JP2002131292A

JP2002131292A - ケーブルの劣化診断方法、劣化診断装置及びその固定治具

Info

Publication number: JP2002131292A
Application number: JP2000324870A
Authority: JP
Inventors: Masaru Inoue; 勝井ノ上; Masataka Okada; 昌孝岡田; Chikashi Takeya; 千加士竹谷
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd; Chubu Plant Service Co Ltd
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd; Chubu Plant Service Co Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】診断対象ケーブルを布設状態で診断し、残寿
命の少ないケーブルを容易に見出し得るケーブルの劣化
診断方法、劣化診断装置及びその固定治具を提供する。【解決手段】送波器及び受波器をケーブル外周上で直
径上の２点間に固定治具を用いて当接させ、超音波伝搬
時間Ｔ_Xを測定する方法及び装置であって、予め破断伸
びが寿命値又は残余寿命年数がＮ_C年（２Ｎ≧Ｎ_C＞
Ｎ）と推定される要注意値を示すケーブル試料から、シ
ース材料の等しい同種ケーブルごとにケーブル外径及び
表面温度を変数として、超音波伝搬時間の劣化判定基準
値（不良値Ｆ又は要注意値Ｃ）を算出する関係式を求
め、これを記憶手段に記憶させ、入力された診断対象ケ
ーブルの種類から該当する関係式を読み出し、外径、表
面温度から演算手段により劣化判定基準値Ｆ，Ｃを演算
し、超音波伝搬時間Ｔ_Xとの比較により劣化度を判定し
て表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、布設状態にあるケ
ーブルのシース及び絶縁体等の被覆材の劣化程度を診断
するケーブルの劣化診断方法、診断装置及び固定治具に
関するものであり、特にケーブルの一部をサンプリング
により破壊することなく非破壊的に劣化診断するための
劣化診断方法、その診断に適した診断装置及びケーブル
ラック等に布設されたケーブルをその状態で診断するの
に適した固定治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】布設状態にあるケーブルの被覆材の劣化
程度を、非破壊的に診断する方法として、高圧ケーブル
では直流漏れ電流試験、誘電正接試験等の電気的診断方
法が採用されているが、低圧ケーブルでは、遮蔽層とし
ての銅テープが巻き付けられていないため、このような
診断方法を適用することができない。このため、メガー
による絶縁抵抗の測定は行われているが、この方法だけ
では、ケーブル被覆材の様々な要因による電気的性質、
機械的性質などの経年的な劣化を検知することができな
いため、結局布設ケーブルを撤去し、ケーブルから被覆
材を破壊的に採取し、その伸び等を測定して、劣化程度
を判定せざるを得ないという問題があった。

【０００３】そこで、これを改善するものとして、超音
波測定器を用いてケーブルのシースの劣化程度を診断す
る方法が提案されている。この方法にも、(1) 超音波測
定器として、超音波厚さ計を用い、その送波器から単心
ケーブルの導体に向けて超音波を送信し、被覆材中を伝
搬して被覆材内面で反射した超音波を受波器で受信する
までの伝搬時間と被覆材の厚さとから、超音波の被覆材
中の伝搬速度を求め、オリジナルの（健全時の）それと
比較することにより被覆材の劣化の程度を判定する方法
（例えば、特開平７−３５７３号）、(2) 超音波測定器
の送波器及び受波器を２心ケーブルの外周の長さ方向に
比較的長い距離（例えば５ｃｍ）の区間の両端に当接
し、比較的低い周波数（５０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ）の
超音波を伝搬させて伝搬時間を測定する方法、などがあ
る。

【０００４】前記(1) の方法では、伝搬距離が短いた
め、健全時と劣化時の伝搬時間の変化の絶対値が小さ
く、測定値のバラツキが大きくなる。測定精度をよくす
るためには、直進性のよい高周波（１ＭＨｚ以上）の超
音波、従って波長の短い超音波を用いなければならない
が、波長の短い超音波は、減衰が大きくなるため、大き
い超音波出力が必要となり、測定装置（超音波厚さ計）
が高価なものになるという問題がある。さらに、診断対
象が単心ケーブルのように被覆材内部が導体のように均
一な材質の充実体のものに限られる。理由は、多心ケー
ブルのようにシース内部の境界面に線心や介在や空間な
ど、材質の異なるものがあると、測定場所によって反射
率や反射角度が異なり測定値のバラツキがさらに大きく
なり、また測定ができなかったりするからである。ま
た、前記(2) の方法では、同一箇所の測定に関してはバ
ラツキはなくなったが、同じ距離の別の区間について測
定すると伝搬時間がばらつくことが分かった。理由は、
送波器及び受波器がケーブルの外周の長さ方向に比較的
長い距離を隔てて設けられているため、送波器から送波
された超音波のうち、受波器に達する超音波はシース内
部すなわちコア内を通る割合が多く、このコア内の線心
や介在等の配置が長さ方向に変化するためであると思わ
れる。

【０００５】そこで、図１１に示すように、超音波測定
器の送波器Ｓ及び受波器Ｒを診断対象ケーブル２０の有
機材からなるシース２４の外周上で任意の直径上の２点
に相対向して当接させ、前記診断対象ケーブル２０のシ
ース中に３０ＫＨｚ〜１０００ＫＨｚの超音波Ｗ₁，Ｗ
₂を伝搬させて前記２点間の超音波伝搬時間を、同期信
号発生器４ａ、基準クロック発生器４ｂ及びカウンタ４
ｃからなる超音波伝搬時間計測手段４により測定し、測
定された超音波伝搬時間を劣化判定基準値と比較してケ
ーブルの劣化度を判定する方法が提案された（特開平１
０−１７７０１４号）。この方法によれば、超音波は送
波器からシース内のみを伝搬して受波器に達するのでバ
ラツキがなく、また測定器も安価に得られる。しかし、
これを実用に供するには、なお改良し、具体化すべき多
くの課題が残されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このケーブ
ル劣化診断方法をさらに改良し、具体化して実用に供す
ることを課題とするものであって、請求項１乃至請求項
５の発明は、布設された診断対象ケーブルを定期的に診
断する際に、事故を生ずるような状態に至る前に残寿命
が少ないことを見いだして対策を講じることのできるケ
ーブルの劣化診断方法の提供を課題とする。

【０００７】請求項６記載の発明は、ケーブルの劣化度
を極めて簡単に判定することのできるケーブルの劣化診
断装置の提供を課題とする。

【０００８】請求項７乃至１０記載の発明は、超音波測
定器の送波器及び受波器を診断対象ケーブル外周上で任
意の直径上の２点に相対向して当接するのを極めて容易
にする固定治具の提供を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、超音波測定器の送波器及び
受波器を診断対象ケーブルの有機材からなるシース外周
上の任意の直径上の２点に相対向して当接させ、前記診
断対象ケーブルのシース中に超音波を伝搬させて前記２
点間の超音波伝搬時間を測定し、測定された超音波伝搬
時間Ｔ_Xを劣化判定基準値Ｔ_Sと比較してケーブルの劣
化度を判定するケーブルの劣化診断方法において、前記
劣化判定基準値Ｔ_Sは、前記診断対象ケーブルとシース
の材料、外径がほぼ等しい同種ケーブルであって、寿命
に達したと判断されるケーブル試料について予め測定し
た超音波伝搬時間Ｆを不良値とし、診断対象ケーブル
は、Ｎ年ごとに定期診断を行うものとするとき、残余寿
命年数がＮ_C年（但し、２Ｎ≧Ｎ_C＞Ｎ）と推定される
ケーブル試料について予め測定して得た前記超音波伝搬
時間Ｃを要注意値として、前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X＞要注意値Ｃのとき良、不良値Ｆ＜前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X≦要注意値Ｃ
のとき要注意、と判定することを特徴とする。これにより、診断対象ケ
ーブルの超音波伝搬時間測定値Ｔ_Xがこの要注意値Ｃ以
下で不良値Ｆより大きければ、残余寿命年数があとＮ_C
以下であって不良のレベルに近づいているから注意を要
することがわかる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のケ
ーブルの診断劣化方法において、前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X≦不良値Ｆのとき不良と判定することを特徴とする。これにより、ケーブルや
布設条件のばらつきによって、稀にいきなり不良と判定
されるものが出現しても不良のレベルに達した初期の段
階で発見できる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２又は３記
載のケーブルの劣化診断方法において、前記ケーブル試
料の劣化度は、ケーブルの絶縁体及びシースの伸びＥ_X
によって判定するものとし、前記不良値Ｆは、絶縁体又
はシースのいずれかの伸びＥ_Xが使用不可と判定される
寿命値Ｅ_Sに達したケーブル試料について測定した前記
超音波伝搬時間とすることを特徴とする。これにより、
ケーブルの劣化度が容易かつ確実に判定でき、絶縁体又
はシースのいずれかの伸びＥ_Xが使用不可と判定される
寿命値Ｅ_Sに達したときのシース中の超音波伝搬時間Ｔ
_Sを劣化判定基準値とするので、安全である。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載のケ
ーブルの劣化診断方法において、前記残余寿命は、ケー
ブルの使用温度よりも高い一定温度で加熱して伸びの変
化を求める加速劣化試験により、前記加熱温度が１０度
上がるごとに劣化時間が半減するものとして求めた加熱
時間と伸びの変化から推定し、かつ前記使用温度は通電
電流に応じて推定した導体温度とすることを特徴とす
る。これにより異なるケーブルの劣化判定基準について
も、短期間の試験によって正確に決めることができる。
また、使用温度は通電電流に応じて正確に推定すること
ができる。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の
いずれかに記載のケーブルの劣化診断方法において、前
記劣化基準判定値Ｔ_Sは、シース材料の等しい同種ケー
ブルごとに、予め求めたケーブル外径α及びケーブル表
面温度ｔと超音波伝搬時間Ｔ_Xとの関係式ｆ _S（α，
ｔ）により、診断対象ケーブルの種類ｓ、ケーブル外径
α及び測定時のケーブル表面温度ｔに応じて算出するこ
とを特徴とする。こにより、ケーブルの種類ｓが分か
り、ケーブル外径α、表面温度ｔを測定するだけで、劣
化判定基準値を容易に算出することができる。

【００１４】請求項６記載の発明は、超音波の送波器及
び受波器と、前記送波器を駆動する送信機と、前記受波
器からの信号を受信する受信機と、前記送波器から送波
される超音波が前記受波器に達する伝搬時間を測定する
伝搬時間計測手段と、前記送波器及び受波器を有機材料
からなるシース体を有する診断対象ケーブルの外周上の
２点に相対向して当接させるための固定治具とを有する
ケーブルの劣化診断装置であって、ケーブルの種類ｓ、
外径α、表面温度ｔを入力する入力手段と、入力された
ケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔからケーブルの
劣化判定基準値Ｔ_Sを算出する関係式ｆ_S（α，ｔ）を
記憶する記憶手段と、前記入力手段から入力されるケー
ブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔとから関係式ｆ
_S（α，ｔ）に基づいて劣化判定基準値Ｔ_Sを演算する
演算手段と、前記伝搬時間計測手段で計測された超音波
伝搬時間Ｔ_Xを前記演算手段により算出された劣化判定
基準値Ｔ_Sと比較して劣化度を判定する判定手段と、判
定結果を表示する表示手段とを備えてなることを特徴と
する。この劣化診断装置を用いることにより、極めて簡
単に劣化度を知ることができる。

【００１５】請求項７記載の発明は、超音波測定器の送
波器及び受波器を保持し、その送受波面が診断対象ケー
ブルのシース外周上で任意の直径上の２点に相対向して
当接するように固定する１対の保持具からなることを特
徴とする。この固定治具により送波器及び受波器を保持
することにより、送波器及び受波器を診断対象ケーブル
外周上で任意の直径上の２点に当接するのが容易にでき
る。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項７記載の固
定治具において、前記１対の保持具は、前記送波器及び
受波器の送受波端部をその送受波端面が相対向するよう
に保持する保持孔を有する平板からなり、第１の保持具
は、平板の対向面上にその送受波端面中心から左右両側
に垂直に立設された１対の昇降ガイドを有し、第２の保
持具は、平板の送受波端面中心から左又は右側に前記１
対の昇降ガイドの片方が挿入されるように設けられたガ
イド孔と、右又は左側に設けられたガイド溝とを備え、
前記第１の保持具の前記１対の昇降ガイドとこれに対応
する前記第２の保持具の前記ガイド孔及びガイド溝と
は、前記昇降ガイドの片方を前記ガイド孔に挿通するこ
とにより、摺動自在に結合され、かつ前記片方の昇降ガ
イドを軸に前記他方の昇降ガイドをストッパーとして回
動自在に結合されることを特徴とする。これにより、第
１の保持具に保持された送受波器の送受波端面上に診断
対象ケーブルを載置し、前記第２の保持具のガイド孔に
前記第１の保持具の片方の昇降ガイドを挿通し、他方の
昇降ガイドに前記第２の保持具のガイド溝を当接させ
て、前記第２の保持具に保持された送受波器の送受波端
面を診断対象ケーブルの上面に当接させることにより、
送波器及び受波器を容易に診断対象ケーブル外周上で任
意の直径上の２点に相対向して当接することができる。

【００１７】請求項９記載の発明は、請求項８記載の固
定治具において、前記第１の保持具の平板上に立設され
た１対の昇降ガイドは、片方が他方より長いものとし、
短い方の昇降ガイドの長さは、少なくとも診断対象ケー
ブルの最大径に第２の保持具の平板の厚さを加えた程度
とすることを特徴とする。これにより、前記第１の保持
具の長い方の昇降ガイドを前記第２の保持具のガイド孔
に挿通すれば、前記第１、第２の保持具の結合間隔が長
いので一体に扱うことが容易であり、前記第１の昇降ガ
イドを前記短い方の昇降ガイドの方から診断対象ケーブ
ルを掬い上げるようにしてケーブル下に挿入するのが容
易であるから、診断対象ケーブルが多数条布設された状
態でも、１本ずつ診断するのが容易である。

【００１８】請求項１０記載の発明は、請求項８又は９
記載の固定治具において、前記第２の保持具の平板は、
少なくともその前後端面が平行であり、この前後端面が
前記診断対象ケーブルの長手方向に直交するように固定
されるものとするとき、前記第２の保持具の平板の前後
端面に設けられ下方に向かって開らく左右に対称な形状
の溝を有する１対の保持ガイドを備え、前記１対の保持
ガイドの溝の頂部と前記送受波端面中心とは、左右方向
の位置がほぼ一致するように、かつ上下方向に摺動可能
に設けられていることを特徴とする。これにより、前記
第２の保持具の前後端面に設けられた保持ガイドの溝が
診断対称ケーブルの外周に左右２点で外接するようにセ
ットすれば、それだけで送波器及び受波器の送受波端面
を容易に診断対象ケーブル外周上で任意の直径上の２点
に相対向して当接することができる。また、保持ガイド
は上下方向に摺動可能に設けられているので、診断対象
ケーブルの外径に応じて適切な上下位置に調整すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１は本発明の概要の説
明図であり、図１（ａ）は、本発明のケーブルの劣化診
断装置の概略図であり、同図（ｂ）はその部分拡大図で
ある。図１（ａ）において、符号２０は劣化診断をしよ
うとする診断対象ケーブルであり、劣化診断装置１は、
超音波測定器本体Ｍと送波器Ｓ₁及び受波器Ｒ₁からな
る超音波測定器及びこの送波器Ｓ及び受波器Ｒをケーブ
ル２０に固定する固定治具１０とからなる。ケーブル２
０は、図１（ｂ）に示すように、導体２１ａに絶縁体２
１ｂを被覆した線心２１と、導体２２ａに絶縁体２２ｂ
を被覆した線心２２とを介在２３とともに撚り合わせた
上にシース２４を被覆したものである。また、超音波測
定器本体Ｍは、送波器Ｓを駆動する超音波送信機２、受
波器Ｒによって受信された超音波信号を検知し増幅する
超音波受信機３、送波器Ｓ₁から送信された超音波
Ｗ₁，Ｗ₂がケーブルのシース２４内を伝搬して受波器
Ｒ₁によって受信されるまでの超音波の伝搬時間を計測
する伝搬時間計測手段４を備えている。伝搬時間計測手
段４は、例えば超音波送信機２と基準クロック発生器４
ｂを起動する同期信号発生器４ａ、受信機３からの信号
と基準クロック発生器４ｂからの基準信号を受信し、送
信から受信までの超音波の伝搬時間を計測するカウンタ
４ｃとからなる。超音波測定器のこれらの手段は、特開
平１０−１７７０１４号において提案された図１１のも
のと実質的に同じであるから、同じ符号で示す。

【００２０】劣化診断装置１は、そのほか後述するよう
にケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔを入力する入
力手段５、予め入力されたケーブルの種類ｓ、外径α、
表面温度ｔからケーブルの劣化判定基準値Ｔ_Sを算出す
る関係式ｆ_S（α，ｔ）を記憶する記憶手段６、入力手
段から入力されるケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度
ｔとから関係式ｆ_S（α，ｔ）に基づいて劣化判定基準
値Ｔ_Sを演算する演算手段、伝搬時間計測手段で計測さ
れた超音波伝搬時間Ｔ_Xを演算手段７により算出された
劣化判定基準値Ｔ_Sと比較して劣化度を判定する判定手
段８、判定結果を表示する表示手段９などを備えてお
り、これらが本発明において改良され、具体化さてい
る。

【００２１】先ず、一例として上記劣化診断装置１を用
いて、ケーブル２０の劣化程度を診断する本発明のケー
ブルの劣化診断方法について説明する。超音波測定器本
体Ｍの図示しない電源をＯＮすると、超音波送信機２に
より駆動された送波器Ｓから発信される超音波は、その
周波数を適宜に選択することにより、その大半がケーブ
ルのシース２４内を二つの波Ｗ₁及びＷ₂に分かれて伝
搬し、再び合流して受波器Ｒによって受信される。受信
された超音波は超音波受信機３によって検出され、増幅
されて、カウンタ４ｃに送られる。同期信号発生器４ａ
によって、超音波送信機２と同時に起動された基準クロ
ック発生器４ｂからの出力パルスは、カウンタ４ｃによ
って計数されるが、超音波受信機３からの信号によって
計数を停止する。このカウンタ４ｃによって計数された
パルス数から超音波の伝搬時間Ｔ_Xが分かる。記憶手段
６には、予めケーブル種類ｓ、外径α、表面温度ｔから
ケーブルの劣化判定基準値Ｔ_Sを算出する関係式ｆ
_S（α，ｔ）が記憶されているから、入力手段５から、
診断対象ケーブル２０について測定した外径α及び表面
温度ｔを入力すると、演算手段７が記憶手段６から読み
出した関係式ｆ_S（α，ｔ）に基づいて劣化判定基準値
Ｔ_Sを演算する。カウンタ４ｃから送られる超音波の伝
搬時間Ｔ_Xとこの劣化判定基準値Ｔ_Sとが判定手段８に
よって比較され、その判定結果が表示手段９に表示され
る。

【００２２】次に、劣化判定基準値Ｔｓを算出する関係
式ｆ_S（α，ｔ）を求める手順について、特殊耐熱ビニ
ル絶縁耐熱ビニルシースケーブル（以下「ＳＨＶＶ」と
いう）を例として図２〜５を参照しつつ説明する。先
ず、図２に基づいて、加熱による促進劣化試験における
加熱時間と劣化の関係を求める手順について述べる。（１）外径の異なる数種類のケーブルを準備する。（２）ケーブルの劣化度を示す劣化度特性値としては、
例えば測定が簡単でかつ絶縁体やシースの劣化度を正確
に表す破断伸び率（以下単に「伸び」という）を選ぶの
がよい。（３）伸びＥ_Xが一定の基準値（ここでは５０％）にな
ると使用不可と考えられているので、ケーブル試料（こ
こでは７種類）を一定温度（ここでは１３０℃）で加熱
して加速劣化させる。その平均値をプロットすると図２
のようになる。（４）この例ではシースの方が劣化がやや早いので、シ
ースのデータから最小自乗法で関係式を求める。伸びを
ｙ、加熱日数をｘとするとき、関係式は、図中に示すと
おりであり、加熱時間をｘ（日），伸びをｙ（％）とす
ると、ｙ＝−２．９６３７ｘ＋３２８．８５ (1) となる。

【００２３】次に、図３〜図５に基づいて、伸びＥ_Xが
例えば１３０℃で１００日間加熱して加速劣化させたケ
ーブル（ここでは５種類）を使用不可の限度となる劣化
度判定用ケーブル試料を例として、このケーブル試料か
ら劣化判定基準Ｔ_S（不良値Ｆ）を求める関係式を導出
する方法について説明する。（１）劣化させたケーブル試料を恒温槽に入れ、温度を
変えて超音波伝搬時間を測定する。その結果をプロット
すると図３のとおりである。なお、各ケーブル試料の外
径は、つぎのとおりである。イ、２×６０ｍｍ² ３２．０ｍｍロ、２×３８ｍｍ² ２７．０ｍｍハ、７×５．５ｍｍ² １８．５ｍｍニ、３×５．５ｍｍ² １４．５ｍｍホ、２×５．５ｍｍ² １３．５ｍｍ（２）図３から各ケーブル試料ごとに温度による変化の
関係式を求める。超音波伝搬時間をｃ（μｓｅｃ），ケ
ーブル表面温度をｔ（℃）とすると、関係式はそれぞれ
図中に示すとおりとなる。（３）サイズが大きくなるほど関係式の傾きが大きくな
る傾向にあるが、図３で求めた１次式の傾き（係数）と
ケーブルの外径との関係をプロットすると図４に示すと
おりであり、傾きをｙ，ケーブル外径をα（ｍｍ）とす
ると、関係式は図中に示すとおり、ｙ＝Ｏ．００９６α−０．０２２６ (2) となる。（４）また、図３で求めた各１次式の切片（定数項）の
値をｙ（μｓｅｃ）、ケーブル外径をα（ｍｍ）とし、
その関係をプロットすると図５に示すとおりであり、関
係式は図中に示すとおり、ｙ＝０．５６１２α−１．９２７１ (3) となる。（５）したがって、ケーブル外径をα、ケーブル表面温
度をｔで表し、寿命となるケーブル試料の超音波伝搬時
間をＦとすると、Ｆ＝（０．００９６α−０．０２２６）ｔ＋（０．５６１２α−１．９２７１） (4) となる。（６）以上は１３０℃で１００日間加熱して促進劣化さ
せたケーブル試料から求めた劣化判定基準Ｆとケーブル
外径α及び表面温度ｔとの関係式であるが、この劣化判
定用ケーブル試料の加熱温度、加熱時間を所望の伸びの
基準値Ｅ_Sとなるように目的に応じて変えることによ
り、それに対応する劣化判定基準値Ｔ_Sに関する関係式
ｆ_S（α，ｔ）を求めることができる。

【００２４】次に、この劣化判定基準値Ｔ_Sを求める基
礎となる伸びＥ_Sの選定方法について述べる。伸びの基
準値Ｅ_Sが使用不可と考えられる基準値５０％になった
ときの超音波伝搬時間Ｆを劣化判定基準値とすると、ケ
ーブルや布設条件のバラツキによっては、発見前に事故
を生じるおそれがある。そこで、例えばＮ年ごとに定期
診断を行うことになっている場合、劣化判定基準値を残
余寿命年数がＮ年より大きいＮｃ年と推定されるケーブ
ル試料について測定した超音波伝搬時間Ｃを要注意値と
して求めておけば、残余寿命年数の推定値がＮｃ年以下
のものはその時点ですべて発見されるから、Ｎ年後の次
の定期診断まで（Ｎ＜Ｎｃ）に不良になる確率は極めて
少ない。仮にばらつきがあって不良値に達することがあ
っても、不良に達した初期の段階で発見することができ
る。また、Ｎｃ≦２Ｎに選定しておくと、寿命年数が十
分あるものまでいちいちチェックすることがない。

【００２５】前記残余寿命年数がＮｃ年となるケーブル
試料の伸びの推定を、例えば図２に示す劣化特性を有す
る絶縁体及びシースを有するケーブルについて求める手
順は、次のとおりである。（１）先に説明したとおり、この例ではシースが先に伸
び５０％に達するので、シースの１３０℃における加熱
時間と伸びの関係式(1) を求めたが、この式のｙを５０
と置くとｘ＝９４．１日（ｘ₁）となり、１３０℃で９
４．１日間加熱すると、伸びが５０％（Ｅｆ₁）になる
ことが分かる。（２）定期巡回診断の周期Ｎ年を４年とし、要注意と判
定する残余寿命年数Ｎｃを例えば５年とする。ケーブル
の連続使用温度を５０℃として、この５０年で５年間
を、１３０℃で促進劣化したときの日数に換算する。こ
の場合、加熱温度が１０℃上がると、同じ劣化をさせる
に必要な加熱時間が半分に減少するという半減則を用い
ると、（１３０−５０）／１０＝８であり、１０℃ごとに半減するから、残余寿命年数の５
年は、５年×（１／２）⁸＝０．０１９５年＝７．１日なり、したがって、要注意値となる加熱日数は、９４．１日−７．１日＝８７．０日となる。式(1) より、このときの伸びＥｃ₁は、７１％
である。

【００２６】次に、通電による温度上昇を考慮した場合
を、１例として３×５．５ｍｍ²のＳＨＶＶについて説
明する。（１）ケーブルの許容電流は周知の次の式から求められ
る。Ｉ＝η〔（Ｔ₁−Ｔ₂）／（ｎ×ｒ×Ｒth）〕^1/2 (5) 但し、Ｉ：許容電流 η ：多条布設の場合の逓減率Ｔ₁：導体最高許容温度Ｔ₂：基底温度ｎ：ケーブル心線数ｒ：交流導体実効抵抗Ｒth：全熱抵抗３段２０列の多条布設の場合、逓減係数ηは、０．３で
ある。したがって、導体最高許容温度Ｔ₁＝８０℃、基
底温度Ｔ₂＝４０℃とすると、Ｉ＝１１．７Ａとなる。（２）いま式(5) において、通電電流Ｉをこの許容電流
の６０％即ち７．０Ａとした場合の導体温度Ｔ₁を求め
ると、５３℃である。すなわち、基底温度から１３℃上
昇することが分かる。これを加速劣化試験に換算する。
すなわち、基底温度Ｔ₂＝１３０℃とし、１条布設の場
合、７．０Ａを通電すると、導体温度Ｔ₁＝１３１．５
℃となる。（３）通電により１３１．５℃に上昇した場合の加熱日
数の減少を前述の半減則によって、求めると、（１３１．５−１３０）／１０＝０．１５であり、１０℃ごとに半減するから、伸びが５０％に低
下する期間は、９４．１日×（１／２）^0.15＝８４．８
日（ｘ₂）となり、１３０℃加熱の場合の伸びに換算す
ると７７．５％（Ｅｆ₂）となる。（４）また、残余寿命年数５年となるのは、８４．８日
−７．１日＝７７．７日（ｘ₃）となるから、要注意の
伸びの値は９８．６％（Ｅｃ₂）となる。

【００２７】同様にして、通電電流Ｉを許容電流の２０
％、４０％、８０％、１００％にした場合についても求
めると表１のようになる。

【００２８】

【表１】

【００２９】図６は、要注意値に近いものとして、１３
０℃で７０日間加熱したケーブル試料５種類について表
面温度ｔ（℃）と超音波伝搬時間ｃ（μｓｅｃ）との関
係をプロットしたもので、それぞれの関係式を図中に示
す。不良値の場合と同様の手順で、その傾き及び切片と
ケーブル外径との関係式を求め、任意の外径αのＳＨＶ
Ｖについて、温度ｔ（℃）と超音波伝搬時間Ｃ（μｓｅ
ｃ）との関係式を求めると、要注意値Ｃは、式(6) のと
おりとなる。Ｃ＝（０．０１０５α−０．０２２２）ｔ＋（０．６６５３α−３．０１９４） (6)

【００３０】以上は、ＳＨＶＶを例として説明したが、
種類の異なる各種のケーブルについて上記と同様の手順
で、基準となる劣化度特性値（伸び）のケーブル試料を
作製し、それぞれについて外径α，表面温度ｔと超音波
伝搬時間の劣化判定基準値Ｔ _S（Ｆ，Ｃ等）との関係式
ｆ_S（α，ｔ）を求めておけば、診断対象ケーブルの種
類を確認し、外径α、表面温度ｔが分かれば、その超音
波伝搬時間測定値Ｔ_Xから、劣化度を判定することがで
きる。

【００３１】次に、劣化診断装置１の詳細について説明
する。図７は、超音波測定器本体Ｍの外観図であり、図
７(a) は正面図、図７(b) は平面図である。図１の超音
波測定装置Ｍは、図７の筐体Ｂに収納されている。図７
(a) において、筐体Ｂの正面には入力手段、操作手段な
どが取り付けられている。入力手段５は、ケーブルの種
類を入力する入力スイッチ５ａ、外径を入力するスイッ
チ５ｂ、表面温度（雰囲気温度）を入力するスイッチ５
ｃからなり、回転部ｋを回すとスイッチ部ｉが回転しそ
れに対応する数字が表示される。操作手段としては、電
源スイッチＡ（ＯＮスイッチＡ１，ＯＦＦスイッチＡ
２）、測定スイッチＤ、テストスイッチＧがある。テス
トスイッチＧは、バッテリーの電圧をチェックするスイ
ッチであり、バッテリーが消耗するとテストスイッチＧ
をＯＮしたとき、後述する液晶画面９０に「ＰＯＷＥＲ
ＤＯＷＮ」と表示される。つまみ９ａは、液晶画面９
０の明るさを調整するつまみである。

【００３２】図７(b) において、筐体Ｂの上面には液晶
画面９０と、表示ランプ９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられて
いる。液晶画面９０にはケーブルの種類９１、外径９
２、表面温度９３、超音波伝搬時間測定回数９４、超音
波伝搬時間測定値９５、その平均値９６、不良値９７、
要注意値９８が表示される。

【００３３】図８は、図１の記憶手段６、演算手段７、
判定手段８の説明図である。記憶手段６は、ＲＡＭから
なり、各種ケーブルについて前述の方法で求めた劣化判
定基準値Ｔ_Sを算出する関係式ｆ_S（α，ｔ）を記憶し
ている。演算手段７及び判定手段８は、ＣＰＵ５０とＲ
ＯＭ５１とからなり、ＲＯＭ５１に記憶された後述する
プログラムにしたがってＣＰＵ５０が作動し、演算、判
定及び表示手段の制御を行う。

【００３４】図９は、固定治具１０の斜視図である。こ
の固定治具について図１とともに説明する。この固定治
具１０は、超音波測定器の送波器Ｓ及び受波器Ｒが診断
対象ケーブル２０の任意の直径のケーブル外周上の２点
に相対向して当接するように固定するための治具であ
り、送波器Ｓ及び受波器Ｒの送受波端部をその送受波端
面が相対向するように保持する保持孔１１ｄ，１２ｄを
有する１対の保持具１１，１２からなる。この保持具１
１，１２は、その保持孔１１ｄ，１２ｄに保持された送
波器Ｓ及び受波器Ｒが診断対象ケーブル２０の外周上で
任意の直径上の２点に相対向して当接するように案内す
る昇降ガイド１３，１４を備えている。この固定治具１
０を用いることにより、送波器Ｓ及び受波器Ｒを診断対
象ケーブル２０の外周上で任意の直径上の２点に当接す
るのが容易にできる。

【００３５】保持具１１，１２の保持孔１１ｄ，１２ｄ
には超音波測定器の送波器Ｓ、受波器Ｒの送受波端部が
挿入され、固定されるようになっている。なお、送受波
器の送受波端面には、超音波吸収材Ｓａ，Ｒａがそれぞ
れ貼着されている。そして、送受波端面は平板の対向面
１１ａ，１２ａにほぼ一致するように構成されている。
超音波吸収材Ｓａ，Ｒａにより診断対象ケーブル２０の
外周面での音響インピーダンスが整合され、ミスマッチ
ングによる反射を防ぐことができる。また、送受波面を
平板の対向面１１ａ，１２ａにほぼ一致するように構成
することにより、超音波の損失を少なくし、かつ平板の
対向面間に大きい突出部が生じないようにすることがで
きる。

【００３６】さらに、第１の保持具１１の平板の対向面
１１ａ上の送受波端面中心から左右両側ほぼ等距離に１
対の昇降ガイド１３、１４が垂直に立設され、第２の保
持具１２の平板の送受波面中心から左又は右側にガイド
孔１５が設けられ、右又は左側にガイド溝１６が設けら
れている。第１及び第２の保持具は、長い方の昇降ガイ
ド１３をガイド孔１５に挿通することにより摺動自在に
結合され、かつ長い方の昇降ガイド１３を軸に短い方の
昇降ガイド１４をストッパーとして回動自在に結合され
る。そして、ガイド溝１６はその底部が短い方の昇降ガ
イド１４に当接できるように設けられている。

【００３７】また、第２の保持具の平板１２の前後端面
１２ｂ、１２ｃは平行になるように設けられ、この平行
な前後端面１２ｂ、１２ｃには、１対の保持ガイド１
７，１７が取り付けられている。この保持ガイド１７，
１７の上部には、溝ｍ，ｍが保持ガイド１７，１７の上
辺に平行に設けられている。溝ｍ，ｍは上下方向に細長
に形成されており、ビスｂ，ｂで平板１２の前後端面１
２ｂ，１２ｃに上下方向に摺動可能に取り付けられてい
る。そして、この保持ガイド１７，１７には下方に向か
って開らく左右に対称な形状の溝１９が設けられてお
り、溝１９の頂部と前記送受波端面中心とは左右方向の
位置がほぼ一致するように配置されている。したがっ
て、この左右に対称な形状の溝１９に診断対象ケーブル
２０が外接するように配置すれば、診断対象ケーブル２
０は、平板２０の前後端面１２ｂ，１２ｃに直交するよ
うに固定され、送受波端面の中心がケーブルシースの外
周上で直径上の２点に当接する。

【００３８】次に、この固定治具１０をラックに布設さ
れた診断対象ケーブル２０に取り付ける手順について説
明する。先ず、第１の保持具に立設された昇降ガイド１
３が第２の保持具１２のガイド孔に差し込まれ、第２の
保持具のガイド溝１６を昇降ガイド１４から外すように
回動させ、約９０度以上開いた状態にして、短い方の昇
降ガイド１４を診断対象ケーブル２０の下に差し込み、
ケーブル２０を掬い上げるようにして、超音波吸収材Ｒ
ａを貼着した受波器Ｒの受波端面上に載置する。次いで
第２の保持具１２を回動させ、溝１６の底部が昇降ガイ
ド１４に当接した位置で止めてさらにケーブル２０上に
接近させ、送受波端面がケーブル外周に当接するように
するとともに、１対の保持ガイド１７，１７の溝１９，
１９がケーブル２０の外周上の２点で外接するように押
しあてる。

【００３９】溝１９の頂部と送受波端面中心とは左右方
向の位置がほぼ一致するように配置されているので、こ
のようにすると、送波器Ｓ及び受波器Ｒを診断対象ケー
ブル２０の外周上で任意の直径上の２点に相対向する位
置にくる。そして、超音波Ｗ ₁，Ｗ₂は、ケーブルのシ
ース２４中を均等に分かれて伝搬するので、同じように
して測定したデータから求めた劣化判定基準との比較が
正確に行なわれる。

【００４０】また、取り外すときは、第２の保持具１２
を長い方の昇降ガイド１３の上部に上げ、ケーブル上を
回避する方向に回転させると、短い方の昇降ガイド１４
は、ケーブル径に平板部の厚さを加えた程度のものであ
るから、第１の保持具１１を容易にケーブルから容易に
取り外すことができる。昇降ガイド１３が長いので、第
２の保持具と第１の保持具とを結合したままで取り外す
ことができ、いちいち外したり挿通したりする手間が省
けるので好ましいが、ケーブルの布設状況により昇降ガ
イド１３から第２の保持具１２を取りはずしてもよい。

【００４１】以上の例では、昇降ガイド１３，１４を長
さが異なるものとしたが、同程度の長さとしたものも本
発明に含まれる。また、第２の保持具はその前後端面１
２ｂ、１２ｃに１対の保持ガイドを設けたものとした
が、保持ガイドを設けないものも本発明に含まれる。要
は、固定治具１０の１対の保持具が保持する送受波器の
送受波面が診断対象ケーブルの任意の直径上の２点に対
向して当接するように固定するものであればよい。

【００４２】図１０は、図７及び図８とともに超音波測
定器の動作を説明するためのフローチャートである。図
７に示す電源スイッチＡのＯＮスイッチＡ１を入れると
ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５１の動作プログラムを読み込
み、それに基づいて動作が始まる（ＳＴＡＲＴ）。先
ず、図７ａの操作パネルにおいて、回転スイッチｋを回
して、ケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔが入力さ
れるものとする（図示例では、ケーブル種類ｓは１：Ｓ
ＨＶＶ、外径は３２ｍｍ，雰囲気温度は２５℃）。この
状態で、ＣＰＵ５０が診断対象ケーブルの種類ｓを読み
取り（Ｓ１）、ＲＡＭ６に予め記憶されたＳＨＶＶに関
する不良値Ｆの関係式ｆ_F（α，ｔ）、要注意値の関係
式ｆ_C（α，ｔ）を読み取る（Ｓ２）。次いで、診断対
象ケーブルの外径α及び表面温度ｔを読み取り（Ｓ
３）、関係式ｆ_F（α，ｔ）及び関係式ｆ_C（α，ｔ）
に基づく演算処理を行い劣化判定基準値Ｆ，Ｃを演算す
る。そして、図７ｂの液晶画面９０の表示箇所９７に不
良値Ｆを、表示箇所９８に要注意値Ｃを、それぞれ表示
する（Ｓ５）。

【００４３】ここで、超音波伝搬時間の読み取り回数に
関する変数をＩのカウントをはじめ（Ｓ６）、測定スイ
ッチＤがＯＮされるごとに（Ｓ７）、超音波伝搬時間の
測定値が読み取られ（Ｓ８）、測定された超音波伝搬時
間が液晶画面９０の表示箇所９５に表示される（Ｓ
９）。測定が１回終わるごとに変数Ｉを１ずつ増やす
（Ｓ１０）。測定回数が４回に達すると（Ｓ１１）、平
均値の演算処理Ｓ１２が行われ、得られた平均値Ａが表
示箇所９６に表示される（Ｓ１３）。そして、超音波伝
搬時間Ｔ_X（平均値Ａ）が不良値Ｆと比較され（Ｓ１
４）、Ｆ以下であると、表示ランプ８０の不良を示すラ
ンプ９ｂが点灯する（Ｓ１５）。不良値Ｆ以下でなけれ
ば次に要注意値Ｃ以下であるか否かが判定され（Ｓ１
６）、Ｃ以下であれば、要注意を示すランプ９ｃが点灯
する（Ｓ１７）。さらに、その要注意値Ｃより大きけれ
ば「良」の表示ランプ９ｄが点灯する（Ｓ１８）。いず
れかの判定結果がでるとこの超音波伝搬時間の測定動作
が終了する（ＥＮＮＤ）。

【００４４】このように、超音波伝搬時間の測定値Ｔ_X
（平均値Ａ）が自動的に測定され、劣化判定基準値であ
る不良値Ｆ又は要注意値Ｃと比較され、表示ランプ８０
又は液晶画面９０に表示されるので、極めて簡単に劣化
度を知ることができる。

【００４５】上記の各ステップにおいて、ステップＳ１
〜４、Ｓ６〜Ｓ１２が演算手段７を構成し、ステップＳ
１４、Ｓ１６が判定手段８を構成し、ステップＳ５、Ｓ
９、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７およびＳ１８が表示ランプ
８０及び液晶画面９０とともに表示手段９を構成する。

【００４６】なお、以上の例では、演算手段７、判定手
段８及び表示手段の駆動部をＣＰＵ５０とＲＯＭ５１に
より構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、その他の電子素子で形成してもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明のうち、請求項１記載の発明によ
れば、超音波測定器の送波器及び受波器を診断対象ケー
ブルの有機材からなるシース外周上で任意の２点に相対
向して当接させ、診断対象ケーブルのシース中に超音波
を伝搬させて超音波伝搬時間を測定し、測定された超音
波伝搬時間Ｔ_Xを求め、診断対象ケーブルとシースの材
料、外径がほぼ等しい同種ケーブルであって、寿命に達
したと判断されるケーブル試料について予め測定された
データから推定される診断時の表面温度における超音波
伝搬時間Ｆを不良値とし、Ｎ年ごとに診断対象ケーブル
の定期診断が行われるものとするとき、残余寿命年数が
Ｎ_C年（但し、２Ｎ≧Ｎ_C＞Ｎ）と推定されるケーブル
試料について予め測定して得た前記超音波伝搬時間Ｃを
要注意値として、前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X＞要注
意値Ｃのとき良、不良値Ｆ＜前記超音波伝搬時間測定値
Ｔ_X≦要注意値Ｃのとき要注意、と判定されるので、診
断時に要注意の判定を経ることなくいきなり不良と判定
される確率が極めて小さいので、事故を未然に防ぐこと
ができる。

【００４８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、超音波伝搬時間測定値Ｔ_X≦
不良値Ｆのとき不良と判定するので、ケーブルや布設条
件のばらつきによって、稀にいきなり不良と判定される
ものが出現しても不良のレベルに達した初期の段階で発
見し、良品と交換することができる。

【００４９】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明の効果に加えて、前記ケーブル試料の劣
化度は、ケーブルの絶縁体及びシースの伸びＥ_Xによっ
て判定するので、容易にかつ確実に判定でき、不良値Ｆ
は、絶縁体又はシースのいずれかの伸びＥ_Xが使用不可
と判定される寿命値Ｅ_Sに達したケーブル試料によって
求めるので、安全である。

【００５０】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、残余寿命は、使用温度よりも
高い一定温度で加熱して伸びの変化を求める加速劣化試
験により、加熱温度が１０度上がるごとに劣化時間が半
減するものとして求めた加熱時間と伸びの変化から推定
するので、異なる種類のケーブルの劣化判定基準につい
ても、短期間の試験によって正確に決めることができ、
また、使用温度は通電電流に応じて推定した温度とする
ので、通電電流に応じて正確に推定される。

【００５１】請求項５記載の発明によれば、請求項１乃
至４のいずれかの発明の効果に加えて、前記劣化基準判
定値Ｔ_Sは、シース材料の等しい同種ケーブルごとに、
予め求めたケーブル外径α及びケーブル表面温度ｔと超
音波伝搬時間Ｔ_Xとの関係式ｆ _S（α，ｔ）により、診
断対象ケーブルの種類ｓ、ケーブル外径α及び測定時の
ケーブル表面温度ｔに応じて算出すればよいので、ケー
ブル種類ｓが分かり、ケーブル外径α、表面温度ｔを測
定するだけで、容易に算出することができる。

【００５２】請求項６記載の発明によれば、ケーブルの
種類ｓと、測定されたケーブルの外径α及び表面温度ｔ
を入力手段により又は自動的に入力されると、記憶手段
に記憶されたケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔに
対応するケーブルの劣化判定基準値Ｔ_Sを算出する関係
式ｆ _S（α，ｔ）により自動的に劣化判定基準値Ｔ_Sが
演算され、固定治具によりケーブル外周上の２点に当接
された送波器から送信された超音波が、受波器によって
受信されるまでの超音波伝搬時間Ｔ_Xが伝搬時間計測手
段で計測され、前記判定基準値Ｔ_Sと比較して劣化度を
判定する判定手段で判定され、表示手段により表示され
るので、極めて簡単に劣化度を知ることができる。

【００５３】請求項７記載の発明によれば、超音波測定
器の送波器及び受波器を保持し、その送受波面が診断対
象ケーブルのシース外周上で任意の直径上の２点に相対
向して当接するように固定する１対の保持具からなるの
で、この固定治具により送波器及び受波器を保持するこ
とにより、送波器及び受波器を診断対象ケーブル外周上
で任意の直径上の２点に当接するのが容易にできる。

【００５４】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明の効果に加えて、第１の保持具の１対の昇降ガ
イドとこれに対応する第２の保持具のガイド孔及びガイ
ド溝とは、第１の保持具の昇降ガイドの片方を第２の保
持具のガイド孔に挿通することにより、摺動自在に結合
され、かつ片方の昇降ガイドを軸に他方の昇降ガイドを
ストッパーとして回動自在に結合されるので、第１の保
持具に保持された送受波器の送受波端面上に診断対象ケ
ーブルを載置し、これに結合された第２の保持具を前記
診断対象ケーブルの上面に当接させることにより、送波
器及び受波器を容易に診断対象ケーブル外周上で任意の
直径上の２点に相対向して当接することができる。

【００５５】請求項９記載の発明によれば、請求項８記
載の発明の効果に加えて、第１の保持具の長い方の昇降
ガイドを第２の保持具のガイド孔に挿通すれば、第１、
第２の保持具の結合間隔が長いので一体に扱うことが容
易であり、第１の保持具を短い方の昇降ガイドの方から
診断対象ケーブルを掬い上げるようにしてケーブル下に
挿入するのが容易であるから、診断対象ケーブルが多数
条布設された状態でも、１本ずつ診断するのが容易であ
る。

【００５６】請求項１０記載の発明によれば、請求項８
又は９記載の発明の効果に加えて、第２の保持具の前後
端面に設けられた保持ガイドの溝の下方に向かって開く
左右対称な形状を有するから、診断対称ケーブルの外周
に左右２点で外接するようにセットすれば、それだけで
送波器及び受波器の送受波端面を容易に診断対象ケーブ
ル外周上で任意の直径上の２点に相対向して当接するこ
とができる。また、保持ガイドは上下方向に摺動可能に
設けられているので、診断対象ケーブルの外径に応じて
適切な上下位置に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要の説明図である。

【図２】ＳＨＶＶケーブルの絶縁体及びシースの加熱時
間と伸びの特性図である。

【図３】１３０℃で１００日間加熱促進劣化したケーブ
ル試料の表面温度と超音波伝搬時間の特性図である。

【図４】１３０℃で１００日間加熱促進劣化したケーブ
ル試料の表面温度と超音波伝搬時間の特性図から推定し
た１次式の傾きとケーブル外径との関係を示す図であ
る。

【図５】１３０℃で１００日間加熱促進劣化したケーブ
ル試料の表面温度と超音波伝搬時間の特性図から推定し
た１次式の切片とケーブル外径との関係を示す図であ
る。

【図６】１３０℃で７０日間加熱促進劣化したケーブル
試料のケーブル表面温度と超音波伝搬時間の特性図であ
る。

【図７】超音波測定器本体の外観図である。

【図８】超音波伝測定器の記憶手段、演算手段、判定手
段、表示手段の具体例を示す説明図である。

【図９】固定治具の斜視図である。

【図１０】超音波測定器の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１１】従来の超音波劣化診断装置を示す図である。

【符号の説明】

１劣化診断装置２超音波送信器３超音波受信器４超音波伝搬時間計測手段５入力手段６記憶手段７演算手段８判定手段９表示手段１０固定治具１１，１２保持具１３，１４保持ガイド１５ガイド孔１６ガイド溝１７保持ガイド２０ケーブル５０ＣＰＵ５１ＲＯＭ８０表示ランプ９０液晶画面Ｍ超音波測定器本体Ｓ送波器Ｒ受波器Ｗ₁，Ｗ₂超音波の伝搬経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井ノ上勝愛知県名古屋市東区東新町１番地中部電力株式会社内 (72)発明者岡田昌孝愛知県名古屋市熱田区五本松町11番22号株式会社中部プラントサービス内 (72)発明者竹谷千加士大阪府東大阪市岩田町２丁目３番１号タツタ電線株式会社内Ｆターム(参考） 2G047 AB03 AD20 BC02 BC11 EA10 EA16 GG33 GG36 GG43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波測定器の送波器及び受波器を診断
対象ケーブルの有機材からなるシース外周上で任意の直
径上の２点に相対向して当接させ、前記診断対象ケーブ
ルのシース中に超音波を伝搬させて前記２点間の超音波
伝搬時間を測定し、測定された超音波伝搬時間Ｔ_Xを劣
化判定基準値Ｔ_Sと比較してケーブルの劣化度を判定す
るケーブルの劣化診断方法において、前記劣化判定基準値Ｔ_Sは、前記診断対象ケーブルとシ
ースの材料、外径及び厚さがほぼ等しい同種ケーブルで
あって、寿命に達したと判断されるケーブル試料につい
て予め測定した超音波伝搬時間Ｆを不良値とし、診断対象ケーブルは、Ｎ年ごとに定期診断を行うものと
するとき、残余寿命年数がＮ_C年（但し、２Ｎ≧Ｎ_C＞
Ｎ）と推定されるケーブル試料について予め測定して得
た前記超音波伝搬時間Ｃを要注意値として、前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X＞要注意値Ｃのとき良、
不良値Ｆ＜前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X≦要注意値Ｃ
のとき要注意、と判定することを特徴とするケーブルの
劣化診断方法。
【請求項２】請求項１記載のケーブルの診断劣化方法
において、前記超音波伝搬時間測定値Ｔ_X≦不良値Ｆのとき不良と
判定することを特徴とするケーブルの劣化診断方法。
【請求項３】請求項１又は２記載のケーブルの劣化診
断方法において、前記ケーブル試料の劣化度は、ケーブルの絶縁体及びシ
ースの伸びＥ_Xによって判定するものとし、前記不良値Ｆは、絶縁体又はシースのいずれかの伸びＥ
_Xが使用不可と判定される寿命値Ｅ_Sに達したケーブル
試料について測定した前記超音波伝搬時間とすることを
特徴とするケーブルの劣化診断方法。
【請求項４】請求項３記載のケーブルの劣化診断方法
において、前記残余寿命は、ケーブルの使用温度よりも高い一定温
度で加熱して伸びの変化を求める加速劣化試験により、
前記加熱温度が１０度上がるごとに劣化時間が半減する
ものとして求めた加熱時間と伸びの変化から推定し、か
つ前記使用温度は通電電流に応じて推定した導体温度と
することを特徴とするケーブルの劣化診断方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のケー
ブルの劣化診断方法において、前記劣化基準判定値Ｔ_Sは、シース材料の等しい同種ケ
ーブルごとに、予め求めたケーブル外径α及びケーブル
表面温度ｔと超音波伝搬時間Ｔ_Xとの関係式ｆ _S（α，
ｔ）により、診断対象ケーブルの種類ｓ、ケーブル外径
α及び測定時のケーブル表面温度ｔに応じて算出するこ
とを特徴とするケーブルの劣化判定方法。
【請求項６】超音波の送波器及び受波器と、前記送波
器を駆動する送信機と、前記受波器からの信号を受信す
る受信機と、前記送波器から送波される超音波が前記受
波器に達する伝搬時間を測定する伝搬時間計測手段と、
前記送波器及び受波器を有機材料からなるシース体を有
する診断対象ケーブルの外周上の２点に相対向して当接
させるための固定治具とを有するケーブル劣化診断装置
であって、ケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔを入力する入力
手段と、入力されたケーブルの種類ｓ、外径α、表面温
度ｔからケーブルの劣化判定基準値Ｔ_Sを算出する関係
式ｆ_S（α，ｔ）を記憶する記憶手段と、前記入力手段
から入力されるケーブルの種類ｓ、外径α、表面温度ｔ
とから関係式ｆ_S（α，ｔ）に基づいて劣化判定基準値
Ｔ_Sを演算する演算手段と、前記伝搬時間計測手段で計
測された超音波伝搬時間Ｔ_Xを前記演算手段により算出
された劣化判定基準値Ｔ_Sと比較して劣化度を判定する
判定手段と、判定結果を表示する表示手段とを備えてな
ることを特徴とするケーブルの劣化診断装置。
【請求項７】超音波測定器の送波器及び受波器を保持
し、その送受波面が診断対象ケーブルのシース外周上で
任意の直径上の２点に相対向して当接するように固定す
る１対の保持具からなることを特徴とする固定治具。
【請求項８】請求項７記載の固定治具において、前記１対の保持具は、前記送波器及び受波器の送受波端
部をその送受波端面が相対向するように保持する保持孔
を有する平板からなり、第１の保持具は、平板の送受波端部を保持する保持孔の
中心から左右両側に垂直に立設された１対の昇降ガイド
を有し、第２の保持具は、平板の対向面上にその送受波端面中心
から左又は右側に前記１対の昇降ガイドの片方が挿入さ
れるように設けられたガイド孔と、右又は左側に設けら
れたガイド溝とを備え、前記第１の保持具の前記１対の昇降ガイドとこれに対応
する前記第２の保持具の前記ガイド孔及びガイド溝と
は、前記昇降ガイドの片方を前記ガイド孔に挿通するこ
とにより、摺動自在に結合され、かつ前記片方の昇降ガ
イドを軸に前記他方の昇降ガイドをストッパーとして回
動自在に結合されることを特徴とする固定治具。
【請求項９】請求項８記載の固定治具において、前記第１の保持具の平板上に立設された１対の昇降ガイ
ドは、片方が他方より長いものとし、短い方の昇降ガイ
ドの長さは、少なくとも診断対象ケーブルの最大径に第
２の保持具の平板の厚さを加えた程度とすることを特徴
とする固定治具。
【請求項１０】請求項８又は９記載の固定治具におい
て、前記第２の保持具の平板は、少なくともその前後端面が
平行であり、この前後端面が前記診断対象ケーブルの長
手方向に直交するように固定されるものとするとき、前記第２の保持具の平板の前後端面に設けられ下方に向
かって開らく左右に対称な形状の溝を有する１対の保持
ガイドを備え、前記１対の保持ガイドの溝の頂部と前記送受波端面中心
とは、左右方向の位置がほぼ一致するように、かつ上下
方向に摺動可能に設けられていることを特徴とする固定
治具。