JP2010204022A - ケーブル探査方法及びケーブル探査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイミング検出情報を送信する専用ケーブルが不要で且つケーブルの探査が困難になる確率を低減できるケーブル探査方法を提供する。
【解決手段】探査対象ケーブルを含む複数のケーブルがケーブルトレイ内に敷設されている。タイミング検出信号及び位相検出信号を含む探査信号が探査対象ケーブルに入力される。探査信号の入力地点から離れた位置で、受信装置５に接続された信号検出器４を各ケーブルに順次取り付ける。信号検出器４で検出された探査信号は、受信装置５のタイミング検出装置６及び位相検出装置７に入力される。タイミング検出装置６はタイミング検出信号の最終端を検出し、タイミング信号を出力する。位相検出装置７はタイミング信号を基に位相検出信号の位相を求める。位相比較装置８は求められた位相が反転していない場合に信号検出器４が取り付けられたケーブルが探査対象ケーブルであると判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブル探査方法及びケーブル探査装置に係り、特に、既に敷設されているケーブルの敷設経路及び接続先を探査するのに好適なケーブル探査方法及びケーブル探査装置に関する。

発電所、産業プラント及びビルなどの施設では、機器の状態監視、制御及び電力供給のためのケーブルが施設内に敷設されている。ケーブルは、ケーブルトレイ内に施工図面を基にして敷設されるため、どの経路を通って敷設されているかは既知の場合が多い。ケーブルトレイには、計測用、制御用、低圧動力用、高圧動力用の各ケーブルが載っており、それぞれのケーブルが、異なるケーブルトレイに分けられている場合もあれば、区別なく１つのケーブルトレイに混在している場合もある。１つのケーブルトレイ内には、数本から数十本、場合によっては１００本を超えるケーブルが敷設されている。各ケーブルは、１芯のケーブル及び多芯（２芯以上）のケーブルを含んでおり、更に、シールドの有無、太さ及び敷設長も様々である。各ケーブルの末端部には、様々な機器が接続されている場合もあれば、何も接続されていない場合もある。

このような施設では、ケーブルの劣化による短絡事故及びデータ伝送不良を防ぐために、ケーブルを交換したり、あるいは新しい機器の設置に伴い、古い機器で使用していたケーブルを撤去したりする場合がある。ケーブルの交換及び撤去において、ケーブルトレイ内に敷設された各ケーブルの末端部から目的のケーブルのみを引き抜くことは、目的のケーブルがケーブルトレイ内で他のケーブルと絡み合っていたり、目的のケーブル自体がケーブルトレイ及び他のケーブルと結束されていたりして困難な場合がほとんどである。このような場合には、末端部からケーブルを辿っていき、適当な箇所で切断し引き抜く作業を繰り返すことになる。しかしながら、ケーブルを目視でたどる作業は非常に困難である。例えば、壁及び天井の貫通部、ケーブルダクトといった、目視でケーブルをたどれない場所では、どれが探査対象ケーブル（被特定ケーブル）であるかを判別することが難しい。

このような問題に対して、被特定ケーブルに末端部から測定用の信号を流し、この信号を捕らえてケーブルを識別するケーブル探知方法が提案されている（例えば、特開２００１−３２４５３０号公報、特開２００５−３４５３４４号公報）。この方法は、目的のケーブルの導体部分に電極を接触させて数ｋＨｚの正弦波信号を流し、そのケーブルの周囲に発生する磁界及び電界を検出することによりケーブルを判別する。被特定ケーブル以外に隣接しているケーブルにも正弦波信号が誘導するため、判別には、ケーブルから放射する正弦波信号の位相情報を用いる。すなわち逆位相だった場合には隣接ケーブルに誘導した信号であるとして探査対象とするケーブルのみを判定する。特開２００５−３４５３４４号公報にあっては、探査対象とするケーブルに電磁変換素子を用いて探査用信号を注入し、離れた位置において磁電変換素子でケーブルを流れる探査用信号の位相でケーブルを判定する方法である。

いずれの公開公報に記載されたケーブル探査方法では、位相を判定するために判定タイミングの基準が必要である。このため、以下のいずれかの対策を講じている。第１の対策は、送信器から位相判定タイミングの情報を送信する専用ケーブルを用いることである。この専用ケーブルで位相判定タイミングの情報を送信し、受信器ではこの情報を元に正弦波の位相を判定する。第２の対策は、正弦波信号を間欠的に出力するようにして、信号の立ち上がりで逆位相か否かを判定することである。さらに、正弦波信号をパルス信号にしてそのパルスパターンで位相が判定できるようにしている。

これらの対策においては以下の問題が生じる。第１の対策では、位相判定タイミング情報を伝送する専用ケーブルを用いて送信器と受信器を接続する必要がある。しかしながら、プラント内では建屋間、あるいは部屋間に跨って専用ケーブルを引き回すことは非常に困難である。専用ケーブルを引き回すことができない場合には、タイミング情報を伝送できないためケーブルを探査することができなくなるという問題が生じる。

他方、第２の対策では、リンギングによって位相判定が困難になる場合が多い。パルスなどのように不連続に振幅が変化する信号は、理想的には無限に広い高周波成分を含むことになるが、ケーブルのインダクタンス及びケーブルの伝送帯域が狭い、あるいは信号を印加するための素子及び検出素子の時定数が遅いという要因によって信号が振動する。このため、正弦波の位相情報及びパルスパターンの判定が困難になって、誤判定の要因になるという問題が生じる。

これらの問題は、特開平９−１５９７１５号公報及び特開平９−１５２８７号公報に記載されたケーブル探査方法によって解決できる。これらのケーブル探査方法は、周波数が異なる２つのレファレンス信号を送信器から探査するケーブルに送信し、受信器で受信したこれらのレファレンス信号を用いて探査対象ケーブルを判別している。

特開平９−１５９７１５号公報に記載されたケーブル探査方法では、リファレンス信号を不要とするために、送信信号が、異なる２つの周波数を有する各信号を加算して生成される。一方の周波数をｆ１としたとき、他方の周波数をｎ倍（ｎ＞８）のｆ１としている。受信器では、この２つの周波数の位相関係が常に等しいとして、一方の周波数の信号を基準にし、他方の周波数信号を用いて信号の位相で判定する。

特開平９−１５２８７号公報に記載されたケーブル探査方法では、送信信号に含まれる２つの周波数の比は２倍（ｎ＝２）になっている。

特開２００１−３２４５３０号公報 特開２００５−３４５３４４号公報 特開平９−１５９７１５号公報 特開平９−１５２８７号公報

特開平９−１５９７１５号公報に記載されたケーブル探査方法では、以下の問題が生じる。プラント、鉄道車両、航空機及びビル等の敷設ケーブルは、制御盤に接続された場合、及びどこにも接続されていない場合があり、送信信号の振幅及び位相の周波数特性は多様になる。特に、送信信号の位相は、ケーブルに何らかの理由で接続されたキャパシタンス及びインダクタンスの影響で非直線となる。周波数がｆ１の信号と周波数がｆ１のｎ倍（ｎ＞８）であるｆ２の信号の位相関係が、一定にならなくなる。すなわち、送信信号に含まれた、周波数が異なる２つの信号における位相の関係を常に等しくする必要があるにもかかわらず、これらの位相の関係が崩れてしまう。したがって、受信器で一方の信号の位相を基準として他方の信号の位相に基づいて探査対象ケーブルを判定する精度が低下する、またはその判定そのものが困難になる可能性がある。

一般的にプラントに設けられた機器のノイズは、ＩＧＢＴ等の半導体素子のスイッチングノイズが多い。この場合、スイッチング周波数の整数倍の周波数のノイズが発生し、探査対象ケーブルに重畳する。特開平９−１５２８７号公報に記載されたケーブル探査方法では、２つの周波数のうち、高い周波数が低い周波数の２倍の関係にある場合、一方の周波数の信号にノイズが重畳すると、周波数が異なる他方の信号にもノイズが重畳する。このため、探査対象ケーブルの判別が困難になる可能性がある。つまり、一方の周波数の信号だけにノイズが重畳して探査対象ケーブルを問題なく探査できる状況であっても、周波数が異なる両方の信号にノイズが重畳するため、探査対象ケーブルの探査が不可能になる可能性がある。

本発明の目的は、タイミング検出情報を送信する専用ケーブルが不要で且つケーブルの探査が困難になる確率を低減できるケーブル探査方法及びケーブル探査装置を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、擬似ランダムの信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む探査信号を印加し、
複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、
探査信号の印加により電磁結合装置が取り付けられたケーブルに流れる信号を電磁結合装置によって検出し、
検出された信号に含まれるタイミング検出信号に基づいて、検出された信号に含まれる位相検出信号の開始タイミングを決定し、
開始タイミング以降の位相検出信号の位相に基づいて探査対象ケーブルを判定することにある。

タイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む探査信号を探査対象ケーブルに印加するので、探査信号の探査対象ケーブルへの印加により、探査対象ケーブルを含む複数のケーブルに流れる信号が、タイミング信号を含んでいる。このため、探査対象ケーブルの判定に必要となるタイミング検出信号を専用に伝送するケーブルが不要となる。また、探査対象ケーブルを含む複数のケーブルに流れる信号が、タイミング検出信号と共に位相検出信号を含んでいるので、ケーブルの探査が困難になる確率を低減させることができる。

上記の目的は、複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、探査信号を印加し、複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、探査信号の印加により電磁結合装置が取り付けられたケーブルに流れる信号を電磁結合装置によって検出し、電磁結合装置によって検出された前記信号に基づいて、探査対象ケーブルを判別するケーブル探査方法であって、
その探査信号が、キャリア周波数ｆを有する第１正弦波及び変移周波数Δｆを有する第２正弦波を乗算して得られる波形を有し、
探査信号において、周波数（ｆ＋Δｆ）及び周波数（ｆ−Δｆ）がいずれも２Δｆで割り切れる周波数であり、及び（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が８未満の非整数になっており、
探査対象ケーブルの判別を第１正弦波及び第２正弦波に基づいて行うことによっても、達成できる。

本発明によれば、タイミング検出情報を送信する専用ケーブルが不要で且つケーブルの探査が困難になる確率を低減することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１のケーブル探査方法に用いるケーブル探査装置の構成図である。 図１に示す受信装置の詳細構成図である。 図１に示す信号発生装置から出力される探査信号を示す説明図である。 図３に示す探査信号に基づいて被特定ケーブルに隣接している他のケーブルに誘起される信号を示す説明図である。 同一パターンの複数のタイミング検出信号を含む他の探査信号を示す説明図である。 図５に示す探査信号でピークが発生するタイミングの平均化処理を示す説明図である。 ＯＦＤＭ信号を含む他の探査信号を示す説明図である。 本発明の他の実施例である実施例３のケーブル探査方法に用いるケーブル探査装置の構成図である。 図８に示す受信装置の詳細構成図である。 図８に示すケーブル探査装置で発生する探査信号を示す説明図であり、（Ａ）は図８に示す信号発生装置から出力される探査信号を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）に示された探査信号が反転した状態を示す説明図である。 周波数による振幅及び位相の変化を示す特性図である。 ｆ２／ｆ１が２である場合における振幅及び位相を示す特性図である。 本発明の他の実施例である実施例４のケーブル探査方法に用いるケーブル探査装置の構成図である。 本発明の他の実施例である実施例５のケーブル探査方法における第１ケーブル探査を示す説明図であり、（Ａ）は第１ケーブル探査で１つのケーブル群のケーブル探査を示す説明図、（Ｂ）は第１ケーブル探査で他のケーブル群のケーブル探査を示す説明図である。 実施例５のケーブル探査方法における第２ケーブル探査を示す説明図である。 図１５に示す第２ケーブル探査に用いるケーブル探査装置の構成図である。 図１６に示すケーブル探査装置を用いて行われる第２ケーブル探査での被特定ケーブルの判定方法の原理を示した説明図であり、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はケーブルの探査を行う過程におけるフェライトコアのケーブルへの取り付け状態を示す説明図である。 第２ケーブル探査において、被特定ケーブルにフェライトコアを取り付けない場合とこれを取り付けた場合における電流特性の変化を示す特性図である。 図１６に示すケーブル探査装置を用いて行われる第２ケーブル探査での手順を示すフローチャートである。 第１ケーブル探査で用いる信号発生装置及び第２ケーブル探査で用いる他の信号発生装置を有する信号送信装置の構成図である。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である実施例１のケーブル探査方法を、図１、図２、図３及び図４を用いて説明する。

本実施例のケーブル探査方法に用いられるケーブル探査装置１は、信号発生装置２、信号検出器４及び受信装置５を備えている。信号発生装置２は被特定ケーブル１０Ａに接続される。受信装置５は、タイミング検出装置（タイミング決定装置）６、位相検出装置７、位相比較装置８及び表示装置９を有する。タイミング検出装置６及び位相検出装置７は、信号検出装置４に接続される。タイミング検出装置６は位相検出装置７にも接続されている。位相比較装置８が位相検出装置７及び表示装置９に接続される。受信装置５は、図示されていないが、信号増幅器及びフィルタを介して信号検出装置４に接続されている。

ケーブルトレイ内に敷設された複数のケーブル１０は、探査対象となる被特定ケーブル１０Ａ（探査対象ケーブル）及びこれ以外の複数のケーブル１０Ｂを含んでいる。各ケーブル１０は、同一のケーブルトレイ内の一部または全部の区間に亘って併走して配線されている。各ケーブル１０の導体の両端は、図示されていないが、端子盤、制御装置、機器及びセンサ等が接続されている。さらに別のケーブル１０の導体の両端は、端子盤、機器及び制御装置に接続されていなく、開放されている。ケーブル１０の端部が接地されている場合もある。図１に示されたケーブル１０Ａ，１０Ｂは、隣り合って敷設されたケーブル１０であり、接続された機器等を省略して端部が接地されている場合を示している。ケーブル１０としては、平行ケーブルのほか、多芯ケーブル、単線ケーブル、同軸ケーブル及びシールド付ケーブルなどが用いられる。

両端が開放されているケーブル１０は、機器を新しい機器に替えたために不要になり、ケーブルトレイから引き抜かずにそのまま残しているものである。ケーブルトレイ内に残っている理由は、不要になったケーブル１０をケーブルトレイから引抜いて除去することが困難であるからである。

信号発生装置２は、配線により、被特定ケーブル１０Ａの導体（図示せず）の一端が接続されている、端子盤の端子に直接接続される。被特定ケーブル１０Ａの途中から被特定ケーブル１０Ａに探査信号を入力する場合には、実施例５で述べる誘導結合素子３（図１４参照）を用いてもよい。信号発生装置２に接続された誘導結合素子３が、被特定ケーブル１０Ａの被覆を取り囲んで、非接触で被特定ケーブル１０Ａに誘導結合される。誘導結合素子３としては、ケーブル１０の導体に接触しなくても電流を印加可能な結合トランス等が用いられる。

信号検出装置４は、例えば、電流プローブである。信号検出装置４は、信号発生装置２の接続位置から離れて被特定ケーブル１０Ａを判別したい位置で、ケーブル１０の被覆を取り囲んで、非接触でケーブル１０に取り付けられる。信号検出装置４は、被特定ケーブル１０Ａを探査するときに、各ケーブル１０に順番に取り付けられる。信号検出装置４として、ケーブル１０から放射する磁界あるいは電界を検出する微小なループアンテナを用いてもよい。

信号発生装置２は、タイミング検出信号１２及び位相検出信号１３を含む探査信号１１（図３参照）を出力する。タイミング検出信号１２は、ランダムな時系列信号であり、例えば、正規分布のランダムノイズが適している。正規分布のランダムノイズ以外にも、Ｍ系列が使用できる。ケーブル１０及び信号検出器４等の周波数特性が無限に広くない場合には、タイミング検出信号１２の周波数成分がこれらを通過できるようにするため、タイミング検出信号１２として帯域制限をかけた信号を用いる。タイミング検出信号１２の時間長及び周波数帯域幅はタイミング検出精度（時間的な精度）とトレードオフの関係にあり、信号長が長くなるほど、また帯域幅が広くなるほど検出精度は向上する。しかしながら、信号長が長くなれば、検出に要する時間が長くなる。したがって、タイミング検出信号１２の信号長さ及び周波数帯域幅は、この点を考慮して設定される。タイミング検出信号１２としてどのようなパターンの波形を用いるかは予め決定しておく。

探査信号１１が、信号発生装置２から被特定ケーブル１０Ａの芯線及びシールド線などの導体に伝えられる。導体を伝わる探査信号１２は、信号検出装置４が被特定ケーブル１０Ａに取り付けられたとき、この信号検出装置４によって検出される。被特定ケーブル１０Ａに探査信号１１が伝わっているとき、被特定ケーブル１０Ａに隣接しているケーブル１０Ｂに、被特定ケーブル１０Ａとケーブル１０Ｂの電磁的な結合によって、ケーブル１０Ｂにも探査信号１１が誘導して流れる。

信号検出装置４によって検出された探査信号１１は、信号増幅器及びフィルタを通ってタイミング検出装置６及び位相検出装置７に入力される。タイミング検出装置６は、探査信号１１を入力してタイミング検出信号１２の最終端を検出する。この最終端を検出したタイミング検出装置６は、位相検出装置７にタイミング信号を出力する。タイミング検出装置６で行われる処理を具体的に説明する。タイミング検出装置６は、信号発生装置２が出力したタイミング検出信号１２と同一の波形パターン、及び入力した探査信号１１を用いて、相互の相関を演算する。上記の同一の波形パターンの情報は、タイミング検出装置６に記憶されている。その演算によって得られた相関値の絶対値１４の一例を図３に示す。相関値の絶対値１４は、入力したタイミング検出信号１２の最終端で鋭いピーク１５を生じる。タイミング検出装置６は、相関値の絶対値１４がピーク１５になったとき、タイミング信号を出力する。タイミング信号の出力タイミングは、実質的に、相関値の絶対値１４がピーク１５になった時点である。しかしながら、タイミング検出装置６は、この時点から所定時間経過後にタイミング信号を出力してもよい。

位相検出装置７は、入力したタイミング信号を基に探査信号１１に含まれた位相検出信号１３の位相を求める。位相検出装置７は、タイミング信号を入力したとき、このタイミング信号の入力時点を、入力した探査信号１１に含まれる位相検出信号１３の開始タイミングとする。位相検出装置７は、開始タイミング以降の位相検出信号１３に基づいて、位相検出信号１３の位相を求める。この位相は、具体的には、sin(２πｆｔ＋φ)で示されるφの値である。ｆは位相検出信号１３の周波数である。位相検出装置７は、求めた位相情報を位相比較装置８に出力する。

位相比較装置８は、位相検出装置７から入力した位相φが反転しているか否か（位相φが１８０°になっているか否か）を判定する。被特定ケーブル１０Ａに隣接するケーブル１０Ｂにも、前述したように探査信号１１が誘導されて流れる。しかしながら、この誘導されてケーブル１０Ｂに流れる探査信号は、被特定ケーブル１０Ａを流れる探査信号１１とは原理的には位相が反転している。位相比較装置８は、位相φが反転していないとき（位相φが１８０°になっていないとき）に、信号検出器４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると判定し、位相φが反転しているとき（位相φが１８０°になっているとき）に信号検出器４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａではないと判定する。位相比較装置８は、得られた判定の結果を表示装置９に出力する。この判定結果が、表示装置９に表示される。

被特定ケーブル１０Ａに隣接したケーブル１０Ｂに信号検出器４を取り付けた場合には、信号発生装置２から被特定ケーブル１０Ａに探査信号１１（図３参照）を出力したとき、その信号検出器４は、図４に示す探査信号１１Ａを検出する。この探査信号１１Ａは、被特定ケーブル１０Ａに流れている探査信号１１によって誘導されてケーブル１０Ｂに流れる信号であり、探査信号１１とは位相が反転している。探査信号１１Ａは、タイミング検出信号１２と位相が反転したタイミング検出信号１２Ａ、及び位相検出信号１３と位相が反転した位相検出信号１３Ａを含んでいる。

タイミング検出信号１２Ａ及び位相検出信号１３Ａを含む探査信号１１Ａが、信号増幅器及びフィルタを介してタイミング検出装置６及び位相検出装置７に入力される。タイミング検出装置６で算出された相関値の絶対値１４Ａは、図３で示したときと同様に、入力したタイミング検出信号１２Ａの最終端で鋭いピーク１５Ａを生じる。タイミング検出装置６は、相関値の絶対値１４Ａがピーク１５Ａになったとき、タイミング信号を出力する。

位相検出装置７は、タイミング信号を入力したときを開始タイミングとし、開始タイミング以降の位相検出信号１３Ａに基づいて、位相検出信号１３Ａの位相を求める。探査信号１１Ａの位相が、探査信号１１の位相と反転している、すなわち、信号波形の上下が反転しているため、位相検出装置７が位相検出信号１３Ａから取得できる位相は１８０°になる。この位相を入力した位相比較装置８は、信号検出器４が取り付けられたケーブル１０Ｂが被特定ケーブル１０Ａではないと判定する。

信号検出器４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａではないと判定された場合には、そのケーブル１０から信号検出器４を取り外し、別のケーブル１０にその信号検出器４を取り付ける。その後、信号発生装置２から出力された探査信号１１を被特定ケーブル１０Ａに入力する。信号検出器４で検出した探査信号が受信装置５に入力され、信号検出装置４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであるかが判定される。このように、信号検出器４のケーブル１０への取り付け取り外しが、信号検出器４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると判定されるまで、行われる。

位相検出信号１３だけを用いて位相検出信号１３の位相を判定しようとすると、タイミングの基準が無いため、位相検出信号１３の位相が反転しているか否かを判定することができない。そこで、従来は、位相検出信号１３を敷設されているケーブル１０に入力すると共に、タイミングの情報を含む信号を別の専用ケーブルを用いて受信装置まで伝送する必要があった。

これに対し、本実施例は、タイミング検出信号１２及び位相検出信号１３を含む探査信号１１を信号発生装置２から出力して施設されたケーブル１０に伝送させるので、タイミング検出信号１２を伝送する専用のケーブルが不要となる。これは、プラント等で建屋間または部屋間に跨って、タイミング検出信号専用のケーブルを引き回すことが困難な場合でも、ケーブルの探査を行うことができる。

また、従来において、タイミング検出信号を伝送する専用ケーブルが不要になる方法として、被特定ケーブルを探査するため、敷設されたケーブルに伝送させる信号を上下非対称のパルスにし、このパルスの位相が反転しているか否かを判定する方法がある。発明者らの実験によれば、この方法では、パルス状の信号は、受信波形がリンギングによって乱れ、上下非対称の波形パターンを取得することができない場合があった。このため、上下非対称のパルスを用いるケーブルの探査方法では、正確なケーブル探査が困難になる場合がある。本実施例は、このような問題が生じないため、ケーブルの探査が困難になる確率を低減させることができ、ケーブルの探査精度を向上させることができる。

本実施例は、敷設されたケーブルに伝送させる探査信号として、タイミング検出信号１２及び位相検出信号１３を含む探査信号１１を用いているので、位相検出信号１３の位相が、ケーブル１０に何らかの理由で接続されたキャパシタンス及びインダクタンスの影響で非直線に変化する場合でも、ケーブル１０の探査が困難になることはない。したがって、本実施例は、ケーブルの探査が困難になる確率を低減させることができる。また、本実施例は、半導体素子のスイッチングによって生じるスイッチングノイズの影響によって、ケーブルの探査が困難になることもない。

同一パターンの複数のタイミング検出信号１２、及び位相検出信号１３を含む探査信号１１Ｂ（図５参照）を、前述の探査信号１１の替りに信号発生装置２から出力し、敷設された各ケーブル１０に伝送させてもよい。探査信号１１Ｂにおいて、複数のタイミング検出信号１２は連続して存在する。この探査信号１１Ｂをケーブル１０に取り付けた信号検出器４で検出し、タイミング検出装置６に入力させることによって、タイミング検出装置６において、最後のタイミング信号１２の最終端だけでなく、タイミング検出信号１２の各境目においても、相関値の絶対値のピークがそれぞれ生じる。このように相関値の絶対値の複数のピークが発生するため、ピークが発生するタイミングを平均化することによって、位相検出信号１３の開始タイミングを精度良く検出することができる。

連続した３つのタイミング検出信号１２を含む探査信号１１Ｂを用いた場合におけるタイミングの平均化を、理解を容易にするために、２つのタイミング検出信号１２が連続している場合を例にとって説明する。

タイミング検出装置６において各タイミング検出信号１２に基づいて算出された相関値の絶対値のピーク１５Ａが発生する時間間隔、すなわち、１番目のタイミング検出信号１２（便宜的に、タイミング検出信号ＴＡと称する）によって得られるピーク１５Ａと２番目のタイミング検出信号１２（便宜的に、タイミング検出信号ＴＢと称する）によって得られるピーク１５Ａの時間間隔は、本来、タイミング検出信号１２の長さに等しい。しかしながら、この時間間隔は、ノイズなどの影響によって、僅かに変わる場合がある。この状態を図６に模式的に示す。

タイミング検出信号ＴＡでピーク１５Ａが実際に発生したタイミングｔ１が、このピーク値１５Ａが本来発生するタイミングＴ１より１０（任意の時間単位）だけ早く発生し、タイミング検出信号ＴＢでピーク１５Ａが実際に発生したタイミングｔ２が、このピーク値１５Ａが本来発生するタイミングＴ２より１０（任意の時間単位）だけ遅く発生したと仮定する。タイミングＴ１とタイミングＴ２の時間間隔は、図６に示すように、１００であるとする。このとき、タイミングｔ１とタイミングｔ２との時間間隔は１２０となる。本来のタイミングＴ１とタイミングＴ２の時間間隔と異なる時間である２０（＝１２０−１００）をピーク１５Ａの発生回数で割って得られた値１０（＝２０/２）に基づいて、実際に得られたタイミングｔ１及びｔ２を変更する。具体的には、タイミングｔ１を１０だけ遅らせて、タイミングｔ２を１０だけ早める。位相検出信号１３の開始タイミングは、最も最後のピーク値１５Ａが発生したタイミング、すなわち、タイミングｔ２とする。

連続した複数のタイミング検出信号を含む探査信号１１Ｂを用いた場合には、上記した、ピーク１５Ａが発生するタイミングを平均化することによって、ピーク１５Ａが実際に発生したタイミングを、ピーク１５Ａが本来発生するタイミングに近づけることができる。このため、位相検出信号１３の開始タイミングを精度良く検出することができ、被特定ケーブルの探査精度が向上する。

本発明の他の実施例である実施例２のケーブル探査方法を、図７を用いて説明する。本実施例のケーブル探査方法に用いられるケーブル探査装置は、実施例１で用いられるケーブル探査装置１である。本実施例で用いられるケーブル探査装置１は、信号発生装置２から、タイミング検出信号であるＯＦＤＭ（Ｏｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）信号、及び位相検出信号を含む探査信号を出力する。

本実施例のケーブル探査方法は、信号発生装置２から出力されたＯＦＤＭ信号及び位相検出信号を含む探査信号を、ケーブル１０に伝送させることによって行われる。

本実施例で用いる探査信号は、ＯＦＤＭ信号として、図７に示すように、２つのＯＦＤＭ信号１６Ａ，１６Ｂを含んでいる。ＯＦＤＭ信号１６Ａ，１６Ｂは、同一の波形パターンを、１シンボル目及び２シンボル目と、２つ連続して並べている。連続したＯＦＤＭ信号１６Ａ，１６Ｂは、擬似的なノイズ信号を得ることができ、ＯＦＤＭ信号１６Ａの最後とＯＦＤＭ信号１６Ｂの先頭が連続であるという特徴を有する。このため、図７において、破線の囲みで示した１シンボル目と２シンボル目の境界１７は連続的な信号となっている。

本実施例のケーブル探査方法は、実施例１と同様に、信号発生装置２に接続された配線を被特定ケーブル１０Ａに接続して信号検出器４をケーブル１０に取り付け、信号発生装置２から被特定ケーブル１０Ａに、ＯＦＤＭ信号１６Ａ，１６Ｂを含む探査信号を入力することによって行われる。信号検出器４は、被特定ケーブル１０Ａが探査されるまで、複数のケーブル１０に順番に取り付けられる。信号検出器４に接続された受信装置５は、実施例１と同様な処理を行って、信号検出器４が取り付けられたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであるか否かを判定する。

本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、タイミング検出信号として同一の波形パターンの複数のＯＦＤＭ信号を用いているので、以下の効果を得ることができる。

ケーブル１０に印加する探査信号に付加する同一の波形パターンの複数のタイミング検出信号を、図５に示す探査信号１１Ｂのように、単なるランダムなパターンで生成した場合には、タイミング検出信号１２の境目で急激な位相の変化が発生する。この急激な位相の変化が微小なリンギングとなる。このため、タイミング検出装置６で算出される、タイミング検出信号１２の境目に対する相関値の絶対値のピークは、最後のタイミング信号１２の最終端におけるそのピークに比べて若干鈍ったピークになる。これは、タイミングの検出精度を若干低下させることになる。

これに対して、本実施例は、タイミング検出信号としてＯＦＤＭ信号１６Ａ，１６Ｂを含む探査信号を用いているので、ＯＦＤＭ信号１６Ａの最後とＯＦＤＭ信号１６Ｂの先頭の位相が連続であり、リンギングが発生しなくなる。このため、その絶対値の鋭いピークが得られ、タイミングの検出精度の低下を避けることができる。位相の判定精度の低下も回避することができる。

本発明の他の実施例である実施例３のケーブル探査方法を、図８、図９及び図１０を用いて説明する。

本実施例のケーブル探査方法に用いられるケーブル探査装置１Ａは、実施例１で用いられるケーブル探査装置１において信号発生装置２を信号発生装置２Ａに替え、受信装置５を受信装置５Ａに替えた構成を有する。ケーブル探査装置１Ａの他の構成は、ケーブル探査装置１と同じである。受信装置５Ａは、受信装置５においてタイミング検出装置６及び位相検出装置７を変調波信号位相検出装置２１及び搬送波信号位相検出装置２２に替えた構成を有する（図９参照）。受信装置５Ａも位相比較装置８及び表示装置９を有する。変調波信号位相検出装置２１及び搬送波信号位相検出装置２２は信号検出装置４に接続される。変調波信号位相検出装置２１は搬送波信号位相検出装置２２にも接続される。位相比較装置８は搬送波信号位相検出装置２２及び表示装置９に接続される。

ケーブル探査装置１Ａの信号発生装置２Ａは、互いに、異なる周波数成分を含む２つの信号の合成波形を有する探査信号１１Ｃを出力する。探査信号１１Ｃは、図１０（Ａ）に示され、（１）式で表される連続波である。

ｓ＝２×ｓｉｎ（２πｆｔ）×ｃｏｓ（２πΔｆｔ） …（１）
ここで、ｓは探査信号１１Ｃ、ｆはキャリア周波数［Ｈｚ］、Δｆは変移周波数［Ｈｚ］及びｔは時間［ｓ］である。ただし、キャリア周波数ｆ及び変移周波数Δｆは（２）式及び（３）式を同時に満たしている。

（ｆ−Δｆ）／２Δｆ＝ｍ ……（２）
（ｆ＋Δｆ）／２Δｆ＝ｎ ……（３）
ここで、ｍ及びｎは自然数である。（１）式で示される探査信号１１Ｃの波形は、キャリア周波数ｆの正弦波を、変移周波数Δｆで変調（乗算）した波形と等しくなる。

２つの異なる周波数（ｆ＋Δｆ）及び（ｆ−Δｆ）は２Δｆで割り切れる関係にある。また、これらの２つの周波数（ｆ＋Δｆ）及び（ｆ−Δｆ）は、２つの周波数のうちで高い周波数（ｆ＋Δｆ）を低い周波数（ｆ−Δｆ）で割った値が、８未満で非整数となる関係にある。

探査信号１１Ｃの波形は、図１０（Ａ）に示すように、キャリア周波数ｆの正弦波（以下、搬送波という）２４と変移周波数Δｆの正弦波（以下、変調波という）２３を乗算した波形である。図１０（Ｂ）に示す波形は、図１０（Ａ）に示す波形と逆位相の場合の例である。探査信号１１Ｃは、一点差線で示す変調波２３及び実線で示す搬送波２４を含んでいる。

（１）式で表され、(２)式及び(３)式の関係、及び周波数（ｆ＋Δｆ）を周波数（ｆ−Δｆ）で割った値が８未満で非整数となる関係にある探査信号１１Ｃは、例えば、変移周波数Δｆが５ｋＨｚである変調波２３、及びキャリア周波数ｆが２０５ｋＨｚである搬送波２４を含んでいる。この探査信号１１Ｃは、（ｆ＋Δｆ）／（２Δｆ）が２１（自然数）になり、（ｆ―Δｆ）／（２Δｆ）が２０（自然数）になり、（ｆ＋Δｆ）／（ｆ―Δｆ）が１．０５（８未満の非整数）になる。この探査信号１１Ｃが、被特定ケーブル１０Ａに接続された信号発生装置２Ａから非特定ケーブル１０Ａの導体に入力される。

信号検出器４が導体と非接触で被特定ケーブル１０Ａに取り付けられている場合には、被特定ケーブル１０Ａを伝送された探査信号１１Ｃが、信号検出器４で検出され、信号増幅器及びフィルタを通って受信装置５Ａの変調波信号位相検出装置２１及び搬送波信号位相検出装置２２にそれぞれ入力される。信号検出器４で検出して受信装置５Ａ、すなわち、変調波信号位相検出装置２１及び搬送波信号位相検出装置２２に入力される受信信号は、図１０（Ａ）に示す信号となる。以下では、まず、この受信信号を用いて、受信装置５Ａで実行される、受信信号の位相を検出する処理の概略を説明する。

図１０（Ａ）に示す矢印２５の位置は、上側包絡線、すなわち、変調波２３のピークの位置である。図１０（Ａ）に示す探査信号１１Ｃでは搬送波２４がこの矢印２５の位置で常に山となっているのに対し、図１０（Ｂ）に示す受信信号１１Ｄでは搬送波２４がこの矢印２５の位置で常に谷となっている。つまり、変調波２３の位相（即ち山、谷）を基準にすれば、搬送波２４の位相で信号検出器４を取り付けたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａか否かを判定可能である。

被特定ケーブル１０Ａに取り付けられた信号検出器４で検出された探査信号１１Ｃが変調波信号位相検出装置２１に入力されたとき、変調波信号位相検出装置２１は、変調波２３の位相を検出し、位相が最も大きくなるタイミングでタイミング信号を出力する。このタイミング信号は搬送波信号位相検出装置２２に入力される。変調波信号位相検出装置２１は、変調波２３の位相がゼロまたは最小になったタイミングでタイミング信号を出力してもよい。

搬送波信号位相検出装置２２は、入力したタイミング信号によって決まるタイミングを基準として、入力した探査信号１１Ｃに含まれている搬送波２４の位相を求め、求められた移送を位相比較装置８に出力する。位相比較装置８は、入力した位相が反転していない、すなわち、位相が０°であるので、信号検出器４を取り付けたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると判定する。この判定結果の情報が、表示装置９に出力されて表示装置９に表示される。

図１０（Ａ）に示す探査信号１１Ｃを入力した変調波信号位相検出装置２１が、図１０（Ａ）に示す矢印２５の位置でタイミング信号を出力したと仮定する。このタイミング信号を入力した搬送波信号位相検出装置２２は、搬送波２４の位相cos(２πｆ＋０)を求める。求められた位相はゼロである。位相比較装置８は、入力した位相がゼロであるので、信号検出器４を取り付けたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると判定する。

被特定ケーブル１０Ａに探査信号１１Ｃ（図１０（Ａ）参照）が流れているとき、被特定ケーブル１０Ａに隣り合っているケーブル１０Ｂには、探査信号１１Ｃによって誘導されて、探査信号１１Ｃと位相が反転している信号、すなわち、図１０（Ｂ）に示す信号が流れる。信号検出器４が被特定ケーブル１０Ａに隣り合ったケーブル１０Ｂに取り付けられている場合には、信号検出器４がケーブル１０Ｂに取り付けられている場合には、信号検出器４から受信装置５Ａに図１０（Ｂ）に示す受信信号１１Ｄが入力される。変調波信号位相検出装置２１は、受信信号１１Ｄの変調波２３の位相を検出し、前述したように、タイミング信号を出力する。

搬送波信号位相検出装置２２は、そのタイミング信号によって決まるタイミングを基準として、受信信号１１Ｄに含まれた搬送波２４の位相を求める。位相比較装置８は、求められた位相が反転している、すなわち、位相が１８０°であるので、信号検出器４を取り付けたケーブル１０Ｂが被特定ケーブル１０Ａでないと判定する。

図１０（Ｂ）に示す受信信号１１Ｄを入力した変調波信号位相検出装置２１が、図９（Ｂ）に示す矢印２５の位置でタイミング信号を出力したと仮定する。このタイミング信号を入力した搬送波信号位相検出装置２２は、搬送波２４の位相cos(２πｆｔ＋π)を求める。求められた位相は１８０°であるので、位相比較装置８は、信号検出器４を取り付けたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａではないと判定する。

本実施例によれば、信号発生装置２から異なる２つの周波数の合成信号を探査信号１１Ｃとして被特定ケーブル１０Ａに印加するので、タイミング情報を伝送する専用ケーブルが不要になる。本実施例は、タイミング情報を伝送する専用ケーブルが不要になることによって実施例１で生じる各効果を得ることができる。

本実施例は、探査信号１１Ｃの占有周波数帯幅が狭いため、ケーブル１０の周辺の機器及びケーブル１０に接続された機器から信号及びノイズが発生している場合には、これらの周波数と異なる周波数を有する探査信号１１Ｃを用いることができる。これによって、本実施例は、ケーブルの探査精度の低下を防ぐことができる。

敷設された複数のケーブル１０は、前述したように、制御装置、機器またはセンサが端部に接続されているケーブル１０、及び両端部に何も接続されていないケーブル１０を含んでいる。このようなケーブル１０にキャパシタンス及びインダクタンスが接続されたとき、探査信号の位相が、キャパシタンス及びインダクタンスの影響を受けて、図１１に示すように周波数に応じて非直線的に変化する。特開平９−１５９７１５号公報に記載されたケーブル探査方法のように、探査信号１１Ｃが異なる２つの周波数ｆ及びΔｆの信号を含んでおり、周波数（ｆ＋Δｆ）（以下、便宜的に、周波数ｆ２と称する）が周波数（ｆ−Δｆ）（以下、便宜的に、周波数ｆ１と称する）のｎ倍（ｎ＞８）になっているとき（図１１参照）には、周波数ｆ１の信号と周波数ｆ２の信号の位相関係が一定にならなくなる。すなわち、周波数ｆ２が周波数ｆ１のｎ倍（ｎ＞８）になったときには、周波数が異なる２つ周波数ｆ及びΔｆの信号を含んでいる探査信号１１Ｃでは、周波数ｆ１と周波数ｆ２の位相関係を常に等しくする必要があるにもかかわらず、それらの周波数における位相関係が崩れてしまう。このため、特開平９−１５９７１５号公報に記載されたケーブル探査方法では、ケーブル探査が困難になる。

しかしながら、本実施例は、異なる２つの周波数ｆ及びΔｆの信号を含んでいる探査信号１１Ｃでは、周波数ｆ１及びｆ２が、ｆ２／ｆ１＜８の関係にあるので、周波数ｆ１及びｆ２に対応した位相の変化の非直線性による影響を無視することができる。このため、本実施例は、プラント内に敷設された、キャパシタンス及びインダクタンスが接続されケーブル１０、及び線種が異なるケーブル１０において、ケーブルの探査が困難になる確率を低減することができる。

好ましくは、ｆ１及びｆ２がｆ２/ｆ１＜２を満足する場合には、図１２に示すように、周波数ｆ１と周波数ｆ２の間隔が狭くなり、周波数ｆ１及びｆ２に対応した位相の変化の非直線性による影響を受けなくなる。このため、周波数ｆ１及びｆ２は、ｆ２/ｆ１≦２を満足する関係にあることが望ましい。この場合には、キャパシタンス及びインダクタンスが接続されケーブル１０、及び線種が異なるケーブル１０を対象としたケーブルの探査において、探査が困難になる確率をさらに低減することができる。

特開平９−１５２８７号公報に記載されたケーブル探査方法では、探査信号に含まれる周波数が異なる２つの信号において、これらの周波数のうち高い周波数が低い周波数の２倍になっている。プラントに設けられているＩＧＢＴ等の半導体素子のスイッチングによって発生するスイッチングノイズは、半導体素子のスイッチング周波数の整数倍の周波数を有する。この周波数を有するスイッチングノイズが探査対象のケーブルに重畳したとき、特開平９−１５２８７号公報に記載されたケーブル探査方法では、ケーブルの探査が困難になる可能性がある。すなわち、特開平９−１５２８７号公報では、探査信号に含まれる、異なる２つの周波数のうち、高い周波数が低い周波数の２倍になっているので、一方の周波数の信号にスイッチングノイズが重畳した場合、他方の周波数の信号にもそのノイズが重畳し、ケーブルの探査が困難になる場合がある。

これに対し、本実施例では、探査信号に含まれている、異なる２つの周波数（ｆ＋Δｆ）及び（ｆ−Δｆ）の信号の各周波数が、（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が非整数になる関係の周波数になっている。すなわち、本実施例では、（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が上記したように１．０５であるため、本実施例は、半導体素子のスイッチングによってスイッチングノイズが発生したとしても、ケーブルの探査が困難になる確率を低減することができる。

本発明の他の実施例である実施例４のケーブル探査方法を、図１３を用いて説明する。

本実施例のケーブル探査方法に用いるケーブル探査装置１Ｂは、信号送信装置４０、電流プローブである信号検出器４及び受信装置５及び５Ａを備えている。信号検出装置４は切替え装置４７に接続され、受信装置５及び５Ａも切替え装置４７に接続される。信号検出器４は、切替え装置４７の切替え操作によって、受信装置５または受信装置５Ａに接続される。信号送信装置４０は、信号発生装置２及び２Ａ、及び切替え装置４６を有する。信号発生装置２及び信号発生装置２Ａは、切替え装置４６に接続される。

ケーブル探査装置１Ｂを用いた本実施例のケーブル探査方法は、以下のように行われる。信号送信装置４０の切替え装置４６が、被特定ケーブル１０Ａの一端が接続されている端子盤の端子に接続される。信号検出器４は、ケーブルトレイ内に敷設たれた複数のケーブルの１本に取り付けられる。図１３では、説明を簡単にするため、信号検出器４は被特定ケーブル１０Ａに取り付けられている。

実施例１で述べたケーブル探査方法を実施する場合は、切替え装置４６の切替え操作によって、信号発生装置２を被特定ケーブル１０Ａに接続する。信号検出器４は、切替え装置４７の切替え操作によって、受信装置５に接続される。信号発生装置２から被特定ケーブル１０Ａに探査信号１１が入力される。この探査信号１１は被特定ケーブル１０Ａを伝送し、信号検出器４によって検出される。検出された探査信号１１は、受信装置５のタイミング検出装置６及び位相検出装置７に入力される。受信装置５は、実施例１と同様な処理を実行し、被特定ケーブル１０Ａを判定する。

実施例３で述べたケーブル探査方法を実施する場合は、切替え装置４６の切替え操作によって、信号発生装置２Ａを被特定ケーブル１０Ａに接続する。信号検出器４は、切替え装置４７の切替え操作によって、受信装置５Ａに接続される。信号発生装置２から被特定ケーブル１０Ａに探査信号１１Ｃが入力される。この探査信号１１Ｃは被特定ケーブル１０Ａを伝送し、信号検出器４によって検出される。検出された探査信号１１Ｃは、受信装置５Ａの変調波信号位相検出装置２１及び搬送波信号位相検出装置２２に入力される。受信装置５Ａは、実施例３と同様な処理を実行し、被特定ケーブル１０Ａを判定する。

本実施例は、実施例１及び３で生じる各効果を得ることができる。

このように、２つの探査信号を用いることができるケーブル探査装置１Ｂは、ノイズ、ケーブル減衰、ケーブル周辺機器への影響、他の機器との探査用信号の干渉等の状況に応じて出力する探査信号を切替えて、ケーブルの探査を行うことができる。このため、探査が困難な場合を減らすことができる。

本発明の他の実施例である実施例５のケーブル探査方法を、図１４及び図１５を用いて説明する。本実施例のケーブル探査方法は、分岐されたケーブルトレイ内に敷設された複数のケーブルの中から被特定ケーブルを探査するものである。

あるケーブルトレイ内に複数のケーブル１０が敷設されている。このケーブルトレイは、途中で、ケーブルトレイＩ及びケーブルトレイIIに分岐される。ケーブルトレイＩ内に敷設されたケーブル群（以下、第１ケーブル群という）は複数のケーブル１０Ｃを含んでおり、ケーブルトレイII内に敷設されたケーブル群（以下、第２ケーブル群という）は複数のケーブル１０Ｄを含んでいる。分岐される前のケーブルトレイ内に存在する１本のケーブルを探査対象の被特定ケーブル１０Ａとする。この被特定ケーブル１０Ａは、ケーブルトレイが分岐された後で第１及び第２ケーブル群のどちらに存在しているかは、ケーブル探査を開始する時点では分かっていない。

本実施例のケーブル探査方法は、被特定ケーブル１０Ａが分岐された後のケーブルトレイＩ内の第１ケーブル群及びケーブルトレイII内の第２ケーブル群のどちらに含まれているかを探査する第１ケーブル探査、及び第１ケーブル群及び第２ケーブル群のうち、第１探査で被特定ケーブル１０Ａが含まれていることが確認されたケーブル群を対象に被特定ケーブル１０Ａを特定する第２ケーブル探査を含んでいる。第１ケーブル探査では、実施例１で使用したケーブル探査装置１、すなわち、信号発生装置２、信号検出器４及び受信装置５を用いる。第２ケーブル探査では、後述するケーブル探査装置１Ｃ、すなわち、信号発生装置２Ｂ、誘導結合素子（誘導結合装置）３、電流プローブ（電磁結合装置）４Ａ、受信装置５Ｂ及び磁性体コアであるフェライトコア（ケーブル特性変更素子）３１を用いる。

まず、第１ケーブル探査を、図１４を用いて説明する。分岐される前のケーブルトレイ内に敷設された複数のケーブル１０のうち１本のケーブル１０を、敷設経路を確認したい（または他端を確認したい）探査対象の被特定ケーブル１０Ａとする。この被特定ケーブル１０Ａの一端が接続されている、端子盤の端子に、ケーブル探査装置１の信号発生装置２を、配線を用いて接続する。分岐されたケーブルトレイII内の第２ケーブル群のすべてのケーブル１０Ｄを取り囲むように、これらのケーブル１０Ｄに信号検出器４を取り付ける（図１４（Ａ）参照）。

この状態で、実施例１と同様に、ケーブル探査装置１を用いたケーブル探査が実行される。信号発生装置２から出力された探査信号１１を被特定ケーブル１０Ａに入力する。ケーブルトレイII内の第２ケーブル群に被特定ケーブル１０Ａが含まれていれば、信号検出器４から受信装置５に図３に示す探査信号１１が入力される。しかしながら、第２ケーブル群に被特定ケーブル１０Ａが含まれていないので、受信装置５に入力される信号は、図４に示す探査信号１１Ａとなる。この探査信号１１Ａは、被特定ケーブル１０Ａに隣接しているケーブル１０に、探査信号１１の誘導により流れる信号であり、探査信号１１とは位相が反転されている。探査信号１１ではなく探査信号１１Ａだけを入力した受信装置５は、実際例１と同様な処理を行い、位相比較装置８において、信号検出器４が取り付けられた第２ケーブル群には被特定ケーブル１０Ａが含まれていないと判定する。この判定結果が、表示装置９に表示される。

信号検出器４を、ケーブル１０Ｄを含む第２ケーブル群から取り外し、分岐された他のケーブルトレイＩ内の、複数のケーブル１０Ｃを含む第１ケーブル群に取り付ける（図１４（Ｂ）参照）。第２ケーブル群の場合と同様に、ケーブル探査装置１を用いたケーブル探査が実行される。信号発生装置２から出力された探査信号１１を被特定ケーブル１０Ａに入力する。第１ケーブル群には被特定ケーブル１０Ａが含まれているので、信号検出器４から受信装置２に入力される受信信号は、図３に示す探査信号１１となる。位相比較装置８は、信号検出器４が取り付けられた第１ケーブル群には被特定ケーブル１０Ａが含まれていると判定する。この判定結果が、表示装置９に表示される。

その後、被特定ケーブル１０Ａが含まれている第１ケーブル群の各ケーブル１０を対象に、第２ケーブル探査を実行する。

第２ケーブル探査に用いられるケーブル探査装置１Ｃの詳細構成を、図１６を用いて説明する。ケーブル探査装置１Ｃは、信号発生装置２Ｂ、誘導結合素子３、電流プローブ４Ａ、受信装置５Ｂ、判定装置３０及びフェライトコア３１を有する。信号発生装置２Ｂが誘導結合素子３に接続され、受信装置５Ｂが電流プローブ４Ａ及び判定装置３０に接続される。判定装置３０は電子計算機である。受信装置５Ｂもその電子計算機で構成することも可能である。

ケーブルトレイＩ内に敷設された複数のケーブル１０（具体的には、図１５に示す被特定ケーブル１０Ａ（探査対象ケーブル）及びこれ以外の複数のケーブル１０Ｃ）は複数の導体（例えば、導線）２６を有している。あるケーブル１０である被特定ケーブル１０Ａに含まれるこれらの導体２６の一端は端子盤に接続され、導体２６の他端は制御装置２７に接続されている。別のケーブル１０であるケーブル１０Ｃは、両端が端子盤及び制御装置２７または機器に接続されている。さらに別のケーブル１０Ｃの両端が端子盤及び制御装置等に接続されていなく、その両端が開放されている。このケーブル１０Ｃは、機器を新しい機器に替えたために不要になり、ケーブルトレイから引き抜かずにそのまま残しているものである。

誘導結合素子３としては、ケーブル１０の導体２６に接触しなくても電流を印加可能な結合トランス等が用いられる。誘導結合素子３は探査対象のケーブル１０である被特定ケーブル１０Ａの被覆の外側を把持するように被特定ケーブル１０Ａに誘導結合される。信号発生装置２Ｂから出力された電気信号（探査信号）が誘導結合素子３に導かれると、誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａの導体２６に非接触で探査用の電流が印加される。誘導結合は、電気信号を磁界に変換し、更に電気信号に変換して導線に電流を印加する結合方式である。

信号発生装置２Ｂから出力される電気信号は、複数の周波数成分を含んでいる。その電気信号に含まれる周波数成分の周波数の範囲は、２００ｋＨｚから１００ＭＨｚである。信号発生装置２Ｂから出力される電気信号は、２００ｋＨｚから１００ＭＨｚの範囲内の異なる少なくとも２つの周波数を含んでいる。このように、電気信号が少なくとも２つの周波数成分を含んでいる理由は、周辺機器の発生するノイズと異なる周波数にすることにより、周辺機器の影響を受けない周波数にするためである。複数の周波数成分を含んだ電気信号の替りに、時間とともに周波数が変化する信号（チャープ信号あるいはスイープ信号ともいう）、もしくはＯＦＤＭ（Ｏｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交周波数分割多重）などの変調信号を用いることができる。

電流プローブ４Ａが被特定ケーブル１０Ａに接続されているとき、受信装置５Ｂは被特定ケーブル１０Ａを流れる電流を測定する。受信装置５Ｂに接続された電流プローブ４Ａは、被特定ケーブル１０Ａの導体２６に接触せずに、誘導結合素子３から入力された探査電流を測定できる。電磁結合素子である電流プローブ４Ａの替りに、誘導結合素子である結合トランスを受信装置５Ｂに接続してもよい。電流プローブ４Ａは、ケーブルトレイＩ内で、被特定ケーブル１０Ａの任意の位置に取り付けられる。受信装置５Ｂに接続される電流プローブ４Ａまたは結合トランスは、探査電流を検出できる結合素子である。電流プローブ４Ａは、被特定ケーブル１０Ａを流れる電流によって生じる磁界を電気信号に変換して受信装置５Ｂに出力する。電流プローブ４Ａは、被特定ケーブル１０Ａに取り付ける必要があるため、目視にて他のケーブル１０Ｂと識別が可能な範囲内で被特定ケーブル１０Ａの任意の位置に被覆の外側を把持するように取り付けられる。

フェライトコア３１は、ケーブル１０の特性、すなわち、ケーブル１０のインピーダンスを変更する手段であり、磁性体であるフェライトで構成されている。フェライトコア３１の替りになる磁性体コアは、フェライト以外の磁性材料を用いて構成しても良い。フェライトコア３１を被特定ケーブル１０Ａに取り付けた場合及びそれを取り付けない場合では、被特定ケーブル１０Ａの特性（インピーダンス）が変化して、電流プローブ４Ａで検出されて受信装置５Ｂに入力される電気信号が変化する。受信装置５Ｂに入力されるこの電気信号の変化の有無により、フェライトコア３１を取り付けたケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであるか否かを判定する。このケーブルの判定方法の詳細については後述する。フェライトコア３１は、被特定ケーブル１０Ａが複数のケーブル１０のうちどれであるかを判定したい位置で、ケーブル１０に取り付けられる。本実施例は、ケーブルトレイＩ内で、フェライトコア３１をケーブル１０に取り付ける。

信号発生装置２Ｂから出力された探査用の電気信号を被特定ケーブル１０Ａに印加することによって被特定ケーブル１０Ａの導体２６に電流が流れる原理を以下に説明する。一般的には、電流が被特定ケーブル１０Ａに流れるためには、被特定ケーブル１０Ａに対する行きと戻りの各電流経路がループ状に結合している必要がある。本実施例では、被特定ケーブル１０Ａを励振させ、被特定ケーブル１０Ａがアンテナとして作用することを利用して被特定ケーブル１０Ａに電流を流す。

従来、任意の箇所での探索用の電気信号の被特定ケーブルへの印加は、行きと戻りの電流経路のループが形成できる被特定ケーブルの状態（例えば、行きと戻りの経路を形成する２本の導線が電気的に短絡している状態、または被特定ケーブルの両端が大地に接地して大地及び被特定ケーブルと他のケーブルによって行きと戻りのループを形成している状態）でしか行うことできなかった。

しかしながら、本実施例では、被特定ケーブル１０Ａの末端がいかなる状態であったとしても、例えば、被特定ケーブル１０Ａの末端が開放されている、被特定ケーブル１０Ａの一端が接地されている、被特定ケーブル１０Ａの一端が他のケーブル１０に短絡している、被特定ケーブル１０Ａの一端に所定負荷が接続されている、のいずれの場合であっても、被特定ケーブル１０Ａに電流を流すことができる。すなわち、被特定ケーブル１０には行きと戻りのループは形成されていないが、被特定ケーブル１０Ａの導体２６には、電流が往復して流れる。被特定ケーブル１０Ａの一端または両端が接地されている場合には、大地を介して電流が流れて電流ループが形成される場合もあるが、多くは、ＭＨｚオーダの探査用信号（高周波電流）に対しては大地とのインピーダンス不整合によって電流が大地に流れにくくなるため電流ループは形成されずケーブルを往復する電流が流れることとなる。

短絡や所定負荷（例えば抵抗）がある場合は、ある多芯ケーブルの芯線同士が短絡または所定負荷が接続されていることであるが、本実施例では多芯ケーブルの外側から誘導結合素子を把持するため短絡でも所定負荷があっても電流ループは形成されず、やはり往復電流が流れることとなる。このため、本実施例は、被特定ケーブル１０Ａの敷設及び終端のそれぞれがどのような状態であっても、被特定ケーブル１０Ａに電流を流すことができる。

被特定ケーブル１０Ａを励振させるために誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａに印加される電気信号の周波数を、半波長がケーブル長よりも短い周波数にすることによって、被特定ケーブル１０Ａがアンテナとして作用する確率が高くなる。被特定ケーブル１０Ａがアンテナとして作用する確率が高くなる周波数ｆ３は式（４）で表すことができる。

ｆ３≧ｃ・α／２ｌ ……（４）
ここで、ｃは光速、ｌはケーブル長及びαは波長短縮率である。

プラントに敷設されているケーブル長ｌは最大５００ｍである。多くのケーブルの波長短縮率αは０．７程度であるため、式（４）によれば、共振周波数は約２００ｋＨｚである。これより高い周波数でフェライトコア３１の有無によるケーブル特性の変化による効果が大きいので、被特定ケーブル１０Ａに印加する電気信号の周波数ｆ３は、２００ｋＨｚ以上である。この周波数よりも高い周波数を有する電気信号を印加することによって、被特定ケーブル１０Ａがアンテナとして作用する確率が高くなり、被特定ケーブル１０Ａに効率良く電流を流すことができる。ケーブル長は予め分かっていない場合が多いため、印加する電気信号は、どのケーブル長にも対応できるように、２００ｋＨｚ以上でかつ１００ＭＨｚ以下の周波数成分を含むようにするプラントに敷設されているケーブルは場合によっては最も短いものでは数メートルであり、共振周波数は数十ＭＨｚとなる。これより高い周波数で評価するため、１００ＭＨｚ以下の周波数成分を含む信号を用いれば、プラント内のケーブルを評価可能であり、判別精度を向上できる。１００ＭＨｚより高い周波数はケーブル長に対して周波数が高すぎて電流がほとんど注入されないため、上限は１００ＭＨｚとなる。また、この周波数成分が離散的または連続的に存在する帯域を含んでいる電気信号を用いることが望ましい。

本実施例における被特定ケーブル１０Ａの判定方法の原理を、図１７を用いて説明する。被特定ケーブル１０Ａ及びこれ以外の複数のケーブル１０Ｃを含む複数のケーブル１０は、ケーブルトレイＩ内に敷設されている。探査対象の被特定ケーブル１０Ａに信号発生装置２Ｂに接続された誘導結合素子３及び電流プローブ４Ａが、分岐される前のケーブルトレイＩ内で被特定ケーブル１０Ａに取り付けられている。

誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａに複数の異なる周波数を含む電気信号を印加し、被特定ケーブル１０Ａに流れる電流を測定する（図１７（Ａ）参照）。図１７（Ａ）では、どのケーブル１０にもフェライトコア３１を取り付けない状態で予め被特定ケーブル１０Ａに流れる電流を測定する。このとき、被特定ケーブル１０Ａにはこのケーブルの両端部間に探査電流経路２８が形成され、その両端部間を往復する電流が流れる。

被特定ケーブル１０Ａにフェライトコア３１を取り付ける（図１７（Ｂ）参照）。実際にはどのケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであるか分からないが、フェライトコア３１が、誘導結合素子３から電流プローブ４Ａに向う方向で、電流プローブ４Ａから離れた所定の位置で被特定ケーブル１０Ａに取り付けられたと仮定する。フェライトコア３１はインダクタンスであるため、周波数が高い電気信号（２００ｋＨｚから１００ＭＨｚの電気信号）に対しては被特定ケーブル１０Ａのインピーダンスが高くなる。このため、ケーブル１０に流れる高周波電流（誘導結合素子３から印加される電気信号によって発生）がフェライトコア３１を取り付けた位置で抑制される。このため、被特定ケーブル１０Ａを流れる電流の一部または全部は、被特定ケーブル１０Ａの一つの末端部とフェライトコア３１の間に形成される探査電流経路２８Ａを往復して流れる。被特定ケーブル１０Ａはアンテナとして作用して電流が流れている。しかしながら、図１７（Ｂ）の状態は探査電流経路２８Ａの長さを図１７（Ａ）の探査電流経路２８のそれから変更したことに相当するため、予め測定された電流特性（図１７（Ａ）の状態で測定された電流特性）とは異なる測定結果が得られる。

被特定ケーブル１０Ａと異なるケーブル１０Ｂにフェライトコア３１を取り付けた状態を図１７（Ｃ）に示す。この場合、フェライトコア３１が被特定ケーブル１０Ａの特性に与える影響はほとんどなく、誘導結合素子３から印加される電気信号によって被特定ケーブル１０Ａに生じるほとんどの電流も、図１７（Ａ）と同様に、被特定ケーブル１０Ａの両端部間を往復して流れる。図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）の状態でも、被特定ケーブル１０Ａには信号発生装置２Ｂから出力された、複数の異なる周波数を含む電気信号が、誘導結合素子３から印加される。

受信装置５Ｂで測定された、被特定ケーブル１０Ａを流れる電流の特性の例を、図１８に示す。実線で示す特性３４は、図１７（Ａ）の状態で被特定ケーブル１０Ａに流れる電流のスペクトル（第１電流スペクトル情報）を示している。破線で示す特性３３は、図１７（Ｂ）の状態におけるその電流のスペクトル（第２電流スペクトル情報）を示している。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）の各状態では、図１８の横軸に示すそれぞれの周波数を含む電気信号が、ケーブル探査用の電気信号として誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａに印加される。このため、それぞれの状態において、図１８に示す特性が受信装置５Ｂの測定結果に基づいて得ることができる。特性３３は、特性３４と被特定ケーブル１０Ａに流れる電流の特性が異なる。

発明者らの実験によれば、電流のスペクトルが異なる傾向は、特に、共振周波数より高い周波数で顕著に現れる。共振周波数は（４）式で求めることができる。図１７（Ｃ）の状態において被特定ケーブル１０Ａに流れる電流のスペクトルは、特性３４とほぼ等しい。もし、このスペクトルが特性３４と異なった場合には、図１７（Ｃ）の状態における電流のスペクトルの変化は、特性３３の変化よりも小さくなる。ケーブルが３本以上存在する場合でも同様であり、各ケーブルに、順次、フェライトコア３１を取り付け、受信装置５Ｂで測定された電流の変化が最も大きいケーブルが被特定ケーブル１０Ａであると判定する。

電流スペクトルの変化量の算出には、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）の状態における受信装置５Ｂでの各測定結果の差、及びこれらの相関の演算を用いることができる。図１８には例として電流の各周波数成分に対する電流の振幅の変化、すなわち、電流スペクトルの変化を示しているが、位相特性の変化量で判定しても良い。この位相特性の変化量は、電流の各周波数成分に対する電流の位相の変化で表される。周波数領域ではなく時系列で同様の演算をしても良い。

本実施例における第２ケーブル探査を、図１９を用いて詳細に説明する。ケーブルトレイＩ内に敷設された複数のケーブル１０のうち１本のケーブル１０、すなわち、探査対象である被特定ケーブル１０Ａに、信号発生装置２Ｂに接続された誘導結合素子３、及び受信装置５Ｂに接続された電流プローブ４Ａを、分岐される前のケーブルトレイ内で被特定ケーブル１０Ａに取り付ける。電流プローブ４Ａは誘導結合素子３の近くで被特定ケーブル１０Ａに取り付けられる。まず、被特定ケーブルに電気信号を印加する（ステップＳ１）。信号発生装置２Ｂは、２００ｋＨｚから１００ＭＨｚの周波数範囲に含まれる図１８に示すような複数の異なる周波数を有するケーブル探査用の電気信号を誘導結合素子３に出力する。この電気信号は誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａに印加される。いずれのケーブルにもフェライトコア３１を取り付けない状態で被特定ケーブルの電流特性を測定する（ステップＳ２）。ケーブルトレイＩ内に敷設された全てのケーブル１０にフェライトコア３１を取り付けない状態で、被特定ケーブル１０Ａへの電気信号の印加によって被特定ケーブル１０Ａの導体２６に生じた電流を電流プローグ５によって検出する。電流プローブ４Ａで検出された電流に基づいた電気信号が電流プローグ５から受信装置５Ｂに入力され、受信装置５Ｂはこの電気信号に基づいて電流特性である電流の各周波数成分に対する電流の振幅の変化、すなわち、電流スペクトル（第１電流スペクトル情報）を求める。得られた測定結果を記憶する（ステップＳ３）。求められた電流スペクトル、すなわち、測定結果は、受信装置５Ｂから判定装置３０に出力され、参照パターンとして判定装置３０の記憶装置（図示せず）に記憶される。

任意の１本のケーブルにフェライトコアを取り付けてケーブルの電流特性を測定する（ステップＳ４）。被特定ケーブル１０Ａを探査したい、ケーブルトレイＩ内の位置で、任意の１本のケーブル１０（被特定ケーブル１０Ａまたはこれ以外のケーブル１０Ｃ）にフェライトコア３１を取り付ける。ステップＳ１と同様に、被特定ケーブル１０Ａに複数の周波数を含む電気信号を印加し、電流プローブ４Ａにより被特定ケーブル１０Ａを流れる電流を電気信号として検出する。さらに、受信装置５Ｂは、検出した電気信号を用いて被特定ケーブル１０Ａの電流特性、すなわち、電流スペクトル（第２電流スペクトル情報）を求める。得られた測定結果を記憶する（ステップＳ５）。求められた電流スペクトル（測定結果）は、受信装置５Ｂから判定装置３０に出力され、測定パターンとして判定装置３０の記憶装置（図示せず）に記憶される。

測定パターンと参照パターンとの差を算出する（ステップＳ６）。ステップＳ４で測定された測定パターン（電流スペクトル）とステップＳ２で測定された参照パターン（電流スペクトル）の差（（測定パターン）−（参照パターン））が、判定装置３０で算出される。具体的には、測定パターンの電流の振幅から参照パターンの電流の振幅を差し引く演算を、各周波数毎に行い、各周波数毎にそれらの差の絶対値を求める。算出された差（絶対値）は、フェライトコア３１を取り付けたケーブル１０の識別記号と共に、判定装置３０の記憶装置に記憶される。

全てのケーブル１０にフェライトコアが取り付けられたかを判定する（ステップＳ７）。判定装置３０は、探査対象のケーブル１０の全てに対してフェライトコア３１を取り付けて、測定パターンの計測が終了したかを判定する。ステップＳ７の判定が「ｎｏ」である場合には、フェライトコア３１を別のケーブル１０に取り付け、ステップＳ４〜Ｓ７の各処理が実行される。ステップＳ４〜Ｓ７の各処理は、探査対象のケーブル１０の全てに対してフェライトコア３１が取り付けられ、ステップＳ７の判定が「ｙｅｓ」になるまで、繰り返し実行される。ステップＳ７の判定が「ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ８の処理が実行される。

測定パターンと参照パターンの差（絶対値）が設定値以上になっているケーブルを、被特定ケーブルであると判定する（ステップＳ８）。判定装置３０は、記憶装置に記憶されている、測定パターンと参照パターンとの差を用いて被特定ケーブル１０を特定する。すなわち、この差の絶対値が設置値以上になっているケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると認定される。受信装置５Ｂ及び判定装置３０は、電流プローブ４Ａで検出された電流に基づいて被特定ケーブル（探査対象ケーブル）１０Ａを判別する信号処理装置である。

被特定ケーブル１０Ａ以外の各ケーブル１０Ｂの各測定パターンは、参照パターンと実質的に同じである。すなわち、各ケーブル１０Ｂの各測定パターンは、図１６の特性３４のようになる。ケーブル１０Ｂの測定パターンとこのケーブル１０Ｂの参照パターンの差を求めると、この差の絶対値は、これらのパターンにおいて誤差がない限り、０となる。その設定値は、ケーブル１０Ｂにおける測定パターンと参照パターンの、誤差によって生じた差を排除するために設定されている。各ケーブル１０Ｂにおける測定パターンと参照パターンの差の絶対値は、必ず設定値よりも小さくなる。したがって、測定パターンと参照パターンの差の絶対値が設定値以上になるケーブル１０は、被特定ケーブル１０Ａだけである。

ケーブル１０と大地（アース）で形成される電流ループで電流が流れている場合には、このケーブル１０にフェライトコア３１が取り付けられたとき、このケーブル１０における電流の流れが抑制されるため、このケーブル１０において電流が流れにくくなる。したがって、本実施例では、ケーブル１０にフェライトコア３１を取り付けた場合とこれを取り付けない場合において、そのケーブル１０に流れる電流の変化量を測定し、この電流の変化量（絶対値）が設定値以上に変化したこのケーブル１０を被特定ケーブル１０Ａであると判定する。電流の変化量とは、例えば、電流の振幅の差、すなわち、図１８における特性３３と特性３４の差である。

前述した電流の変化量（絶対値）が設定値以上になったことによってではなく、あるケーブル１０（実際には被特定ケーブル１０Ａ）にフェライトコア３１を取り付けたとき、他のケーブル１０（実際にはケーブル１０Ｃ）にそれを取り付けたときに比べて電流の変化量が大きくなったとき、前者のケーブル１０が被特定ケーブル１０Ａであると判定してもよい。

本実施例における第２ケーブル探査におけるフェライトコア３１のケーブル１０への取り付けは、施設されたケーブル１０に沿って誘導結合素子３から電流プローブ４Ａに向う方向で、電流プローブ４Ａから離れた位置で行われる。このため、誘導結合素子３からの電気信号の印加によって誘導結合素子３から電流プローブ４Ａに向って被特定ケーブル１０Ａ内を流れる電流が誘導結合素子３と電流プローブ４Ａの間で抑制されないので、電流プローブ４Ａで検出する電流の検出感度が向上する。このため、第２ケーブル探査では、被特定ケーブル１０Ａの判別精度がさらに向上する。フェライトコア３１を誘導結合素子３と電流プローブ４Ａの間で被特定ケーブル１０Ａに取り付けた場合には、電流プローブ４Ａでの電流の検出感度が著しく低下し、被特定ケーブル１０Ａの判別に支障が生じる可能性がある。誘導結合素子３から電流プローブ４Ａに向う方向で電流プローブ４Ａから離れた位置においてフェライトコア３１をケーブル１０に取り付けるので、フェライトコア３１を、誘導結合素子３及び電流プローブ４Ａから離れた、被特定ケーブル１０Ａを特定したい位置、例えば、分岐されたケーブルトレイＩ内の位置（または、ケーブル１０の末端）に容易に取り付けることができる。したがって、被特定ケーブル１０Ａを特定したい位置が誘導結合素子３及び電流プローブ４Ａの取り付け位置から非常に離れていても、被特定ケーブル１０Ａを精度良く判別することができる。さらに、誘導結合素子３から電流プローブ４Ａに向う方向で電流プローブ４Ａから離れた位置においてフェライトコア３１をケーブル１０に取り付けるので、電流プローブ４Ａを、被特定ケーブル１０Ａを特定したい位置ではなく、誘導結合素子３の近くに配置することができる。このため、電流プローブ４Ａは、他のケーブル１０Ｃまたは１０Ｄと間違えることなく、誘導結合素子３を取り付けた被特定ケーブル１０Ａに容易に取り付けることができる。

電流プローブ４Ａを誘導結合素子３の近くで被特定ケーブル１０Ａに取り付けることができるので、信号発生装置２Ｂ及び受信装置５Ｂを一体化することができる。信号発生装置２Ｂ及び受信装置５Ｂは、これらが分離している場合に比べて取り扱いが容易になる。電流プローブ４Ａを誘導結合素子３の近くで被特定ケーブル１０Ａに取り付けることによって、一体化された信号発生装置２Ｂ及び受信装置５Ｂと誘導結合素子３及び電流プローブ４Ａを接続する各配線を短くすることができる。

第２ケーブル探査は、信号発生器２で生成された、２００ｋＨｚから１００ＭＨｚの周波数の範囲に含まれる複数の異なる周波数（またはある周波数帯域）を含む電気信号を誘導結合素子３から被特定ケーブル１０Ａに印加しているので、被特定ケーブル１０Ａをアンテナとして作用させて被特定ケーブル１０Ａの導体２６に電流を流すことができる。このため、被特定ケーブル１０Ａの両端が端子盤及び制御装置２７等に接続されていなくて開放されている場合でも、電流プローブ４Ａがこの被特定ケーブル１０Ａ内を流れる電流を検出する感度が高くなるので、第２ケーブル探査は被特定ケーブル１０Ａの判別精度を向上させることができる。

一般に、並走して配置された複数のケーブルのうち１本のケーブルに電流を流した場合には、並走して配置された他のケーブルにも、磁界の誘導によって電流が流れる。第２ケーブル探査は、被特定ケーブル１０Ａがアンテナとして作用して電磁界を放射するため、より顕著に誘導電流がそれに隣接するケーブル１０Ｃに流れる。このため、被特定ケーブル１０Ａと隣接するケーブル１０Ｃの識別が困難になる可能性がある。しかしながら、第２ケーブル探査は、前述したように、被特定ケーブル１０Ａにフェライトコア３１を取り付けた場合とこれを取り付けない場合での電流の変化量に基づいて被特定ケーブル１０Ａを判別しているので、被特定ケーブル１０Ａの判別精度をさらに向上させることができる。

さらに、第２ケーブル探査は、信号発生装置２Ｂから出力される電気信号の送信期間及び送信のタイミングに関する各情報（タイミング信号）を受信装置５Ｂに伝える場合に、これらの情報を伝える配線を、信号発生装置２Ｂを設置した位置から被特定ケーブル１０Ａを特定したい位置までの長い距離にわたって引き回す必要がない。すなわち、従来、電流プローブが被特定ケーブルを特定したい位置でケーブルに設置される場合には、それらの情報を伝える配線を、電流プローブを取り付けた位置の近くに置かれる受信装置のところまでの長い距離にわたって引き回す必要があった。第２ケーブル探査では、電流プローブ４Ａが誘導結合素子３の近くに配置されるので、信号発生装置２Ｂから受信装置５Ｂにそれらの情報を伝送する配線の長さを著しく短くすることができる。このため、それらの情報を伝送する配線の敷設に要する時間も、著しく短縮される。特に、前述したように、信号発生装置２Ｂ及び受信装置５Ｂを一体化した場合には、それらの情報を伝送する配線を一体化された装置内に予め設置しておくことができるので、ケーブルの探査時にその配線を敷設する必要が無くなる。

第２ケーブル探査は、始めにフェライトコア３１をどのケーブル１０にも取り付けない状態で被特定ケーブル１０Ａに流れる電流を測定し、その後、１本１本のケーブル１０にフェライトコア３１を順次取り付けて被特定ケーブル１０Ａに流れる電流を測定する。したがって、フェライトコア３１をどのケーブル１０にも取り付けない状態の電流の測定結果、すなわち、参照パターンは始めの１回だけ取得すればよい。このため、ケーブル探査に要する時間を短縮できる。判定装置７の記憶装置に測定結果（電流スペクトル等）の情報を保存する必要がある場合、参照パターンが１回分であるため、その記憶装置のメモリの消費を低減できる。

第２ケーブル探査は、電流スペクトル情報を用いて被特定ケーブル１０Ａを判別している。フェライトコア３１によるケーブル特性の変更効果が大きいのは、ケーブルの共振周波数より高い周波数である。電流スペクトル情報を用いることによって、より変化の大きい周波数帯域だけを利用して被特定ケーブル１０Ａを判別することができる。したがって、被特定ケーブル１０Ａの判別精度を向上させることができる。

第２ケーブル探査では、信号発生装置２Ｂから出力される電気信号の送信期間及び送信のタイミングに関する各情報（タイミング信号）をその配線によって受信装置５Ｂに伝えることができるので、受信装置５Ｂはこのタイミング信号を用いて適切な受信動作の同期をとることができる。このため、受信装置５Ｂは、信号発生装置２Ｂが電気信号を出力している期間の間だけ電流プローブ４Ａで検出した電気信号を受信し、それ以外の期間では受信しないようにできる。したがって、受信装置５Ｂが信号発生装置２から電気信号が出力されていない期間に他の機器から発生するノイズを含む電気信号を電流プローブ４Ａから入力することを防止することができ、ＳＮ（Signal to Noise）比を向上できる。これは、被特定ケーブル１０Ａの判別精度の更なる向上に貢献する。

本実施例は、分岐された３つ以上のケーブルトレイ内にそれぞれ敷設された多数のケーブルの中から被特定ケーブル１０Ａを探査する場合にも適用できる。

本実施例の第１ケーブル探査では、実施例１と同様なケーブル探査が行われるので、実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、本実施例は、分岐された各ケーブルトレイ内に敷設されたそれぞれのケーブル群ごとに第１ケーブル探査を行い、被特定ケーブル１０Ａが含まれているケーブル群に対してケーブル１０ごとの第２ケーブル探査を行うので、被特定ケーブル１０Ａの探査に要する時間を短縮することができる。

プラントに設けられたケーブルトレイは、ほとんどが、複数の分岐点を有する。ケーブルの探査時間を短縮するために、ケーブルの探査を行う各作業員をケーブルトレイの各分岐点に配置させる場合を想定する。第２ケーブル探査は、前述したように、ケーブルにフェライトコア３１を取り付けたケーブルの特性変化を利用している。このため、１人の作業員が、ある分岐点でケーブルトレイ内のケーブルにフェライトコア３１を取り付けてケーブルの探査を行っているときに、他の作業員が他の分岐点でケーブルに別のフェライトコア３１を取り付けてしまうと、後者のフェライトコア３１の取り付けによってもケーブルの特性が変化する。この場合には、正しいケーブルの探査結果が得られなくなる。

しかしながら、第１ケーブル探査は、位相によって被特定ケーブル１０Ａを判定するため、複数の分岐点で同時にケーブルの探査を行うことができる。第１ケーブル探査を先に実行することによって、ケーブルトレイに複数の分岐点が存在する場合でも、被特定ケーブル１０Ａが施設されているケーブルトレイを特定することができる。したがって、誘導結合素子３を被特定ケーブル１０Ａに取り付けた位置から、複数の分岐点を通過した後の位置で、該当するケーブルトレイ内に敷設されているケーブル群に含まれる複数のケーブルに対して、順次、フェライトコア３１を取り付けることによって、被特定ケーブル１０Ａを判別することができる。

以上に説明した理由により、第１ケーブル探査を行った後に第２ケーブル探査を行うことによって、ケーブルの探査に要する時間を短縮することができる。

第１ケーブル探査で用いるケーブル探査装置１の信号検出器４にループアンテナを用いた場合は、このループアンテナによって、各ケーブル群から放射される電磁界を検出する。被特定ケーブル１０Ａが含まれるケーブル群（例えば、第１ケーブル群）から放射される電磁界をループアンテナによって検出した場合には、受信装置に入力される受信信号の位相は、反転しなく、被特定ケーブル１０Ａに入力した探査信号に含まれる位相検出信号の位相と同じである。被特定ケーブル１０Ａが含まれていないケーブル群（例えば、第２ケーブル群）から放射される電磁界をループアンテナによって検出した場合には、受信装置に入力される受信信号の位相は、被特定ケーブル１０Ａに入力した探査信号に含まれる移送検出信号の位相が反転した状態になっている。このように位相に基づいたケーブル探査は、分割されたケーブル群単位で被特定ケーブル１０Ａの有無を判定することができ、タイミング情報伝送する専用ケーブルが不要になり、ケーブルの探査が困難になる確率を低減させることができる。

被特定ケーブル１０Ａが含まれていると特定されたケーブル群内の各ケーブルごとに、本実施例で適用した、フェライトコアをケーブルごとに取り付け取り外しを行ってケーブル探査を行うので、ケーブルごとに被特定ケーブル１０Ａであるか否かを精度良く判定することができる。したがって、複数のケーブル群のいずれかに含まれている被特定ケーブル１０Ａを短時間に且つ精度良く特定することができる。

本実施例の第１ケーブル探査は、実施例２または３のケーブル探査方法を適用してもよい。また、第１ケーブル探査を、ケーブル探査装置１Ｃを用いて行い、第２ケーブル探査を、ケーブル探査装置１及び１Ａのいずれかを用いて行ってもよい。

本実施例において、信号発生装置２及び２Ｂを一体化した信号送信装置を用いてもよい。この信号送信装置４０Ａを、図２０を用いて説明する。信号送信装置４０は、信号発生装置２及び２Ｂ及び切替え装置４１及び４２を有する。切替え装置４１と切替え装置４２は互いに接続される。切替え装置４１は、切替え操作によって、信号発生装置２に接続された端子４４Ａ及び信号発生装置２Ｂに接続された端子４４Ｂの一方に接続される。切替え装置４２は、切替え操作によって、端子４３Ａ及び端子４３Ｂの一方に接続される。誘導結合素子３が配線によって端子４３Ａに接続され、接続端子４５が配線によって端子４３Ｂに接続される。

実施例５のケーブル探査方法を実施する場合には、被特定ケーブル１０Ａの一端が接続される、端子盤の端子に接続端子４５を接続する。さらに、誘導結合素子３を被特定ケーブル１０Ａに取り付ける。第１ケーブル探査を実行するときには、切替え装置４１を端子４４Ａに接続し、切替え装置４２を端子４３Ａに接続する。信号発生装置２で発生した探査信号１１が、切替え装置４１及び４２及び接続端子４５を経て被特定ケーブル１０Ａに入力される。この探査信号１１または探査信号１１によって誘導された受信信号が、第１ケーブル群または第２ケーブル群に取り付けられた信号検出器４によって検出される。

第２ケーブル探査を実行するときには、切替え装置４１を端子４４Ｂに接続し、切替え装置４２を端子４３Ｂに接続する。信号発生装置２Ｂで発生した探査用の電気信号が、切替え装置４１及び４２を経て誘導結合素子３より被特定ケーブル１０Ａに印加される。この電気信号は被特定ケーブル１０Ａに取り付けられた電流プローブ４Ａで検出される。

信号送信装置４０Ａを用いることによって、第１及び第２ケーブル探査時に探査信号を被特定ケーブル１０Ａに入力する操作が、切替え装置４１及び４２の操作になるので、容易になる。

本発明は、プラント及び建屋内で既に敷設されているケーブルの敷設経路及び接続先を探査する際に適用することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ケーブル探査装置、２，２Ａ，２Ｂ…信号発生装置、３…誘導結合素子、４…信号検出器、４Ａ…電流プローブ、５，５Ａ，５Ｂ…受信装置、６…タイミング検出装置、７…位相検出装置、８…位相比較装置、１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…ケーブル、１０Ａ…被特定ケーブル、２１…変調波信号位相検出装置、２２…搬送波信号位相検出装置、３０…判定装置、３１…フェライトコア、４０，４０Ａ…信号送信装置、４１，４２，４６，４７…切替え装置。

Claims (13)

1. 複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、擬似ランダムの信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む探査信号を印加し、
   前記複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、
   前記探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
   検出された前記信号に含まれる前記タイミング検出信号に基づいて、検出された前記信号に含まれる前記位相検出信号の開始タイミングを決定し、及び
   前記開始タイミング以降の前記位相検出信号の位相に基づいて前記探査対象ケーブルを判別することを特徴とするケーブル探査方法。
2. 前記探査信号が、同じパターンの波形を有する複数の前記タイミング検出信号を含んでいる請求項１に記載のケーブル探査方法。
3. 前記タイミング信号がＯＦＤＭ信号である請求項１または２に記載のケーブル探査方法。
4. 擬似ランダム信号の信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む探査信号を発生する信号発生装置と、ケーブルに取り付けられ、前記ケーブルに流れる、前記タイミング検出信号及び前記位相検出信号を含む信号を検出する電磁結合装置と、前記電磁結合装置で検出された前記信号に含まれる前記タイミング検出信号に基づいて、前記位相検出信号の開始タイミングを決定するタイミング決定装置と、前記電磁結合装置で検出された前記信号を入力し、決定された前記開始タイミング以降の前記位相検出信号の位相に基づいて前記位相検出信号の位相情報を求める位相検出装置と、得られた前記位相情報に基づいて前記探査対象ケーブルを判別するケーブル判定装置とを備えたことを特徴とするケーブル探査装置。
5. 複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、探査信号を印加し、前記複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、前記探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、前記電磁結合装置によって検出された前記信号に基づいて、前記探査対象ケーブルを判別するケーブル探査方法であって、
   前記探査信号が、キャリア周波数ｆを有する第１正弦波及び変移周波数Δｆを有する第２正弦波を乗算して得られる波形を有し、
   前記探査信号において、周波数（ｆ＋Δｆ）及び周波数（ｆ−Δｆ）がいずれも２Δｆで割り切れる周波数であり、及び（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が８未満の非整数になっており、
   前記探査対象ケーブルの判別を前記第１正弦波及び前記第２正弦波に基づいて行うことを特徴とするケーブル探査方法。
6. 擬似ランダムの信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む第１探査信号を発生する第１信号発生装置、及びキャリア周波数ｆを有する第１正弦波及び変移周波数Δｆを有する第２正弦波を乗算して得られる波形を有し、周波数（ｆ＋Δｆ）及び周波数（ｆ−Δｆ）がいずれも２Δｆで割り切れる周波数であり、（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が８未満の非整数になっている第２探査信号を発生する第２信号発生装置を有する信号送信装置を用い、
   第１探査信号を用いたケーブルの探査が、
   複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、第１探査信号を印加し、
   前記複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、
   前記第１探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
   検出された前記信号に含まれる前記タイミング検出信号に基づいて、検出された前記信号に含まれる前記位相検出信号の開始タイミングを決定し、及び
   前記開始タイミング以降の前記位相検出信号の位相に基づいて前記探査対象ケーブルを判別することによって、行われ、
   第２探査信号を用いたケーブルの探査が、
   前記複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、第２探査信号を印加し、
   前記複数のケーブルに、順次、電磁結合装置を取り付け、
   前記第２探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、及び
   前記電磁結合装置によって検出された前記信号に基づいて、前記探査対象ケーブルを判別することによって、行われることを特徴とするケーブル探査方法。
7. （ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が２未満の非整数である請求項５または６に記載のケーブル探査方法。
8. 敷設されている複数のケーブルが、これらのケーブルの一部を含む複数のケーブル群に分かれているときに行われる、前記複数のケーブルに対するケーブル探査方法であって、
   前記複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、擬似ランダムの信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む第１探査信号を印加し、
   前記複数のケーブル群に、順次、電磁結合装置を取り付け、
   前記第１探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブル群の各前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
   検出された前記信号に含まれる前記タイミング検出信号に基づいて、検出された前記信号に含まれる前記位相検出信号の開始タイミングを決定し、
   前記開始タイミング以降の前記位相検出信号の位相に基づいて前記探査対象ケーブルが含まれている前記ケーブル群を判別して抽出し、
   前記探査対象ケーブルに取り付けられた誘導結合装置から前記探査対象ケーブルの前記導体に、第２探査信号を印加し、
   前記誘導結合装置から前記電磁結合装置に向う方向で前記電磁結合装置から離れた位置でケーブル特性変更素子の取り付け及び取り外しを、抽出された前記ケーブル群に含まれた複数の前記ケーブルの少なくとも一部に対して順次行い、
   前記ケーブル特性変更素子が抽出された前記ケーブル群に含まれた前記複数のケーブルの少なくとも一部に取り付けられたそれぞれの時点で、前記第２探査信号の印加によって前記探査対象ケーブルの前記導体に流れる電流を、前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置によって検出をし、
   検出された前記電流に基づいて、前記抽出されたケーブル群に含まれた前記探査対象ケーブルを判別することを特徴とするケーブル探査方法。
9. 敷設されている複数のケーブルが、これらのケーブルの一部を含む複数のケーブル群に分かれているときに行われる、前記複数のケーブルに対するケーブル探査方法であって、
   前記複数のケーブルのうち探査対象ケーブルの導体に、キャリア周波数をｆ及び変移周波数をΔｆとしたとき、周波数（ｆ＋Δｆ）の信号及び周波数（ｆ−Δｆ）の信号を加算して得られる波形を有し、周波数（ｆ＋Δｆ）及び周波数（ｆ−Δｆ）がいずれも２Δｆで割り切れる周波数であり、及び（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が８未満の非整数になっている第１探査信号を印加し、
   前記複数のケーブル群に、順次、電磁結合装置を取り付け、
   前記第１探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブル群の各前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
   前記電磁結合装置によって検出された前記信号に基づいて、前記探査対象ケーブルが含まれている前記ケーブル群を判別して抽出し、
   前記探査対象ケーブルに取り付けられた誘導結合装置から前記探査対象ケーブルの前記導体に、第２探査信号を印加し、
   前記誘導結合装置から前記電磁結合装置に向う方向で前記電磁結合装置から離れた位置でケーブル特性変更素子の取り付け及び取り外しを、抽出された前記ケーブル群に含まれた複数の前記ケーブルの少なくとも一部に対して順次行い、
   前記ケーブル特性変更素子が抽出された前記ケーブル群に含まれた前記複数のケーブルの少なくとも一部に取り付けられたそれぞれの時点で、前記第２探査信号の印加によって前記探査対象ケーブルの前記導体に流れる電流を、前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置によって検出し、
   検出された前記電流に基づいて、前記抽出されたケーブル群に含まれた前記探査対象ケーブルを判別することを特徴とするケーブル探査方法。
10. 印加される前記第２探査信号が２００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に存在する複数の異なる周波数を含んでいる電気信号である請求項８または９に記載のケーブル探査方法。
11. 敷設されている複数のケーブルが、これらのケーブルの一部を含む複数のケーブル群に分かれているときに行われる、前記複数のケーブルに対するケーブル探査方法であって、
    前記複数のケーブルに含まれている探査対象ケーブルに取り付けられた誘導結合装置から前記探査対象ケーブルの導体に、第１探査信号を印加し、
    前記誘導結合装置から前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置に向う方向で前記電磁結合装置から離れた位置でケーブル特性変更素子の取り付け及び取り外しを、前記ケーブル群に対して順次行い、
    前記ケーブル特性変更素子が抽出された前記ケーブル群に含まれた前記複数のケーブルの少なくとも一部に取り付けられたそれぞれの時点で、前記第１探査信号の印加によって前記探査対象ケーブルの前記導体に流れる電流を、前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置によって検出し、
    検出された前記電流に基づいて、前記探査対象ケーブルが含まれている前記ケーブル群を判別して抽出し、
    前記探査対象ケーブルの導体に、擬似ランダムの信号であるタイミング検出信号及び正弦波の位相検出信号を含む第２探査信号を印加し、
    前記抽出された前記ケーブル群に含まれた複数の前記ケーブルに、順次、前記電磁結合装置を取り付け、
    前記第２探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
    検出された前記信号に含まれる前記タイミング検出信号に基づいて、検出された前記信号に含まれる前記位相検出信号の開始タイミングを決定し、
    前記開始タイミング以降の前記位相検出信号の位相に基づいて、前記抽出されたケーブル群に含まれている前記探査対象ケーブルを判別することを特徴とするケーブル探査方法。
12. 敷設されている複数のケーブルが、これらのケーブルの一部を含む複数のケーブル群に分かれているときに行われる、前記複数のケーブルに対するケーブル探査方法であって、
    前記複数のケーブルに含まれている探査対象ケーブルに取り付けられた誘導結合装置から前記探査対象ケーブルの導体に、第１探査信号を印加し、
    前記誘導結合装置から前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置に向う方向で前記電磁結合装置から離れた位置でケーブル特性変更素子の取り付け及び取り外しを、前記ケーブル群に対して順次行い、
    前記ケーブル特性変更素子が抽出された前記ケーブル群に含まれた前記複数のケーブルの少なくとも一部に取り付けられたそれぞれの時点で、前記第１探査信号の印加によって前記探査対象ケーブルの前記導体に流れる電流を、前記探査対象ケーブルに取り付けられた電磁結合装置によって検出し、
    検出された前記電流に基づいて、前記探査対象ケーブルが含まれている前記ケーブル群を判別して抽出し、
    前記探査対象ケーブルの導体に、キャリア周波数をｆ及び変移周波数をΔｆとしたとき、周波数（ｆ＋Δｆ）の信号及び周波数（ｆ−Δｆ）の信号を加算して得られる波形を有し、周波数（ｆ＋Δｆ）及び周波数（ｆ−Δｆ）がいずれも２Δｆで割り切れる周波数であり、及び（ｆ＋Δｆ）／（ｆ−Δｆ）の値が８未満の非整数になっている第２探査信号を印加し、
    前記抽出された前記ケーブル群に含まれた複数の前記ケーブルに、順次、前記電磁結合装置を取り付け、
    前記第２探査信号の印加により前記電磁結合装置が取り付けられた前記ケーブルに流れる信号を前記電磁結合装置によって検出し、
    前記電磁結合装置によって検出された前記信号に基づいて、前記抽出されたケーブル群に含まれている前記探査対象ケーブルを判別することを特徴とするケーブル探査方法。
13. 印加される前記第１探査信号が２００ｋＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に存在する複数の異なる周波数を含んでいる電気信号である請求項１１または１２に記載のケーブル探査方法。

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