JP5087237B2 - 導線破断検出方法とこれに用いる磁化器具と検出器具 - Google Patents

Description

この発明は、例えば鉄塔のジャンパ線などの導線の破断を検出する導線破断検出方法とこれに用いる磁化器具と検出器具とに関する。

従来から、コンクリート内の鉄筋の欠陥を検出する非破壊検査方法が知られている（特許文献１参照）。

かかる非破壊検査方法は、コンクリートに埋設された鉄筋にバイアス磁場によって長手方向に沿って平行に磁化し、鉄筋の欠損部により発生する漏洩磁束を測定して欠損部を検出するものである。
特開平６−２９４８５０号公報

しかしながら、このような非破壊検査方法を鉄塔などの高所に張られた導線に適用することはできず、高所に張られた導線の破断を検出する有効な手段が現状ではなかった。

この発明の目的は、高所に張られた導線の破断を検出することのできる導線破断検出方法とこれに用いる磁化器具と検出器具とを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、高所に張られた導線を磁化器具で磁化し、この後、前記導線の表面上の磁束密度を検出器具で検出することによって導線の破断の有無を検出する導線破断検出方法であって、
前記磁化器具は、貫通穴とこの貫通穴の周囲に設けられた磁石とを有し、
前記検出器具は、貫通穴とこの貫通穴の周囲に設けられた磁束密度検出手段とを有し、
破断の可能性のある前記導線の部分を非磁性体の筒体の穴に通して、該筒体を導線の部分に装着し、
前記磁化器具の貫通穴に前記導線の部分に装着された筒体を通して該磁化器具をその筒体に装着し、
この磁化器具を該筒体に沿って移動させることにより前記導線を長手方向に沿って磁化させ、
この後、前記磁化器具を外すととともに、前記検出器具の貫通穴に前記筒体を通して該検出器具をその筒体に装着し、
この検出器具をその筒体に沿って移動させて、前記導線の表面上の磁束密度を測定することによってその導線の破断の有無を検出することを特徴とする。

請求項２の発明は、前記磁化器具は、貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁石を備え、
前記検出器具は、貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁束密度検出手段を備えていることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記磁石の磁極の向きは、前記磁化器具の貫通穴の向きと平行とされ、
前記磁束密度検出手段は、前記検出器具の貫通穴の中心から外に向かう半径方向の磁束密度成分を検出することを特徴とする、

請求項４の発明は、請求項１の導線破断検出方法に使用される磁化器具であって、
前記導線に装着された筒体を通す貫通穴を有するとともに非磁性体からなる装着部材と、
この装着部材の貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁石とを備え、
前記装着部材は、前記貫通穴の側壁部を開放可能に設け、この側壁部を開放して前記筒体をその貫通穴に通して該筒体に装着し、該装着部材をその筒体に沿って移動さることにより、該筒体を装着した導線を磁化させることを特徴とする。

請求項５の発明は、前記装着部材はリング状に形成されるとともに半割状に２分割され、一方の半割体の一端部と他方の半割体の一端部とが回動可能に軸支され、一方の半割体が他方の半割体に対して回動することにより、前記貫通穴であるリングの穴が開放されることを特徴とする。

請求項６の発明は、 請求項１の導線破断検出方法に使用される前記検出器具であって、
前記導線に装着された筒体を通す貫通穴を有するとともに非磁性体からなる装着部材と、
この装着部材の貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁気センサとを備え、
前記装着部材は、前記貫通穴の側壁部を開放可能に設け、この側壁部を開放して前記筒体をその貫通穴に通して該筒体に装着し、該装着部材をその筒体に沿って移動さることにより、該筒体を装着した導線の表面上の磁束密度を測定することを特徴とする。

請求項７の発明は、前記装着部材はリング状に形成されるとともに半割状に２分割され、一方の半割体の一端部と他方の半割体の一端部とが回動可能に軸支され、一方の半割体が他方の半割体に対して回動することにより、前記貫通穴であるリングの穴が開放されることを特徴とする。

この発明によれば、高所に張られた導線の破断を検出することができる。

以下、この発明に係る導線破断検出方法とこの方法に使用する筒体と磁化器具と検出器具の実施の形態であるそれぞれの実施例を図面に基づいて説明する。

図１および図２において、１０は導線破断検出方法に使用するプラスチックなどの非磁性体で形成された筒体であり、この筒体１０は、外径が一定の筒部１１と、この筒部１１の両端に形成されたフランジ１２，１３とを有している。筒部１１は、図４に示すように小径の穴部１１Ｈａと大径の穴部１１Ｈｂとを有しており、ジャンパー線２０およびクランプ３０の圧縮部３１の部分に取り付ける。

筒部１１は、半割状に２分割されて２つの半筒部１１Ａ，１１Ｂから形成されている。これに合わせてフランジ１２，１３も２分割されて半フランジ１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂとなっている。

半筒部１１Ａの一端側（図２において右端部）の中央部には長手方向に沿って所定の長さの突出部１５が形成され、この突出部１５にはステンレス（非磁性体）などの金属で形成された軸１６が設けられている。

半筒部１１Ｂの一端側（図２において右端部）の中央部には長手方向に沿って所定の長さの凹部１７が形成され、この凹部１７に半筒部１１Ａの突出部１５が入っており、この突出部１５の軸１６の両端部がその凹部１７の両側部に回動自在に取り付けられている。そして、半筒部１１Ａが軸１６回りに半筒部１１Ｂに対して回動可能となっている。

半フランジ１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂの一端にはそれぞれ切欠１２Ａａ，１２Ｂａ，１３Ａａ，１３Ｂａが形成され、図３に示すように半筒部１１Ａが半筒部１１Ｂに対して軸１６を中心にして半時計回りに所定角度まで回動できるようになっている。この回動により筒部１１の穴１１Ｈが開放されることになる。

半フランジ１２Ａ，１３Ａの他端には図１および図２に示すように係止片１８が設けられており、この係止片１８には図３に示すように凹部１８ａが形成されている。他方、半フランジ１２Ｂ，１３Ｂの他端には係止突起１９（図３のみ表示）が設けられている。

半筒部１１Ａを半筒部１１Ｂに対して閉じているとき、すなわち、図１および図２に示す状態のとき、半筒部１１Ａの係止片１８の凹部１８ａに半筒部１１Ｂの係止突起１９が係合して半筒部１１Ａが半筒部１１Ｂに対して固定される。この固定の解除は所定の力で半筒部１１Ａを回動させることにより行われる。

ここで、導線であるジャンパー線２０（図４参照）などについて簡単に説明する。

鉄塔には、一方の送電線（導線）と他方の送電線（導線）とがそれぞれ碍子を介して引き留められており、一方の送電線と他方の送電線とがジャンパー線（導線）２０で電気的に接続される。このジャンパー線２０の一端は図４に示すようにアルミ製のクランプ３０の圧縮部３１に取り付けられており、クランプ３０側は送電線を固定する引留クランプ（図示せず）にボルトなどにより固定される。

ジャンパー線２０は、図５（Ａ）に示すように、中心部に設けた複数の鋼線（導線）２１ａからなるより線２１と、このより線２１の周囲に設けたアルミ線からなるより線２２とから構成されている。

また、図５（Ｂ）に示すジャンパー線２０は、アルミで被覆された鋼線からなるより線（導線）２３と、このより線２３の周囲に設けたアルミ線からなるより線２２とから構成されている。

図５（Ｃ）に示すジャンパー線２０は、アルミで被覆された鋼線からなるより線（導線）２４により構成されている。

図６および図７は磁化器具４０を示す。この磁化器具４０は、非磁性体で形成されたリング部材（装着部材）４１と、このリング部材４１の穴（貫通穴）４２の周囲に沿って等間隔に配置された複数の磁石４３とを備えている。穴４２の径は筒体１０の筒部１１の外径よりやや大きめに設定されている。

リング部材４１は２分割されており、この２分割された半リング部材（側壁部）４１Ａ，４１Ｂの一端部（図６において右端部）がヒンジ４４により結合され、このヒンジ４４の軸４５回りに半リング部材４１Ａ，４１Ｂは回動可能となっている。そして、図１０に示すように半リング部材４１Ａ，４１Ｂを回動させることにより、リング部材４１の穴４２が開放される。

また、半リング部材４１Ａの他端（図１０において左端）には図示しないフックが設けられており、半リング部材４１Ｂの他端には半リング部材４１Ａのフックに係合する図示しない突起が設けられている。そして、図６に示すように半リング部材４１Ａ，４１Ｂを閉じると半リング部材４１Ｂの突起が半リング部材４１Ａのフックに係合して、半リング部材４１Ａは半リング部材４１Ｂに固定されることになる。

この固定の解除は、半リング部材４１Ａを所定の力で回動させることにより行われる。

各磁石４３は、磁極の向きがリング部材４１の軸線と平行になるようにリング部材４１内に配置されている。

図８および図９は検出器具５０を示す。この検出器具５０は、非磁性体で形成されたリング部材（装着部材）５１と、このリング部材５１の穴５２の周囲に沿って等間隔に配置された複数の磁気センサ（磁束密度検出手段）５３とを備えている。穴５２の径は、筒体１０の筒部１１の外径よりやや大きめに設定されている。磁気センサ５３は高感度の例えばＭＩセンサであり、矢印で示すようにリング中心から外に向かう半径方向の磁束密度成分を検出する。

リング部材５１は２分割されており、この２分割された半リング部材（側壁部）５１Ａ，５１Ｂの一端部（図８において右端部）がヒンジ５４により結合され、このヒンジ５４の軸５５回りに半リング部材５１Ａ，５１Ｂは回動可能となっている。そして、図１２に示すように半リング部材５１Ａ，５１Ｂを回動させることにより、リング部材５１の穴５２が開放される。

また、半リング部材５１Ａの他端（図１２において左端）には図示しないフックが設けられており、半リング部材５１Ｂの他端には半リング部材５１Ａのフックに係合する図示しない突起が設けられている。そして、図８に示すように半リング部材５１Ａ，５１Ｂを閉じると半リング部材５１Ｂの突起が半リング部材５１Ａのフックに係合して、半リング部材５１Ａは半リング部材５１Ｂに固定されることになる。

この固定の解除は、半リング部材５１Ａを所定の力で回動させることにより行われる。
［導線破断検出方法］
次に、上記筒体１０と磁化器具４０と検出器具５０とを使用してジャンパー線の破断を検出する導線破断検出方法について説明する。

先ず、図１および図２に示す筒体１０の半筒部１１Ａを半筒部１１Ｂに対して図３に示すように回動させる。この回動により筒部１１の穴１１Ｈが開放され、この穴１１Ｈに図４に示すジャンパー線２０およびクランプ３０の圧縮部３１を差し入れる。そして、半筒部１１Ａを図２に示すように閉じて、半筒部１１Ａの係止片１８の凹部１８ａに半筒部１１Ｂの係止突起１９（図３参照）が係合して半筒部１１Ａが半筒部１１Ｂに対して固定し、筒体１０を図４に示すようにジャンパー線２０およびクランプ３０の圧縮部３１に装着する。

次に、図１０に示すように、磁化器具４０の半リング部材４１Ａ，４１Ｂを回動させてリング部材４１の穴４２を開放させる。そして、ジャンパー線２０およびクランプ３０の圧縮部３１に装着した筒体１０の筒部１１をリング部材４１の穴４２に差し入れる。この後、半リング部材４１Ａ，４１Ｂを閉じ、半リング部材４１Ｂの突起が半リング部材４１Ａのフックに係合して半リング部材４１Ａが半リング部材４１Ｂに固定され、図１１に示すように、磁化器具４０が筒体１０の筒部１１に装着されることになる。

そして、磁化器具４０を筒部１１に沿って左右に往復移動させる。この左右の往復移動によりジャンパー線２０の鋼線部分であるより線２１（図５（Ａ）参照）を長手方向に沿って磁化させる。この往復移動は複数回行ってもよく、筒部１１の一方から他方に１回だけ移動させるだけでもよい。

ジャンパー線２０のより線２１の磁化が終了したら磁化器具４０を取り外し、代わりに検出器具５０を上記と同様にして筒体１０の筒部１１に装着する。そして、この検出器具５０を筒部１１の一端から他端に移動させていき、ジャンパー線２０から漏れるジャンパー線２０と直交する方向の漏洩磁束密度を各磁気センサ５３毎に検出していく。この検出器具５０の移動はどちらから移動させてもよく、筒部１１における位置は図示しない位置センサによって測定される。

各磁気センサ５３が検出する漏洩磁束密度を図示しない演算回路がそれぞれ求める。

ところで、ジャンパー線２０の鋼線部分（より線２１）に破断がない場合、図１４の鎖線のグラフＧ１で示すように、筒部１１の各位置におけるジャンパー線２０の表面の垂直方向（ジャンパー線２０の半径方向）の漏洩磁束密度の変化はほぼ一定となる。しかし、ジャンパー線２０のより線２１に破断があると、その破断部分で局部的に大きな漏洩磁束が生じ、この局部的な漏洩磁束により、ジャンパー線２０の表面の垂直方向の漏洩磁束密度が大きく変化する。すなわち、図１３のＰ点で鋼線（より線２１）が破断している場合には図１４の実線のグラフＧ２で示すように破断位置Ｐの部分で垂直方向の漏洩磁束密度の変化が逆方向となる。この変化を図示しない微分回路で求め、この微分回路で求めた微分値が閾値以上のとき、破断があると判定してブザーなどで報知したり、表示部に表示したりする。

上記の演算回路と微分回路とブザーと表示部などは図示しない検出装置が備えているものであり、この検出装置は検査員が例えば肩などに掛けて持つものである。

ジャンパー線２０は、図５（Ａ）の場合には複数の鋼線２１ａと複数のアルミ線２２で構成されているが、ジャンパー線２０の中心部にある鋼線２１ａの一本が破断している場合や複数が破断してる場合でも、リング部材５１の穴５２の周囲に沿って磁気センサ５３を複数個設けているので、そのいずれかの磁気センサ５３が垂直方向の漏洩磁束密度の変化を検出することができ、確実にその破断を検出することができる。また、図５（Ｂ）あるいは図５（Ｃ）のジャンパー線の場合も、アルミで被覆された鋼線からなるより線２３あるいは２４の鋼線部分が破断すれば同様に検出することができる。

また、ジャンパー線２０に筒体１０を装着しているので、ジャンパー線２０から磁気センサ５３までの距離を一定にしてジャンパー線２０からの垂直方向の漏洩磁束密度を測定することができ、このためジャンパー線２０の破断を確実に検出することができる。同様に、磁化器具４０で磁化する場合も、ジャンパー線２０から磁気センサ５３までの距離を一定にしてジャンパー線２０を長手方向に一定の強度で磁化させることができ、このため、その破断を確実に検出することができる。

上述のように、筒体１０のジャンパー線２０への装着や、筒体１０の筒部１１への磁化器具４０や検出器具５０の装着が簡単に行え、しかも磁化器具４０や検出器具５０を筒部１１に沿って移動させるだけで、ジャンパー線２０の磁化やジャンパー線の破断を検出することができるので、高所に張られたジャンパー線２０であってもその測定は簡単に行える。

ところで、筒体１０を図４に示す位置に装着しているが、これは、ジャパー線２０が風などにより大きく揺れて振動し易く、このためジャパー線２０を固定するクランプ３０の圧縮部３１の先端部付近でジャンパー線２０に大きな負荷が加わり、この部分で破断する虞（例えば図１３のＰ点）があるからである。

上記実施例では、磁化器具４０に複数の磁石を用いているが、１つの磁石であってもよい。この場合には、磁化器具４０を往復移動させるごとに、筒部１１の周方向に位置をずらせていき、ジャンパー線２０の周方向全体に亘って長手方向に沿って磁化させる。

また、検出器具５０のリング部材５１の穴５２の周囲に沿って複数の磁気センサ５３を設けているが、１つの磁気センサ５３であってもよい。この場合には、検出器具５０を筒部１１の一端から他端に移動させていくごとに、筒部１１の周方向に位置をずらせていき、その移動を複数回行う。

上記実施例では、筒体１０をジャンパー線２０に装着して磁化器具４０でジャンパー線２０を磁化させたり、ジャンパー線２０の垂直方向の漏洩磁束密度を検出器具５０で検出しているが、かならずしも筒体１０を装着せずに、磁化器具４０で直接ジャンパー線２０を磁化させたり、ジャンパー線２０の垂直方向の漏洩磁束密度を検出器具５０で直接検出するようにしてもよい。

また、上記実施例では、ジャンパー線２０の鋼線部分の破断を検出する場合について説明したが、このジャンパー線２０に限らず、送電線やその他の導線の破断を検出することができる。

この発明に係る導線破断検出方法の実施例に使用する筒体を示した斜視図である。 図１に示す筒体の断面図である。 筒体をジャンパー線に装着する場合の説明図である。 筒体をジャンパー線に装着した場合の断面図である。 （Ａ）ジャンパー線の構成を示した断面図であり、（Ｂ）他のジャンパー線の構成を示した断面図であり、（Ｃ）別な他のジャンパー線の構成を示した断面図である。 磁化器具を示した斜視図である。 図６の磁化器具の構成を示した断面図である。 検出器具を示した斜視図である。 図８の検出器具の構成を示した断面図である。 磁化器具をジャンパー線に装着する場合の説明図である。 磁化器具をジャンパー線に装着した場合の断面図である。 検出器具をジャンパー線に装着する場合の説明図である。 検出器具をジャンパー線に装着した場合の断面図である。 ジャンパー線に直交する漏洩磁束密度とジャンパー線の長手方向の位置との関係を示したグラフである。

符号の説明

２０ ジャンパー線
４０ 磁化器具
４１ リング部材
４２ 穴
４３ 磁石
５０ 検出器具
５１ リング部材
５２ 穴
５３ 磁気センサ

Claims (7)

1. 高所に張られた導線を磁化器具で磁化し、この後、前記導線の表面上の磁束密度を検出器具で検出することによって導線の破断の有無を検出する導線破断検出方法であって、
   前記磁化器具は、貫通穴とこの貫通穴の周囲に設けられた磁石とを有し、
   前記検出器具は、貫通穴とこの貫通穴の周囲に設けられた磁束密度検出手段とを有し、
   破断の可能性のある前記導線の部分を非磁性体の筒体の穴に通して、該筒体を導線の部分に装着し、
   前記磁化器具の貫通穴に前記導線の部分に装着された筒体を通して該磁化器具をその筒体に装着し、
   この磁化器具を該筒体に沿って移動させることにより前記導線を長手方向に沿って磁化させ、
   この後、前記磁化器具を外すととともに、前記検出器具の貫通穴に前記筒体を通して該検出器具をその筒体に装着し、
   この検出器具をその筒体に沿って移動させて、前記導線の表面上の磁束密度を測定することによってその導線の破断の有無を検出することを特徴とする導線破断検出方法。
2. 前記磁化器具は、貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁石を備え、
   前記検出器具は、貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁束密度検出手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の導線破断検出方法。
3. 前記磁石の磁極の向きは、前記磁化器具の貫通穴の向きと平行とされ、
   前記磁束密度検出手段は、前記検出器具の貫通穴の中心から外に向かう半径方向の磁束密度成分を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導線破断検出方法。
4. 請求項１の導線破断検出方法に使用される磁化器具であって、
   前記導線に装着された筒体を通す貫通穴を有するとともに非磁性体からなる装着部材と、
   この装着部材の貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁石とを備え、
   前記装着部材は、前記貫通穴の側壁部を開放可能に設け、この側壁部を開放して前記筒体をその貫通穴に通して該筒体に装着し、該装着部材をその筒体に沿って移動さることにより、該筒体を装着した導線を磁化させることを特徴とする磁化器具。
5. 前記装着部材はリング状に形成されるとともに半割状に２分割され、一方の半割体の一端部と他方の半割体の一端部とが回動可能に軸支され、一方の半割体が他方の半割体に対して回動することにより、前記貫通穴であるリングの穴が開放されることを特徴とする請求項４に記載の磁化器具。
6. 請求項１の導線破断検出方法に使用される前記検出器具であって、
   前記導線に装着された筒体を通す貫通穴を有するとともに非磁性体からなる装着部材と、
   この装着部材の貫通穴の周囲に沿って配置された複数の磁気センサとを備え、
   前記装着部材は、前記貫通穴の側壁部を開放可能に設け、この側壁部を開放して前記筒体をその貫通穴に通して該筒体に装着し、該装着部材をその筒体に沿って移動さることにより、該筒体を装着した導線の表面上の磁束密度を測定することを特徴とする検出器具。
7. 前記装着部材はリング状に形成されるとともに半割状に２分割され、一方の半割体の一端部と他方の半割体の一端部とが回動可能に軸支され、一方の半割体が他方の半割体に対して回動することにより、前記貫通穴であるリングの穴が開放されることを特徴とする請求項６に記載の検出器具。

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