、サンプルの成分は特に限定されるものではな
い。ゴム系材料としては、例えば、クロロプレンゴム、
エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、シリコーンゴム等が挙げられる。また、ポリエチレ
ン系材料としては、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、
その他エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル
酸エチル共重合体などが挙げられる。

【００２１】更に、同一種類の複数のサンプルについ
て、それぞれ放射線照射や加熱などの条件を変えて劣化
させ、それぞれの超音波伝搬特性と、物理的特性または
電気的特性とを求め、横軸に超音波伝搬特性の変化、縦
軸に物理的特性または電気的特性の変化をとって、超音
波伝搬特性と物理的特性または電気的特性との関係をグ
ラフ化する。同様に、別の種類のサンプルについても劣
化、計測を行いグラフ化する。このようにして診断に必
要なデータ群を得ることができる。

【００２２】サンプルの劣化は、放射線および熱の両方
を加えて行っても良いし、どちらか一方だけを加えても
良い。また、これら以外の方法により劣化させても良
く、診断対象とするケーブルが布設されている環境に合
わせて劣化させれば良い。具体的には原子力発電所関連
設備に布設されるケーブルの場合であれば、放射線量１
０ｋＧｙ／ｈ以下、温度２５０℃以下で劣化させれば良
い。

【００２３】サンプルにおける超音波伝搬特性とは、例
えば超音波伝搬速度、超音波伝搬時間、超音波の受信感
度、超音波波形の周波数変化、超音波波形の形状変化、
超音波の減衰特性等をいう。

【００２４】超音波伝搬特性の測定は、例えば超音波伝
搬速度については、市販の超音波探触子等を用いて測定
できる。具体的には、サンプルの形状がシート状である
ならば、サンプルを平板上に配置し、超音波探触子の発
信子及び受信子をサンプル表面に押し当て、超音波が発
信されてから受信されるまでの時間を計測し、この時間
と予め計測されたサンプルの厚みとから求めることがで
きる。この場合、斜角プローブを併用すれば、サンプル
の厚みの測定をすることなく超音波伝搬速度を求めるこ
とができる。更に、サンプルの表面を伝搬するＳＨ波を
利用する場合であるならば、発信子と受信子との間の距
離を測定することで超音波伝搬速度を求めることができ
る。

【００２５】超音波伝搬時間については、超音波の発信
から受信までの時間を読み取ることで測定できる。超音
波の受信感度については、発信時の超音波強度と受信時
の超音波強度との比を求めることで測定できる。超音波
波形の周波数変化については、受信波形のＦＦＴ解析を
行ってピーク周波数を読みとることで測定できる。

【００２６】本発明でいう物理的特性とは、破断伸び率
や硬さ等をいう。これらは材料の劣化に伴い一定の変化
をするものであり、材料の柔軟性などに大きく関係する
ものである。サンプルにおける物理的特性（破断伸び率
や硬さ等）の測定は、ＪＩＳやＡＳＴＭなどの試験規格
に準じた方法で行えば良い。

【００２７】本発明でいう電気的特性とは、例えば体積
抵抗率や、交流破壊電圧等をいう。電気的特性も上記の
物理的特性と同様に材料の劣化に伴って変化するもので
あるため、物理的特性に加え電気的特性をも用いて劣化
診断を行うことは判断の正確性を高めることができ、好
ましいものとなる。電気的特性の測定についても、ＪＩ
ＳやＡＳＴＭの試験規格に準じた方法で行えば良い。

【００２８】代表的なサンプル例から得られるデータ群
の実例を以下に示す。なお、以下については、超音波伝
搬特性として超音波伝搬速度を用いて説明している。ま
た、物理的特性としては破断伸び率、電気的特性として
は体積抵抗率を用いて説明している。

【００２９】サンプル例１ 本例は、高分子材料をポリ塩化ビニル、可塑剤をフタル
酸エステル系可塑剤とした例である。前述した方法によ
り、この高分子材料について超音波伝搬速度と破断伸び
率とをそれぞれ測定し、これらの関係を、横軸に超音波
伝搬速度、縦軸に破断伸び率としてグラフ化する。結
果、グラフは超音波伝搬速度が増加すると破断伸び率が
低下する右下がりの二次曲線を描くものとなった。次
に、可塑剤の配合量のみが異なるサンプルについても同
様にグラフ化を行なったが、グラフの曲線に変化は殆ど
みられなかった。このことから、フタル酸エステル系可
塑剤の場合はその配合量をパラメータとしなくても良
い。

【００３０】サンプル例２ 本例は、上記サンプル例１に充填剤を加えた例である。
同様にグラフ化したところ、上記サンプル例１と同様の
右下がりの二次曲線を描くグラフとなった。次に、充填
剤の配合量が異なるサンプルについても同様にグラフ化
を行なったところ、右下がりの曲線を描くが異なる曲線
のグラフとなった。このことから充填剤の配合量はパラ
メータとする必要がある。なお、充填剤の種類を変化さ
せても曲線に変化は見られなかった。

【００３１】サンプル例３ 本例は、高分子材料をポリ塩化ビニル、可塑剤をトリメ
リット酸エステル系可塑剤とした例である。上記サンプ
ル例１と同様に、この高分子材料について超音波伝搬速
度と破断伸び率との関係をグラフ化した。結果、グラフ
は超音波伝搬速度が増加すると破断伸び率が低下する右
下がりの二次曲線を描くものとなった。次に、可塑剤の
配合量のみが異なるサンプルについても同様にグラフ化
を行なった。しかし、上記サンプル例１の場合と異なり
この場合においては、右下がりの曲線を描くが異なる曲
線のグラフとなった。このことから、可塑剤がトリメリ
ット酸エステル系可塑剤である場合は、可塑剤の配合量
をパラメータとする必要がある。

【００３２】サンプル例４ 本例は、高分子材料をクロロプレンゴムとし、これにカ
ーボンおよび鉱物油を配合した例である。なお、充填剤
は配合されていない。上記サンプル例１と同様に、上記
サンプルについて超音波伝搬速度と破断伸び率との関係
をグラフ化した。結果、グラフは超音波伝搬速度が増加
すると破断伸び率が低下する右下がりの二次曲線を描く
ものとなった。次に、カーボンの配合量のみが異なるサ
ンプルについても同様にグラフ化を行なった。しかし、
この場合においては、右下がりの曲線を描くが異なる曲
線のグラフとなった。このことから、カーボンの配合量
をパラメータとする必要がある。

【００３３】更に、上記サンプル例４については、前述
した方法に従って体積抵抗率を測定し、超音波伝搬速度
と体積抵抗率との関係についてもグラフ化を行なった。
結果、グラフは超音波伝搬速度が増加すると破断伸び率
が低下する右下がりの二次曲線を描くものとなった。こ
のグラフと上記のグラフとを、超音波伝搬速度の値が初
期値（１５８０ｍ／ｓ）から１６５０ｍ／ｓまで増加す
る区間について比較すると、上記のグラフにおいては破
断伸び率は４５０％から３５０％へと若干減少しただけ
である。それに対して、体積抵抗率は１０¹³Ωｃｍから
１０¹⁰Ωｃｍへと約１／１０００にまで減少している。
このことから、劣化診断においては電気的特性について
も考慮にいれるのが、正確性や信頼性の点から好ましい
と言える。

【００３４】サンプル例５ 本例は、高分子材料をポリエチレンとし、これに充填剤
を配合した例である。サンプル例１と同様に、上記サン
プルについて超音波伝搬速度と破断伸び率との関係をグ
ラフ化した。結果、グラフは、超音波伝搬速度が増加す
ると破断伸び率が低下する右下がりの二次曲線を描くも
のとなった。次に、充填剤の配合量のみが異なるサンプ
ルについても同様にグラフ化を行なった。しかし、この
場合には右下がりの曲線を描くが、異なる曲線のグラフ
となった。このことから、充填剤の配合量をパラメータ
とする必要がある。

【００３５】次に、このようにして得られたデータ群の
中から、診断対象とするケーブル被覆材から得られる情
報を基にして、少なくとも一つの超音波伝搬特性と物理
的特性および／または電気的特性との関係（以下、「デ
ータＤ」という。）を選択する。

【００３６】診断対象とするケーブル被覆材から得られ
る情報としては、それに用いられている高分子材料の種
類、該高分子材料に配合されている可塑剤の種類、可塑
剤の配合量、充填剤の配合量、カーボンの配合量などが
挙げられる。これらのうち、全て（配合されていないも
のを除く）を情報として使用し、この情報と合致するデ
ータＤをデータ群の中から選択しても良い。

【００３７】また、これらのうち一つだけを情報として
使用しても良い。例えば、高分子材料の種類のみを基に
してデータＤを選択するのであれば、同種類の高分子材
料についてのデータ群の中から、最も劣化度が大きいデ
ータＤ（例えば、一定の超音波伝搬速度について対比し
たときに、破断伸び率が最も低い値を示すもの）を選択
すれば良い。このように高分子材料の種類のみを基にデ
ータＤを選択すれば最も安全度の高いデータＤを選択す
ることができる。高分子材料の種類は上記情報のうち最
も重要なものである。

【００３８】高分子材料の種類、高分子材料に配合され
ている可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
量、カーボンの配合量といった診断対象とするケーブル
被覆材についての情報は、以下のようにして求めること
ができる。高分子材料の種類については、ケーブル被覆
材の硬さ、布設記録や製造記録から非破壊的に求めるこ
とができる。通常は、ポリ塩化ビニルなのか、ゴム系材
料なのか、またはポリエチレン系材料なのかを判断すれ
ば良い。ケーブルに印字がされているのであれば、これ
からも求めることができる。例えば「IV」とケーブルの
表面に印字されている場合はビニル絶縁ケーブルであ
り、「ＣＶ」と印字されている場合は架橋ポリエチレン
絶縁ビニルシースである。上記によって求められないと
きは、少量のケーブル被覆材を採取し、これに熱重量分
析や赤外線吸収スペクトルの測定を行うことで求めるこ
とができる。

【００３９】可塑剤の種類や配合量についても布設記録
や製造記録から求めることができる。但し、これらから
求められないときは、例えば溶剤（アセトン、メタノー
ル、ＴＨＦ等）を含ませた脱脂綿で、布設状態にあるケ
ーブルの被覆材表面を擦って可塑剤を採取し、その脱脂
綿中の成分を赤外線吸収スペクトル、ＧＰＣ（ゲル濾過
クロマトグラフィー）、ＨＰＬＣ（高速液体クロマトグ
ラフィー）で分析することによって、非破壊的に求める
ことができる。

【００４０】充填剤の配合量についても布設記録や製造
記録から求めることができる。但し、これらから求めら
れないときは、布設された状態にあるケーブルから少量
のサンプル（数ｍｇ）を採取し、これをＴＧＡ（熱重量
分析）により分析することで求めることができる。ま
た、カーボンの配合量も同様にして求めることができ
る。

【００４１】なお、前述のデータ群のところで説明した
ように、可塑剤の種類については、高分子材料がポリ塩
化ビニルの場合に必要に応じて求めれば良い。一般に、
可塑剤としてはフタル酸エステル系可塑剤が使用される
場合が多く、耐熱性の要求される場合にはトリメリット
酸エステル系可塑剤が使用される。可塑剤の配合量につ
いては、サンプル例１で説明したように、可塑剤がトリ
メリット酸系の場合において必要に応じて求めれば良
い。カーボンの配合量については、高分子材料がゴム系
材料やポリエチレン系材料の場合に必要に応じて求めれ
ば良い。

【００４２】次に、診断対象とする被覆材の超音波伝搬
特性を求める。超音波伝搬特性の測定は前述したサンプ
ルの場合と同様にして行えば良い。例えば、超音波伝搬
速度を用いるのであれば、被覆材中に超音波を伝搬さ
せ、超音波探触子等を用いて行えば良い。具体的には、
超音波探触子の超音波発信子および超音波受信子を、被
覆材上にケーブルの周方向に並べて配置する。次に、超
音波発信子からケーブル内の導体に向けて超音波を発信
させ、被覆材裏面で反射された超音波を超音波受信子で
受信し、発信から受信までの時間を計測する。この計測
された時間と被覆材の厚みとから超音波伝搬速度Ｖを算
出する。なお、この場合、斜角プローブを併用すれば、
被覆材の厚みを測定することなく超音波伝搬速度を求め
ることができる。更に、サンプルの表面を伝搬するＳＨ
波を利用する場合であるならば、発信子と受信子との間
の距離を測定することで超音波伝搬速度を求めることが
できる。

【００４３】このようにして求めた超音波伝搬特性と、
選択されたデータＤとから、診断対象とするケーブル被
覆材の物理的特性および／または電気的特性を求め、該
被覆材の劣化状態を診断する。例えば、求められた超音
波伝搬速度の値を、データＤを示すグラフ上にプロット
し、これに対応する破断伸び率を読み取り、この読み取
った破断伸び率を劣化指標として被覆材の劣化状態を診
断する。

【００４４】一般に、破断伸び率Ｈが５０％に近づく
と、振動や衝撃によりクラックが発生する傾向にあり、
その結果外部からの水の侵入などにより絶縁破壊を起こ
す可能性がある。従って、ケーブルの取替は通常破断伸
び率Ｈが５０％程度となるのを目安にして行えば良いと
考えられる。但し、劣化の指標の基準は適宜使用者で決
定しても良い。

【００４５】本発明のケーブル被覆材の劣化診断方法に
おいては、更にケーブル被覆材の残存寿命についても、
以下に説明するように診断することができる。最初に、
前述したサンプルについて、高分子材料の温度をパラメ
ータに加えて時間と物理的特性および／または電気的特
性との関係を求める。次に、この関係を基にして、物理
的特性および／または電気的特性をパラメータとする温
度と時間との関係を更に求めてデータ群（以下、「劣化
の温度依存性についてのデータ群」という。）を作成す
る。

【００４６】具体的には、同一種類のサンプルを複数個
容易し、サンプルごとに、１１０℃、１３０℃、１５０
℃等のように温度を設定し、一定時間（例えば１０時間
〜５０００時間）その温度で放置する。その際、破断伸
び率を測定し、横軸を時間、縦軸を破断伸び率として、
温度別にグラフ化する。次に、このグラフを基にしてア
レニウスの関係から、横軸を絶対温度の逆数、縦軸を年
数（時間）としたものであって、４００％、３００％、
２００％、１００％といった破断伸び率別のグラフを作
成する。さらに、サンプルの種類を変えて同様のグラフ
を作成する。このようにして得られたグラフが、劣化の
温度依存性についてのデータ群となる。なお、本例では
破断伸び率を用いて上記データ群を作成しているが、こ
れ以外の物理的特性や、電気的特性を用いてデータ群を
作成しても良い。

【００４７】次に、前述の診断対象とするケーブル被覆
材の温度を求める。このケーブル被覆材の温度とは、今
後のケーブル被覆材の平均温度であり、例えば、ケーブ
ル被覆材の温度の測定は、市販の表面温度計などを用い
て行えば良い。

【００４８】上記で求めた温度と、診断対象とするケー
ブル被覆材について先に求めた破断伸び率とを、上記で
作成した劣化の温度依存性についてのデータ群に当ては
めることにより、診断対象とするケーブル被覆材の残存
寿命を推定する。

【００４９】具体的には、診断対象とするケーブル被覆
材と同一の組成を持つサンプルから作成された破断伸び
率別のグラフ（横軸が絶対温度の逆数、縦軸が年数）を
基に、上記破断伸び率と上記測定温度とから、それに対
応する年数を求める（この年数が現時点における年数と
なる。）。更に、この破断伸び率別のグラフを基に、取
替となるときの破断伸び率と上記測定温度とからもそれ
に対応する年数（この年数が取替え時の年数となる。）
を求める。よって、取替え時の年数と現時点における年
数との差を求めることにより、診断対象とするケーブル
被覆材の残存寿命が推定される。

【００５０】なお、上記のように本例では、診断対象と
するケーブル被覆材と同一の組成を持つサンプルから作
成されたグラフを、データ群として用いているが、この
例に限定されることはない。例えば、破断伸び率を求め
る際の情報として高分子材料の種類のみを用いているの
であれば、高分子材料の種類のみが同一のサンプルから
作成されたグラフの中から、最も残存寿命が短い結果と
なるものをデータ群として用いれば良い。このようにし
て推定される残存寿命は、安全性の点からは、最も好ま
しいものと言える。

【００５１】図１は、本発明のケーブル被覆材の劣化診
断プログラムの動作を示すフローチャートであり、代表
的なものについて示している。この場合、コンピュータ
によってケーブル被覆材の劣化診断が行われる。なお、
同図では超音波伝搬特性として超音波伝搬速度Ｖを用
い、物理的特性として破断伸び率Ｈを用いて劣化診断を
行っている。

【００５２】同図に示すように、初めに、高分子材料の
種類が入力されると（ステップＳ１）、高分子材料の種
類がポリ塩化ビニルなのか、ゴム系材料なのか、または
ポリエチレン系材料なのかを判断する（ステップＳ
２）。高分子材料がポリ塩化ビニルの場合では、可塑剤
の種類が入力されると（ステップＳ３）、可塑剤がフタ
ル酸エステル系なのか、トリメリット酸エステル系なの
かを判断する（ステップＳ４）。

【００５３】可塑剤がフタル酸エステル系の場合では、
充填剤の配合量が入力されると（ステップＳ５）、ステ
ップＳ９に移行する。可塑剤がトリメリット酸エステル
系の場合では、その配合量および充填剤の配合量が入力
されると（ステップＳ６）、ステップＳ９に移行する。
なお、可塑剤が配合されていない場合は、ステップＳ５
に移行して充填剤の配合量が入力される。ステップＳ５
およびＳ６において、充填剤が配合されない場合は作業
者は「ゼロ」と入力する。

【００５４】高分子材料がゴム系材料の場合では、充填
剤の配合量およびカーボンの配合量が入力されると（ス
テップＳ７）、ステップＳ９に移行する。なお、配合さ
れていないものについては上記と同様に作業者は「ゼ
ロ」と入力する。高分子材料がポリエチレン系材料の場
合では、充填剤の配合量およびカーボンの配合量が入力
されると（ステップＳ８）、ステップＳ９に移行する。
なお、配合されていないものについては上記と同様に作
業者は「ゼロ」と入力する。

【００５５】このようにして情報が入力されると、デー
タ群の中から該入力情報と同じ条件を持つデータをデー
タＤとして選択する（ステップＳ９）。データ群は前述
した手順で作成し、各種記憶装置、本発明の劣化診断プ
ログラムを記録した媒体、これとは別の記録媒体などに
格納しておけば良い。

【００５６】次に、診断対象となる被覆材の超音波伝搬
速度Ｖを算出し（ステップＳ１０）、この算出された値
とデータＤとから破断伸び率Ｈを算出する（ステップＳ
１１）。この破断伸び率Ｈを劣化指標として、ケーブル
被覆材の劣化状態が診断される（ステップＳ１２）。

【００５７】図１では、入力情報として高分子材料の種
類、可塑剤の種類・配合量、充填材の配合量、カーボン
の配合量が入力されているが、この例に限定されるもの
ではなく、このうちの少なくとも一つであっても良い。
例えば、高分子材料の種類のみでも良い。この場合は、
ステップＳ９において、同種類の高分子材料についての
データ群の中から、最も劣化度が大きいデータＤ（例え
ば、一定の超音波伝搬速度について対比したときに、破
断伸び率が最も低い値を示すもの）を選択させる。

【００５８】さらに、本発明のケーブル被覆材の劣化診
断プログラムには、残存寿命を判断するための手順につ
いても行わせるのが好ましい。具体的には、コンピュー
タに、(1) ステップＳ１１の前に、診断対象となるケー
ブル被覆材の温度を入力させる手順を行わせ、(2) ステ
ップＳ１１において、入力された温度と超音波伝搬速度
Ｖとを、予め求められた劣化の温度依存性についてのデ
ータ群に当てはめて残存寿命を算出する手順をさらに行
わせる。なお、劣化の温度依存性についてのデータ群に
ついても、各種記憶装置、本発明の劣化診断プログラム
を記録した媒体、これとは別個の記録媒体などに格納し
ておけば良い。

【００５９】本発明のケーブル被覆材の劣化診断プログ
ラムを記録する記録媒体としては、フレキシブルディス
ク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＰＤ、ＤＶＤ等の現
在一般的にコンピュータ用の記録媒体として使用されて
いるものが挙げられる。なお、上記したものだけに限定
されず、今後開発されて使用され得るものであっても良
い。

【００６０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の劣化診断方法
を具体的に示す。

【００６１】〔ケーブル被覆材の情報およびデータＤの
選択〕布設状態にあるケーブルについて、そのケーブル
被覆材の情報を前述した方法で求めたところ、高分子材
料の種類がポリ塩化ビニル、可塑剤がフタル酸エステル
系可塑剤、充填剤の配合量が６０重量部という情報が得
られた。この情報に基づき、予め作成されたデータ群か
らデータＤを選択する。

【００６２】〔ケーブル被覆材の劣化状態の診断〕上記
の診断対象となったケーブル被覆材について、市販の超
音波探触子を用いて超音波が発信されてから受信される
までの時間を計測し、被覆材中の超音波伝搬速度を算出
したところ２１５０ｍ／ｓであった。この値を選択され
たデータＤに当てはめると破断伸び率は１９０％となっ
た。

【００６３】〔評価〕上記の診断対象となったケーブル
被覆材について、従来法により破断伸び率を求めたとこ
ろ、破断伸び率は１４０％であった。次に、上記の診断
対象となったケーブル被覆材について、破断伸び率の実
測値を引張試験により求めた。結果は、１９０％であっ
た。以上のことから、本発明のケーブル被覆材の劣化診
断方法を用いれば、ケーブルを破壊することなく、より
正確な劣化診断が行える。また、本発明の劣化診断方法
をコンピュータにより実行した場合においては、より迅
速に診断を行うことができた。

【００６４】

【発明の効果】本発明では、従来と異なり、最初に診断
対象とするケーブル被覆材について、高分子材料の種
類、配合されている可塑剤の種類・配合量、充填剤の配
合量、カーボンの配合量といった情報を求め、その結果
を基にして、ケーブル被覆材の劣化状態を診断してい
る。そのため、従来の劣化診断方法に比べて正確な劣化
診断を行うことができる。また、本発明ではケーブル被
覆材の残存寿命をも診断することができるため、ケーブ
ルの信頼性を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のケーブル被覆材の劣化診断プログラム
の動作を示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 哲哉 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱電 線工業株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーブル被覆材に用いられる各高分子
   材料に応じて配合される可塑剤の種類、可塑剤の配合
   量、充填剤の配合量及びカーボンの配合量をパラメータ
   として変化させたときの、各高分子材料毎の超音波伝搬
   特性と物理的特性および／または電気的特性との関係を
   求めてデータ群を作成し、 診断対象とするケーブル被覆材から得られる情報よ
   り、上記のデータ群の中から少なくとも一つの超音波
   伝搬特性と物理的特性および／または電気的特性との関
   係を選択し、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
   め、これとで選択された関係とから、該ケーブル被覆
   材の物理的特性および／または電気的特性を求め、該ケ
   ーブル被覆材の劣化状態を診断するケーブル被覆材の劣
   化診断方法。
2. 【請求項２】 上記診断対象とするケーブル被覆材から
   得られる情報が、該ケーブル被覆材に用いられている高
   分子材料の種類、該高分子材料に配合されている可塑剤
   の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量およびカーボ
   ンの配合量のうちの少なくとも一つである請求項１記載
   のケーブル被覆材の劣化診断方法。
3. 【請求項３】 上記における各高分子材料について、
   高分子材料の温度をパラメータに加えて時間と物理的特
   性および／または電気的特性との関係を求め、この関係
   から物理的特性および／または電気的特性をパラメータ
   とする温度と時間との関係を更に求めてデータ群を作成
   し、 診断対象とするケーブル被覆材の温度を求め、この温度
   と、上記において求めた物理的特性および／または電
   気的特性とを、該データ群に当てはめて診断対象とする
   ケーブル被覆材の残存寿命を推定する請求項１記載のケ
   ーブル被覆材の劣化診断方法。
4. 【請求項４】 上記超音波伝搬特性が超音波伝搬速度ま
   たは超音波伝搬時間である請求項１記載のケーブル被覆
   材の劣化診断方法。
5. 【請求項５】 ケーブル被覆材に用いられる各高分子
   材料に応じて配合される可塑剤の種類、可塑剤の配合
   量、充填剤の配合量及びカーボンの配合量をパラメータ
   として変化させたときの、各高分子材料毎の超音波伝搬
   特性と物理的特性および／または電気的特性との関係を
   予め求め、 診断対象とするケーブル被覆材に用いられている高分
   子材料の種類、該高分子材料に配合されている可塑剤の
   種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量およびカーボン
   の配合量を求め、で求めた関係の中から、これらと合
   致する該ケーブル被覆材における超音波伝搬特性と物理
   的特性および／または電気的特性との関係を求め、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
   め、これとで求めた関係とから、該ケーブル被覆材の
   物理的特性および／または電気的特性を求め、該ケーブ
   ル被覆材の劣化状態を診断するケーブル被覆材の劣化診
   断方法。
6. 【請求項６】 上記超音波伝搬特性が超音波伝搬速度ま
   たは超音波伝搬時間である請求項５記載のケーブル被覆
   材の劣化診断方法。
7. 【請求項７】 診断対象とするケーブル被覆材から得
   られる情報を入力情報として入力させる手順と、 ケーブル被覆材に用いられる各高分子材料に応じて配
   合される可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
   量及びカーボンの配合量をパラメータとして変化させた
   ときの、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と物理的特性
   および／または電気的特性との関係を示すデータ群の中
   から、前記入力情報を基にしてデータを選択させる手順
   と、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
   め、この超音波伝搬特性とで選択されたデータとか
   ら、該ケーブル被覆材の物理的特性および／または電気
   的特性を求める手順とを少なくともコンピュータに実行
   させるケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した
   記録媒体。
8. 【請求項８】 上記診断対象とするケーブル被覆材から
   得られる情報が、該ケーブル被覆材に用いられている高
   分子材料の種類、該高分子材料に配合されている可塑剤
   の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合量およびカーボ
   ンの配合量のうちの少なくとも一つである請求項７記載
   のケーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録
   媒体。
9. 【請求項９】 診断対象とするケーブル被覆材の温度を
   入力情報として入力させる手順と、 上記の各高分子材料についての物理的特性および／ま
   たは電気的特性をパラメータとする温度と時間との関係
   を示すデータ群に、該入力情報と、上記で求めた診断
   対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性とを当ては
   めて、該ケーブル被覆材の残存寿命を推定する手順と
   を、さらにコンピュータに実行させる請求項７記載のケ
   ーブル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録媒
   体。
10. 【請求項１０】 上記超音波伝搬特性が、超音波伝搬速
    度または超音波伝搬時間である請求項７記載のケーブル
    被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録媒体。
11. 【請求項１１】 診断対象とするケーブル被覆材に用
    いられている高分子材料の種類、該高分子材料に配合さ
    れている可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
    量およびカーボンの配合量を入力情報として入力させる
    手順と、 ケーブル被覆材に用いられる各高分子材料に応じて配
    合される可塑剤の種類、可塑剤の配合量、充填剤の配合
    量及びカーボンの配合量をパラメータとして変化させた
    ときの、各高分子材料毎の超音波伝搬特性と物理的特性
    および／または電気的特性との関係を示すデータ群の中
    から、前記入力情報と同じ条件を持つデータを選択させ
    る手順と、 診断対象とするケーブル被覆材の超音波伝搬特性を求
    め、この超音波伝搬特性とで選択されたデータとか
    ら、該ケーブル被覆材に用いられている高分子材料の物
    理的特性および／または電気的特性を求める手順とを少
    なくともコンピュータに実行させるケーブル被覆材の劣
    化診断プログラムを記録した記録媒体。
12. 【請求項１２】 上記超音波伝搬特性が、超音波伝搬速
    度または超音波伝搬時間である請求項１１記載のケーブ
    ル被覆材の劣化診断プログラムを記録した記録媒体。