JP4328694B2 - 絶縁被覆電線劣化診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属の撚線（導体）とこの被覆体とからなる絶縁被覆電線劣化診断方法に係り、特に、その断線，クラック，発錆等の劣化度を正確に診断でき、かつ電線の外面に難着雪用ヒレがあっても正確な診断ができる絶縁被覆電線劣化診断装置に関する。

図１３に示すように地面１９から立設する間隔Ｌの電柱２０，２０間には絶縁被覆電線（以下、単に電線という）１５が架設される。この電線１５は長時間や長期間の使用により外表面に損傷が生じ、クラック，発錆，破断等の劣化が生ずる。この劣化を気がつかずに使用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。このため、この劣化度を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）１が採用されていた。

図１４及び図１５は電線１５の１つの実施例を示す。電線１５は、図１５に示すように複数撚線１７からなる導体を被覆体１８内に収納した細長い線体からなる。一般にこの電線１５の外面には突出物がない場合もあるが、降雪地域では図１４、図１５に示されるように電線１５の外面に難着雪用ヒレ１６が両側に突出形成されている。図１５は夫々の断面における電線１５全体の横断面構造を示すものである。

図１６は診断装置１の劣化度の検出部の１つであるコイル２２（２３）と電線１５との接合状態とこの接合によって発生する渦電流２４との関係を示すものである。なお、後記するように電線の劣化度はこの渦電流２４の形態に基づいて判断される。コイル２２（２３）による検出を正確に行うには、図１７に示すように電線１５とコイル２２（２３）とが密接する必要がある。しかしながら、難着雪用ヒレ１６がある場合、コイル２２（２３）に難着雪用ヒレ１６が接触し、電線１５とコイル２２（２３）との間にギャップが生じ、正確な劣化度の診断ができなくなる問題点があった。なお、撚線１７（導体）とコイル２２（２３）との距離が近いほど検出感度が高く導体とコイルとの相対距離が変化するとリフトオフによりＳ／Ｎ比が悪くなる。従って、難着雪用ヒレ１６をコイル２２（２３）が通過すると導体との距離が開くため、検出感度が低下し、リフトオフが発生、Ｓ／Ｎが悪くなる。

この解決方法の１つとして、図１８（ａ），（ｂ）及び図１９（ａ），（ｂ）に示すような検出装置がある。例えば、図１８（ａ），（ｂ）に示すものは、ブロック２５に難着雪用ヒレ１６の入り込む凹部２７を形成したものであるが、難着雪用ヒレ１６を有する電線１５は電柱間に架設したときに図１４に示すように難着雪用ヒレ１６が徐々に傾斜してしまい、難着雪用ヒレ１６の位置が一定ではなかった。そのため、劣化検出装置を電線１５上で操作するに伴ってコイル２２（２３）を有するブロック２５を難着雪用ヒレ１６にそって回動させる必要がある。また、図１９（ａ），（ｂ）のものも合体したブロック２８に難着雪用ヒレ１６の入り込む凹部２９を設けたものであるが、このブロック２８も装置の移動に伴って図示のように回動する必要がある。このため、難着雪用ヒレ１６と凹部２９との間に摩擦力が作用し、円滑な装置移動ができない問題点がある。また、公知技術としては各種のものがあるが、例えば、「特許文献１」が挙げられる。
特公平４−３９６２２号公報（全頁）

特許文献１の特公平４−３９６２２号公報の「自走形錆検出装置」は被検査ケーブル（前記の電線１５と同じもの）の発錆を正確に検出するものであり、被検査ケーブルに錆検出コイルを押圧密接しながら被検査ケーブルに沿って自走し、錆検出コイルからの検出信号を地上側で受信し、発錆具合を検出判定するものである。

以上説明した従来技術及び公知技術により電線１５等の劣化度や発錆具合を診断検出することができるが、前記のように電線１５に難着雪用ヒレ１６がある場合にはコイル２２と電線１５との接触が不十分となる場合が発生し、正確な劣化度の診断ができない問題点がある。また、公知技術の場合も難着雪用ヒレ１６があると被検査ケーブルとコイルとの間の接触が不十分となり、正確な検出が出来なくなる問題点がある。

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、比較的小型，軽量に形成され、特に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クラック，発錆，断線等の劣化度を確実に診断検出することができる絶縁被覆電線劣化診断方法を提供することを課題とする。
本発明の課題は、構造を簡易にして、一人で操作可能な軽量の絶縁被覆電線劣化診断装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１に記載の本発明は、絶縁被覆電線上に懸架搭載して該絶縁被覆電線に沿って装置本体を移動させ、それによって電柱間に架設される絶縁被覆電線の断線，クラック，発錆等の劣化度を診断するための絶縁被覆電線劣化診断装置であって、前記絶縁被覆電線上に懸架搭載した装置本体が該絶縁被覆電線に沿って移動案内すべく配置した一対のガイドローラと、この一対のガイドローラ間に配置され、前記絶縁被覆電線が挿入される開口部を具え、前記絶縁被覆電線の劣化度を検出する２個のコイルを前記開口部を挟んで配置したほぼコ字型の一対の検出ブロックであって、前記検出ブロックの前記開口部から前記絶縁被覆電線の出入が可能となるように互いに略直交する向きで前記装置本体内に配置された一対の検出ブロックと、前記検出ブロックのコイルからの検出信号を処理する信号処理部とを有し、前記一対の検出ブロックは前記絶縁被覆電線の挿入方向に対して直交する方向に案内する上下動用ガイドレールと前記上下動用ガイドレールに固定されるピンにより回動可能に前記装置本体に支持されるようにして配置され、それによって前記検出ブロックの前記開口部に挿入された前記絶縁被覆電線に、前記検出ブロックの各コイルの内面のうち少なくとも１つが前記絶縁被覆電線に常に接触するようにしたことを特徴とする絶縁被覆電線劣化診断装置を提供する。

上記課題を解決するため請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の絶縁被覆電線劣化診断装置において、前記絶縁被覆電線の架設される地面側には前記一対の検出ブロックの各コイルによって検出された前記絶縁被覆電線の渦電流の検出信号を処理する信号処理部からの信号を受けて当該信号の波形振幅、位相角から解析し、劣化の判定を行う地上解折表示機が付設されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の絶縁被覆電線劣化診断装置において、前記装置本体は、自走可能な駆動部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ガイドローラにより案内されている絶縁被覆電線が一対の検出ブロックの開口部が同じ方向に開口しているから開口部内に容易に円滑に電線が挿入され、この検出ブロックが上下動及び回動可能に装置本体に支持されているため、この開口部内に挿入された電線は検出ブロックのコイルの内面に円滑に密接する。これによってコイルから正確な検出信号が信号処理部に送られ劣化度の診断が正確に行われる。なお、開口部の形成により絶縁被覆電線と検出ブロックとの係合脱着が円滑に行われる。

また、本発明によれば、検出ブロック２個を縦横に組み合わせてあるから、絶縁被覆電線の外周面に難着雪用ヒレ部分の突出部分があってもヒレ部分以外の外表面が直接コイル内面の２箇所以上に接触するから確実に検出することができ、更に、信号処理部からの信号が地上解折表示機に送られ遠隔の地上において正確な診断を行うことができる。

また、本発明によれば、装置を自走可能構造にすることにより、診断効率を向上させることができる。

また、本発明によれば、劣化度の診断基準として一対のブロック側から発せられる信号の波形振幅や位相角を用いて解析することにより、クラック、発錆破断等の状態を正確に診断することができる。

以下、本発明の絶縁被覆電線劣化診断方法及び劣化診断装置の実施例に基づいて図面を参照して詳述する。
図１は本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置の主要構成部を示す模式構成図である。図２は図１の主要構成部を模式的に示した正面図である。図３は第１のブロック２及び第２のブロック３の構造を示す。
絶縁被覆電線劣化診断装置１は、操作棒９を軸支する装置本体６と、装置本体６の図１の左右位置に適宜間隔を介して枢支される一対のガイドローラ７，８と、このガイドローラ７，８間に配置されるほぼコ字型の横位置に配置した（図１の手前から奥に）第１のブロック２と縦位置に配置した（コイルを上下にした）第２のブロック３とを有する。この第１のブロック２及び第２のブロック３は装置本体６側に固定される上下動用ガイドレール４，５に嵌合され、上下動方向に案内される。また、上下動用ガイドレール４，５側に固定されるピン１０，１１により回動可能に装置本体６側に支持される。装置本体６には信号処理部１２や無線部１３や駆動部１４（図４に示す）が配設されている。

前記のように、装置本体６には第１のブロック２及び第２のブロック３が固定され、第１のブロック２及び第２のブロック３には一対のコイル２２，２２及びコイル２３，２３が所定間隔をあけて設けられている。コイル２２，２３は電線１５の外周面に接触し、撚線１７に渦電流２４を発生させる構造からなるが、その詳細内容の説明は省略する。

第１のブロック２は、横位置（図１の手前から奥）に配置して下方に開口部３０を形成するように配置し、コ字形状の第１のブロック本体２ａと、開口部３０を挟んで配置される一対のコイル２２，２２などとからなり、前記のようにピン１０により装置本体６（図略）側に枢支される。また、図略の上下動用ガイドレール４（図１）により上下動可能に装置本体６に支持される。一方、第２のブロック３は開口部３１を有するコ字形状の第２のブロック本体３ａを縦位置に配置し、このブロック本体３ａの開口部３１を挟んで配置される一対のコイル２３，２３などとからなり、前記のようにピン１１により装置本体６（図略）側に枢支されると共に図略の上下動用ガイドレール５（図１）により上下動可能に装置本体６に支持される。

なお、第１のブロック本体２ａと第２のブロック本体３ａとは互いに略直交する向きに配置され開口部３０及び開口部３１も互いに重なった位置で略直交する方向に配置される。この開口部３０及び開口部３１は重なった状態で傾斜する一方向に対して共通の開口部３２を形成する。このため、電線１５はこの開口部３２から第１のブロック２及び第２のブロック３側に侵入可能となり、図示のように電線１５は開口部３２内に侵入した状態でコイル２２，２２やコイル２３，２３に当接係合する。

図４は図１に示した絶縁被覆電線劣化診断装置１の構造を解り易く示したものである。なお、コイル２２，２２及びコイル２３，２３や信号処理部１２には交流電源３３が連結される。

図５は第１のブロック２及び第２のブロック３を含む検出部や、検出した信号を処理する信号処理部の構成を示すものである。この検出部は発信器３４やパワーアンプ３５等を有する交流電源３３とこれに連結されるコイル２２（コイル２３）からなる。また、コイル２２（コイル２３）に連結する信号処理部１２は増幅器３６やフィルタ回路３７及び同期検波回路３８等とからなる。また、図６はガイドローラ７（８）と電線１５との係合状態を示すものであり、電線１５はガイドローラ７（８）により所定位置にセットされ、絶縁被覆電線劣化診断装置１全体がガイドローラ７（８）により電線１５に沿って案内される。

図７及び図８は本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置１における作用を示すものである。電線１５及び難着雪用ヒレ１６が図７の状態で第１のブロック２及び第２のブロック３に嵌合する場合には、第１のブロック２のコイル２２，２２に電線１５の外周面が接触し、難着雪用ヒレ１６はコイル２２，２２には接触しない。また、第２のブロック３に対しても電線１５はコイル２３，２３に接触する。このため、コイル２２及びコイル２３により電線１５の欠陥は円滑に検出され、その検出信号を処理し、地上解折表示機２１側に送られる。

一方、図８に示すように電線１５及び難着雪用ヒレ１６が第１のブロック２及び第２のブロック３と嵌合する場合、難着雪用ヒレ１６により電線１５の外周面がコイル２２やコイル２３に接触しない場合が生ずるが、第１のブロック２や第２のブロック３が上下動又は回動することにより、コイル２２，２２の１つやコイル２３，２３の１つに電線１５の外周面が必ず接触する。なお、図８に示す場合は電線１５の外周面がコイル２２とコイル２３，２３の３箇所に接触する。また、少なくともコイル２２とコイル２３の１つに電線１５の外周面は接触する。このため、電線１５と絶縁被覆電線劣化診断装置１との嵌合がどのような形態であっても少なくともコイル２２とコイル２３の１つに電線１５の外周が必ず接触することになる。このため、コイル２２，２３から円滑に信号が検出されることになる。

本発明の劣化診断装置による断線や錆の度合いを検出する方法について説明する。
コイル２２やコイル２３と電線１５が接触した場合、電線１５に搭載した装置１を走行させる。この電線１５に電流が流れていると周囲に配置したコイル２２,２２,２３,２３に高周波の交流電圧を印加すると電線１５の軸方向に交流磁束５０を発生する。この交流磁束により渦電流２４が発生する（図９参照）。
また、図１０は電線１５に欠陥のない場合の状態を示し、電線１５に流れる負荷電流５１により発生する磁束５２と４個のコイル２２、２３によって発生する交流磁束５０は直行し、該電線１５に流れる周波数とコイル２２,２３に印加される交流電圧の周波数は異なるからコイル２２,２３は商用電源の影響を受けない。図１１は電線１５に欠陥３９（断線や傷）がある場合を示し、電線１５に流れる負荷電流５１の流れの変化に伴い交流磁束５２の向きも変化するが、この変化がコイル２２,２３に与える影響をフィルタ回路３７によって除去され、同じ商用電源の影響を受けない。この渦電流２４の変化から得られたコイル２２,２３の検出信号を信号処理部１２で処理した後に地上解折表示機２１に送り、この地上解析表示機１２で該信号を解析することにより電線１５の欠陥を診断することができる。

図１２は地上解折表示機２１による解折表示の一例を示すものである。図１２（ａ）は電線１５に断線があり、錆が発生していない状態を示す。また、図１２（ｂ）は断線のない電線１５が発錆している状態を示すものである。

本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置は、構造が簡易であるから操作棒９に固着した操作竿９ｂを把持して第１のブロック２の開口部３０と第２のブロック３の開口部３１に電線１５を挿入し、ガイドローラ７、８を電線１５に懸架載置する。次に、操作棒９を押し下げると電線からの脱落防止機構であるロッド９ａ，９ａが電線１５の下側に位置することになる。このような状態で電線１５に沿って移動させると第１のブロック２の開口部３０と第２のブロック３の開口部３１内で移動して劣化検出が行われる。難着雪用ヒレ１６は電線１５の両側に位置しているが、架線に際して難着雪用ヒレ１６の位置は少しづつずれているから電線１５の表面とコイル２の内面との密接位置は相異する（図７,８参照）。

本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置は、電柱間に架設される絶縁被覆電線の欠陥の診断に利用されるが、前記電線に限らず、断線、クラック、発錆の生ずる可能性のある各種類の電線に対しても適用可能でありその利用範囲は広い。特に降雪地域における電線に設けられている難着雪用ヒレがあっても確実に欠陥の検出が可能であるから雪国において利用することが出来る。

本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置の全体構成を示す模式的正面図である。 本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置の主要部のコイルまわりの構造とコイルと電線との嵌合状態を示す正面図である。 本発明の第１のブロック及び第２のブロックの形状とこれ等と電線との係合状態を示す正面図である。 本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置の主要要素の概要構成を示す構成図である。 本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置の電線の欠陥の検出部と信号処理部との詳細構成を示すブロック図である。 本発明の絶縁被覆電線劣化診断装置のガイドローラと電線との係合状態を示す側面図である。 本発明の第１及び第２のブロックと電線との係合状態の一例を示す正面図である。 本発明の第１及び第２のブロックと電線との係合状態の他の例を示す正面図である。 本発明のコイルと電線との間に発生する交流磁束と渦電流の状態を示す模式図である。 電線に欠陥がない場合における商用電源による負荷電流と交流磁束との状態を示す模式図である。 電線に欠陥がある場合の商用電源による負荷電流と交流磁束との状態を示す模式図である。 本発明の地上解折表示機における欠陥の表示方法を示す表示画面図である。 電線の架設状態とこの電線の欠陥を診断する絶縁被覆電線劣化診断装置を示す模式図である。 本発明により診断される電線の形状を示す正面図である。 図１４のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線における横断面図である。 電線と絶縁被覆電線劣化診断装置のコイルとの係合状態を示す模式図である。 従来のコイルと電線との係合状態を示す正面図である。 従来のコイルと電線との係合状態を示す正面図である。 従来のコイルと電線との係合状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 絶縁被覆電線劣化診断装置
２ 第１のブロック
２ａ 第１のブロック本体
３ 第２のブロック
３ａ 第２のブロック本体
４ 上下動用ガイドレール
５ 上下動用ガイドレール
６ 装置本体
７ ガイドローラ
８ ガイドローラ
９ 操作棒
９ａ ロッド
９ｂ 操作竿
１０ ピン
１１ ピン
１２ 信号処理部
１３ 無線部
１４ 駆動部
１５ 電線
１６ 難着雪用ヒレ
１７ 撚線
１８ 被覆体
１９ 地面
２０ 電柱
２１ 地上解折表示機
２２ コイル
２３ コイル
２４ 渦電流
２５ ブロック
２７ ブロックの凹部
２８ ブロック
２９ ブロックの凹部
３０ 開口部
３１ 開口部
３２ 開口部
３３ 交流電源
３４ 発信器
３５ パワーアンプ
３６ 増幅器
３７ フィルタ回路
３８ 同期検波回路
３９ 欠陥
５０ 交流磁束
５１ 商用電源
５２ 交流磁束

Claims (3)

1. 絶縁被覆電線上に懸架搭載して該絶縁被覆電線に沿って装置本体を移動させ、それによって電柱間に架設される絶縁被覆電線の断線，クラック，発錆等の劣化度を診断するための絶縁被覆電線劣化診断装置であって、
   前記絶縁被覆電線上に懸架搭載した装置本体が該絶縁被覆電線に沿って移動案内すべく配置した一対のガイドローラと、
   この一対のガイドローラ間に配置され、前記絶縁被覆電線が挿入される開口部を具え、前記絶縁被覆電線の劣化度を検出する２個のコイルを前記開口部を挟んで配置したほぼコ字型の一対の検出ブロックであって、前記検出ブロックの前記開口部から前記絶縁被覆電線の出入が可能となるように互いに略直交する向きで前記装置本体内に配置された一対の検出ブロックと、
   前記検出ブロックのコイルからの検出信号を処理する信号処理部と、
   を有し、
   前記一対の検出ブロックは前記絶縁被覆電線の挿入方向に対して直交する方向に案内する上下動用ガイドレールと前記上下動用ガイドレールに固定されるピンにより回動可能に前記装置本体に支持されるようにして配置され、それによって前記検出ブロックの前記開口部に挿入された前記絶縁被覆電線に、前記検出ブロックの各コイルの内面のうち少なくとも１つが前記絶縁被覆電線に常に接触するようにしたことを特徴とする絶縁被覆電線劣化診断装置。
2. 前記絶縁被覆電線の架設される地面側には前記一対の検出ブロックの各コイルによって検出された前記絶縁被覆電線の渦電流の検出信号を処理する信号処理部からの信号を受けて当該信号の波形振幅、位相角から解析し、劣化の判定を行う地上解折表示機が付設されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁被覆電線劣化診断装置。
3. 前記装置本体は、自走可能な駆動部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁被覆電線劣化診断装置。

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