JP2003121421A

JP2003121421A - 渦流探傷装置

Info

Publication number: JP2003121421A
Application number: JP2001319667A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sasaki; 伸洋佐々木; Shinobu Ikeuchi; 忍池内; Akito Tateishi; 昭人立石; Junichi Shinagawa; 潤一品川
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: JP3554723B2

Abstract

(57)【要約】【課題】架空配電用絶縁電線や難着雪型絶縁電線の導体
の損傷部を高感度で検出する。【解決手段】被測定電線１に沿って同軸かつ相互に離間
して配置した一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２でブリッジ回
路２の２辺を構成し、いずれか一方の探傷コイルのイン
ピーダンスが変化したときに、ブリッジ回路２の平衡状
態が崩れて検出信号Ｓを出力するブリッジ回路２を構成
する。また、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２の間に、ブリ
ッジ回路２が平衡状態のときには、一対の探傷コイルＬ
１、Ｌ２によって生じる磁束が相殺されるように共振用
コイルＬ３を配置し、この共振用コイルＬ３に所定周波
数で共振する共振回路６を接続し、この共振回路６に、
一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２への励磁電流を増幅させる
増幅回路８を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦流探傷装置に係
わり、特に、導体の外周に絶縁被覆体を有する架空配電
用絶縁電線（ＯＥ、ＯＣ、ＤＶ，ＯＷ等）や絶縁被覆体
の外表面に着雪防止用のヒレを有する難着雪型絶縁電線
等の導体の小さな傷、導体内部の断線、若しくは導体の
錆等（以下「損傷部」という。）を検出する場合に有用
な渦流探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、架空配電線としては、安全性の
向上の観点から、裸線に代えて架空配電用絶縁電線が汎
用されているが、かかる架空配電用絶縁電線において
は、雨水の浸入により導体が腐食し、この腐食が進行し
てついには導体の断線に至ることが知られている。この
ため、架空配電線の断線事故等を未然に防止するため
に、電磁誘導法を応用した渦流探傷装置により架空配電
用絶縁電線の損傷部の検出が行なわれている。

【０００３】図４は、従来の渦流探傷装置の検出回路図
を示している。同図において、符号１は被測定電線を示
しており、この被測定電線１の周囲には交流のブリッジ
回路２の２辺を構成する一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２が
被測定電線１の外周に長手方向に沿って同軸かつ相互に
離間して配置されている。

【０００４】一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、それぞ
れ、一つのコイルで励磁コイルおよび検出コイルを兼用
しており、これらの探傷コイルＬ１、Ｌ２には、３２ｋ
Ｈｚの励磁電源３が接続されている。そして、この励磁
電源３からの励磁電流が一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に
流れ、この励磁電流により被測定電線１の導体（不図
示）に高周波磁界が加えられ、導体に渦電流が発生する
ように構成されている。

【０００５】また、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、そ
れによって生じる磁界が逆相となるように差動接続さ
れ、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピー
ダンスが変化したときに、ブリッジ回路２の平衡状態が
崩れて検出信号Ｓが出力されるようにブリッジ回路２が
構成されている。なお、図中、符号Ｒ１、Ｒ２は一対の
基準抵抗、４は判定部、５は交流電源をそれぞれ示して
いる。

【０００６】しかして、このような構成の渦流探傷装置
を被測定電線１の長手方向に沿って移動させると、被測
定電線１の導体に損傷部が存在しない場合は、導体から
一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２に対して及ぼす電磁誘導作
用が同等であることから、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２
のインピーダンスも同等となり、交流のブリッジ回路２
は平衡状態にある。

【０００７】これに対して、被測定電線１の導体に、損
傷部が存在する場合は、いずれか一方の探傷コイルＬ１
（Ｌ２）に対して及ぼす電磁誘導作用が異なることか
ら、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピー
ダンスが変化し、ひいては交流のブリッジ回路２の平衡
が崩れて、ブリッジ回路２から検出信号Ｓが出力される
ことになる。

【０００８】このようにして、被測定電線１の導体の損
傷の程度による渦電流の変化を、一対の探傷コイルＬ
１、Ｌ２のインピーダンスの変化として、この大きさを
評価することにより、被測定電線１の導体の損傷状態を
知ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電磁誘導法を応用した渦流探傷装置においては、被
測定電線が裸線の場合は、探傷コイルが導体の外表面に
密接して配置できるため、導体の損傷部を高感度で検出
することができるが、被測定電線が架空配電用絶縁電線
の場合は、絶縁被覆体の被覆厚の分だけ探傷コイルが導
体から離間し、また、難着雪型絶縁電線の場合は、ヒレ
の高さ分だけさらに探傷コイルが導体から離間するとい
う難点があった。このため、探傷コイルが被測定電線の
導体から離間すると、被測定電線の導体に生ずる渦電流
が小さくなり、この渦電流による探傷コイルへの電磁誘
導作用が弱まることから、交流のブリッジ回路における
検出感度が悪くなり、被測定電線の導体の損傷部を検出
することが困難になるという難点があった。

【００１０】一方、大きな励磁電源を使用して、探傷コ
イルへの励磁電流を常時大きくすれば、検出感度は高く
なるが、大きな励磁電源を使用した渦流探傷装置では消
費電力も大きくなるため、エネルギー効率が悪くなると
いう難点があった。

【００１１】本発明は、上述の難点を解決するためにな
されたもので、被測定電線が架空配電用絶縁電線や難着
雪型絶縁電線であっても、被測定電線の導体の損傷部を
高感度で検出することができる渦流探傷装置を提供する
ことを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明の渦流探傷装置は、被測定電線に沿って
同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイルを、それによ
って生じる磁界が逆相となるように配置し、一対の探傷
コイルでブリッジ回路の２辺が構成され、いずれか一方
の探傷コイルのインピーダンスが変化したときに、ブリ
ッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号を出力するブリッ
ジ回路を構成し、一対の探傷コイルの間に、ブリッジ回
路が平衡状態のときには、一対の探傷コイルによって生
じる磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、こ
の共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接続
し、この共振回路に電流が流れたときに、一対の探傷コ
イルへの励磁電流を増幅させる増幅回路を設けたことを
特徴としている。

【００１３】また、本発明の渦流探傷装置は、被測定電
線に沿って同軸かつ相互に離間して一対の探傷コイル
を、それによって生じる磁界が逆相となるように配置
し、一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成さ
れ、いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが変化
したときに、ブリッジ回路の平衡状態が崩れて検出信号
を出力するブリッジ回路を構成し、一対の探傷コイルの
間に、ブリッジ回路が平衡状態のときには、一対の探傷
コイルによって生じる磁束が相殺されるように共振用コ
イルを配置し、この共振用コイルに所定周波数で共振す
る共振回路を接続し、この共振回路に流れる共振電流を
一対の探傷コイルへの励磁電流に重畳させることを特徴
としている。

【００１４】これらの本発明の渦流探傷装置によれば、
一対の探傷コイル間に配置した共振用コイルに共振回路
が接続され、この共振回路に電流が流れたときに一対の
探傷コイルへの励磁電流が増幅（共振回路に流れる共振
電流が励磁電流に重畳）されることから、一対の探傷コ
イルからより大きな磁束を発生させることができ、ひい
ては、被測定電線の導体に生ずる渦電流がより大きくな
り、この渦電流による探傷コイルへの電磁誘導作用の影
響がより大きくなることから、被測定電線が架空配電用
絶縁電線や難着雪型絶縁電線であっても、被測定電線の
導体の損傷部を高感度で検出することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の渦流探傷装置を適
用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して
説明する。

【００１６】図１は、本発明の渦流探傷装置における検
出回路図、図２は、本発明の渦流探傷装置における各コ
イルの磁界の発生状況を示す説明図である。なお、同図
において、図３と共通する部分には同一の符号が付され
ている。

【００１７】図１において、本発明の渦流探傷装置は、
従来の渦流探傷装置と同様に、交流のブリッジ回路２を
備えており、この交流のブリッジ回路２は、直列に接続
された同等の形状、寸法および電気的特性を有する一対
の探傷コイルＬ１、Ｌ２と、直列に接続された同等の抵
抗値を有する一対の基準抵抗Ｒ１、Ｒ２と、一対の探傷
コイルＬ１、Ｌ２の接続点Ａおよび一対の基準抵抗Ｒ
１、Ｒ２の接続点Ｂ間に接続される判定部４と、一方の
探傷コイルＬ１および一方の基準抵抗Ｒ１の接続点Ｃと
他方の探傷コイルＬ２および他方の基準抵抗Ｒ２の接続
点Ｄ間に接続される交流電源５とで構成されている。な
お、一対の基準抵抗Ｒ１、Ｒ２に代えて同等のインピー
ダンスを有するコイルを接続してもよい。

【００１８】ここで、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２は、
従来の渦流探傷装置と同様に、交流のブリッジ回路２の
２辺を構成しており、これらの探傷コイルＬ１、Ｌ２
は、被測定電線１の周囲にその長手方向に沿って同軸か
つ相互に離間して配置されている。また、一対の探傷コ
イルＬ１、Ｌ２は、それぞれ、一つのコイルで励磁コイ
ルおよび検出コイルを兼用しており、これらの探傷コイ
ルＬ１、Ｌ２は、それによって生じる磁界が逆相となる
ように差動接続されている。これにより、後述するよう
に、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピー
ダンスが変化すると、交流のブリッジ回路２の平衡状態
が崩れて判定部４に対して検出信号Ｓが出力されるよう
に構成されている。

【００１９】符号Ｌ３は、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２
間に配置された共振用コイルＬ３を示しており、この共
振用コイルＬ３には、所定の周波数で共振するコンデン
サ（不図示）等から成る共振回路６が接続されている。
ここで、共振用コイルＬ３は、ブリッジ回路２が平衡状
態のときには、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ
１によって生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によ
って生じる磁束ψ２とが相殺されるように被測定電線１
の周囲に配置されている。

【００２０】符号７は、例えば３２ｋＨｚの励磁電源３
と増幅回路８とを備える励磁回路を示しており、この増
幅回路８は励磁電源３、共振回路６および一対の探傷コ
イルＬ１、Ｌ２に接続されている。また、共振回路６に
共振電流が流れた場合、これを検出して増幅回路８へ増
幅指令信号Ｃが出力される構成となっている。

【００２１】次に、このような構成の渦流探傷装置を用
いて、被測定電線１の導体の損傷部を検出する方法につ
いて説明する。

【００２２】先ず、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２には、
励磁電源３からの励磁電流が流れ、この励磁電流により
被測定電線１の導体に高周波磁界が加えられ、導体に渦
電流が発生することになる。

【００２３】しかして、本発明の渦流探傷装置を被測定
電線１に沿って移動させると、被測定電線１の導体に損
傷部が存在しない場合は、導体から一対の探傷コイルＬ
１、Ｌ２に対して及ぼす電磁誘導作用が同等であること
から、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２のインピーダンスも
同等となり、交流のブリッジ回路２は平衡状態にある。

【００２４】一方、ブリッジ回路２が平衡状態のときに
は、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ１によって
生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によって生じる
磁束ψ２とが相殺されることから、すなわち、共振用コ
イルＬ３に生じる誘導電流が相殺されることから、共振
回路６には電流が流れないことになる。

【００２５】これに対して、被測定電線１の導体に、損
傷部が存在する場合は、いずれか一方の探傷コイルＬ１
（Ｌ２）に対して及ぼす電磁誘導作用が異なることか
ら、いずれか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ２）のインピー
ダンスが変化し、ひいては交流のブリッジ回路２の平衡
が崩れることになる。

【００２６】そして、ブリッジ回路２の平衡が崩れてい
る状態においては、何れか一方の探傷コイルＬ１（Ｌ
２）のインダクタンスが変化して磁界に偏りが生ずるこ
とから、図２に示すように、一方の探傷コイルＬ１によ
って生じる磁束ψ１と他方の探傷コイルＬ２によって生
じる磁束ψ２とが相殺されず、ひいては共振用コイルＬ
３に誘導電流が流れる。これにより、共振用コイルＬ３
と共振回路６間に共振電流が流れ、この共振回路６から
増幅指令信号Ｃが出力される。そして、増幅回路８に増
幅指令信号Ｃが入力すると、励磁電源３から供給される
励磁電流が増幅されて、一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２へ
供給される。

【００２７】このように、本発明の渦流探傷装置におい
ては、共振用コイルＬ３が共振すると、何れか一方の探
傷コイルＬ１（Ｌ２）のＱが大きくなるため、ブリッジ
回路２の平衡状態が大きく崩れ、さらに、励磁電流が増
幅されて一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２へ供給されること
から、発生する磁束も大きくなり、ブリッジ回路２から
は従来よりも大きな検出信号Ｓが出力され、この検出信
号Ｓが判定部４へ入力される。この結果、従来よりも、
検出感度を高めることができる。

【００２８】なお、検出結果は、判定部４を構成するペ
ンレコーダ等に連続して記録され、この記録から被測定
電線における導体の損傷の程度を容易に把握することが
できる。

【００２９】ここで、前述の実施例においては、増幅回
路を介して一対の探傷コイルＬ１、Ｌ２への励磁電流を
増幅させているが、本発明は、増幅回路を用いたものに
限定されず、例えば、第３図に示すように、共振回路６
に流れる電流を、重畳回路９を介して一対の探傷コイル
Ｌ１、Ｌ２への励磁電流に重畳させるようにしてもよ
い。但し、この場合には、共振回路６に流れる電流の周
波数を励磁電源３の周波数に一致させる必要があり、ま
た、２つの電流を重畳させる場合は２つの電流の位相を
合わせる必要がある。また、前述の実施例においては、
一つのコイルで励磁コイルおよび検出コイルを兼用して
いるが、励磁コイルと検出コイルを別体で構成して、励
磁コイルを励磁回路に接続し、検出コイルを交流のブリ
ッジを構成する２辺としても、本発明と同様の効果を得
ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の渦流探傷装置によれば、共振用コイルの共振により、
何れか一方の探傷コイルのＱが大きくなり、これにより
ブリッジ回路の平衡状態がさらに大きく崩れるため、ブ
リッジ回路からより大きな検出信号を出力させることが
できる。また、共振用コイルの共振により、励磁コイル
への励磁電流が増幅（共振回路に流れる共振電流が励磁
電流に重畳）されるため、一対の探傷コイルからより大
きな磁束を生じさせることができる。従って、本発明に
よれば、被測定電線が架空配電用絶縁電線や難着雪型絶
縁電線であっても、被測定電線の導体の損傷部を高感度
で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の渦流探傷装置における検出回路図。

【図２】本発明の渦流探傷装置における各コイルの磁界
の発生状況を示す説明図。

【図３】本発明の渦流探傷装置の他の実施例に係る検出
回路図。

【図４】従来の渦流探傷装置における検出回路図。

【符号の説明】

１………被測定電線２………ブリッジ回路３………励磁電源４………判定部６………共振回路７………励磁回路８………増幅回路９………重畳回路Ｌ１、Ｌ２………一対の探傷コイルＬ３………共振用コイルＳ………検出信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者立石昭人神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者品川潤一神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AD02 BA03 BA09 2G033 AA01 AB01 AC00 AD12 AD19 AE05 AG10 AG12 2G053 AA11 AB21 BA02 BA14 BB03 BB11 BC02 BC14 CA03 CA18 CB05 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間し
て一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相
となるように配置し、前記一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成さ
れ、前記いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが
変化したときに、前記ブリッジ回路の平衡状態が崩れて
検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、前記一対の探傷コイルの間に、前記ブリッジ回路が平衡
状態のときには、前記一対の探傷コイルによって生じる
磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接
続し、この共振回路に電流が流れたときに、前記一対の
探傷コイルへの励磁電流を増幅させる増幅回路を設けた
ことを特徴とする渦流探傷装置。
【請求項２】被測定電線に沿って同軸かつ相互に離間し
て一対の探傷コイルを、それによって生じる磁界が逆相
となるように配置し、前記一対の探傷コイルでブリッジ回路の２辺が構成さ
れ、前記いずれか一方の探傷コイルのインピーダンスが
変化したときに、前記ブリッジ回路の平衡状態が崩れて
検出信号を出力するブリッジ回路を構成し、前記一対の探傷コイルの間に、前記ブリッジ回路が平衡
状態のときには、前記一対の探傷コイルによって生じる
磁束が相殺されるように共振用コイルを配置し、この共振用コイルに所定周波数で共振する共振回路を接
続し、この共振回路に流れる共振電流を前記一対の探傷
コイルへの励磁電流に重畳させることを特徴とする渦流
探傷装置。