JP2024508098A - 電気ケーブル間のコネクタにおける発熱を検出する方法及びシステム、並びにそのような方法に適したコネクタ - Google Patents

Abstract

電線上に配置されたコネクタ（２）におけるホットスポットを検出する方法であり、感熱インピーダンスモジュール（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）はコネクタ（２）に配置され、電線及び感熱インピーダンスモジュールは全体的な感熱インピーダンスを有し、この方法は、上記全体的な感熱インピーダンスの関数である物理的特性を決定するステップと、上記物理的特性が所定の基準値から逸脱した場合に、上記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を発するステップとを含む。

Description

本発明は、電流伝導ケーブルの間に接合部を形成するコネクタにおける発熱を検出及び位置特定する方法に関する。本発明は更に、そのような方法を実施するためのシステム、並びにそのような方法に適したコネクタに関する。

本発明は、電気ネットワークを保護するための装置に関する。これは、電力又はデータ転送を目的とするか否か、その性質に関係なく、あらゆるタイプの電気ネットワークの保護に適用される。

電気設備の保護は、どのような性質であっても、人々と財産の安全の基本である。実際、電気故障により火災が発生し、悲惨な結果を招くことがよくある。電気故障により、敏感な領域が感電したり、より劇的には人が感電したりする可能性もある。

一部の設備は、供給に使用される非常に長いケーブル（ハーネスとも呼ばれる）の束を含む可能性がある。これは、例えば航空分野、特にハーネスの長さが５００ｋｍに達する可能性のあるエアバスＡ３８０の場合に当てはまる。

これらのハーネスは、コネクタ又はスプライスのいずれであっても、接合部を通じて複雑なトポロジを形成することができる。統計的には、接合部は、発生する故障の大部分を占めるため、有線ネットワークの弱いリンクを構成することが知られている。大量の電力が流れると、ジュール効果又は電気アークからのスパークによって散逸した熱損失により、欠陥のある接合部は局所加熱の場所となる。

コネクタは、ピンの不完全な噛み合い、ピンのねじれ、ピンの破損、材料の酸化又は劣化、表面状態の不良、不適切な締め付け、異物の存在、湿気など、複数の理由で故障する可能性がある。

これらの異常は、次の３つのカテゴリの故障につながる可能性がある：
・開回路又は短絡などの明らかな故障
・ソフト故障（例えば、インピーダンス故障などの接触抵抗の増加による）
・断続的な故障（例えば、接続不良及び／又は電気アーク）。

開回路は明らかに故障を引き起こすが、直列故障アークを発生させない限り、事故を引き起こすことはほとんどない。

一方、短絡やインピーダンス故障は、温度の異常な上昇を引き起こし、プラスチックの溶解によるシースの変化につながる可能性があるため、問題となる。ジュールの法則によれば、放出されるエネルギーは接触抵抗に比例し、コネクタ内を循環する電流の二乗に比例する。

電気アークは更に深刻である。なぜなら、電気アークが発生する火花は、過去に起こったように、船内火災を引き起こすのに十分な場合があるからである。電気アークは、並列アーク（短絡の始まり）又は直列アーク（開回路の始まり）のいずれかであり得る。

システムの納入時に接合部の接触品質を保証するために、視覚的なアクセスがある場合は視覚的に検証することができ、両端に機械的なアクセスがある場合は導通テストによって検証することができる。システムの耐用期間中、メンテナンス段階で定期的な検査が行われる場合があり、この検査は、可能であれば目視検査又は導通テストによって実施することができる。

本発明は、ソフト故障及び断続的な電気アーク故障を検出し、更に位置を特定することを目的とする。

接続の温度をチェックするには、次のいくつかの技術が考えられる。
・光学赤外線技術には、体積が大きいという欠点があり、また、接続ごとに１つのセンサが必要である。
・光ファイバ技術には、各リンクに光ファイバを通し、測定システムを統合するという欠点がある。
・プローブ／熱電対による光学技術には、体積が大きいという欠点があり、また、接続ごとに１つのセンサが必要である。
・音響技術には、アークにのみ適用されるという欠点がある。
・無線技術には、アークにのみ適用されるという欠点がある。

本発明の目的は、追加のセンサに必要な電源及び通信バスを追加することなく、従来技術と比較して体積が小さく、軽量であるコネクタにおけるホットスポットを検出し、更には位置を特定するための方法及び装置を提案することによって、これらの欠点を克服することである。

本発明の１つの目的は、特に、前述の欠点のすべて又は一部を改善することである。

本発明の第１の態様によれば、第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成することができるコネクタにおけるホットスポットを検出する方法が提案され、コネクタは第１の電線上に配置され、感熱インピーダンスモジュールはコネクタ内に統合されて配置され、電線及び感熱インピーダンスモジュールは全体的な感熱インピーダンスを有し、この方法は、
ａ．物理量を測定することによって、上記全体的な感熱インピーダンスの関数である物理的特性を決定するステップと、
ｂ．上記決定された特性が所定の基準値から逸脱した場合に、上記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を発するステップとを含む。

したがって、追加のセンサに必要な電源及び通信バスを追加することなく、従来技術と比較して体積が小さく、軽量である導体におけるホットスポットを検出するための方法が提案される。

好ましくは、この方法は、上記決定された特性から決定される感熱インピーダンスモジュールにおける温度を推定するステップを更に含む。

決定された特性は、例えば反射率測定によって取得することができる。反射率測定では、例えば、自己相関関数がディラックパルスである信号を使用することができる。反射率測定は、例えば、ＭＣＴＤＲ（Multi-Carrier Time Domain Reflectometry、マルチキャリア時間領域反射率測定）時間領域におけるマルチキャリアタイプ、又はＯＭＴＤＲ（Orthogonal Multi-tone Time Domain Reflectometry、直交マルチトーン時間領域反射率測定）時間領域におけるマルチトーン直交タイプであってもよい。ＳＳＴＤＲ（Spread Spectrum Time Domain Reflectometry、スペクトラム拡散時間領域反射率測定）タイプの反射率測定を実施することができる。反射率測定により、検出されたホットスポットの位置を特定することも可能になる。

本発明の第２の態様によれば、第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成することができる電気接続部内のホットスポットを検出及び位置特定するシステムが提案され、コネクタは、第１の電線上に配置され、本発明の第１の態様による方法、又はその改良の１つ以上を実施し、このシステムは、
・上記接続部における、上記電線を備えるコネクタに統合された感熱インピーダンスモジュールと、
・上記接続部から離れた位置における、反射係数を測定することによって、上記全体的な感熱インピーダンスの関数である物理的特性を決定することを実施するように構成された反射率測定モジュールを含む検出及び位置特定装置、及び決定された物理的特性が所定の基準値から逸脱した場合に、上記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を生成するために、上記反射率測定装置からくるデータを処理するモジュールと、を含む。

検出及び位置特定装置は少なくとも、
・電力網に結合するためのユニットと、
・高周波電気信号を生成するように構成された注入ユニットであって、上記信号が結合手段を介して上記ネットワークに注入される、注入ユニットと、
・結合手段を介して注入された信号からリターン信号を受信することができ、受信した信号をデジタル化する取得ユニットと、
・少なくとも取得ユニットに接続され、取得ユニットによって提供されるデジタル化データを分析するデータ制御及び処理ユニットと、
・制御及び処理ユニットに接続され、ホットスポットを検出及び位置特定するための警報を発することができる通信ユニットとを含むことができる。

本発明の第３の態様によれば、第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成することができるコネクタが提案され、コネクタは第１の電線上に配置され、感熱インピーダンスモジュールを統合しており、コネクタは、本発明の第１の態様による方法、又はその改良の１つ以上を実施するように適合される。

第１の実施形態では、コネクタには、電線がコネクタに電気的に接続されたときに電線を少なくとも部分的に取り囲むように設けられた感熱抵抗材料の感熱伝導性モジュールが組み込まれている。

第１の実施形態と任意に互換性のある第２の実施形態では、コネクタには、サーミスタを含むダイポールを備えた感熱抵抗モジュールが組み込まれており、上記ダイポールは電線に取り付けられることを目的としたものである。

第１の実施形態及び／又は第２の実施形態と任意に互換性のある第３の実施形態では、コネクタには、感熱剛性を有する感熱容量モジュールが組み込まれている。

本発明の第４の態様によれば、電力網を計装するための方法が提案され、この方法は、電気ネットワークの第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成するコネクタを上記電気ネットワークに接続するステップを含むことを特徴とし、コネクタは、本発明の第３の態様、又はその改良の１つ以上によるものである。

本発明の他の利点及び特別な特徴は、添付の図面を参照しながら、決して網羅的ではない実装及び実施形態の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
本発明による装置の一実施形態のブロック図を概略的に示す図である。 図１に示される装置の感熱伝導性モジュールの一実施形態を概略的に示す図である。 図１に示される装置の感熱抵抗モジュールの別の実施形態を概略的に示す図である。 図１に示される装置の感熱容量モジュールの別の実施形態を概略的に示す図である。

以下に説明する実施形態は決して限定するものではないため、特に、説明した特徴の選択のみを含み、その後説明した他の特徴から分離された本発明の変形を検討することが可能であるが、ただし、この特徴の選択が技術的利点を与えるか、又は本発明を先行技術から区別するのに十分であることを条件とする。この選択は、少なくとも１つの特徴を含み、好ましくは機能的であり、構造的詳細を含まず、又は構造的詳細の一部のみが、技術的利点を与えるか、又は本発明を従来技術から区別するのに十分である場合、構造的詳細の一部のみを含む。

図において、いくつかの図に現れる要素には同じ参照番号が付けられている。

次に、図１を参照して、このシステムで実施される方法と同時に、故障検出モジュール１について説明する。

故障検出モジュール１は、電線３と別の電線（図示せず）の接合部に配置された１つ又は複数のコネクタ２における故障を検出及び位置特定するために設けられる。

本発明によるホットスポットを検出及び位置特定するための装置は、コネクタ２に配置され、ターゲットとして機能する感熱伝導性モジュール４と、コネクタ２から離れたデータ処理モジュール１とを含む。

故障検出モジュール１は、電線のインピーダンス測定を実施し、上記測定値が基準値から逸脱した場合（線路上でインピーダンス不整合が検出可能になった場合）、上記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を生成するように構成される。

１つの可能性によれば、故障検出モジュール１は、反射率測定原理に従って動作する。この原理はレーダーの原理に近い。一般に高周波又は広帯域の電気信号が、故障が検出される可能性が高いケーブルのネットワークの１つ以上の位置に注入される。信号はネットワーク上を伝播し、電気的不連続性、即ち、インピーダンスの変化に遭遇すると、そのエネルギーの一部が戻る。単純な場合では、信号は２線式の給電線に沿って伝播し、信号の伝播には少なくとも２本の導体が必要である。本発明は、１つ以上のワイヤを含むすべての他のタイプのケーブル、特に３線ケーブル、同軸ケーブル、又は接地面を基準とするケーブルに適用される。故障が原因で電気的不連続性が発生する可能性がある。注入点に戻された信号を分析することにより、これらの不連続性の存在、性質、及び位置、ひいては起こり得る故障の存在、性質、及び位置に関する情報をそこから推定することが可能になる。

本発明による装置で使用される故障検出モジュール１は、反射率測定によって検出及び位置特定のこの原理を実装することを可能にするブロックを含む。したがって、それは注入ユニット１１及び結合ユニット１２を含む。注入ユニットは特に、プローブ信号とも呼ばれる注入信号を形成する電圧を供給する発生器を含む。発生器は、例えばプログラム可能である。

注入ユニット１１は、結合手段１２を介してネットワーク３のある点に注入される注入信号を生成する。この目的のために、結合手段１２はネットワークの点Ｐに結合され、この点は注入信号の入力点である。システムが結合される電線は２線式であり、一方の接続は導体の第１の点で行われ、もう一方の接続は、もう一方の導体の第１の点の反対側の第２の点で行われる。グランドプレーンを有する多導体用途では、導体の１点での接続とグランドプレーン上のもう一方の接続による結合を実現することができる。

結合手段１２は、特に、監視対象の線路の２つの導体間にプローブ信号を注入し、監視対象の線路の２つの導体間でプローブ信号を受信する機能を有する。

結合手段１２はまた、線路のネイティブ信号から検出システムを保護し、環境（落雷など）に関連する攻撃からシステムを保護し、プローブ信号を監視対象の線路に向ける機能を有してもよく、監視対象の線路は複数の線路によって形成されるネットワークの一部であり、方向性結合が関与する。

故障検出モジュール１はまた、放出された注入信号が遭遇する不連続性によって返される信号を受信することができる取得ユニット１３を含む。これらの返された信号は、結合ユニット１２を介して取得ユニットに送信される。取得ユニット１３は、例えば、１つ以上の整合フィルタ、１つ以上の低雑音増幅器、及び１つ以上のアナログ－デジタル変換器を含む。

故障検出モジュール１はまた、制御ユニット及びデータ処理ユニット１４を含む。このデータ制御及び処理ユニット１４は、注入ユニット１１及び取得ユニット１３に接続されている。特に、これにより、注入ブロックのプログラム可能な発生器を制御することが可能になる。これは、取得ユニット１３によって提供されるデジタル化された受信信号を受信する。特に、これらのデジタルデータの処理を実行して、故障の有無とその位置を確認する。

故障検出モジュール１は、他のシステム、例えば監視システムとの通信を可能にする通信ユニット１５を更に含む。特に、通信手段により、制御及びデータ処理ユニット１４は、故障が判明した場合に監視システムを制御することができる。通信手段は無線タイプであってもよい。二次ケーブルは通信線路としても使用することができる。通信ユニット１５は、他のメンバーから情報を受信することもでき、これにより、データ制御及び処理ユニット１４は意思決定において外部要素を考慮できるようになる。これは、保護された線路上の構成要素、例えばスイッチの状態が変化するときに有利に使用することができる。次に、処理ブロックは、それがシステム動作における通常のイベントであり、故障ではないことを認識する。

故障検出モジュール１は、信号をネットワークに注入し、信号の周波数スペクトルは、特にＥＭＣ電磁要件に関連する周波数テンプレートに準拠しながら、線路上に存在する有用な信号もネットワークのケーブルの環境も妨害しない。注入された信号の繰り返し周期は、故障検出モジュールが設備を破壊する可能性のある第１の故障を検出することを可能にするのに十分に短くなければならないため、繰り返し周期は５００μｓ未満、又は更に短くてもよい。この目的のために、注入された信号は、例えばＭＣＴＤＲタイプのマルチキャリア反射率測定法、又は同じ周波数特性を有する他の方法に従って有利に生成することができる。ネットワークの線路３の帯域幅制約のため、信号は、例えば、１００ｋＨｚと２００ＭＨｚとの間の周波数を使用し、振幅は１ボルト未満であり、周期は１００マイクロ秒オーダである。

前の段階では、故障検出モジュール１のパラメータ化は、反射係数の所定の最小値の変動（絶対値とする）に対応する検出閾値を決定することによって実行される。反射係数は、反射率測定実験から得られる測定値であり、これは、線路に沿った反射電圧と入射電圧の比である。したがって、これは－１（短絡）から＋１（開回路）までの単位のない量である。

抵抗、導電率、又は静電容量が変化すると、最終的には反射係数が変化する。また、以下の例では、全体的な感熱インピーダンスのインピーダンスに依存する物理的特性は、反射率測定により得られる反射係数である。

有利なことに、反射率測定により、注入点までの距離の関数として反射係数を得ることができる。インピーダンスは、注入点までの距離の関数だけでなく、計算によって任意に推定することもできる。

したがって、設定される閾値はこの反射係数のみに基づいており、単位もない。通常は＋／－１０％に設定することができる（したがって、閾値は絶対値で０．１である）。ネットワーク内の不連続性に遭遇した結果として生じる反射信号の絶対値がこの閾値よりも大きい場合に、故障が検出される。この閾値は可変であってもよい。

次に、感熱伝導性モジュール４のいくつかの実施形態について説明する。

感熱導電性材料モジュール
図２を参照すると、感熱伝導性モジュール４ａを、コネクタベース２ａ１を有するコネクタ２ａに統合することが提案されている。原理は、監視対象の各線路（図示せず）、又は電線と協働するのに適したピン５ａを、モジュール４ａを形成する感熱導電性材料に部分的に埋め込むことである。

一般に、共晶塩タイプの材料を使用することが可能である。室温では、これらの塩は固体で、絶縁性である。高温では、これらの塩は液体で、導電性である。

コネクタは一対のピンに限定されず、コネクタ２ａの表面全体を覆う他のものも考えられる。

この材料は、その絶縁特性が温度と共に変化するように、特にその抵抗ρが温度の関数となるように決定される。したがって、ピン５ａ間の導電率は、温度依存関数として表される。

式中、Ｓはピン間の有効断面積を示し、ｌはそれらの間隔を示す。

通常の室温では、Ｔ＝Ｔ_０であり、したがってｇ＝Ｇ_０である。Ｇ_０を十分に小さく選択することにより（いずれの場合でもＧ_０＜＜１／Ｚ_ｃであり、Ｚ_ｃは線路の特性である）、異常な温度上昇がなくなり、装置は透過的に（あたかも存在しないかのように）動作する。

温度が上昇するとすぐに、導電率が増加し、インピーダンスの不整合が検出可能になるが、（例えば、伝導電力に関して）監視対象システムの動作を変更するには十分ではない。

本発明のこの実装は、温度が上昇した場合、強力なマーカー（インピーダンス不整合）により、故障を迅速に検出及び位置特定することが可能になるが、基本機能への影響が悪化しないという所望の目的に明らかにつながる。更に、不整合により、導電率を推定することが可能になり、したがってそこから温度の推定値を推定することが可能になる。

電子式モジュール
図３の左側部分を参照すると、感熱抵抗モジュール４ｂをコネクタベース２ｂ１を有するコネクタ２ｂに統合することが提案されている。

図３の右側部分を参照すると、モジュール４ｂは、コンデンサ４ｂ２と直列のサーミスタ４ｂ１と、各接合部で電力網の線路に接続される２つの電極とを含む。通常、サーミスタの値は室温で１０キロオーム、高温では１オームであり得る。通常、コンデンサの値は１００ｎＦである。

サーミスタ（例えば、負の温度係数を有する）は、次の近似法則に従って抵抗が温度に依存する電子部品である。

式中、βは、サーミスタの固有係数である。

通常の室温では、Ｔ＝Ｔ_０であり、したがってＲ＝Ｒ_０である。Ｒ_０を十分に大きく選択することにより（いずれの場合でもＲ_０＞＞Ｚ_ｃであり、Ｚ_Ｃは線路の特性である）、異常な温度上昇がなくなり、装置は透過的に（あたかも存在しないかのように）動作する。

温度が上昇するとすぐに抵抗が減少し、容量Ｃが線路上に並列に配置される。Ｃの値は、コンデンサが高周波信号によって短絡として認識されるが（その方法は当業者には知られている）、低周波に対しては透過的になるように選択される。

負の温度係数サーミスタは、－２００～＋１０００℃の広い温度範囲で使用することができ、ガラスビーズ、ディスク、バー、ペレット、ワッシャー、又はチップなど、様々なバージョンが利用できる。公称抵抗の範囲は数オームから１００キロオームである。

本発明のこの実装は、温度が上昇した場合、強力なマーカー（インピーダンスの低下）により、故障を迅速に検出及び位置特定することが可能になるが、基本機能への影響が悪化しないという所望の目的に明らかにつながる。抵抗を推定すると、更に温度を推定することができる。

機械式モジュール
図４の左側部分を参照すると、感熱容量モジュール４ｃを、コネクタベース４ｃ１を有するコネクタ２ｃに統合することが提案されている。

本実装では、そのアイデアは、温度上昇の影響による膨張が監視対象の各線路の局所的な動きを引き起こすように、完全に剛性ではなく、十分に変形可能なコネクタ４ｃ１の底部を使用することであり、これは、図４の左側部分に、動きを示す２つの円４ｃ１及び４ｃ２によって示されている。当業者であれば、そのような材料を選択する方法を知っているであろう。

もちろん、接続は一対の導体に限定されず、同じコネクタ内に他のコネクタが存在することも考えられる。

コネクタは単一のブロックで示されているが、実際には異なる材料で作られている場合がある。

温度が上昇すればするほど、動きが大きくなり、容量の変化も大きくなる。間隔を増加させる傾向にある移動方向に有利になるように設けられてもよく、これにより容量が減少する。

間隔ｅ＝ｆ（Ｔ）の変化により、温度依存関数として容量の依存性が生じる。

式中、ε_０は真空の誘電率を示し、ε_Ｒは絶縁体の誘電率を示し、Ｓは接続領域の断面積を示す。

通常の室温では、Ｔ＝Ｔ_０であり、したがってＣ＝Ｃ_０である。Ｃ_０を線路の線形容量に近く選択することにより（いずれの場合も、コネクタ内のインピーダンスの不整合を最小限に抑えるため）、異常な温度上昇がなくなり、装置は透過的に（あたかも存在しないかのように）動作する。

温度が上昇するとすぐに、容量が変化し（線路が離れると減少する）、インピーダンスの不整合が検出可能になるが、（例えば、伝導電力に関して）監視対象システムの動作を変更するには十分ではない。

第一近似として、容量は機械的な動きと同じ比率で変化する。公称間隔に対して１０％の典型的な移動の場合、容量は１０％低下する。容量が１０％低下すると、反射係数に任意の単位（パーセンテージ）の変動が再び生じる。

本実施形態では、設定される検出閾値は、通常、±５％（したがって、閾値は絶対値で０．０５である）に設定することができる。ネットワーク内の不連続性に遭遇した結果として生じる反射信号の絶対値がこの閾値よりも大きい場合に、故障が検出される。この閾値は可変であってもよい。

本発明のこの実装は、温度が上昇した場合、強力なマーカー（インピーダンス不整合）により、故障を迅速に検出及び位置特定することが可能になるが、基本機能への影響が悪化しないという所望の目的に明らかにつながる。更に、不整合により、容量を推定することが可能になり、したがってそこから温度の推定値を推定することが可能になる。

本発明による装置のいくつかの実施形態が可能である。

結合手段１２を検出システム１の他の構成要素から分離することも可能である。本実施形態は、特に高圧線の保護に適している。したがって、結合手段は、検出システムの残りの部分から分離されながら、可能な限り線路の近くに配置される。結合手段と検出システムの間の接続は、均一で制御されたインピーダンス接続、例えば一対の撚り線又は50オームの同軸ケーブルを介して行われる。別の実施形態では、結合は無線であってもよい。

有利なことに、結合は、上記で示したように方向的であり得る。この場合、装置は一方向のみの故障を検出し、この方向は予め決められている。この結合モードは、保護対象の複数の線路がバスバーに接続されており、電源電流がバスバーから線路を介して負荷に循環する場合に特に適している。バスバーは線路に対してインピーダンスが低いため、プローブ信号は自然にバスバーに向かって移動する。方向性結合により、プローブ信号を下流、即ち負荷に向けることが可能になる。方向性結合はいくつかの方法で実行することができる。例えば、上流のインピーダンスを増加させるために、プローブ信号の周波数を調整しながら上流の自己インダクタンスを挿入することができる。有利なことに、本発明による装置は、いくつかのタイプの故障を検出して迅速に対応すること、又はそれらを予測することさえ可能にする。反射率計からの測定値、特にインピーダンスの変化又は伝播速度の変化を使用して、コネクタ診断を確立することができる。したがって、制御及び処理ユニットは、例えばコネクタのパラメータ、閾値、イベント、又はコネクタ状態に特徴的な事前定義されたシグネチャに基づいて、そのような診断を確立するようにプログラムすることができる。

本発明はまた、搬送電流が循環する電気通信ネットワーク又は電力ネットワークからコネクタを保護するためにも適用することができる。有利なことに、信号を区別するためにネットワーク内で発せられるプローブ信号の適切な周波数帯域又は他の方法が選択されていれば、反射率測定方法はネットワーク内のデータ転送を妨害しない。

また、有利なことに、本発明による装置は、ネットワークに電力を供給する必要がある従来の電流及び電圧分析ソリューションとは異なり、ネットワークに電力が供給されていないときでも動作することができる。これにより、特にネットワークの電源投入前にネットワークを監視することが可能になる。

有利なことに、反射率測定による検出システムは、電気故障の位置に関する情報を発行することができる。この情報は保守サービスによって利用される可能性がある。

有利なことに、本発明による装置は、１つ以上の線路エリア、ひいては線路上の１つ以上のコネクタを保護するようにパラメータ化することができる。検出パラメータは、負荷のタイプ又は線路エリア、特に検出の感度に応じて設定することもできる。一例として、装置から一定の距離（例えば１０メートル）にあるコネクタを保護するには、９．５メートルから１０．５メートルの間のエリアで検出が行われる。この場合、処理手段は、保護すべきエリア内のコネクタで検出されたインピーダンスの変更のみを処理する。

本発明による装置の代替実施形態では、通信ユニット１５、データ制御及び処理ユニット１４、注入ユニット１１、並びに取得ユニット１３は共有することができ、即ち、注入ユニット１１と取得ユニット１３と各線路に固有の結合ユニット１２との間に１つ以上のマルチプレクサを挿入することによって、いくつかの線路（ひいてはコネクタ）間で共有することができる。換言すれば、結合ユニット１２は線路及びコネクタのそれぞれに割り当てられ、結合ユニットと注入及び取得ユニットとの間の接続は、１つ以上のマルチプレクサによって確保される。

もちろん、本発明は、今説明した例に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの例に多くの変更を加えることができる。更に、本発明の異なる特徴、形態、変形及び実施形態は、互いに非互換性又は排他的でない限り、様々な組み合わせで互いに関連付けることができる。

全体的な感熱インピーダンスのインピーダンスの他の物理的特性を使用することができる。

これは、例えば、図２を参照して説明した故障検出モジュールの実装に関連した、例えば導電率の測定値などであってもよい。

これは、例えば、図３を参照して説明した故障検出モジュールの実装に関連した、例えば抵抗の測定値などであってもよい。

これは、例えば、図４を参照して説明した故障検出モジュールの実装に関連した、例えば容量の測定値などであってもよい。

このような測定を実行するために、当業者は、ＲＬＣメータなど、これ以上説明しないいくつかの周知の装置を有する。

したがって、追加の電気回路を追加することなく、コネクタを含む電気ネットワークを計装することが可能である。

既存の電気ネットワークの状況では、電気ネットワークのコネクタ又はその一部のみが、本発明によるコネクタ、即ち感熱インピーダンスモジュールを統合したコネクタに置き換えられる。

電気ネットワークの設置の状況では、設置時にそのようなコネクタを配置することによって電気ネットワークを計装することが可能である。

更に、物理的特性の時空間変化の分析により、コネクタにおけるホットスポットを検出するだけでなく、クランプされた損傷したケーブル又はシャントなどの電気ケーブル上の短絡、閉回路、又はソフト障害を検出することで電気ネットワークも監視する。

特に、本発明は、ホットスポットを検出及び位置特定することが求められるあらゆる応用分野に拡張することができる。例えば、原子力発電所の加圧タンクや蒸気ダクトの監視などの産業環境で本発明を実施することが可能である。

Claims (11)

1. 第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成することができるコネクタ（２）におけるホットスポットを検出する方法であって、前記コネクタが前記第１の電線上に配置され、感熱インピーダンスモジュール（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）が前記コネクタ（２）内に統合され、前記電線及び前記感熱インピーダンスモジュールが全体的な感熱インピーダンスを有し、前記方法が、
   ａ．物理量を測定することによって、前記全体的な感熱インピーダンスの関数である物理的特性を決定するステップと、
   ｂ．前記決定された特性が所定の基準値から逸脱した場合に、前記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を発するステップとを含む、方法。
2. 前記決定された特性から決定される前記感熱インピーダンスモジュール（４）における温度を推定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記決定された特性は、反射率測定により得られる反射係数である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記反射率測定では、自己相関関数がディラックパルスである信号を使用する、請求項３に記載の方法。
5. 第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成することができる電気接続部内のホットスポットを検出及び位置特定するシステムであって、前記接続部が、前記第１の電線上に配置され、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法を実施し、前記システムが、
   前記接続部における、前記電線を備えるコネクタに統合された感熱インピーダンスモジュール（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）であって、前記電線及び前記感熱インピーダンスモジュールが全体的な感熱インピーダンスを有する、感熱インピーダンスモジュールと、
   前記接続部から離れた位置における、反射係数を測定することによって、前記全体的な感熱インピーダンスの関数である物理的特性を決定することを実施するように構成された反射率測定モジュールを含む検出及び位置特定装置、及び決定された物理的特性が所定の基準値から逸脱した場合に、前記コネクタにおけるホットスポットを検出及び位置特定するための警報を生成するために、前記反射率測定装置からくるデータを処理するモジュールと、を含む、システム。
6. 前記検出及び位置特定装置が少なくとも、
   ａ．電力網に結合するためのユニット（１２）と、
   ｂ．高周波電気信号を生成するように構成された注入ユニット（１１）であって、前記信号が前記結合手段を介して前記ネットワークに注入される、注入ユニットと、
   ｃ．前記結合手段を介して注入された信号からリターン信号を受信することができ、受信した前記信号をデジタル化する取得ユニット（１３）と、
   ｄ．少なくとも前記取得ユニット（１３）に接続され、前記取得ユニットによって提供される前記デジタル化データを分析するデータ制御及び処理ユニット（１４）と、
   ｅ．前記制御及び処理ユニットに接続され、ホットスポットを検出及び位置特定するための警報を発することができる通信ユニット（１５）とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
7. 第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成するのに適したコネクタであって、前記コネクタが前記第１の電線上に配置され、感熱インピーダンスモジュール（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）を統合しており、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法に適合している、コネクタ。
8. 前記電線が前記コネクタ（２ａ）に電気的に接続されたときに前記電線を少なくとも部分的に取り囲むように設けられた感熱抵抗材料の感熱伝導性モジュール（４ａ）が統合されている、請求項７に記載のコネクタ。
9. サーミスタを含むダイポールを含む感熱抵抗モジュール（４ｂ）が統合されており、前記ダイポールが前記電線に取り付けられることを目的としたものである、請求項７～８のいずれか一項に記載のコネクタ。
10. 感熱剛性を有する感熱容量モジュール（４ｃ）が統合されている、請求項７～９のいずれか一項に記載のコネクタ。
11. 電気ネットワークを計装するための方法であって、前記電気ネットワークの第１の電線の電流伝導ケーブルと第２の電線の電流伝導ケーブルとの間に接合部を形成するコネクタを前記電気ネットワークに接続するステップを含み、前記コネクタが、請求項７～１０のいずれか一項によるものであることを特徴とする、方法。

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