JP2020034417A - 絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置及び絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁被覆アルミ電線と前記絶縁被覆との隙間に生じた腐食を定量的に診断する絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置を提供する。【解決手段】 本発明の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置（１）は、直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルにより電柱間に架設された絶縁被覆アルミ電線（１５）を表面から長手方向に走査し、それら一対のプローブコイルの差動信号に現れる欠陥波形に基づき前記絶縁被覆アルミ電線（１５）の隙間腐食を定量的に診断することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、アルミ撚線（アルミ導体からなる素線を撚り合わせたもの）を絶縁被覆で被覆してなる配電線（絶縁被覆アルミ電線）の劣化診断に関し、特に、その絶縁被覆アルミ電線と前記絶縁被覆との間に生じた腐食を定量的に診断する絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置及び絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法に関する。

地面から立設する電柱間に架設された絶縁被覆電線が経年劣化することは既に知られているが、この劣化を見過ごして使用を続行すると思わぬトラブルが発生し、大きな被害が生ずる恐れがある。そこで電線の劣化度を非破壊で診断する絶縁被覆電線劣化診断装置（以下、単に診断装置という）が開発された（特許文献２〜４を参照）。例えば特許文献２には、架空配電用絶縁電線や架空送電線などの導体の損傷部を検出する装置が開示され、特許文献３には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検出する装置が開示され、特許文献４には誤信号の発生をなくして継ぎ目を検出できるようにした渦流探傷コイルが開示されている。また、特許文献５には、難着雪用ヒレがあってもその影響を受けることなく電線の劣化度を診断検出する絶縁被覆電線劣化診断方法が開示されている。

特開昭６３−１９８８６２号公報 特開２００４−３６１１０３号公報 特開２００３−１２１４２１号公報 特開平０７−３１１１８０号公報 特許第４３２８６９４号明細書

しかしながらアルミ撚線を絶縁体で被覆してなる配電線（絶縁被覆アルミ電線）には、銅撚線を絶縁体で被覆してなる配電線（絶縁被覆銅電線）に生じる傷とは異なるタイプの傷が生ずることが明らかになった。この傷は、アルミ撚線の絶縁被覆側に生じた腐食による緩やかな孔であって「孔食」、「減肉」などと言うこともできる（以下「隙間腐食」と称す。）。絶縁被覆アルミ電線を安全に使用するためには、このような隙間腐食を正しく評価することが望まれるが、その評価方法は現時点で確立されていない。因みに絶縁被覆電線と同様に長尺な部材である多管式熱交換器の伝熱細管の腐食・減肉を渦流探傷法により検出する手法は既に公知となっているが（特許文献１等を参照）、当該手法をそのまま絶縁被覆アルミ電線に適用してもアルミ電線の隙間腐食については必ずしも正しく評価できないことが判明した。

そこで、本発明は、以上の問題点を解決すべく発明されたものであり、絶縁被覆アルミ電線の隙間腐食を定量的に評価することのできる絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置及び絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１に記載の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置の発明は、直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルにより電柱間に架設された絶縁被覆アルミ電線を表面から長手方向に走査し、それら一対のプローブコイルの差動信号に現れる欠陥波形に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の隙間腐食を定量的に診断することを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記欠陥波形の振幅に応じて前記隙間腐食の程度を示す情報を出力する出力部を備えることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記欠陥波形の周期に応じて前記隙間腐食の程度を示す情報を出力する出力部を備えることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記出力部は、前記振幅及び前記周期の組み合わせの属するレベルを前記情報として出力することを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記出力部は、前記絶縁被覆アルミ電線の全体における前記情報に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の全体での減肉の程度を示す情報を出力することを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記一対のプローブコイルの配置ピッチをアルミ撚線の撚りピッチの整数倍に設定することにより前記差動信号に重畳されるノイズを軽減したことを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、前記一対のプローブコイルを前記絶縁被覆アルミ電線の外周に沿って複数対配置したことを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項８に記載の絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法の発明は、直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルにより電柱間に架設された絶縁被覆アルミ電線を表面から長手方向に走査し、それら一対のプローブコイルの差動信号に現れる欠陥波形に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の隙間腐食を定量的に診断することを特徴とする。

本発明に係る自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置又は絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法では、走査方向に向かって直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルで絶縁被覆アルミ電線を表面から長手方向に走査する。当該走査位置において絶縁被覆アルミ電線に隙間腐食が生じていると、一対のプローブコイルの差動信号には欠陥波形が現れ、当該欠陥波形の周期及び振幅の組み合わせは、当該隙間腐食の程度に応じたものとなる。なぜなら欠陥波形の振幅には、隙間腐食の深さが反映され、欠陥波形の周期には隙間腐食の開口の走査方向の長さが反映されるからである。このため、本発明に係る自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置又は絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法によれば、絶縁被覆アルミ電線における隙間腐食の有無を検出したり、絶縁被覆アルミ電線における隙間腐食の発生箇所を検出したりするのみならず、絶縁被覆アルミ電線に発生している隙間腐食の程度を定量的に診断できるという効果がある。

実施形態に係る絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置及び電線の架設状態を示す模式図である。 実施形態に係る絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置の主要構成部を示す模式図である。 ホルダーの構成を説明する説明図である。 装置本体の回路構成を示すブロック図である。 地上解折表示機の回路構成を示すブロック図である。 検出波形と隙間腐食との関係を説明する図（隙間腐食が大きい場合）である。 検出波形と隙間腐食との関係を説明する図（隙間腐食が小さい場合）である。 隙間腐食のレベル判定を説明する図である。 使用者へ提示される画面の例である。 一対のプローブコイルの配置ピッチとアルミ撚線のひねり周期との関係を説明する図である。 リフトオフ対策のその他の例を説明する図である。

以下、本発明の絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法及び劣化診断装置の実施形態に基づいて図面を参照して詳述する。

［絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置の概略構成］
先ず、絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置の概略構成について説明する。
図１は実施形態に係る絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置及び電線の架設状態を示す模式図、図２は絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置の主要構成部を示す模式図である。

図示されるとおり絶縁被覆アルミ電線（以下、単に電線という）１５は、地面１９から立設する間隔Ｌの電柱２０，２０間に架設されている。この電線１５は、その芯部に位置するアルミ撚線１７と、アルミ撚線１７の周囲を被覆する絶縁被覆１８とで構成され、アルミ撚線１７の絶縁被覆１８側には、長時間や長期間の使用により腐食（隙間腐食）が生ずる。絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１は、電柱２０，２０間に架設された電線１５に取り付けられた自走可能な装置本体６と、地面１９に配置される地上解折表示機２１とを備える。装置本体６は、電線１５の長手方向に沿った方向Ｓ１にかけて自走しながら電線１５の表面を走査することにより、電線１５の隙間腐食を示す信号を非破壊でサンプリングし、そのサンプリングした信号を無線通信等によって地上解析表示機２１へ送信する。地上解析表示機２１は、装置本体６から受信した信号を解析することにより電線１５の診断結果を示す情報を生成し、当該情報を適当な態様で使用者へ出力する。以下、装置本体６による電線１５の走査の方向Ｓ１を必要に応じて装置本体６の正面であると仮定して説明する。

装置本体６は、方向Ｓ１にかけて長い操作棒９を軸支しており、当該方向Ｓ１にかけて適当な間隔を介して枢支される一対のガイドローラ７，８と、一対のガイドローラ７，８の間に前方から順に配置される概略コ字型のホルダーＢ−２、Ａ−２、Ｂ−１、Ａ−１とを備える。コの字型のホルダーＡ−１、Ａ−２は、その開口部を左側に向けた姿勢で右側から電線１を挟み込むようにして配置され、コの字型のホルダーＢ−１、Ｂ−２は、その開口部を右側に向けた姿勢で左側から電線１を挟み込むようにして配置される。

［ホルダーの構成］
次に、ホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の構成について説明する。図３はホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の構成を説明する説明図である。図３（Ａ）は、方向Ｓ１に対して垂直な面でホルダーＡ−１、Ａ−２を切断してできる概略断面図、図３（Ｂ）は、ホルダーＡ−１、Ａ−２の概略斜視図、図３（Ｃ）は、方向Ｓ１に対して垂直な面でホルダーＢ−１、Ｂ−２を切断してできる概略断面図、図３（Ｄ）は、ホルダーＢ−１、Ｂ−２の概略断面図である。

図示されるとおりホルダーＡ−１には、電線１５の外周に沿うようにして２つのセンサＳＵ１、ＳＵ３が配置され、ホルダーＡ−２には、電線１５の外周に沿うようにして２つのセンサＳＵ２、ＳＵ４が配置され、ホルダーＢ−１には、電線１５の外周に沿うようにして２つのセンサＳＵ６、ＳＵ８が配置され、ホルダーＢ−２には、電線１５の外周に沿うようにして２つのセンサＳＵ５、ＳＵ７が配置されている。

ここで電線１５の周囲におけるセンサＳＵ１の角度位置を０°と仮定すると、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ２の角度位置は４５°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ３の角度位置は９０°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ４の角度位置は１３５°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ５の角度位置は１８０°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ６の角度位置は２２５°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ７の角度位置は２７０°であり、電線１５の周囲におけるセンサＳＵ８の角度位置は３１５°である。つまり、これら８つのセンサＳＵ１〜ＳＵ８は、電線１５の周囲を取り囲むようにして４５°ずつずれた角度位置に配置されており、これによって電線１５の周囲の互いに異なるラインを個別に走査することができるようになっている。以下、センサＳＵ１が走査するラインを「第１ライン」、センサＳＵ２が走査するラインを「第２ライン」、センサＳＵ２が走査するラインを「第３ライン」、センサＳＵ４が走査するラインを「第４ライン」、センサＳＵ５が走査するラインを「第５ライン」、センサＳＵ６が走査するラインを「第６ライン」、センサＳＵ７が走査するラインを「第７ライン」、センサＳＵ８が走査するラインを「第８ライン」と称す。

［リフトオフ対策］
次に、リフトオフ対策について説明する。
４つのホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の各々の開口部は、電線１５の外周に設けられたヒレ１５Ａの影響を軽減できるような構造をしている。例えば、ホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の各々の開口部には、電線１５のヒレ１５Ａを挟み込む凹部（溝部）が形成されており、これら溝部の形成位置は、４つのホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の間で所定角度（４５°）ずつ意図的にずらされている。この構造によれば、４つのホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２の何れかの凹部が必ずヒレ１５Ａを挟み込むことができるので、電線１５のヒレ１５Ａに沿って装置本体６を自走させることができる。因みに図３（Ａ）の左側は、ホルダーＡ−１の凹部にヒレ１５Ａが挟み込まれた場合を示し、図３（Ａ）の右側は、ホルダーＡ−２の凹部にヒレ１５Ａが挟み込まれた場合を示し、図３（Ｂ）の左側は、ホルダーＢ−１の凹部にヒレ１５Ａが挟み込まれた場合を示し、図３（Ｂ）の右側は、ホルダーＢ−２の凹部にヒレ１５Ａが挟み込まれた場合を示している。このように、センサＳＵ１〜ＳＵ８を複数のホルダーＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２へ分散して搭載すれば、ヒレ１５Ａに起因したリフトオフが発生しても電線１５の長手方向にかけての信号のサンプリング漏れ（データの欠損）を防ぐことができるという利点がある（但し、ここではヒレ１５Ａがいずれかのプローブコイルの正面に位置した状態で走査が継続されるという特殊な状態については考慮していない。）。

［センサの構成］
次に、センサＳＵ１〜ＳＵ８について説明する。本実施形態の絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１は、一対のプローブコイルＰＣからなるセンサＳＵを電線１５の外周に沿って複数対（８対）配置している。以下、センサＳＵ１〜ＳＵ８の各々の構成を説明する。

先ず、図１０に示されるとおり、センサＳＵ１には、コイル中心軸が電線１５の中心軸に直交するような姿勢で電線１５の外周に接する一対のプローブコイルＰＣが走査方向Ｓ１にかけて（第１ライン上に）所定の配置ピッチで並べて配置されている。一対のプローブコイルＰＣの各々は自己誘導方式のプローブコイルであり、センサＳＵ１からは、これら一対のプローブコイルＰＣの差動信号が出力される。

同様に、センサＳＵ２〜ＳＵ８の各々にも、コイル中心軸が電線１５の中心軸に直交するような姿勢で電線１５の外周に接する一対のプローブコイルＰＣが走査方向Ｓ１にかけて（第２ライン〜第８ライン上に）所定の配置ピッチで並べて配置されている。一対のプローブコイルＰＣの各々は自己誘導方式のプローブコイルであり、センサＳＵ２〜ＳＵ８の各々からは、各センサに搭載された一対のプローブコイルＰＣの差動信号が出力される。

［装置本体の回路構成］
以下、装置本体６の回路構成について説明する。図４は装置本体の回路構成を示すブロック図である。図示されるとおり装置本体６には、発振回路３３、信号処理部１２、無線部１３、駆動回路１４などの回路が配置されている。

発振回路３３は、任意の周波数を生成し、パワーアンプ３５によって電力を増幅させ、８つのセンサＳＵ１〜ＳＵ８に供給する。発振回路３３には、発振器３４やパワーアンプ３５等が備えられており、発振回路３３から８つのセンサＳＵ１〜ＳＵ８のプローブコイルＰＣに印加される電圧の波形は、正弦波状である。

信号処理部１２は、８つのセンサＳＵ〜ＳＵ８の出力信号を処理する回路である。信号処理部１２には、８つのセンサＳＵ〜ＳＵ８の出力信号（差動信号）を個別に処理する８つの増幅器３６１〜３６８と、８つの増幅器３６１〜３６８の出力信号を個別に処理する８つの同期検波回路３７１〜３７８とが備えられる。８つのセンサＳＵ〜ＳＵ８の各々の出力信号（差動信号）の波形は、各センサに搭載された一対のプローブコイルＰＣ間のインピーダンスの差（振幅や位相の差）を示す。そして８つの同期検波回路３７１〜３７８の各々の出力信号の波形（検出波形）は、当該インピーダンスの差を直流成分に変換したものに相当する。

無線部１３は、地上解折表示機２１の無線部２１１との間で無線通信を行う無線通信回路である。無線部１３は、走査中に信号処理部１２が生成する８通りの信号を所定のフォーマットで地上解折表示機２１の無線部２１１へ送信する。ここで、信号が送信されるタイミングは、走査中であってもよいし走査完了後であってもよい。また、無線部１３は、地上解折表示機２１の無線部２１１へ送信される８通りの信号の各々に対して、サンプリングタイミングを示す情報（サンプリングされたときの走査位置を示す情報）を付与する。

駆動回路１４は、装置本体６が適当な速度及び適当な姿勢で安定して自走するために必要な制御信号を生成して装置本体６の駆動機構（ガイドローラ７，８等）へ与える制御回路である。駆動回路１４には、モータやエンコーダ（距離をカウントする装置）が備えられており、走査時において装置本体６の移動や走査距離などを測定できる構成となっている。また、駆動回路１４に対しては不図示の電源（バッテリーなど）から電力が供給される。

［地上解折表示機の回路構成］
以下、地上解折表示機２１の回路構成について説明する。図５は地上解折表示機の回路構成を示すブロック図である。

地上解折表示機２１は、図示されるとおり無線部２１１と、解析部２１２と、出力部２１３とを備える。地上解折表示機２１としては、例えば汎用又は専用のコンピュータを用いることが可能である。コンピュータには、いわゆるノートＰＣ、いわゆるデスクトップＰＣ、タブレット、スマートフォンなどが含まれる。

無線部２１１は、装置本体６の無線部１３との間で無線通信を行う無線通信回路である。無線部２１１は、装置本体６の信号処理部１２が生成した８通りの信号を装置本体６の無線部１３から受信し、地上解折表示機２１の不図示のメモリへ格納（収集）する。無線部２１１が装置本体６の無線部１３から８通りの信号を受信するタイミングは、前述したとおり走査中であってもよいし走査完了後であってもよい。

解析部２１２は、メモリに蓄積された信号の波形を解析することにより、電線１５に生じた隙間腐食を定量的に示す情報を生成するプロセッサである。なお、解析部２１２の動作プログラムは、地上解折表示機２１内のメモリに格納されている。また、解析部２１２の処理の詳細については後述する。

出力部２１３は、解析部２１２が生成した情報をヒトが知覚可能な物理量（例えば音、振動、光、画像の組み合わせ）に変換して出力する。この出力部２１３としては、音出力装置（スピーカー）、画像出力装置（モニタ）、光出力装置（パイロットランプ）などを用いることができる。なお、ここでいう「音」には振動も含まれるものとする。

［診断方法の概要］
次に、絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１を用いた絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法の概要を説明する。
上述したとおり本実施形態の絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１は、自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置であって、８つのセンサＳＵ１〜ＳＵ８により、電柱間に架設された架線（活線）状態の電線１５を、表面から長手方向（方向Ｓ１）に走査する。

このとき、電線１５の表面の第１ラインはセンサＳＵ１（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第２ラインはセンサＳＵ２（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）よって走査され、電線１５の表面の第３ラインはセンサＳＵ３（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第４ラインはセンサＳＵ４（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第５ラインはセンサＳＵ５（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第６ラインはセンサＳＵ６（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第７ラインはセンサＳＵ７（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査され、電線１５の表面の第８ラインはセンサＳＵ８（直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルＰＣ）によって走査される。

そして、絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１の解析部２１２は、センサＳＵ１〜ＳＵ８（８対のプローブコイルＰＣ）の差動信号に現れる欠陥波形に基づき電線１５の第１ライン〜第８ラインにおける隙間腐食を定量的に診断する。

［解析部の処理］
次に、解析部２１２の処理について説明する。ここでは、センサＳＵ１を用いた第１ラインに関する処理に着目して説明するが、センサＳＵ２〜ＳＵ８を用いた第２〜第８ラインに関する処理も同様である。

図６は検出波形と隙間腐食との関係を説明する図（隙間腐食が相対的に大きい場合）、図７は検出波形と隙間腐食との関係を説明する図（隙間腐食が相対的に小さい場合）である。図６（Ｂ）、図７（Ｂ）に示すとおり電線１５の第１ラインに隙間腐食１００が発生している場合、当該隙間腐食１００に対向する範囲をセンサＳＵ１が走査したときの検出波形には、図６（Ａ）、図７（Ａ）に示すようにピーク及びバレーを含む特徴的な波形（以下、欠陥波形という）１０が現れる。そして図６、図７を比較すると明らかなとおり隙間腐食１００が大きいほど欠陥波形１０の周期Ｔ及び振幅Ｉｎは大きくなる。なぜなら欠陥波形１０の周期Ｔには隙間腐食１００の開口の走査方向における長さＷが反映され、欠陥波形１０の振幅Ｉｎには隙間腐食１００の深さＤが反映されるからである。

そこで絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１の解析部２１２は、センサＳＵ１の検出波形に対してパターン認識処理、或いはセンサＳＵ１の検出波形の振幅に対する閾値判定処理などを施すことにより、当該検出波形に現れた欠陥波形１０を検出する。例えば閾値判定処理を採用する場合、当該閾値は、信号のＳ／Ｎを考慮して適切に設定される。そして、解析部２１２は、欠陥波形１０の発生位置（走査位置）Ｐ１と、当該欠陥波形１０の走査方向の周期Ｔ１と、当該欠陥波形１０の振幅Ｉｎ１とを算出し、これらの位置Ｐ１、周期Ｔ１、振幅Ｉｎ１のデータを、第１ラインに係る隙間腐食１００のデータとしてメモリに格納する。また、解析部２１２は、第１ラインから複数の欠陥波形１０を検出した場合には、それら複数の欠陥波形１０の各々のデータをメモリに格納する。

そして、解析部２１２は、第１ラインで検出された欠陥波形１０の周期Ｔ１及び振幅Ｉｎ１の組み合わせが予め決められた複数のレベル（低、中、高）の何れに属するのかを判定し、判定したレベルを当該欠陥波形１０に対応した隙間腐食１００のデータとしてメモリへ格納する。ここで「高レベル」は、図８（ａ）に示すとおりアルミ撚線１７を構成するアルミ素線の多くが腐食して欠損した状態であり、「中レベル」は、図６（ｂ）に示すとおりアルミ撚線１７を構成するアルミ素線の半分程度が腐食し欠損した状態であり、「低レベル」は、図６（ｃ）に示すとおりアルミ撚線１７を構成するアルミ素線の表面のみが腐食し欠損した状態である。そこで解析部２１２は、例えば当該欠陥波形１０の周期Ｔ１及び振幅Ｉｎ１の総合値が予め決められた第１閾値より高い範囲に属するときには当該隙間腐食１００は高レベルと判定し、当該欠陥波形１０の周期Ｔ１及び振幅Ｉｎ１の総合値が第１閾値より低い第２閾値から第１閾値の範囲内に属するときには当該隙間腐食１００は中レベルと判定し、当該欠陥波形１０の周期Ｔ１及び振幅Ｉｎ１の総合値が第２閾値より低い範囲内に属するときには当該隙間腐食１００は低レベルと判定する。ここで、欠陥波形１０の周期Ｔ１及び振幅Ｉｎ１の総合値の計算式は、振幅Ｉｎ１が大きいほど総合値が大きくなり、かつ、周期Ｔ１が大きいほど総合値が大きくなるような計算式である。

さらに、解析部２１２は、第１ライン〜第８ラインで検出された全ての欠陥波形１０（つまり全ての隙間腐食１００）について上記の処理を行う。その結果、電線１５の全体における隙間腐食１００の発生位置及びレベルがメモリへ格納される。

さらに、解析部２１２は、電線１５全体から検出された隙間腐食１００のレベルの総合値を算出し、算出した総合値を電線１５全体の減肉量としてメモリへ格納する。ここで、レベルの総合値の計算式は、電線１５全体から検出された隙間腐食１００の数が多いほど総合値が大きくなり、かつ、検出された隙間腐食１００のレベルが高いほど総合値が大きくなるような計算式である。

また、解析部２１２は、電線１５全体の減肉量が予め決められた第３閾値より高い範囲に属するときには電線１５全体の減肉レベルを高レベルと判定し、電線１５全体の減肉量が第３閾値より低い第４閾値から第３閾値の範囲内に属するときには電線１５全体の減肉レベルを中レベルと判定し、電線１５全体の減肉量が第４閾値より低い範囲内に属するときには電線１５全体の減肉レベルを低レベルと判定し、判定した減肉レベルをメモリに格納する。

［出力部の処理］
次に、出力部２１３の処理について説明する。出力部２１３は、欠陥波形１０の振幅及び周期の組み合わせに応じて解析部２１２が生成した、隙間腐食１００の程度を示す情報を、出力する。例えば、出力部２１３は、解析部２１２がメモリに格納した、隙間腐食１００の発生位置及び個々の隙間腐食１００のレベルに応じて、例えば図９に示されるような画面を表示する。この画面の横方向は走査位置に対応している。また、この画面において彩色された帯状エリアは、走査方向における隙間腐食１００の発生位置を示しており、各帯状エリアの色は、当該走査位置における当該隙間腐食１００のレベルを表している（但し、図９では帯状エリアの色の相違をハッチングの密度の相違で表現している。）。個々の走査位置における隙間腐食１００のレベルは、例えば、当該走査位置で検出された全ての隙間腐食１００（最大で８ライン分）のレベル最大値（中、高、低のいずれか）である。よって、この画面によると、使用者は電線１５に発生している隙間腐食１００のレベルの走査方向における分布（隙間腐食１００の深さ及び広がり）を把握することが可能である。

また、出力部２１３は、電線１５の全体における情報に基づき解析部２１２が生成した、電線１５の全体での減肉の程度を示す情報を、出力してもよい。例えば、出力部２１３は、解析部２１２がメモリに格納した電線１５全体の減肉量又は減肉レベルの少なくとも一方を画面へ表示してもよい。

［プローブコイルの配置ピッチについて］
次に、同一センサ内における一対のプローブコイルの配置ピッチについて説明する。図１０は、一対のプローブコイルＰＣの配置ピッチとアルミ撚線の撚りピッチとの関係を説明する図である。本実施形態の絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１では、図１０に示されるとおりセンサＳＵ１に配置された一対のプローブコイルＰＣ、ＰＣの配置ピッチ（コイル中心の間隔）Ｐ２を、電線１５の芯部におけるアルミ撚線１７の撚りピッチ（撚り周期）Ｔ０の整数倍（図１０では１倍）に設定することにより、差動信号に重畳されるノイズを軽減する。同様に、センサＳＵ２〜ＳＵ８における一対のプローブコイルＰＣ、ＰＣの配置ピッチについても、アルミ撚線１７のひねり周期Ｔ０の整数倍（図１０では１倍）に設定される。このようにして差動信号のノイズ軽減を図れば、個々の隙間腐食１００の検出、隙間腐食１００のレベル判定、電線１５全体の減肉量の算出、電線１５全体の減肉レベルの算出を、それぞれ撚りの影響を受けずに高精度に行うことが可能である。

［実施形態の効果について］
以上説明したとおり、本実施形態に係る絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１では、走査方向Ｓ１に向かって直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイル（センサＳＵ）で電線１５を表面から長手方向（方向Ｓ１）に走査する。当該走査位置において電線１５に隙間腐食１００が生じていると、一対のプローブコイルの差動信号（同期検波回路の出力する検出波形）には欠陥波形１０が現れ、当該欠陥波形１０の周期Ｔ及び振幅Ｉｎの組み合わせは、当該隙間腐食１００の程度に応じたものとなる。なぜなら欠陥波形１０の振幅Ｉｎには、隙間腐食１００の深さＤが反映され、欠陥波形１０の周期Ｔには隙間腐食１００の開口の走査方向Ｓ１の長さＷが反映されるからである。このため、本実施形態に係る絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置１によれば、電線１５における隙間腐食１００の有無を検出したり、電線１５における隙間腐食１００の発生箇所を検出したりするのみならず、電線１５に発生している隙間腐食１００の程度（体積）を定量的に診断できるという効果がある。

［その他］
なお、上述した実施形態では、１回の走査によって地上解折表示機２１が隙間腐食１００の検出及びレベル判定を自動的に行ったが、エラーが発生する可能性を想定して、隙間腐食１００かどうか判断が難しい箇所（検出波形の振幅が小さくノイズレベルに近い箇所）については、走査を複数回実行するとともに、使用者自らが判断できるように検出波形（生データ）を出力部２１３が画面へ表示することとしてもよい。

また、上述した実施形態では、走査中に装置本体６の信号処理部１２又は地上解折表示機２１の解析部２１２が検出波形の解析をリアルタイムで行い、検出された隙間腐食１００の有無及びレベルの少なくとも一方に応じた音、光、又はこれらの組み合わせなどを地上解折表示機２１がリアルタイムで出力してもよい。

また、上述した実施形態では、対角に位置するセンサＳＵ１、ＵＳ５の差動信号の差をとり、対角に位置するセンサＳＵ２、ＵＳ６の差動信号の差をとり、対角に位置するセンサＳＵ３、ＵＳ７の差動信号の差をとり、対角に位置するセンサＳＵ４、ＵＳ８の差動信号の差をとることで、信号のＳ／Ｎ向上を図ってもよい。

［その他のリフトオフ対策］
上述した実施形態においては、リフトオフ対策として図１１（Ａ）のように電線１５の外周全体を挟み込むような構造のホルダーＣを採用することも考えられる。図１１（Ａ）は、ホルダーＣの概略斜視図、図１１（Ｂ）はホルダーＣの概略側面図、図１１（Ｃ）はホルダーＣが採用された装置本体６の模式図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）のごとくホルダーＣで電線１５の外周全体を挟み込むと、電線１５とセンサとの距離が常に一定に保たれるのでリフトオフ対策が可能である。但し、架線状況においてヒレ１５Ａは図１１（Ｂ）に示すとおり長手方向にかけて少しずつ回転（念回）した状態となっているため、このホルダーＣを有線構造とすると、走査中に配線が電線１５に絡むこととなる。そこで、ホルダーＣ内のセンサと装置本体６の回路との間の電気的な接続は、図１１（Ｃ）に示すようにロータリー式接点を用いることが望ましい。ロータリー式接点を用いれば、走査中にホルダーＣが電線１５の周囲を回転した場合であっても電線１５の長手方向にかけての信号のサンプリング漏れ（データの欠損）を防ぐことができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本実施形態では架空配電線に適用した例を示したが、中心導体と複数の導体からなる外部コア部を有し、両者間に水密剤を充填した構成の他の電線にも適用可能である。

１ 絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置
Ａ−１ ホルダー
Ａ−２ ホルダー
Ｂ−１ ホルダー
Ｂ−２ ホルダー
Ｃ ホルダー
６ 装置本体
７ ガイドローラ
８ ガイドローラ
９ 操作棒
１２ 信号処理部
１３ 無線部
１４ 駆動回路
１５ 電線
１７ アルミ撚線
１８ 絶縁被覆
１９ 地面
２０ 電柱
２１ 地上解折表示機
３３ 発振回路
３４ 発振器
３５ パワーアンプ
３６１ 増幅器
３６２ 増幅器
３６３ 増幅器
３６４ 増幅器
３６５ 増幅器
３６６ 増幅器
３６７ 増幅器
３６８ 増幅器
３７１ 同期検波回路
３７２ 同期検波回路
３７３ 同期検波回路
３７４ 同期検波回路
３７５ 同期検波回路
３７６ 同期検波回路
３７７ 同期検波回路
３７８ 同期検波回路
１００ 隙間腐食

Claims (8)

1. 直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルにより電柱間に架設された絶縁被覆アルミ電線を表面から長手方向に走査し、それら一対のプローブコイルの差動信号に現れる欠陥波形に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の隙間腐食を定量的に診断することを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
2. 請求項１に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記欠陥波形の振幅に応じて前記隙間腐食の程度を示す情報を出力する出力部を備えることを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
3. 請求項１又は２に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記欠陥波形の周期に応じて前記隙間腐食の程度を示す情報を出力する出力部を備えることを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
4. 請求項２又は３に記載の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記出力部は、前記振幅及び前記周期の組み合わせの属するレベルを前記情報として出力する
   ことを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
5. 請求項３又は４に記載の自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記出力部は、前記絶縁被覆アルミ電線の全体における前記情報に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の全体での減肉の程度を示す情報を出力する
   ことを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記一対のプローブコイルの配置ピッチをアルミ撚線の撚りピッチの整数倍に設定することにより前記差動信号に重畳されるノイズを軽減したことを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置において、
   前記一対のプローブコイルを前記絶縁被覆アルミ電線の外周に沿って複数対配置したことを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断装置。
8. 直列に配置された一対の自己誘導方式のプローブコイルにより電柱間に架設された絶縁被覆アルミ電線を表面から長手方向に走査し、それら一対のプローブコイルの差動信号に現れる欠陥波形に基づき前記絶縁被覆アルミ電線の隙間腐食を定量的に診断することを特徴とする自己比較方式の渦電流探傷法による絶縁被覆アルミ電線劣化診断方法。
   
   

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