JP2010223906A - Method and device for detecting abnormality of shielding member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールド部材の異常検出方法及びシールド部材の異常検出装置に関するものである。 The present invention relates to a shield member abnormality detection method and a shield member abnormality detection device.
上述したシールド部材を有する電線として、例えば、図2に示すような、高圧電力を供給するためのCVケーブル101が知られている。同図に示すように、CVケーブル101は、芯線11と、内部絶縁体としての絶縁体12と、シールド部材としての銅テープ13と、外部絶縁体としてのシース14と、を備えている。
As an electric wire having the shield member described above, for example, a
芯線11は、導電性を有する導体から成る。絶縁体12は、架橋ポリエチレンなどから成り、芯線11を被覆する。銅テープ13は、外部へのノイズの進入を防止するために設けられている。銅テープ13は、テープ状に設けられており、絶縁体12の外周に巻き付けられる。シース14は、ポリエチレンなどから成り、銅テープ13を被覆する。
The
上述したCVケーブル101の水トリーなどの活線劣化診断は、直流漏れ電流測定から交流重畳劣化診断測定に移行しつつある。このため、端末処理の必要な直流漏れ電流測定を行わないことから、CVケーブル10端末部分の銅テープ13の劣化状況を直接確認することができず、外側からの目視点検のみが行われている状況である。
The above-mentioned hot wire deterioration diagnosis of the water tree of the
しかしながら、CVケーブル101では経年変化によるシュリンクバック現象により銅テープ13のずれや腐食破断といった異常が起こりうることがある。これにより、CVケーブル10の性能品質が劣化するという問題があった。
However, in the
そこで、例えば銅テープ13に直流電圧を供給して、銅テープ13の抵抗値を測定して、測定した銅テープ13の抵抗値に基づいて銅テープ13の破断を検出する破断検査回路が提案されている(特許文献1)。また、銅テープ13の測定端に検出抵抗を介して直流電圧を印加し、直流電圧を基準値から所定値まで段階的に上昇若しくは下降させたときに検出抵抗に流れる電流と、検出抵抗の両端に生じる電圧との関係から銅テープ13の劣化状況を判別する劣化検出方法が提案されている(特許文献2)。
Therefore, for example, a rupture inspection circuit for supplying a DC voltage to the
しかしながら、測定現場には直流迷走電流などのノイズが数多く存在する場合がある。上述した従来の破断検査回路や劣化検出方法では銅テープ13に直流電源を供給している。このため、直流迷走電流の影響を受けて正確に抵抗値を測定することができない。また、検出抵抗に流れる電流及び検出抵抗の両端に生じる電圧が直流迷走電流の影響を受けて変動してしまうため、正確に銅テープ13の異常を検出することができない、という問題があった。
However, there may be many noises such as DC stray current at the measurement site. In the conventional break inspection circuit and deterioration detection method described above, a DC power source is supplied to the
そこで、本発明は、検出精度向上を図ったシールド部材の異常検出方法及び異常検出装置を安価に提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a shield member abnormality detection method and an abnormality detection device that improve detection accuracy at a low cost.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出方法において、前記電線のシールド部材に交流電流を流す第1工程と、前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する第2工程と、前記検出された電流のうち前記第1工程で前記シールド部材に流した交流電流の周波数成分を抽出する第3工程と、前記抽出された前記交流電流の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する第4工程と、を順次行うことを特徴とするシールド部材の異常検出方法に存する。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-mentioned problems, includes a conductive core wire, an internal insulator covering the core wire, a shield member wound around an outer periphery of the internal insulator, and the shield member A shield member abnormality detecting method for detecting an abnormality of the shield member in a plurality of wires in which both ends of the shield member are connected to each other. A first step of flowing an alternating current through the member, a second step of detecting a current flowing through the shield member of each of the wires, and an alternating current of the detected current flowing through the shield member in the first step. A third step of extracting a frequency component, and a fourth step of detecting an abnormality of the shield member based on the magnitude of the extracted frequency component of the alternating current If, it consists in the abnormality detecting method of the shield member, characterized in that sequentially performed.
請求項2記載の発明は、前記第1工程において、前記電線のシールド部材毎に設けられた複数のコイルの1つに交流電源からの交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記シールド部材に交流電流を流し、前記第2工程において、前記複数のコイルのうち前記交流電流が供給されていない残りのコイルに発生する起電力を前記電線のシールド部材に流れる電流として検出することを特徴とする請求項1に記載のシールド部材の異常検出方法に存する。 According to a second aspect of the present invention, in the first step, an alternating current from an alternating current power source is supplied to one of a plurality of coils provided for each shield member of the electric wire to generate a magnetic field in the coil. An alternating current is passed through the shield member by a magnetic field, and in the second step, an electromotive force generated in the remaining coils to which the alternating current is not supplied among the plurality of coils is detected as a current flowing through the shield member of the wire. The present invention resides in the abnormality detection method for a shield member according to claim 1.
請求項3記載の発明は、導電性を有する芯線、前記芯線を被覆する内部絶縁体、前記内部絶縁体の外周に巻き付けられたシールド部材、及び、前記シールド部材を被覆する外部絶縁体、を有する複数の電線であって、前記シールド部材の両端が互いに接続された複数の電線における前記シールド部材の異常を検出するシールド部材の異常検出装置において、前記電線のシールド部材に交流電流を流すための交流電源と、前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流のうち前記交流電源の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、を備えたことを特徴とするシールド部材の異常検出装置に存する。 The invention according to claim 3 has a conductive core wire, an internal insulator covering the core wire, a shield member wound around the outer periphery of the internal insulator, and an external insulator covering the shield member. In the abnormality detection device for a shield member that detects a failure of the shield member in a plurality of electric wires that are connected to each other at both ends of the shield member, an alternating current for causing an alternating current to flow through the shield member of the wire A power supply, a plurality of current detection means for detecting current flowing in the shield member of each electric wire, and a frequency extraction means for extracting a frequency component of the AC power supply from the current detected by the current detection means. It exists in the abnormality detection apparatus of the shield member characterized by the above-mentioned.
請求項4記載の発明は、前記周波数抽出手段により抽出された前記交流電源の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項3記載のシールド部材の異常検出装置に存する。 The invention according to claim 4 further comprises an abnormality detection means for detecting an abnormality of the shield member based on the magnitude of the frequency component of the AC power source extracted by the frequency extraction means. 3. The abnormality detection device for a shield member according to 3.
請求項5記載の発明は、前記複数の電流検出手段がそれぞれ、前記各電線のシールド部材に電流が流れると当該電流値に応じた起電力が発生するコイルから構成され、前記交流電源が、前記複数の電流検出手段のうち1つを構成するコイルに交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記銅テープに交流電流を流すように設けられることを特徴とする請求項3又は4に記載のシールド部材の異常検出装置に存する。 The invention according to claim 5 is configured such that each of the plurality of current detection means is a coil that generates an electromotive force according to the current value when a current flows through the shield member of each electric wire, An AC current is supplied to a coil constituting one of a plurality of current detection means, a magnetic field is generated in the coil, and an AC current is supplied to the copper tape by the magnetic field. It exists in the abnormality detection apparatus of the shield member of 3 or 4.
以上説明したように請求項1及び3記載の発明によれば、交流電流をシールド部材に供給し、シールド部材に流れる電流のうち交流電源の周波数成分を抽出しているため、迷走電流と分離することができ検出精度向上を図ることができる。また、シールド部材に交流電流を供給しているため、交流電流としては低圧のものでよく安全に異常を検出できる。 As described above, according to the first and third aspects of the invention, the alternating current is supplied to the shield member, and the frequency component of the alternating current power source is extracted from the current flowing through the shield member, so that it is separated from the stray current. The detection accuracy can be improved. In addition, since an alternating current is supplied to the shield member, the alternating current may be a low pressure and an abnormality can be detected safely.
請求項2及び4記載の発明によれば、シールド部材に交流電流を流す機能と、シールド部材に流れる電流の検出する機能とを、1つのコイルで兼用させることができるため、電流検出手段と交流電源とを別々にシールド部材に取り付ける必要がなくなり、装置が容易となり、コストダウンを図ることができる。 According to the second and fourth aspects of the present invention, the function of flowing an alternating current through the shield member and the function of detecting the current flowing through the shield member can be shared by a single coil. There is no need to separately attach the power source to the shield member, the apparatus becomes easy, and the cost can be reduced.
請求項5記載の発明によれば、異常検出手段によってシールド部材の異常を検出することができる。 According to invention of Claim 5, abnormality of a shield member can be detected by the abnormality detection means.
以下、本発明の銅テープ13(シールド部材)の異常検出装置について図面に基づいて説明する。上記異常検出装置20は、R、S、T相からなる複数のCVケーブル101〜103の異常を検出する装置である。上記CVケーブル101は、背景技術で説明したように、図2に示すように、芯線11と、内部絶縁体としての絶縁体12と、シールド部材としての銅テープ13と、外部絶縁体としてのシース14と、を備えている。
Hereinafter, the abnormality detection apparatus for the copper tape 13 (shield member) of the present invention will be described with reference to the drawings. The
芯線11は、導電性を有する導体から成る。絶縁体12は、架橋ポリエチレンなどから成り、芯線11を被覆する。銅テープ13は、テープ状に設けられており、絶縁体12の外周に巻き付けられる。シース14は、ポリエチレンなどから成り、銅テープ13を被覆する。ここで、銅テープ13の異常とは、銅テープ13がズレたり腐食破断したりして銅テープ13が切れている部分が生じることをいう。上記CVケーブル102及び103は、CVケーブル101と同様の構成であるためここでは詳細な説明は省略する。
The
上記複数のCVケーブル101〜103を構成する銅テープ13の一端は、互いに接続されて接地されている。また、上記複数のCVケーブル101〜103を構成する銅テープ13の他端は、互いに接続されている。即ち、各銅テープ13は、3つのループができるように接続されている。
One ends of the
次に、上記異常検出装置20の構成について説明する。図1に示すように、異常検出装置20は、電流検出手段としての変流器CT1〜CT3と、切替スイッチSWと、交流電源31と、周波数抽出手段としてのFFT波形解析装置22と、を備えている。上記変流器CT1〜CT3は、CVケーブル101〜103毎に一つずつ設けられている。上記変流器CT1は、図3に示すように、一対のコイル211と、ボビン212と、コア213と、から構成されている。上記一対のコイル211は、CVケーブル101の銅テープ13近傍に配置されている。このため、銅テープ13に交流電流が流れると、銅テープ13回りに交流磁界が発生する。この交流磁界が一対のコイル211内を通ることにより、一対のコイル211の両端には起電力が発生する。この起電力が、銅テープ13に流れる交流電流に応じた値となる。また、上記一対のコイル211に交流電流を供給するとコイル211内を通る交流磁界が発生する。そして、この交流磁界により電磁誘導されて銅テープ13に交流電流が流れる。
Next, the configuration of the
上記一対のボビン212は、筒状に設けられていて、その外周面にコイル211が巻回されている。上記コア213は、磁性体から構成されていて、四角環状に設けられている。この四角環状のコア213の互いに対向する一対の辺にそれぞれ、一対のボビン212が挿入されている。そして、四角環状のコア213の中心には、CVケーブル101の銅テープ13が貫通している。このコア213により銅テープ13に交流電流が流れたときに発生する磁界を集めて、コイル211による電流検出精度を高めることができる。また、このコア213によりコイル211に交流電流を流したときに発生する磁界を集めて、より大きな交流電流を銅テープ13に流すことができる。上記変流器CT2及びCT3は、変流器CT1と同様の構成であるためここでは詳細な説明を省略する。
The pair of
上記切替スイッチSWは、コイル211の両端の接続を後述する交流電源31と、FFT波形解析装置22と、の間で切り換えるためのスイッチである。上記交流電源31は、切替スイッチSWによってコイル211の両端が接続されたときに、その接続されたコイル211に対して交流電流を供給する。コイル211に交流電源31からの交流電流が供給されると、上述したように銅テープ13に交流電流が流れる。銅テープ13に交流電流が流れると、銅テープ13に形成された上述した3つのループにそれぞれ重畳電流I1〜I3が流れる。
The changeover switch SW is a switch for switching the connection between both ends of the
上記FFT波形解析装置22は、切替スイッチSWよってコイル211の両端が接続され、コイル211の両端に発生する銅テープ13に流れる交流電流に応じた起電力が供給される。上記FFT波形解析装置22は、上記起電力を順次高速フーリエ変換(FFT)して、起電力のうち交流電源31の周波数成分をそれぞれ抽出して、表示する。
The
次に、上述した構成の異常検出装置20の検出原理について説明する。銅テープ13が正常である時は、上述したように銅テープ13に3つのループが形成される。このため、例えば交流電源31からの交流電流を変流器CT1のコイル211に流すと、銅テープ13には交流電源31の周波数成分を持つ重畳電流I1〜I3が流れる。今、例えば、図1中の×で示すように、図中一番下のCVケーブル103の銅テープ13が切れていると、銅テープ13の切れが発生しているCVケーブル10の銅テープ13に電流が流れなくなる。このため、銅テープ13の切れが発生しているCVケーブル103の銅テープ13に設けられた変流器CT3のコイル211に起電力が発生しなくなる。
Next, the detection principle of the
そこで、FFT波形解析装置22により表示された交流電源31の周波数成分がほぼ0であれば、検査員は銅テープ13の異常が生じていると判断することができる。一方、FFT波形解析装置22により表示された交流電源31の周波数成分の大きさが閾値以上あれば、検査員は銅テープ13が正常であると判断することができる。
Therefore, if the frequency component of the
次に、上述した異常検出装置20を用いた異常検出方法の手順について説明する。まず、検査員は、切替スイッチSWを操作して、変流器CT1のコイル211の両端を交流電源31に接続すると共に変流器CT2及びCT3のコイル211の両端をFFT波形解析装置22に接続する。これにより、変流器CT1のコイル211に発生する磁界により、銅テープ13に交流電流が流れ、銅テープ13に形成された上述した3つのループにそれぞれ重畳電流I1〜I3が流れる。次に、変流器CT2が、CVケーブル102の銅テープ13に流れる電流に応じた起電力を発生して、その起電力をFFT波形解析装置22に対して出力する。また、変流器CT3が、CVケーブル103の銅テープ13に流れる電流に応じた起電力を発生して、その起電力をFFT波形解析装置22に対して出力する。FFT波形解析装置22は、変流器CT2及びCT3から供給される起電力を順次高速フーリエ変換して、交流電源31の周波数成分の大きさを表示する。検査員は、FFT波形解析装置22に表示された交流電源31の周波数成分を見て、CVケーブル102及び103の銅テープ13に異常が生じているか否かを判断する。
Next, the procedure of the abnormality detection method using the above-described
次に、検査員は、切替スイッチSWを操作して、変流器CT2のコイル211の両端を交流電源31に接続すると共に変流器CT1及びCT3のコイル211の両端をFFT波形解析装置22に接続して、同様にFFT波形解析装置22に表示された交流電源31の周波数成分を見て、CVケーブル101及び103の銅テープ13に異常が生じているか否かを判断する。その後、検査員は、切替スイッチSWを操作して変流器CT3のコイル211の両端を交流電源31に接続すると共に変流器CT1及びCT2のコイル211の両端をFFT波形形成装置22に接続して、同様にFFT波形解析装置22に表示された交流電源31の周波数成分を見て、CVケーブル101及び102の銅テープ13に異常が生じているか否かを判断する。
Next, the inspector operates the changeover switch SW to connect both ends of the
上述した異常検出装置20によれば、交流電流を銅テープ13に供給し、銅テープ13に流れる電流のうち交流電源31の周波数成分を抽出しているため、迷走電流と分離することができ検出精度向上を図ることができる。
According to the
また、上述した異常検出装置20によれば、電流検出手段が、各CVケーブル101〜013の銅テープ13に電流が流れると当該電流値に応じた起電力が発生するコイル211から構成され、交流電源31が、各CVケーブル101〜103の銅テープ13毎に設けられたコイル211のうち1つに交流電流を供給してそのコイル211に磁界を発生させてその磁界により交流電流を流すように設けている。このため、銅テープ13に交流電流を流す機能と、銅テープ13に流れる電流の検出する機能と、を1つのコイル211で兼用させることができるため、装置が容易となり、コストダウンを図ることができる。
In addition, according to the
また、上述した異常検出装置20によれば、変流器CT1〜CT3の全部を順次、交流電源31に接続している。そして、接続する毎に交流電源31に接続されていない残りの変流器CT1〜CT3に発生する起電力をFFT波形解析装置22に供給してCVケーブル101〜103の銅テープ13の異常を検出している。これにより、変流器CT1〜CT3に発生する起電力をそれぞれ2回ずつFFT波形解析装置22に供給している。即ち、CVケーブル101〜103についてそれぞれ2回ずつの銅テープ13の異常を検出することができ、確実に銅テープ13の異常を検出することができる。
Further, according to the
なお、上述した実施形態では、変流器CT1〜CT3にコア213を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図4に示すように、コア213を設けずに、変流器CT1〜CT3をコイル211と、ボビン212と、から構成して、コイル211内に銅テープ13を貫通させる構成も考えられる。
In addition, in embodiment mentioned above, although
また、上述した実施形態では、変流器CT1〜CT3を順次、交流電源31に接続して、変流器CT1〜CT3に発生する起電力をそれぞれ2回ずつFFT波形解析装置22に供給してが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、変流器CT1〜CT3のうち2つを順次、交流電源31に接続して、変流器CT1〜CT3に発生する起電力をそれぞれ1回ずつFFT波形解析装置22に供給して銅テープ13の異常を検出してもよい。
In the above-described embodiment, the current transformers CT1 to CT3 are sequentially connected to the
また、上述した実施形態では、FFT波形解析装置22により交流電源31の周波数成分を表示するだけであったが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、FFT波形解析装置22が抽出した交流電源31の周波数成分をマイクロコンピュータなどから構成された異常検出手段としての異常検出装置に供給して、異常検出装置がFFT波形解析装置22から供給された交流電源31の周波数成分の大きさに基づいて銅テープ13に異常が生じているか否かを判定するようにしてもよい。一例としては、例えば異常検出装置がFFT波形解析装置22から供給された交流電源31の周波数成分の大きさが閾値以下であれば銅テープ13に異常が生じていると判定するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, only the frequency component of the
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 CVケーブル(電線)
11 芯線
12 絶縁体(内部絶縁体)
13 銅テープ(シールド部材)
14 シース(外部絶縁体)
22 FFT波形解析装置(周波数抽出手段)
31 交流電源
211 コイル
CT1〜CT3 変流器(電流検出手段)
10 CV cable (electric wire)
11
13 Copper tape (shield member)
14 Sheath (external insulator)
22 FFT waveform analyzer (frequency extraction means)
31
Claims (5)
前記電線のシールド部材に交流電流を流す第1工程と、
前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する第2工程と、
前記検出された電流のうち前記第1工程で前記シールド部材に流した交流電流の周波数成分を抽出する第3工程と、
前記抽出された前記交流電流の周波数成分の大きさに基づいて前記シールド部材の異常を検出する第4工程と、
を順次行うことを特徴とするシールド部材の異常検出方法。 A plurality of electric wires having a conductive core wire, an internal insulator covering the core wire, a shield member wound around an outer periphery of the internal insulator, and an external insulator covering the shield member, In the shielding member abnormality detection method for detecting abnormality of the shielding member in a plurality of electric wires in which both ends of the shielding member are connected to each other,
A first step of passing an alternating current through the shield member of the wire;
A second step of detecting a current flowing through the shield member of each electric wire,
A third step of extracting the frequency component of the alternating current flowing through the shield member in the first step from the detected current;
A fourth step of detecting an abnormality of the shield member based on the magnitude of the extracted frequency component of the alternating current;
A method for detecting an abnormality of a shield member, characterized in that the steps are sequentially performed.
前記第2工程において、前記複数のコイルのうち前記交流電流が供給されていない残りのコイルに発生する起電力を前記電線のシールド部材に流れる電流として検出する
ことを特徴とする請求項1に記載のシールド部材の異常検出方法。 In the first step, an alternating current from an alternating current power source is supplied to one of a plurality of coils provided for each shield member of the electric wire to generate a magnetic field in the coil, and the alternating current is applied to the shield member by the magnetic field. Shed
The electromotive force which generate | occur | produces in the remaining coil to which the said alternating current is not supplied among these coils in the said 2nd process is detected as an electric current which flows into the shield member of the said electric wire. Shield member abnormality detection method.
前記電線のシールド部材に交流電流を流すための交流電源と、
前記各電線のシールド部材に流れる電流をそれぞれ検出する複数の電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流のうち前記交流電源の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、
を備えたことを特徴とするシールド部材の異常検出装置。 A plurality of electric wires having a conductive core wire, an internal insulator covering the core wire, a shield member wound around an outer periphery of the internal insulator, and an external insulator covering the shield member, In the abnormality detection device for a shield member that detects abnormality of the shield member in a plurality of electric wires in which both ends of the shield member are connected to each other,
An alternating current power source for passing an alternating current through the shield member of the wire;
A plurality of current detection means for detecting currents flowing in the shield members of the electric wires;
A frequency extracting means for extracting a frequency component of the AC power source from the current detected by the current detecting means;
An apparatus for detecting an abnormality of a shield member, comprising:
さらに備えたことを特徴とする請求項3記載のシールド部材の異常検出装置。 The abnormality detection of the shield member according to claim 3, further comprising an abnormality detection means for detecting an abnormality of the shield member based on the magnitude of the frequency component of the AC power source extracted by the frequency extraction means. apparatus.
前記交流電源が、前記複数の電流検出手段のうち1つを構成するコイルに交流電流を供給して当該コイルに磁界を発生させてその磁界により前記銅テープに交流電流を流すように設けられる
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のシールド部材の異常検出装置。 Each of the plurality of current detection means is composed of a coil that generates an electromotive force according to the current value when a current flows through the shield member of each electric wire,
The AC power supply is provided so as to supply an AC current to a coil constituting one of the plurality of current detection means, generate a magnetic field in the coil, and cause the AC current to flow through the copper tape by the magnetic field. The abnormality detection device for a shield member according to claim 3 or 4,
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