JP4673698B2

JP4673698B2 - 電線・ケーブルの断線検出方法及びその装置

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Publication number: JP4673698B2
Application number: JP2005229844A
Authority: JP
Inventors: 修田崎; 一夫小谷; 清吉田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-08-08
Also published as: JP2007046954A

Description

本発明は、電線・ケーブル導体の素線部分断線を検出する電線・ケーブルの断線検出方法及びその装置に関する。

一般に電線・ケーブル導体は複数の素線を撚り合わせて構成される。素線に断線が生じると、電線・ケーブル導体の断面積が減少してインピーダンスが上昇するなどの不具合につながる。

電線・ケーブルの断線検出、とりわけ電線・ケーブル導体の素線の部分断線検出に用いられる方法として、電線・ケーブルの導体抵抗を測定する方法が一般的であり、以下の２つの方法が知られている。

１）電線・ケーブルの両端に直流電圧を印加し、このとき流れる電流を計測してその電流と印加電圧とから電線・ケーブル導体の直流抵抗を測定し、この抵抗値の変化（予め健全時に求めておいた抵抗値に対する変化）から素線断線を検出する方法。

２）上記直流電圧の代わりに交流電圧を印加することで、電線・ケーブル導体の交流抵抗を測定し、この抵抗値の変化から素線断線を検出する方法（例えば、特許文献１参照）。

また、電線・ケーブル導体にパルス信号を印加（注入）し、そのとき電線・ケーブル導体に流れる電流を計測し、その電流波形を参照用の電流波形と比較し、その波形差から電線・ケーブル導体の断線を検出する方法であって、
３）予め対象の電線・ケーブル導体に上記パルス信号を印加してそのときの電流波形を参照用の電流波形として記録しておき、経時後に当該電線・ケーブル導体で計測した電流波形を記録されている参照用の電流波形と比較することでそれぞれの電線・ケーブル導体の素線断線を検出する方法や、
４）同一構造を有する複数の電線・ケーブル導体にそれぞれ上記パルス信号を印加し、得られた複数の電流波形を相互に参照用の電流波形として比較し合うことでそれぞれの電線・ケーブル導体の素線断線を検出する方法
なども提案されている。

特公平７−６９３７５号公報（特開平２−９５２７３号公報）

しかしながら、上述した１）や２）の方法は、使用中の電線・ケーブルには適用できない。すなわち、電線・ケーブルは送電ケーブルや機器内の電力ケーブル、信号ケーブルとして配線されており、送電や機器の運転中、つまり電力または信号を通電しているときには、導体抵抗が測定できないので、実施できない。

このような電線・ケーブル導体の素線断線を検出するためには、送電や機器の運転を停止し、電線・ケーブルを接続されている機器から外し、電線・ケーブル単体としてから導体抵抗の測定を行う必要がある。

また、素線の部分断線では、断線部の導体抵抗変化が全抵抗に比して小さいため、あるいは電線・ケーブルを曲げることで断線部の導体が接触したり離れたりするため、一回の測定では導体抵抗と断線の関係が明確でなく、断線の検出が難しかった。

４）の方法は、使用中の電線・ケーブルにも使用できる方法である。しかし、測定対象の電線・ケーブル導体の素線に部分断線がない場合であっても、パルス信号のパルス電流を検出する各電流センサの周波数特性や感度が必ずしも同一でないため、各電流センサの検出誤差によって測定される電流波形が異なって観察され、その結果、素線の部分断線があると誤判定する場合がある。

そこで、本発明の目的は、各電流センサの周波数特性や感度が異なっていても、検出誤差をなくして電線・ケーブル導体の素線断線を確実に検出できる電線・ケーブルの断線検出方法及びその装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、測定対象で、同一構造を有する２つの電線・ケーブル導体に、パルス信号を注入する注入線をそれぞれ接続し、これら注入線に電流センサをそれぞれ設け、上記注入線に流れるパルス信号のパルス電流の経時変化を上記各電流センサで検出して、その電流波形から電線・ケーブル導体の素線断線を検出する電線・ケーブルの断線検出方法において、上記各電流センサで検出した電流波形を記録する波形記録器と上記各電流センサとの間を検出線でそれぞれ接続し、上記電線・ケーブル導体と上記各電流センサとの間の上記注入線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、かつ上記検出線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、測定周期の前半と後半で、上記注入線及び上記検出線の結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替えることで、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち一方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサうち一方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、を比較し、該比較の結果、得られた波形差から測定対象の電線・ケーブル導体の素線断線を検出することを特徴とする電線・ケーブルの断線検出方法である。

請求項２の発明は、測定対象で、同一構造を有する２つの電線・ケーブル導体に、パルス信号を注入する注入線をそれぞれ接続し、これら注入線に電流センサをそれぞれ設け、上記注入線に流れるパルス信号のパルス電流の経時変化を上記各電流センサで検出して、その電流波形から電線・ケーブル導体の素線断線を検出する電線・ケーブルの断線検出装置において、上記各電流センサで検出した電流波形を記録する波形記録器と上記各電流センサとの間を検出線でそれぞれ接続し、上記電線・ケーブル導体と上記各電流センサとの間の上記注入線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、かつ上記検出線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、上記注入線の結線状態をストレート結線からクロス結線に、又はクロス結線からストレート結線に切り替える注入線切替器と、上記検出線の結線状態をストレート結線からクロス結線に、又はクロス結線からストレート結線に切り替える検出線切替器と、を備え、上記注入線切替器及び上記検出線切替器を、測定周期の前半と後半で、上記注入線及び上記検出線の結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替えることで、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち一方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサうち一方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、を比較し、
該比較の結果、得られた波形差から測定対象の電線・ケーブル導体の素線断線を検出することを特徴とする電線・ケーブルの断線検出装置である。

本発明によれば、各電流センサの周波数特性や感度が異なっていても、検出誤差をなくして電線・ケーブル導体の素線断線を確実に検出できるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態を示す電線・ケーブルの断線検出装置のブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る電線・ケーブルの断線検出装置１では、測定対象の電線・ケーブル導体としてのケーブル導体２ａ，２ｂに、その導体２ａ，２ｂにパルス信号を注入する（印加する）注入線３ａ，３ｂがそれぞれ接続される。

この装置１は、高周波パルスを発生する高周波パルス発生器４と、この高周波パルスのパルス信号をケーブル導体２ａ，２ｂに注入するためのコンデンサ５ａ，５ｂと、各注入線３ａ，３ｂを互いに切り替える注入線切替器６と、各注入線３ａ，３ｂに流れるパルス信号のパルス電流の経時変化をそれぞれ検出する電流センサ７ａ，７ｂと、これら電流波形を記録測定する波形記録測定器８と、各電流センサ７ａ，７ｂと波形記録測定器８間をそれぞれ接続する各検出線９ａ，９ｂを互いに切り替える検出線切替器１０と、記録した電流波形を基にケーブル導体２ａ，２ｂの素線部分断線を検出する制御演算部（図示せず）とを備える。

各ケーブル導体２ａ，２ｂは同一構造を有する。注入線３は、高周波パルス発生器４に接続され、途中で２本の注入線３ａ，３ｂに分岐される。各注入線３ａ，３ｂの一端側には電流センサ７ａ，７ｂがそれぞれ設けられ、他端側にはコンデンサ５ａ，５ｂがそれぞれ接続される。これら電流センサ７ａ，７ｂとコンデンサ５ａ，５ｂ間の各注入線３ａ，３ｂには注入線切替器６が接続される。また、各電流センサ７ａ，７ｂと波形記録測定器８間の各検出線９ａ，９ｂには検出線切替器１０が接続される。

注入線切替器６と検出線切替器１０とは、それぞれストレート結線（図１中の実線）とクロス結線（図１中の点線）を切り替える２対２（２入力２出力型）の線路切替器である。各電流センサ７ａ，７ｂは、各注入線３ａ，３ｂに流れるパルス信号のパルス電流によってこれら注入線３ａ，３ｂの周囲に生じる誘導電流を検出する非接触式の電流センサ（例えば、高周波ＣＴ）である。

制御演算部は、図３および図４で後述するが、注入線切替器６と検出線切替器１０とを、その結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替え、その周期の整数倍で時間平均して得られた複数の電流波形を比較し、その波形差から各電線・ケーブル導体の素線断線を検出する機能も有する。この制御演算部は、波形記録測定器８に接続される別の機器に備えるようにしてもよいし、波形記録測定器８に備えるようにしてもよい。

図１の例では、測定対象のケーブル導体は、移動するロボット（例えば、溶接ロボット）などの機器１１と、移動しない商用周波電源などの電源１２との間をつないで機器１１に電力を供給する移動用ケーブル２を構成する３本のケーブル導体２ａ〜２ｃである。機器１１が移動することによって移動用ケーブル２は繰り返し屈曲を受けるので、各ケーブル導体２ａ〜２ｃは素線断線が生じやすい状況にある。図１には、これらのうち２本のケーブル導体２ａ，２ｂにパルス信号を印加する例を示した。

各ケーブル導体２ａ，２ｂには、両端、すなわち機器１１の直前と電源１２の直前とに高周波阻止用のインダクタ１３，１４が挿入されているとよい。

装置１では、測定対象のケーブル導体２ａ〜２ｃが電力または信号を通電中、つまり機器１１が運転中にも実施できる。ただし、断線検出のためにケーブル導体２ａ〜２ｃに印加する電圧信号がＣＰＵやマイコンなどを備えた機器１１にダメージや誤動作を与えないようにする必要がある。また、ケーブル導体２ａ〜２ｃに本来流れている通信信号や商用周波数電流などが電流計測に影響を与えないようにする必要がある。これらの観点から、機器１１に通常備わっているノイズカット機能で除去できる程度の信号、つまり機器１１にとって平凡なノイズと同等の電圧信号として高周波の単発パルス（インパルス）を使用する。これがパルス信号である。

このような高周波の単発パルスであるパルス信号をケーブル導体２ａ，２ｂに注入しやすくするために、高周波インピーダンスが小さいコンデンサ５ａ，５ｂを使用する。一方、各電流センサ７ａ，７ｂとしては、商用周波数電流を除去でき、しかもケーブル導体２ａ，２ｂに対して非接触でパルス電流が計測できる高周波ＣＴを使用するとよい。

さらに、装置１では、電源１２にパルス信号によるパルス電流が流入しないように、高周波阻止用のインダクタ１４を使用する。機器１１のノイズカット機能が弱い場合は機器１１のほうにもインダクタ１３を使用する。これにより、機器１１および電源１２にはパルス信号によるパルス電流が流れにくくなる。この場合、それぞれのケーブル導体２ａ〜２ｃはインダクタ１３，１４間が断線検出対象区間となる。各注入線３ａ，３ｂは、断線検出対象区間内のケーブル導体２ａ，２ｂにそれぞれ接続される。

次に、電線・ケーブルの断線検出装置１の動作を説明する。以下の説明では、特に断らない限り、注入線切替器６と検出線切替器１０とはストレート結線のままとする。

高周波パルス発生器４で発生したパルス信号は、電流センサ７ａ，７ｂの取り付け位置を通過し、コンデンサ５ａ，５ｂを介してケーブル導体２ａ，２ｂに注入される。このパルス信号はケーブル導体２ａ，２ｂを伝搬し、インピーダンスが変化しているインダクタ１３で反射する。あるいはインダクタ１３がない場合、パルス信号はケーブル導体２ａ，２ｂと機器１１との接続部などのインピーダンスが変化する位置で反射する。反射してケーブル導体２ａ，２ｂを逆向きに伝搬するパルス信号は、電流センサ７ａ，７ｂの取り付け位置を上述とは逆方向に通過することになる。

高周波パルス発生器４でパルス信号を発生した瞬間から反射したパルス信号が電流センサ７ａ，７ｂの取り付け位置を通過するまでの間、電流センサ７ａ，７ｂで検出した電流信号を波形記録測定器８に記録する。

ここまでの動作を一定時間ごとに繰り返し行う。図示しない制御演算部では、過去に記録された電流波形を参照用の電流波形とし、今回、計測、記録された電流波形を参照用の電流波形と比較することにより、各ケーブル導体２ａ，２ｂの素線部分断線があるかどうかを判定する。具体的には、両電流波形の差をとり、その波形差が有意の大きさであれば断線有りと判定する。さらに、制御演算部では、波形差が生じている時間的位置（時点）から断線位置を特定する。

また、図１のように同一構造を有する複数のケーブル導体２ａ〜２ｃが一括してケーブルになっている場合、それぞれのケーブル導体２ａ〜２ｃにおけるインパルス応答電流波形はほぼ同じである。よって、それぞれのケーブル導体２ａ〜２ｃにパルス信号を注入し、得られた複数の電流波形を相互に参照用の電流波形として比較し合うことで、その波形差からそれぞれのケーブル導体２ａ〜２ｃの素線部分断線を検出することができる。例えば、図１のような機器１１、移動用ケーブル２が以前から設置されて稼働している場合、すでに素線が部分的に断線している疑いがある。このとき、各ケーブル導体２ａ〜２ｃが全く同じ位置で断線している可能性は極めて小さいので、任意の２本のケーブル導体２ａ〜２ｃについて電流波形を比較すれば、その波形差からそれぞれのケーブル導体２ａ〜２ｃの素線部分断線を検出できる。

次に、ケーブルの断線検出方法をより詳細に説明する。

図２に電流波形の一例を示す。横軸は時間であり、高周波パルス発生器４でパルス信号を発生した時点を原点としている。縦軸は電流値（単位は規定しない任意目盛り）である。ケーブル導体２ａを健全品とした時の電流波形２１を実線で示し、ケーブル導体２ｂを部分断線品とした時の電流波形２２を点線で示してある。

健全品の電流波形２１では、約５０ｎｓの時点で電流値が急激に増加しすぐに減少している。これはパルス信号が電流センサ７ａの取り付け位置を通過したことを示している。その後、１５０ｎｓの少し前から後にかけて電流値が負側に増加し減少している。これはインダクタ１３で反射してきたパルス信号が電流センサ７ａの取り付け位置を通過したことを示している。つまり、この電流波形２１において正の立ち上がりから負への立ち下がりまでの時間が、パルス信号が電流センサ７ａからインダクタ１３までを往復伝搬した時間（ケーブル往復伝搬時間）Ｔｃということになる。

ここで、波形差に着目すると、この波形差が生じる原因が素線の部分断線にある。つまり、素線の部分断線位置においてインピーダンス変化があるため、その位置からパルス信号が一部反射する。この断線位置からの反射信号は、インダクタ１３で反射したものより早く電流センサ７ｂに戻ってくる。したがって、この例では、１００ｎｓのやや後に電流センサ７ｂに到着している。断線位置で反射しなかった大部分のパルス信号は健全品の場合と同等に伝搬するので、部分断線品の電流波形２２は波形差の部分を除いて健全品の電流波形２１とほとんど同じになる。よって、時間Ｔｃ内で両電流波形２１，２２の差を取ると、波形差（素線断線部の信号差）ｄだけが残ることになる。この波形差ｄが有意の大きさであれば、ケーブル導体２ｂに素線の部分断線有りと判定することができる。

電流波形２２の立ち上がりから波形差ｄまでの時間が、パルス信号が電流センサ７ｂから断線位置までを往復伝搬した時間（素線断線部往復伝搬時間）Ｔｘということになる。一方、電流センサ７ａ，７ｂから機器１１側のインダクタ１３までのケーブル導体２ａ，２ｂの距離は既知であるから、この距離と時間Ｔｃとによりパルス信号の伝搬速度を得ることができる。よって、伝搬速度×時間Ｔｘ／２を計算すれば断線位置（電流センサ７ｂから測った距離）を求めることができる。

また、各ケーブル導体２ａ，２ｂの健全時を電流波形２１とし、各ケーブル導体２ａ，２ｂの部分断線時を電流波形２２とした場合も、図２の説明と同様にして各ケーブル導体２ａ，２ｂの素線部分断線をそれぞれ検出できる。

さて、各ケーブル導体２ａ，２ｂが同一構造を有し、各電流センサ７ａ，７ｂの周波数特性や感度が同一ではない場合の断線検出方法を説明する。

ｉ）両方のケーブル導体２ａ，２ｂに素線部分断線がない場合
まず、測定周期の前半と後半において、各ケーブル導体２ａ，２ｂに接続する各注入線３ａ，３ｂを互いに切り替え、各ケーブル導体２ａ，２ｂに注入したパルス信号のパルス電流の経時変化を、各注入線３ａ，３ｂに設けた各電流センサ７ａ，７ｂでそれぞれ検出し、これら得られた電流波形を波形記録測定器８でそれぞれ記録する。

このとき、制御演算部は、注入線切替器６と検出線切替器１０とを、その結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替える。具体的には、時間平均する測定周期の前半と後半で、注入線切替器６と検出線切替器１０とを、その結線状態が反対になるように同期して周期的に切り替える。例えば、時間平均する測定周期を切り替え周期の整数倍としての２秒間とし、注入線切替器６と検出線切替器１０とを、測定周期の前半の１秒間は両方ともストレート結線とし、測定周期の後半の１秒間は両方ともクロス結線とする。

ここで、測定周期の前半にケーブル導体２ａ（線１）から電流センサ７ａを介して得られた電流波形（パルス応答波形）を図３（ａ）に、測定周期の後半にケーブル導体２ａから電流センサ７ｂを介して得られた電流波形を図３（ｂ）に示す。また、測定周期の前半にケーブル導体２ｂ（線２）から電流センサ７ｂを介して得られた電流波形を図３（ｄ）に、測定周期の後半にケーブル導体２ｂから電流センサ７ａを介して得られた電流波形を図３（ｅ）に示す。

図３（ｄ）に示すように、測定周期の前半ではケーブル導体２ｂの電流波形にオーバーシュート３１ｃ，３１ｄが見られるが、測定周期の前半と後半でケーブル導体２ａ，２ｂのパルス電流を検出する電流センサ７ａ，７ｂが入れ替わるため、図３（ｂ）に示すように、測定周期の後半ではケーブル導体２ａの電流波形にオーバーシュート３１ａ，３１ｂが見られる。これは、電流センサ７ｂに検出誤差があることを示している。

その後、制御演算部により、測定周期の前半と後半に波形記録測定器８で記録した電流波形を２秒間について時間平均すると、ケーブル導体２ａからは図３（ａ）と図３（ｂ）の電流波形を時間平均した図３（ｃ）に示す電流波形が得られ、ケーブル導体２ｂからは図３（ｄ）と図３（ｅ）の電流波形を時間平均した図３（ｆ）に示す電流波形が得られる。

制御演算部は、図３（ｃ）の電流波形と図３（ｆ）の電流波形を比較し、図３（ｃ）の電流波形と図３（ｆ）の電流波形が同一であり、波形差がないので、両方のケーブル導体２ａ，２ｂに素線部分断線がないと判定する。

したがって、電流センサ７ｂの検出誤差により、図３（ａ）の電流波形と図３（ｄ）の電流波形に波形差があってもケーブル導体２ｂに素線部分断線があると誤判定することがなく、図３（ｂ）の電流波形と図３（ｅ）の電流波形に波形差があってもケーブル導体２ａに素線部分断線があると誤判定することがない。

さらに、制御演算部は、両方のケーブル導体２ａ，２ｂに素線部分断線がないと判定した後、図３（ａ）の電流波形と図３（ｅ）の電流波形が同一であり、かつオーバーシュートがないことから、電流センサ７ａが健全であり、電流センサ７ｂが健全でないと判定することもできる。

ｉｉ）ケーブル導体２ａに素線部分断線がある場合
ｉ）と同様の方法により、図４（ａ）〜図４（ｆ）に示す各電流波形が得られる。図４（ｄ）〜図４（ｆ）の各電流波形は、図３（ｄ）〜図３（ｆ）の各電流波形と同じである。

ケーブル導体２ａからは、測定周期の前半に得られた図４（ａ）の電流波形、測定周期の後半に得られた図４（ｂ）の電流波形、図４（ａ）と図４（ｂ）の電流波形を時間平均して得られた図４（ｃ）の電流波形に、部分断線部からの信号４１ａ，４１ｂ，４１ｃがそれぞれ見られる。図４（ｂ）の電流波形には、図３（ａ）のオーバーシュート３１ａ，３１ｂも見られる。

制御演算部は、図４（ｃ）の電流波形と図４（ｆ）の電流波形を比較し、図４（ｃ）の電流波形と図４（ｆ）の電流波形が同一でなく、信号４１ｃによる波形差があるので、ケーブル導体２ａに素線部分断線があると判定する。

このように、本実施の形態に係るケーブルの断線検出方法では、測定対象のケーブル導体２ａ，２ｂに接続する注入線３ａ，３ｂを互いに切り替えることで、ケーブル導体２ａ，２ｂのパルス電流を検出する電流センサ７ａ，７ｂを切り替えている。このため、得られた電流波形を基に、各電流センサ７ａ，７ｂの周波数特性や感度が異なっていても、各電流センサ７ａ，７ｂの検出誤差をなくして各ケーブル導体２ａ，２ｂの素線部分断線を確実に検出できる。

また、電線・ケーブルの断線検出装置１によれば、本実施の形態に係るケーブルの断線検出方法を容易に実施できる。

上記実施の形態では、測定対象の電線・ケーブル導体として、２つのケーブル導体２ａ，２ｂの例で説明した。複数のケーブル導体の場合も、図３や図４の方法と同様にして得られた任意の２つのケーブル導体について電流波形を比較すれば、その波形差から各電流センサの周波数特性や感度が異なっていても、全てのケーブル導体の素線部分断線をそれぞれ確実に検出できる。

上記の作用効果の他にも、本実施の形態に係るケーブルの断線検出方法では、測定対象のケーブル導体にパルス信号を注入し、そのときケーブル導体から注入線を介して流れる過渡的なパルス電流を計測するようにしたので、測定対象のケーブル導体が電力または信号を通電中、つまり機器の運転中であってもそれに影響を与えたり受けたりすることなく、電流計測が可能である。

また、機器の運転中でも実施できることから、パルス信号の注入から断線の検出までの過程を定期的に繰り返して行うことができる。このため、素線断線のように断線位置が接触したり離れたりする場合でも見逃すことなく確実に検出することができる。このことは、図１の移動用ケーブル２のように頻繁に屈曲しているケーブルを常時監視し、断線の発生をリアルタイムで検出したり、経時変化を長期的に監視できることを意味している。

さらに、パルス信号のパルス電流から得られる電流波形の差を用いて断線を検出しているので、抵抗変化から断線を検出する従来技術に比べ、精度良く断線を検出することができる。断線を検出する信号として使用する高周波パルスは、高周波の信号であるため、ケーブル導体を伝搬する場合には伝搬路のＬＣのインピーダンスの影響が大きくなる。このため、直流や商用周波信号による抵抗Ｒの測定と比較して断線時のＬＣの変化の検出感度が向上する。すなわち、高周波パルスは断線時のＬＲＣのインピーダンス変化を検出し、直流や商用周波信号によるＲの変化のみの検出と比較して検出感度が向上する。

しかも、ケーブルの屈曲による断線はケーブル導体の最外周部から起こり、高周波信号が表皮効果でケーブル導体外表面を流れることから、直流や商用周波信号より断線の検出感度が向上する。

位置情報が時間情報に変換されている電流波形を用いて断線を検出しているので、断線位置を特定することもできる。

これまでの説明では、測定対象のケーブル導体は、機器に接続されてケーブルとして使用されているものとしたが、機器を停止して外したケーブルのケーブル導体に対しても、あるいは未使用のケーブルのケーブル導体に対しても本発明は適用可能である。この場合、コンデンサ５ａ，５ｂやインダクタ１３，１４は特に使用する必要はない。

図１では、測定対象のケーブル導体２ａ〜２ｃで構成される移動用ケーブル２を用いた例で説明したが、測定対象のケーブル導体で構成されるケーブルとしては、例えば、自動車などの車両に搭載される車載ハーネス用ケーブルを用いてもよい。

測定対象の電線・ケーブル導体としては、ケーブル導体に限られるものではなく、電線を構成する電線導体であってもよい。

本発明の好適な実施の形態を示す電線・ケーブルの断線検出装置のブロック図である。電流波形の一例を示す図である。図３（ａ）〜図３（ｆ）は、部分断線がない場合の電流波形の一例を示す図である。図４（ａ）〜図４（ｆ）は、部分断線がある場合の電流波形の一例を示す図である。

符号の説明

１電線・ケーブルの断線検出装置
２ａ〜２ｃケーブル導体
２移動用ケーブル
３，３ａ，３ｂ注入線
６注入線切替器
７ａ，７ｂ電流センサ
９ａ，９ｂ検出線
１０検出線切替器

Claims

測定対象で、同一構造を有する２つの電線・ケーブル導体に、パルス信号を注入する注入線をそれぞれ接続し、これら注入線に電流センサをそれぞれ設け、上記注入線に流れるパルス信号のパルス電流の経時変化を上記各電流センサで検出して、その電流波形から電線・ケーブル導体の素線断線を検出する電線・ケーブルの断線検出方法において、
上記各電流センサで検出した電流波形を記録する波形記録器と上記各電流センサとの間を検出線でそれぞれ接続し、
上記電線・ケーブル導体と上記各電流センサとの間の上記注入線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、かつ上記検出線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、
測定周期の前半と後半で、上記注入線及び上記検出線の結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替えることで、
上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち一方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサうち一方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、を比較し、
該比較の結果、得られた波形差から測定対象の電線・ケーブル導体の素線断線を検出することを特徴とする電線・ケーブルの断線検出方法。
測定対象で、同一構造を有する２つの電線・ケーブル導体に、パルス信号を注入する注入線をそれぞれ接続し、これら注入線に電流センサをそれぞれ設け、上記注入線に流れるパルス信号のパルス電流の経時変化を上記各電流センサで検出して、その電流波形から電線・ケーブル導体の素線断線を検出する電線・ケーブルの断線検出装置において、
上記各電流センサで検出した電流波形を記録する波形記録器と上記各電流センサとの間を検出線でそれぞれ接続し、
上記電線・ケーブル導体と上記各電流センサとの間の上記注入線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、かつ上記検出線の結線状態をストレート結線又はクロス結線とし、
上記注入線の結線状態をストレート結線からクロス結線に、又はクロス結線からストレート結線に切り替える注入線切替器と、
上記検出線の結線状態をストレート結線からクロス結線に、又はクロス結線からストレート結線に切り替える検出線切替器と、
を備え、
上記注入線切替器及び上記検出線切替器を、
測定周期の前半と後半で、上記注入線及び上記検出線の結線状態が常に同一であるように同期して周期的に切り替えることで、
上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち一方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち一方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、上記測定周期の前半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサのうち他方を介して得られた電流波形と上記測定周期の後半に上記２つの電線・ケーブル導体のうち他方から上記各電流センサうち一方を介して得られた電流波形との平均の電流波形と、を比較し、
該比較の結果、得られた波形差から測定対象の電線・ケーブル導体の素線断線を検出することを特徴とする電線・ケーブルの断線検出装置。