JP2511540B2

JP2511540B2 - 埋設管損傷探知システム

Info

Publication number: JP2511540B2
Application number: JP1288286A
Authority: JP
Inventors: 日出夫矢野; 良重五百部; 敏秀大▲高▼; 真澄岡田; 幸展宮本
Original assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JPH03148058A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は埋設管損傷探知システムに係り、特に地中に
埋設した導電性の鋼管外周部の絶縁被覆材が損傷を受け
て該鋼管と大地とが短絡したことを探知する埋設管損傷
探知システムに関する。

〔従来の技術〕

地中に埋設された鋼管の外周部を被覆している絶縁被
覆材が土木工事等によって損傷を受けた場合、これを探
知する方法として、該鋼管にあらかじめ設けられている
防蝕用電極からの電流変化を検出するものが知られてい
る。

たとえば、第５図において、大地１に埋設された鋼管
２の外周を被う図示しない被覆材がたとえば掘削機３に
よって損傷を受けると防蝕電極４による電流が鋼管２に
沿って矢印の如く流れる。この電流を電流検知器５によ
って検出している。この電流検知器５の出力を損傷判別
器６によって比較し、一定値以上の電流の場合は損傷あ
りとの表示を表示器７で表示するようにしている（特開
昭58−63844号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の技術は、上述のように防蝕電
極に電流検知器を接続する必要があり、しかも該防蝕電
極は第５図には図示していないが、鋼管２の長手方向に
沿って、計測可能な一定距離毎に複数個設けたものとな
っている。このため各防蝕電極毎に前記電流検知器が接
続された構成となっているものであるが、前記防蝕電極
間の距離が比較的短いため、前記電流検知器の数はかな
り多くなり、システムの複雑化をもたらしていたものと
なっていた。

それ故、本発明の目的は、このような事情に基づいて
なされたものであり、絶縁被覆材の損傷を探知する手段
を鋼管に沿って極めて長い距離毎に設けることができる
ことによってシステムの簡略化を図った埋設管損傷探知
システムを提供するにある。

〔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に、本発明は、外周面
を絶縁被覆材で被われた土中埋設導管と、この埋設導管
に接続された電流検出用抵抗およびこの電流検出用抵抗
と直列接続されかつ一端が接地された交流電源あるいは
パルス電源と、前記埋設導管の長手方向へ沿って設定さ
れた複数のブロック毎に前記埋設導管に接続された防蝕
電極およびこの防蝕電極と直列接続されかつ一端が接地
された直流リアクトルと、備えたことを特徴とするもの
である。

また、本発明は、外周面を絶縁被覆材で被われた土中
埋設導管と、この埋設導管の長手方向に沿って設定され
た複数のブロック毎に前記埋設導管に接続された防蝕電
極およびこの防蝕電極と直列接続されかつ一端が接地さ
れた直流リアクトルと、前記ブロック毎に設けられかつ
一定周期毎に順次交流電圧を前記土中埋設導管に印加す
る発振器と、前記ブロック毎に設けられ隣接するブロッ
クからの伝送電圧を受信する受信器と、前記各ブロック
の受信器からの出力によってブロック毎に前記土中埋設
導管の損傷探知を行なう中央処理装置と、備えたことを
特徴とするものである。

〔作用〕

上述したように、地中に埋設された鋼管は防蝕のため
外周を絶縁材で被覆されている。また、外周の絶縁材の
ピンホール等による電蝕を防止するため鋼管と大地間に
電極を設け鋼管を負電圧にバイアスしているものであ
る。

このことから、埋設管に用いた鋼管は導体であるため
電気定数の等価回路に置換出来る。第６図は埋設管の電
気定数10,11,12と防蝕用電極13および直流リアクトル14
を等価回路で示したものである。同図において防蝕用電
極13は導体であるため抵抗器として示される。ここで防
蝕用電極13の抵抗値は一般に100Ω程度であるが設置個
数が多いため長い埋設管においては埋設管の一端からみ
たインピーダンスは小さくなる。防蝕電極13の電圧は直
流のため直流リアクトル14のインダクタンスによる影響
はないが、損傷探知用に印加する交流電圧には高いイン
ピーダンスを示すため埋設管を伝送する交流電圧の減衰
は小さくなるようになる。

このことから、前記鋼管に交流電源を印加するように
すれば、該交流電源送信個所からの損傷探知可能距離を
長くすることができる。

したがって、絶縁被覆材の損傷を探知する手段を鋼管
に沿って極めて長い距離毎に設けることができるように
なる。

〔実施例〕

以下、本発明による埋設管損傷探知システムの一実施
例を第１図および第２図を用いて説明する。

第１図において、埋設した鋼管を、電気定数10,11,12
からなる等価回路と交流電源８、鋼管電流検出用抵抗
９、防蝕電極13、直流リアクトルDCL14で示している。
埋設した前記鋼管は電気導体のため鋼管単位長さ当りの
抵抗10、自己インダクタンスL11、および鋼管と大地間
の静電容量C12で等価回路を表わしている。防蝕電極13
は電圧導体であるため等価回路では抵抗として表示して
いる。前記防蝕電極13は埋設管の電蝕防止のため埋設管
の長手方向に一定間隔で鋼管と大地間に設けられてい
る。このような防蝕電極13を１単位として点線で囲った
等価回路を１ブロックとすると、このブロックA,B,……
Ｎを接続したものが鋼管長手方向に沿った全長の電気等
価回路を構成するようになる。この電気等価回路の１端
部に設けた交流電源８により交流電圧を鋼管に印加する
と、鋼管に沿って印加した交流電圧は伝送されるように
なる。伝送された交流電圧は伝送の途中で、鋼管の抵抗
10、自己インダクタンス11および防蝕電極13による鋼管
と大地間の抵抗により減衰するようになる。このたる鋼
管の一端に印加した交流電圧は埋設管途中の減衰が大き
いと鋼管を伝送する交流電圧の伝送距離は短縮されるこ
ととなる。第１図のア点からみたイ点方向の等価インピ
ーダンスをZ₁、ア点の電圧をV₁とすると鋼管の電流_１
は（１）式で表わせる。_１＝₁/_１ …（１）鋼管の電流_１と検出抵抗９の電圧降下のため信号源
の電圧をE₀とするとア点の電圧V₁は（２）式で表わせ
る。_１＝_０−₁Rd …（２）ここで、第１図に示すイ点で鋼管が接地された場合を
想定すると、ア点からみた等価インピーダンスをZ₂とす
ると鋼管の電流_２は（３）式で表わせる。_２＝₂/_２ …（３）この時のア点の電圧V₂は（４）式で表わせる。_２＝−₂R …（４）このことからア点と大地間の電圧を連続して監視して
おき、埋設管の損傷有無時の（２）式と（４）式で表わ
したア点の電圧差ΔＶ＝V₁−V₂より埋設管損傷有無の判
定ができることになる。なお、ここで防蝕電極13と直列
接続の直流リアクトルDCL14がない場合を考えると、ア
点よりイ点の方をみた等価インピーダンスＺは埋設管の
長手方向に多数設置された防蝕電極13の抵抗により小さ
くなり、信号源より一定距離以上の地点で埋設管に損傷
を生じても等価インピーダンスの変化は小さくなり、ア
点で検出する損傷有無時における差電圧は検出すること
が難しくなってしまう。

第２図は第１図に示すア点の埋設管、長手方向の伝送
距離Ｄと伝送電圧Ｖの関係を示している。同図におい
て、特性Ａは埋設管に損傷のない場合を示し、特性Ｂは
損傷を生じた場合を示している。埋設された鋼管の伝送
電圧Ｖは伝送距離Ｄのいずれの地点においても損傷有無
において差電圧が生じるためどの地点で伝送電圧Ｖを検
出しても損傷の判定はできるが、送信源で検出する方が
最も探傷効率はよくなる。このため信号源を埋設管の中
間に設けておき送信源より左右の一定距離の地点で伝送
電圧を測定すると損傷の生じた埋設管のほうが伝送電圧
が低下しているため、あらかじめ交流電圧の送受信点を
設定しておけば埋設管の損傷探知と共に損傷地域の特定
も可能である。

次に、他の実施例を第３図および第４図を用いて説明
する。第３図において、15は中央制御装置、16は発振
器、17は増巾器、18は受信機、19は電流検出用抵抗Rd、
20は埋設した鋼管、21は大地を示している。図中破線で
示した各ブロックA,B,Nはそれぞれ同一構成となってい
るものであり信号線にて接続されている。前記中央制御
装置15により発振周波数を指定した起動信号を発振器16
に印加すると、該発振器16は指定の周波数で発振し増巾
器17にて増巾した所定の交流電圧を電流検出用抵抗19を
介して埋設した鋼管20に印加するようになっている。

この際、鋼管20と大地21の電圧を受信器18で検出しこ
の検出した鋼管20の電圧を中央制御装置15にて記憶して
おくようになっている。ブロックＡで一定期間送信した
あとブロックＢで送信する。そして、各ブロックの送信
する順位を順次変えていき、送信しているブロックの前
後で伝送された伝送電圧を検出するようになっている。
埋設された鋼管が損傷を受けると損傷を受けたブロック
の伝送電圧が、損傷を受けないブロックの埋設管の伝送
電圧より損傷有無時の差電圧ΔＶが大きくなるため損傷
を受けた埋設管を特定できることになる。

第４図は損傷探知装置が発信する信号のタイムチャー
トを示している。同図（ａ）は前記中央制御装置15のク
ロック信号、同図（ｂ）と（ｃ）および（Ｎ）は各ブロ
ックの交流電圧出力信号を示している。このように各ブ
ロックは前記中央制御装置15の指令により順次発信順位
を変えていき、各ブロックの送信および受信電圧により
埋設管の損傷を遅滞なく探知できることになる。そし
て、埋設管の損傷を有無はあらかじめ損傷有無時の各ブ
ロックの電圧を前記中央制御装置15で記憶しておき損傷
があった時の電圧変化により即時に損傷有無および地域
の判定をするようになっている。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の埋設管損傷探知システムによれ
ば、埋設管の任意位置における損傷を探知するため、あ
らかじめ埋設管の１端子より交流電圧を印加しておくこ
とによって、埋設管の一部被覆に損傷を生じた場合、印
加した交流電圧に変化が生じる。この印加した電圧は埋
設管の印加した個所で検出できるため損傷探知が効果的
に行なうことができる。そして、防蝕用電極と直列接続
した直流リアクトルのため、損傷を受けた時の交流電圧
印加点からみたインピーダンスの変化が大きいため、印
加点の交流電圧の変化が大きくなり、交流電圧印加個所
からの探傷探知可能範囲は大幅に拡大させることができ
る。したがって絶縁被覆材の損傷を探知する手段を埋設
管に沿って極めて長い距離毎に設けることができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による埋設管損傷探知システムの一実施
例を示す構成図、第２図は第１図に示す実施例の効果を
説明するための図、第３図は本発明による埋設損傷探知
システムの他の実施例を示す構成図、第４図は第３図の
作用を示すための図、第５図は従来の埋設管損傷探知シ
ステムの一例を示す構成図、第６図は本発明の作用を示
すための図である。１……大地、２……埋設導管、３……掘削機、 4,13……防蝕電極、５……電流検知器、８……交流電源、９……電流検出用抵抗、 14……直流リアクトル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大▲高▼ 敏秀茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者岡田真澄神奈川県横浜市金沢区六浦１―22―１ (72)発明者宮本幸展神奈川県藤沢市大庭5539 シャルマンコーポ206号 (56)参考文献特開昭62−81557（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−63844（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面を絶縁被覆材で被われた土中埋設導
管と、この埋設導管に接続された電流検出用抵抗および
この電流検出抵抗と直列接続されかつ一端が接地された
交流電源と、前記埋設導管の長手方向へ沿って設定され
た複数のブロック毎に前記埋設導管に接続された防蝕電
極およびこの防蝕電極と直列接続されかつ一端が接地さ
れた直流リアクトルと、を備えたことを特徴とする埋設
管損傷探知システム。
【請求項２】請求項１記載において、交流電源をパルス
電源とした埋設管損傷探知システム。
【請求項３】外周面を絶縁被覆材で被われた土中埋設導
管と、この埋設導管の長手方向に沿って設定された複数
のブロック毎に前記埋設導管に接続された防蝕電極およ
びこの防蝕電極と直列接続されかつ一端が接地された直
流リアクトルと、前記ブロック毎に設けられかつ一定周
期毎に順次交流電圧を前記土中埋設導管に印加する発振
器と、前記ブロック毎に設けられ隣接するブロックから
の伝送電圧を受信する受信器と、前記各ブロックの受信
器からの出力によって、ブロック毎に前記土中埋設導管
の損傷探知を行なう中央処理装置と、を備えたことを特
徴とする埋設管損傷探知システム。