JP2002107403A - Ｃｖケーブルの劣化診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＶケーブルの劣化診断装置を提供する。 【解決手段】 アルミニウム板で形成したＶ字状の下側
電極１と、その上端に蓋形状の上側電極１１を被せて囲
み形状を形成し、それらが重なった部分の上側電極１１
にその下縁に開放するＵ字状の長穴をねじの挿通穴１４
として形成し、ねじ４ｂを下側電極１に螺合させたま
ま、上側電極１１を下側電極１に対してスライドおよび
分離可能とする。この拡縮可能となった囲み形状で、種
々の径のケーブル５０の挟持と一本のケーブル５０に対
する複数の位置での測定が行える。下側電極１のＶ字の
両傾斜面２、２と上側電極１１の上面に圧電素子５、
５、１５を設け、下側電極１１の圧電素子５はその配設
面２に対してスライド可能として、半径の異なるＣＶケ
ーブル５０を挟持した際、下側電極１の圧電素子５をス
ライドさせて、その中心を変更後の接点に対応する位置
に一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＶケーブルの
劣化診断装置に係り、詳しくは、そのＣＶケーブルの絶
縁体中に発生した水トリーをその絶縁体内の電荷分布を
測定することによって行うパルス静電応力法（以下、単
にＰＥＡ法；Ｔｈｅ ｐｕｌｓｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏａ
ｃｏｕｓｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄという）に基づいて行う
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶケーブルの劣化を引き起こす水トリ
ーは、それが一度発生すると、周囲の健全絶縁部よりも
導電率が高いことから、その先端部に空間電荷が蓄積
し、電界が集中することで一層拡大して、ＣＶケーブル
を絶縁破壊に至らしめるものである。

【０００３】他方、内部に電荷を有する絶縁体の試料に
パルス電圧を印加すると、それが作る電界によって絶縁
体内の電荷は静電気力を受けて弾性波を発生するので、
この弾性波を圧電素子で検出して波形信号に変換し、そ
の波形の高さや発生位置により絶縁体試料中の電荷分布
を検出することができる。

【０００４】この原理を応用して、ＣＶケーブルの絶縁
体中の電荷分布を測定すれば、そこに発生した水トリー
を非破壊で検出することができる。これが前記ＰＥＡ法
である。図４は、そのようなＰＥＡ法による測定の原理
的構成を模式的に示したものである。

【０００５】この測定方法では、図に示すように、試料
のＣＶケーブル５０をその絶縁体５２の部分で押さえ部
材６１と電極６２で挟持し、ＣＶケーブル内の導体５１
にパルス電圧を印加するためのパルス発生装置とバイア
スをかけるための直流電源が接続されている。

【０００６】また、電極６２には前記導体５１に印加し
たパルス電圧で発生した弾性波を電気信号に変換する圧
電素子６３が配設されており、この圧電素子６３に増幅
器を介して出力装置のオシロスコープが接続されてお
り、オシロスコープのデータはそれに接続されたパーソ
ナルコンピュータによって解析される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
記ＰＥＡ法によりＣＶケーブルの水トリーを検出してそ
の劣化診断を行う装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の装置は、複数の板状の電極が前記ＣＶケ
ーブルの周面を挟持する囲み形状を成して結合してお
り、その囲み形状がＣＶケーブルの半径方向に分割可
能、かつ、前記ケーブルの挟持半径が拡縮可能となって
いるとともに、各電極にスライド機構を介して圧電素子
が配設されており、そのスライド機構により、前記圧電
素子が前記電極面の前記ＣＶケーブルの軸に交差する面
との交線に沿ってスライド可能になっている構成とした
のである。

【０００９】この装置では、上記複数の板状電極による
囲み形状がＣＶケーブルの半径方向に分割可能、かつ、
ケーブルの挟持半径が拡縮可能となっているので、その
電極の囲み形状を分割して、その状態で検査対象のケー
ブルを囲んで電極同士を仮結合し、そのケーブルの径に
合わせて囲み形状を縮小してケーブルを挟持した後、電
極同士を完全に固定して検査を行う。こうして、一台の
装置で種々の半径のケーブルに対する測定が行える。

【００１０】また、囲み形状の挟持半径が拡縮可能とな
っているので、その挟持半径を拡大してケーブルの挟持
力をゆるめて、装置をケーブルの軸周りに回転させた
り、軸方向にずらせたりして、一つのケーブルに対し
て、装置を周方向と長さ方向に移動させて、複数の位置
で測定を行うことができる。

【００１１】その際、前記電極の囲み形状に、その囲み
形状の前記ＣＶケーブルの軸周りの角度検出手段を設け
るようにすれば、その電極の囲み形状を前記ケーブルの
周方向に沿って回転させて測定位置を移動させる際に、
その角度検出手段によって回転量を直ぐに把握できるの
で、測定作業が効率的に行える。

【００１２】そして、異なる径のケーブルに対して測定
を行う場合、上下の電極の挟持半径を拡縮すると、元の
径のケーブルと、それと大きさの異なるケーブルとで、
電極面との当接点がずれるので、それに伴って、元のケ
ーブルを挟持していた際に、前記電極面との当接点に対
応していた圧電素子の中心もずれる。従って、圧電素子
の中心が変更後のケーブルとの接点に対応する位置に来
るように、その圧電素子を擁したスライド機構を動作さ
せて圧電素子の位置を変更する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２はこの実施形態の装
置の主要部の外観を示したものである。ここで言う主要
部とは前記従来例で示した装置において、ＣＶケーブル
５０内の導体５１にパルス電圧を印加するパルス発生装
置およびバイアス用の直流電源、あるいは出力装置等は
省略し、上記した、この発明の装置の主たる機能、すな
わち、一つのＣＶケーブル５０に対する複数の位置の測
定と、異なる径のケーブル５０に対する検知が一台の装
置で行えるということを果たすための構成を示してい
る。なお、図中、符号５３、５４で指示するものはそれ
ぞれＣＶケーブル５０の内部半導電層、外部半導電層で
ある。

【００１４】前記主要部は、図に示すように、被検体の
ＣＶケーブル５０の周面を囲み形状で挟持する上下のア
ルミニウム板の枠体１、１１から成り、各枠体１、１１
が前記従来例で示した構成の中の電極６２（図４参照）
に該当するものである。

【００１５】下側の電極１は、図２に示すように、断面
が６０°のＶ字の樋状を成し、そのＶ字の両傾斜部２の
内面２ａがケーブル５０を挟持する際の当接面となって
おり、その傾斜部の上端から図の垂直上方に延設された
部分が、次に述べる上側電極の取り付け部３となってい
る。

【００１６】その上側電極１１は、図１および図２に示
すように、ケーブル５０との当接部１２の両端に下側電
極への取り付け部１３が左右対称に連設されており、各
取り付け部１３は断面コ字状で、その一端が前記ケーブ
ル５０との当接部１２の端部に連設されている。そし
て、各コ字の部分の側部が前記下側電極１のＶ字の上端
に延設された取り付け部３に外側から被さって、その上
側電極取り付け部３の外面と下側電極への取り付け部１
３の内面とが面着している。その状態で、その下側電極
への取り付け部１３の外側から、そこに設けられたねじ
の挿通穴１４を通して、下側電極１の前記上側電極の取
り付け部３に設けられたねじ穴４にねじ４ｂが螺合され
ており、上側電極１１はこのねじ止めによって下側電極
１に固定されている。

【００１７】その上側電極１１のねじの挿通穴１４は、
それが設けられた面の下縁に開放するＵ字状の長穴とな
っており、前記ねじ４ｂを下側電極１に螺合させたま
ま、上側電極１１を下側電極の前記上側電極の取り付け
部３に対してスライドおよび分離可能となっている。従
って、上下の電極１、１１が成す上記ケーブル５０の囲
み形状は、ケーブル５０の挟持半径が拡縮可能で、異な
る径のケーブル５０を挟持することができる。

【００１８】下側電極１の樋形状のＶ字の角度は前記し
たように６０°であるので、下側電極１と、そのＶ字の
中心線（図に一点鎖線で示す）に対して水平に渡された
上側電極１１のケーブル５０との当接点は、図２（ａ）
に示すように、断面でみると、正三角形の各頂点に対応
し、ケーブル５０を、その軸芯の周りに三等分（１２０
°）毎に三点で支持（挟持）している。

【００１９】そして、前記下側電極１のＶ字の両傾斜面
２、２の各外面２ｂと上側電極１１のケーブル５０との
当接部１２の外面（上面）の三箇所に、ケーブル５０内
の導体５１にパルス電圧（およびバイアス用の直流高電
圧）を印加して発生する弾性波を捕らえて、それを電気
信号に変換する圧電素子５、５、１５が配設されてい
る。

【００２０】この内、下側電極１の各傾斜面２の外面２
ｂに設けられた圧電素子５は、図３に示すような構造に
よってその傾斜面２に沿ってスライド可能となってい
る。そのスライド構造は、図３に示すように、前記外面
２ｂと、その外面２ｂに設けられた対のガイド板６、６
とに挟持されてスライド板７が設けられており、そのス
ライド板７の表面に圧電素子５が固定されている。圧電
素子５のスライド方向は、ケーブル５０の断面と電極１
の板面との交線の方向となっている。そのスライド板７
は、図３（ｃ）に示すように、その側面７ａに設けられ
た小突起８を、前記ガイド板６の、前記スライド板の側
面７ａに対向する面６ａに設けられた板バネ９に係止さ
せて、所定のピッチ毎に固定可能となっている。そのこ
とにより、後にも述べるように、半径の異なるＣＶケー
ブル５０を挟持した際、下側電極１の傾斜面２とケーブ
ル５０周面との接点が変化し、その接点に対応する圧電
素子５の位置が変わっても、圧電素子５をその方向にス
ライドさせて、その中心を接点に対応する位置に一致さ
せることができる。

【００２１】他方、上側電極１１の外面（上面）に設け
られた圧電素子１５は、上側電極１１のケーブル５０と
の接点は、挟持するケーブル５０の径が異なっても変わ
らず、その接点に対応する圧電素子１５の中心の位置も
変わらないので、この上側電極１１には圧電素子１５の
スライド機構は設けられておらず、圧電素子１５は、そ
の中心を、常にケーブル５０と接する位置に対応する当
接部１２の中央（前記一点鎖線との交点）に合わせて固
定されている。

【００２２】また、上側電極１１の上面には、図２に示
すように、樹脂板で形成された角度表示板１６が立設さ
れている。この角度表示板１６の表面には、前記電極１
のＶ字断面の中心線を鉛直方向に向けた状態で、その鉛
直方向を基準線１６ａとして、図の左半分の領域に１８
０°分の角度目盛り１６ｂが刻まれており、その基準線
１６ａの下端に位置するところが０°、上端に位置する
ところが１８０°を指示するようになっている。

【００２３】また、その角度表示板１６の角度目盛り１
６ｂが刻まれた面には樹脂の帯板で形成された指示針１
７が回転自在に垂下されている。指示針１７は、その一
端１７ａが前記基準線の中央に回動自在に取り付けられ
ており、上下の電極１、１１の囲み形状がケーブル５０
を緩やかに挟持した状態で、その囲み形状をケーブル５
０の周面に沿って回転させた際、矢形状の他端１７ｂが
周縁に沿って移動して目盛りを指示し、囲み形状の回転
量が直ぐに把握できるようになっている。

【００２４】以上のような、この発明の実施形態の装置
により、ケーブル５０の絶縁体５２内の水トリーの検出
を行うには、先ず、前記上下の電極１、１１の囲み形状
を分割しておき、その状態でケーブル５０を囲み、上側
電極１１の下側電極への取り付け部１３を下側電極１の
上側電極取り付け部３に前記ねじ４ｂで仮止めする。

【００２５】そうすると、上側電極１１と下側電極１は
それぞれの取り付け部１３、３の重なった部分で、ねじ
４ｂと下側電極への取り付け部１３のねじの挿通穴（長
穴）１４とでガイドされて互いの面着面に沿ってスライ
ドして、囲み形状が拡縮可能な状態にある。

【００２６】次に、ケーブル５０の径に合わせて囲み形
状を縮小していってケーブル５０を挟持した後、前記ね
じ４ｂを締めて電極１、１１同士を完全に固定する。

【００２７】こうして測定の準備が整ったところで、後
は、この実施形態の項の冒頭でも述べたように、この装
置の上記主要部に設けられた図示しないパルス発生装置
およびバイアス用の直流電源、あるいは出力装置等を動
作させてＰＥＡ法による測定を行う。

【００２８】一箇所の測定が終わって測定位置を変える
際には、前記ねじ４ｂを緩めて、上下の電極１、１１を
前記ねじの挿通穴１４とねじ４ｂをガイドにしてスライ
ドさせて、そのケーブル５０の囲み形状の挟持半径を僅
かに拡大してケーブル５０の挟持力をゆるめる。そし
て、周方向の測定位置の移動であれば、その電極１、１
１の囲み形状をケーブル５０の軸周りに回転させ、ケー
ブル５０の長さ方向の測定位置の移動であれば軸方向に
ずらせて行う。

【００２９】こうして、この装置では、種々の半径のＣ
Ｖケーブル５０の測定と、一つのケーブル５０の周方向
と長さ方向における複数の位置での測定を一台で行うこ
とができる。

【００３０】その周方向の検査の際、前記ＣＶケーブル
５０の軸周りの角度検出手段によって回転量を直ぐに把
握できるので、測定作業が効率的に行える。

【００３１】そして、径の異なるケーブル５０に対して
測定を行う際、上下の電極１、１１の挟持半径を拡縮す
ると、元の径のケーブル５０と、それと大きさの異なる
ケーブル５０とで電極面との当接点がずれ、それに伴っ
て、元のケーブル５０を挟持していた際に前記電極面と
の当接点に対応していた圧電素子５の中心もずれるの
で、前記圧電素子５のスライド機構によって圧電素子５
の位置を変更して、その中心が変更後のケーブル５０と
の接点に対応する位置に来るようにする。その際、その
圧電素子５が表面に固定されて、それを電極１の傾斜面
２に沿ってスライドさせるスライド板７のスライド量の
ピッチは、前記小突起８と板バネ９の係止ピッチで規定
され、その単位のピッチ量は、囲み形状の回転ピッチの
単位量１０°に対応するものとなっている。

【００３２】なお、この実施形態では、半径の異なるケ
ーブル５０が挟持できるための構成として上記のような
装置構成を採用したが、径の異なるケーブル５０が挟持
できる他の例として、旋盤用のチャックのように、チャ
ックのハウジングの表面に設けられた複数の把持爪（ジ
ョウ）が、ドローバとの間に設けられたテーパフェイズ
機構を介して、ドローバの進退により、前記チャックの
ハウジングの表面に沿って半径方向に移動してワークを
チャッキングするような形態のものも採用できる。

【００３３】また、上記実施形態の装置では、ケーブル
５０を挟持するのに、上記のような形状の二つの電極に
よってケーブル５０の周面を等角位の三点で挟持する形
を採ったが、ケーブル５０の支持は三点とは限らず、図
示はしないが、等角位で四点、五点、六点で支持するも
の等も形成することができ、ケーブル５０の支持位置の
箇所を増やしてゆくことにより、周方向に於いて一挙に
測定できる箇所が増えて検査効率が向上する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は上記の
ように構成したので、ＰＥＡ法を用いたＣＶケーブルの
絶縁体中の水トリーの検出を、一台の装置で、径の異な
るケーブルに対し、周方向と長さ方向の複数の位置で行
って劣化診断ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この実施形態の装置の主要部を斜視図で示した
ものである。

【図２】（ａ）にこの実施形態の装置の主要部の正面図
を示し、（ｂ）に平面図を示したものである。

【図３】（ａ）に図１の要部を拡大して斜視図で示し、
（ｂ）に（ａ）の線Ａ−Ａによる断面を示し、（ｃ）に
（ｂ）の線Ｂ−Ｂによる断面を示したものである。

【図４】ＰＥＡ法を用いた水トリー検出方法の原理的構
成を模式的に示したものである。

【符号の説明】

１ 下側電極 ２ 下側電極のケーブルとの当接部 ３ 上側電極の取り付け部 ４ ねじ穴 ４ｂ ねじ ５、１５ 圧電素子 ６ ガイド板 ７ スライド板 ８ 小突起 ９ 板バネ １１ 上側電極 １２ 上側電極のケーブルとの当接部 １３ 下側電極への取り付け部 １４ ねじの挿通穴 １６ 角度表示板 １７ 指示針 ５０ ＣＶケーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＶケーブルの内部導体にパルス電圧を
   印加した際に、絶縁体内に発生する弾性波を、その絶縁
   体に電気的に接続した圧電素子で検出して、その絶縁体
   中の電荷分布を測定することにより、そこに発生した水
   トリーを検出して劣化診断を行う装置であって、 複数の板状の電極が前記ＣＶケーブルの周面を挟持する
   ための囲み形状を成して結合されており、その囲み形状
   がＣＶケーブルの半径方向に分割可能、かつ、前記ケー
   ブルの挟持半径が拡縮可能となっているとともに、各電
   極に前記圧電素子がスライド機構を介して配設されてお
   り、そのスライド機構によって、前記圧電素子が、その
   電極面の前記ＣＶケーブルの軸に交差する面との交線に
   沿ってスライド可能となっていることを特徴とするＣＶ
   ケーブルの劣化診断装置。
2. 【請求項２】 上記電極の囲み形状に、その囲み形状の
   上記ＣＶケーブルの軸周りの角度検出手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載のＣＶケーブルの劣化診断
   装置。