JP6299230B2 - Cable soundness evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、熱電対で検出された検出信号をケーブルを介して測定装置に伝送する熱電対回路のケーブルの健全性を評価するケーブル健全性評価方法に関する。   The present invention relates to a cable soundness evaluation method for evaluating the soundness of a cable of a thermocouple circuit that transmits a detection signal detected by a thermocouple to a measuring device via a cable.

熱電対は異なる二種の金属で形成され、異種金属の接点間の温度差によって熱起電力が生じるゼーベック効果を利用した温度センサである。熱電対は劣悪な環境下であっても安定して温度を測定できることが要求される。   A thermocouple is a temperature sensor that uses the Seebeck effect, which is formed of two different kinds of metals, and generates a thermoelectromotive force due to a temperature difference between contact points of different metals. Thermocouples are required to be able to measure temperature stably even in a poor environment.

そこで、熱電対が劣化したかどうかや、劣化した程度を判断するために、診断電流を流して熱電対の抵抗値を検知するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、熱電対の設置状態が異常になったことを検出できるようにしたものもある(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, in order to determine whether or not the thermocouple has deteriorated, there is one in which a diagnostic current is passed to detect the resistance value of the thermocouple (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is one that can detect that the installation state of the thermocouple becomes abnormal (see, for example, Patent Document 2).

特表2003−510731号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-510731 特開2008−254017号公報JP 2008-254017 A

しかし、熱電対の抵抗値に有意な変化がない場合であっても、熱電対で検出した温度挙動が大きく変動する場合があり、また、温度挙動が大きく変動した場合であっても、正常な状態に戻ることもある。このように、熱電対回路の異常状態は抵抗値の変化や温度挙動だけでは捉えられない。従って、熱電対の抵抗値の変化や温度挙動だけで、熱電対回路の故障と判断する目安を定めることは難しい。   However, even if there is no significant change in the resistance value of the thermocouple, the temperature behavior detected by the thermocouple may vary greatly, and even if the temperature behavior varies greatly, It may return to the state. As described above, the abnormal state of the thermocouple circuit cannot be grasped only by the change of the resistance value or the temperature behavior. Therefore, it is difficult to determine a standard for determining a failure of the thermocouple circuit only by changing the resistance value of the thermocouple and the temperature behavior.

熱電対の抵抗値の変化や温度挙動の変動は、熱電対自体の異常ではなく熱電対回路のケーブルの影響であるとも考えられる。例えば、熱電対回路のケーブルが設置されている環境が湿潤状態や乾燥状態を繰り返す環境下である場合にケーブルの特性が変化して起こり得るとも考えられる。特に、熱電対が取り替えの難しい箇所に設置されており、熱電対回路のケーブルが長い場合には、熱電対で検出した温度挙動はケーブルの影響を受け易いと考えられる。そこで、熱電対回路のケーブルの健全性を適正に評価できることが望まれている。   It is considered that the change in the resistance value of the thermocouple and the change in temperature behavior are not the abnormality of the thermocouple itself but the influence of the cable of the thermocouple circuit. For example, when the environment where the cable of the thermocouple circuit is installed is an environment where a wet state and a dry state are repeated, the characteristics of the cable may change and may occur. In particular, when the thermocouple is installed in a place that is difficult to replace and the cable of the thermocouple circuit is long, the temperature behavior detected by the thermocouple is considered to be easily affected by the cable. Therefore, it is desired that the soundness of the cable of the thermocouple circuit can be properly evaluated.

本発明の目的は、熱電対回路のケーブルの健全性をより詳細に評価できるケーブル健全性評価方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the cable soundness evaluation method which can evaluate the soundness of the cable of a thermocouple circuit in detail.

本発明のケーブル健全性評価方法は、熱電対を形成する異なる二種の金属から引き出され、前記熱電対で検出した検出信号を測定装置に伝送する前記二種の金属と同じ金属で形成されたケーブルの健全性を評価するケーブル健全性評価方法において、前記測定装置側から前記ケーブルに電圧又は電流を印加し、前記測定装置側から見たインピーダンスを測定し、前記測定したインピーダンスの特性が予め定めた基準値の範囲内にあるか否かを判定し、前記ケーブルの絶縁体の劣化の有無に起因する前記ケーブルの健全性を評価することを特徴とする。   The cable soundness evaluation method of the present invention is formed of the same metal as the two kinds of metals that are drawn from two different kinds of metals that form a thermocouple and transmit detection signals detected by the thermocouple to a measuring device. In the cable soundness evaluation method for evaluating the soundness of the cable, voltage or current is applied to the cable from the measurement device side, impedance measured from the measurement device side is measured, and characteristics of the measured impedance are determined in advance. It is judged whether it is within the range of the reference value, and the soundness of the cable due to the presence or absence of deterioration of the insulator of the cable is evaluated.

本発明によれば、熱電対回路が置かれている環境下で変化する可能性のあるケーブルのインピーダンスを測定し、インピーダンスの特性が予め定めた基準値の範囲内にあるか否かを判定するので、熱電対回路のケーブルの健全性をより詳細に評価できる。   According to the present invention, the impedance of a cable that may change in an environment where a thermocouple circuit is placed is measured, and it is determined whether or not the characteristic of the impedance is within a predetermined reference value range. Therefore, the soundness of the thermocouple circuit cable can be evaluated in more detail.

本発明の実施形態に係るケーブル健全性評価方法の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the cable soundness evaluation method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るケーブル健全性評価方法が適用される熱電対回路の一例の回路構成図。The circuit block diagram of an example of the thermocouple circuit to which the cable soundness evaluation method which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態における熱電対回路のケーブルの断線傾向(線抵抗の増加)についてのインピーダンス特性の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the impedance characteristic about the disconnection tendency (increase of line resistance) of the cable of the thermocouple circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における熱電対回路のケーブル間に発生したガルバニ電池の影響についての説明図。Explanatory drawing about the influence of the galvanic battery which generate | occur | produced between the cables of the thermocouple circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した特性図。The characteristic view which represented the impedance characteristic of the thermocouple circuit in embodiment of this invention by making a frequency into a variable. 本発明の実施形態において熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合のインピーダンス特性により熱電対回路のケーブルが正常であるか否かを判定する一例の説明図。Explanatory drawing of an example which determines whether the cable of a thermocouple circuit is normal by the impedance characteristic at the time of expressing the impedance characteristic of a thermocouple circuit as a variable in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合のケーブルの絶縁劣化の位置を判定する一例の説明図。Explanatory drawing of an example which determines the position of the insulation degradation of a cable at the time of expressing the impedance characteristic of the thermocouple circuit in embodiment of this invention as a variable. 本発明の実施形態におけるケーブルの絶縁劣化の位置を判定する他の一例の説明図。Explanatory drawing of another example which determines the position of the insulation deterioration of the cable in embodiment of this invention. 図3(a)に示した回路構成図の熱電対回路のケーブルの断線傾向(線抵抗の増加)をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性の特性図。The characteristic diagram of the impedance characteristic at the time of expressing the disconnection tendency (increase in wire resistance) of the cable of the thermocouple circuit of the circuit configuration diagram shown in FIG. 3A using a Nyquist diagram. 図3(a)に示した回路構成図のガルバニ電池が発生した場合のインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合の特性図。The characteristic view at the time of expressing the impedance characteristic when the galvanic battery of the circuit block diagram shown to Fig.3 (a) generate | occur | produces using a Nyquist diagram. 本発明の実施形態における熱電対回路のケーブルの劣化として、断線傾向(線抵抗の増加)、短絡傾向(線間抵抗の減少)、ケーブル間のガルバニ電池が発生した場合の影響についての説明図。Explanatory drawing about the influence at the time of the disconnection tendency (increase in line resistance), a short circuit tendency (decrease in line resistance), and the galvanic battery between cables as deterioration of the cable of the thermocouple circuit in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における熱電対回路のケーブルのインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性に基づいてケーブルの絶縁劣化の程度を判定する一例の説明図。Explanatory drawing of an example which determines the grade of the insulation deterioration of a cable based on the impedance characteristic at the time of expressing the impedance characteristic of the cable of the thermocouple circuit in embodiment of this invention using a Nyquist diagram. 本発明の実施形態における熱電対回路のケーブルのインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性に基づいてケーブルの絶縁劣化の位置を判定する一例の説明図。Explanatory drawing of an example which determines the position of the insulation deterioration of a cable based on the impedance characteristic at the time of expressing the impedance characteristic of the cable of the thermocouple circuit in embodiment of this invention using a Nyquist diagram.

以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態に係るケーブル健全性評価方法の一例を示すフローチャート、図2は本発明の実施形態に係るケーブル健全性評価方法が適用される熱電対回路の一例の回路構成図である。   Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a flowchart showing an example of a cable soundness evaluation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an example of a thermocouple circuit to which the cable soundness evaluation method according to an embodiment of the present invention is applied. is there.

図2において、本発明の実施形態の熱電対回路は、原子力発電所の原子炉格納容器PCV(Primary Containment Vessel)に熱電対11が設置され、熱電対11で検出された検出信号(温度)はケーブル12a、12bにより測定装置13に伝送される。ケーブル12a、12bは、中継端子台14を介して原子炉格納容器PCVの貫通部の内側に設置されたペネ内側端子台15に接続され、原子炉格納容器PCVの貫通部(PCVペネ)16を通り原子炉格納容器PCVの外側の原子炉建屋R/B(Reactor Building)のペネ外側端子台17に接続され、さらに、中央操作室の測定装置13に接続される。   In FIG. 2, the thermocouple circuit of the embodiment of the present invention has a thermocouple 11 installed in a reactor containment vessel PCV (Primary Containment Vessel) of a nuclear power plant, and a detection signal (temperature) detected by the thermocouple 11 is The data is transmitted to the measuring device 13 through the cables 12a and 12b. The cables 12a and 12b are connected to the penet inner terminal block 15 installed inside the penetration portion of the reactor containment vessel PCV via the relay terminal block 14, and the penetration portion (PCV penetration) 16 of the reactor containment vessel PCV is connected. It is connected to the penet outer terminal block 17 of the reactor building R / B (Reactor Building) outside the through-reactor containment vessel PCV, and further connected to the measuring device 13 in the central operation room.

熱電対11は原子炉格納容器PCVの内部温度を検出するものであり、例えば、異なる二種の金属が銅とコンスタンタンであるT型熱電対を採用している。ケーブル12a、12bは熱電対11の二種の金属と同じ金属で形成されており、例えばケーブル12aが銅であり、ケーブル12bがコンスタンタンである。   The thermocouple 11 detects the internal temperature of the reactor containment vessel PCV. For example, a T-type thermocouple in which two different types of metals are copper and constantan is adopted. The cables 12a and 12b are made of the same metal as the two kinds of metals of the thermocouple 11, and for example, the cable 12a is copper and the cable 12b is constantan.

このように、本発明の実施形態の熱電対回路は、原子炉格納容器PCV、つまり取り替えの難しい箇所に設置され、しかも、熱電対回路のケーブル12a、12bが長い。また、ケーブル12a、12bは異種の金属(銅、コンスタンタン)であり、湿潤環境下に設置されることから、ケーブル12a、12bの電気的特性が湿潤環境下の影響を受けて変化する可能性がある。   As described above, the thermocouple circuit according to the embodiment of the present invention is installed in the reactor containment vessel PCV, that is, a place where replacement is difficult, and the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit are long. Further, since the cables 12a and 12b are different kinds of metals (copper and constantan) and are installed in a humid environment, there is a possibility that the electrical characteristics of the cables 12a and 12b change due to the influence of the humid environment. is there.

そこで、本発明の実施形態では熱電対回路のインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスの特性が予め定めた基準値の範囲内にあるか否かを判定し、ケーブルの絶縁体の劣化の有無に起因するケーブルの健全性を評価するようにした。   Therefore, in the embodiment of the present invention, the impedance of the thermocouple circuit is measured, it is determined whether or not the characteristic of the measured impedance is within the range of the predetermined reference value, and it is caused by the presence or absence of deterioration of the cable insulator. I tried to evaluate the soundness of the cable.

図1において、本発明の実施形態に係るケーブル健全性評価方法では、まず、熱電対回路のケーブル12a、12bに電圧又は電流を印加する(S1)。すなわち、測定装置13側から試験用の電圧又は試験用の電流を熱電対回路のケーブル12a、12bに印加する。そして、電圧を印加したときはケーブル12a、12bに流れる電流を測定し、電流を印加したときはケーブル12a、12b間の電圧を測定する。   In FIG. 1, in the cable soundness evaluation method according to the embodiment of the present invention, first, voltage or current is applied to the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit (S1). That is, a test voltage or a test current is applied to the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit from the measuring device 13 side. When a voltage is applied, the current flowing through the cables 12a and 12b is measured. When a current is applied, the voltage between the cables 12a and 12b is measured.

次に、熱電対回路のインピーダンスを測定する(S2)。熱電対回路のインピーダンスZは、試験用の電圧Vrを印加したときは計測されたケーブル12a、12bに流れる電流Iを用いて、Z=Vr/Iとして求める。一方、試験用の電流Irを印加したときは計測されたケーブル12a、12b間の電圧Vを用いて、Z=V/Irとして求める。   Next, the impedance of the thermocouple circuit is measured (S2). The impedance Z of the thermocouple circuit is obtained as Z = Vr / I using the measured current I flowing through the cables 12a and 12b when the test voltage Vr is applied. On the other hand, when the test current Ir is applied, the measured voltage V between the cables 12a and 12b is used to obtain Z = V / Ir.

そして、インピーダンス特性が基準値の範囲内にあるかどうかを判定する(S3)。ステップS2で求めたインピーダンスは、周波数(角周波数ω)の関数で示されるので、周波数を変化させたときのインピーダンス特性が予め定めた基準値の範囲内にあるかどうかを判定する。予め定めた基準値の範囲については後述する。   Then, it is determined whether or not the impedance characteristic is within the range of the reference value (S3). Since the impedance obtained in step S2 is represented by a function of frequency (angular frequency ω), it is determined whether or not the impedance characteristic when the frequency is changed is within a predetermined reference value range. The predetermined reference value range will be described later.

ステップS3の判定で、インピーダンス特性が予め定めた基準値の範囲内にあるときは、ケーブルは正常であると評価する(S4)。一方、インピーダンス特性が予め定めた基準値の範囲内にないときは、ケーブルは劣化していると評価する(S4)。ケーブルが劣化していると評価したときは、その熱電対回路の熱電対から検出される検出信号(温度)は監視制御に使用しないとか、熱電対回路の取り替えを検討することになる。   If it is determined in step S3 that the impedance characteristic is within a predetermined reference value range, it is evaluated that the cable is normal (S4). On the other hand, when the impedance characteristic is not within the predetermined reference value range, it is evaluated that the cable is deteriorated (S4). When it is evaluated that the cable is deteriorated, the detection signal (temperature) detected from the thermocouple of the thermocouple circuit is not used for monitoring control, or replacement of the thermocouple circuit is considered.

次に、インピーダンス特性の予め定めた基準値の範囲について説明する。熱電対回路のケーブル12a、12bの劣化として、ケーブル12a、12bの断線傾向(線抵抗の増加)、異種金属であるケーブル12a、12b間に発生したガルバニ電池の影響が考えられる。   Next, the predetermined reference value range of the impedance characteristic will be described. As the deterioration of the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit, the cable 12a and 12b tend to be disconnected (increase in wire resistance) and the influence of the galvanic cell generated between the cables 12a and 12b, which are different metals.

まず、熱電対回路のケーブルの断線傾向(線抵抗の増加)について検討する。図3は、熱電対回路のケーブルの断線傾向(線抵抗の増加)についてインピーダンス特性の一例の説明図であり、図3(a)は熱電対回路のケーブル12aの一部が断線傾向となった場合を示す回路構成図、図3(b)は断線傾向のインピーダンス特性の特性図である。図3(b)ではインピーダンス特性を周波数を変数とした場合を示している。   First, the disconnection tendency (increase in wire resistance) of thermocouple circuit cables will be examined. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of impedance characteristics regarding the disconnection tendency (increase in line resistance) of the cable of the thermocouple circuit, and FIG. 3A shows that a part of the cable 12a of the thermocouple circuit tends to be disconnected. FIG. 3B is a characteristic diagram of impedance characteristics with a tendency to disconnection. FIG. 3B shows a case where the impedance characteristic has a frequency as a variable.

例えば、図3(a)に示すように、ケーブル12a、12bの長さが300mであり、測定装置13側から295mで熱電対側から5mの位置の抵抗をRaとし、抵抗Raの値を変化させて、測定装置側から見たインピーダンスZを測定し、ケーブル12aが断線傾向にある場合のインピーダンスZの特性を検討する。抵抗Raが0のときは断線傾向は無しであり、抵抗Raが∞のときは断線である。抵抗Raを0Ω〜10kΩに変化させたときの測定装置側から見たインピーダンス特性を図3(b)に示す。   For example, as shown in FIG. 3A, the length of the cables 12a and 12b is 300 m, the resistance at the position of 295 m from the measuring device 13 and 5 m from the thermocouple side is Ra, and the value of the resistance Ra is changed. Then, the impedance Z viewed from the measuring device side is measured, and the characteristics of the impedance Z when the cable 12a tends to be broken are examined. When the resistance Ra is 0, there is no disconnection tendency, and when the resistance Ra is ∞, it is a disconnection. FIG. 3B shows the impedance characteristics viewed from the measuring device side when the resistance Ra is changed from 0Ω to 10 kΩ.

いま、測定装置側から見たインピーダンスZをZ=Re−jImとする。そして、以下の説明では、縦軸にインピーダンスZの絶対値|Z|、横軸に周波数をとり、周波数ωをある値から小さくなる方向に変化させてインピーダンス特性を表すこととする。抵抗Raが0Ωのときは、図3(b)の曲線S1に示すように、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、ケーブルの導体抵抗R1 にほぼ等しくなる。断線傾向となって抵抗Raが発生すると、図3(b)の曲線S2に示すように、インピーダンスZの特性は、その絶対値|Z|が大きくなる。さらに、断線傾向が進行すると、図3(b)の曲線S3に示すように、インピーダンスZの特性は、その絶対値|Z|がさらに大きくなる。このように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raが大きくなるにつれて、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、その絶対値|Z|が大きくなる。 Now, it is assumed that the impedance Z viewed from the measuring device side is Z = Re−jIm. In the following description, the vertical axis represents the absolute value | Z | of the impedance Z, the horizontal axis represents the frequency, and the frequency ω is changed from a certain value to a smaller value to represent the impedance characteristics. When the resistance Ra is 0Ω, the characteristic of the impedance Z viewed from the measuring device side is almost equal to the conductor resistance R 1 of the cable, as shown by the curve S1 in FIG. When the resistance Ra is generated due to the disconnection tendency, the absolute value | Z | of the characteristic of the impedance Z increases as shown by the curve S2 in FIG. Further, when the disconnection tendency proceeds, the absolute value | Z | of the characteristic of the impedance Z further increases as shown by the curve S3 in FIG. As described above, as the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b increases, the absolute value | Z | of the characteristic of the impedance Z viewed from the measuring device side increases.

次に、熱電対回路の異種金属であるケーブル12a、12b間に発生したガルバニ電池の影響について検討する。図4は、熱電対回路のケーブル間に発生したガルバニ電池の影響についての説明図であり、図4(a)は熱電対回路のケーブル12a、12b間にガルバニ電池が発生した場合を示す回路構成図、図4(b)はガルバニ電池の内部インピーダンスの等価回路の一例を示す回路図、図4(c)はガルバニ電池が発生したケーブルのインピーダンスの計算式の説明図、図4(d)はガルバニ電池が発生した場合のインピーダンス特性の特性図である。図4(d)ではインピーダンス特性を周波数を変数とした場合を示している。   Next, the influence of the galvanic battery generated between the cables 12a and 12b, which are different metals of the thermocouple circuit, will be examined. FIG. 4 is an explanatory view of the influence of the galvanic cell generated between the cables of the thermocouple circuit, and FIG. 4A is a circuit configuration showing a case where the galvanic cell is generated between the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit. FIG. 4B is a circuit diagram showing an example of an equivalent circuit of the internal impedance of the galvanic cell, FIG. 4C is an explanatory diagram of a calculation formula for the impedance of the cable generated by the galvanic cell, and FIG. It is a characteristic view of the impedance characteristic when a galvanic battery generate | occur | produces. FIG. 4D shows a case where the impedance characteristic has a frequency as a variable.

いま、図4(a)に示すように、ケーブル12a、12bの長さが300mであり、その間の3mに渡り水道水により浸漬させた。これによりガルバニ電池18を発生させることにした。ガルバニ電池とは各電極表面で生じる電気化学反応の平衡電位(標準酸化還元電位)の差異に起因する電池のことであり、電極が水溶液や水膜等の電解質を介して導通している場合に形成される。熱電対における熱起電力とは別物である。すなわち、ガルバニ電池は異種の電気伝導体の相が直列につながっていて、そのうち少なくとも1つがイオン伝導体の相であり、かつ両端の相が同じ化学的組成の電子伝導体である電気化学的な系であり、銅とコンスタンタンの導体間で発生すると考えられる。カルバニ電池には必ず内部インピーダンスがある。   Now, as shown to Fig.4 (a), the length of cable 12a, 12b is 300 m, and it was made to immerse with tap water over 3 m in the meantime. As a result, the galvanic battery 18 was generated. A galvanic cell is a cell caused by a difference in the equilibrium potential (standard oxidation-reduction potential) of the electrochemical reaction that occurs on the surface of each electrode. When the electrode is conducted through an electrolyte such as an aqueous solution or water film, It is formed. It is different from the thermoelectromotive force in the thermocouple. That is, a galvanic cell is an electrochemical cell in which phases of different types of electrical conductors are connected in series, at least one of which is an ionic conductor phase, and both end phases are electronic conductors of the same chemical composition. It is considered to occur between copper and constantan conductors. Every Kalbani battery has an internal impedance.

図4(b)に示すように、ガルバニ電池の内部インピーダンスは、ケーブル12a、12bの線間抵抗Rxとガルバニ電池容量成分Cとの並列回路に導体抵抗R1を直列接続したものとして示される。そうすると、測定装置側から見たインピーダンスZは、図4(c)に示すように、以下の(1)式で示される。 As shown in FIG. 4B, the internal impedance of the galvanic cell is shown as the conductor resistance R 1 connected in series to the parallel circuit of the line resistance Rx and the galvanic cell capacity component C of the cables 12a and 12b. Then, as shown in FIG. 4C, the impedance Z viewed from the measuring device side is expressed by the following equation (1).

Z=Z’−jZ”
=R1+Rx/(1+ωRx){ωRxC/(1+ωRx)} …(1)
そして、周波数ωをある値から小さくなる方向に変化させると、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、図4(d)に示すように、周波数が小さくなるにつれてインピーダンスZの絶対値|Z|は大きくなる特性となる。
Z = Z'-jZ "
= R 1 + Rx / (1 + ω 2 Rx 2 C 2 ) {ωRx 2 C / (1 + ω 2 Rx 2 C 2 )} (1)
Then, when the frequency ω is changed from a certain value to become smaller, the characteristic of the impedance Z seen from the measuring device side is as shown in FIG. 4D, as the frequency becomes smaller, the absolute value | Z of the impedance Z | Is an increasing characteristic.

図5は熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した特性図である。図5では縦軸をインピーダンスの実部Reとし、横軸を周波数として示している。図5において、曲線G1、G2は、ケーブルが絶縁劣化している場合のインピーダンス特性の一例を示し、曲線G3はケーブルが正常である場合のインピーダンス特性の一例を示している。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing the impedance characteristics of the thermocouple circuit with the frequency as a variable. In FIG. 5, the vertical axis represents the real part Re of the impedance, and the horizontal axis represents the frequency. In FIG. 5, curves G1 and G2 show examples of impedance characteristics when the cable is insulation-degraded, and curves G3 show examples of impedance characteristics when the cable is normal.

熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合には、熱電対回路のケーブルが正常であるか否かは、周波数を変化させたときのインピーダンスの実部Reの軌跡に注目して判断する。これは、ケーブル12a、12bにカルバニ電池が発生しているときは、図4(c)に示すように、インピーダンスの実部Re(Z’)は周波数が小さくなるにつれて大きくなる特性を示すので、その特性に注目する。   When the impedance characteristics of the thermocouple circuit are expressed using the frequency as a variable, whether or not the cable of the thermocouple circuit is normal is determined by paying attention to the locus of the real part Re of the impedance when the frequency is changed. To do. This is because when the carbani battery is generated in the cables 12a and 12b, as shown in FIG. 4 (c), the real part Re (Z ′) of the impedance increases as the frequency decreases. Pay attention to its characteristics.

図6は、熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合のインピーダンス特性により熱電対回路のケーブルが正常であるか否かを判定する一例の説明図である。図6に示すインピーダンス特性は、図5の曲線G2の低周波領域(0.1〜40Hz)におけるインピーダンス特性である。所定の低周波数領域(0.1〜40Hz)内で周波数変動に伴うインピーダンスの実部Reの変動分ΔReが予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かで、熱電対回路のケーブルが正常であるか否かを判定する。これは、インピーダンスの実部Re(Z’)は周波数が小さくなるにつれて大きくなる特性を示すからである。   FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of determining whether or not the cable of the thermocouple circuit is normal based on the impedance characteristic when the impedance characteristic of the thermocouple circuit is expressed as a variable. The impedance characteristics shown in FIG. 6 are impedance characteristics in the low frequency region (0.1 to 40 Hz) of the curve G2 in FIG. The cable of the thermocouple circuit depends on whether or not the fluctuation ΔRe of the real part Re of the impedance accompanying the frequency fluctuation is within a predetermined reference value ΔRref within a predetermined low frequency region (0.1 to 40 Hz). It is determined whether or not it is normal. This is because the real part Re (Z ′) of the impedance exhibits a characteristic that increases as the frequency decreases.

図6に示すように、例えば、低周波領域(0.1〜40Hz)におけるインピーダンスの実部Reの変動分ΔReが基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かで判定するようにしている。この場合、図5の曲線G2のインピーダンスの実部Reの変動分ΔReは低周波領域(0.1〜40Hz)で基準値ΔRrefを逸脱しているので、ケーブルは絶縁劣化していると判定する。図5の曲線G1、G3のインピーダンス特性についても同様に判定する。なお、ケーブルが正常である曲線G3の場合は、インピーダンスの実部Re(Z’)は周波数が小さくなっても一定であるので、曲線G2のインピーダンスの実部Reの変動分ΔReは低周波領域(0.1〜40Hz)で基準値ΔRrefの範囲内である。   As shown in FIG. 6, for example, the determination is made based on whether or not the fluctuation ΔRe of the real part Re of the impedance in the low frequency region (0.1 to 40 Hz) is within the range of the reference value ΔRref. In this case, since the variation ΔRe of the real part Re of the impedance of the curve G2 in FIG. 5 deviates from the reference value ΔRref in the low frequency region (0.1 to 40 Hz), it is determined that the cable is deteriorated in insulation. . The impedance characteristics of the curves G1 and G3 in FIG. In the case of the curve G3 in which the cable is normal, the real part Re (Z ′) of the impedance is constant even when the frequency is reduced. It is within the range of the reference value ΔRref at (0.1 to 40 Hz).

以上の説明では、所定の低周波数領域として、0.1〜40Hzとしたが、0Hzを除いた100Hz以下の周波数であってもよい。周波数を低くすると、基準値ΔRrefを大きく設定できるので判定の精度が向上するが、判定に時間がかかることになる。実用的には商用周波数(50Hz、60Hz)を除いた0.1〜100Hzの範囲が望ましい。   In the above description, the predetermined low frequency region is 0.1 to 40 Hz, but may be a frequency of 100 Hz or less excluding 0 Hz. If the frequency is lowered, the reference value ΔRref can be set large, so that the accuracy of the determination is improved, but the determination takes time. Practically, a range of 0.1 to 100 Hz excluding commercial frequencies (50 Hz and 60 Hz) is desirable.

また、周波数変動に伴うインピーダンスの実部Reの変動分ΔReとしたが、インピーダンスの絶対値|Z|としてもよい。これは、低周波領域では、インピーダンスの実部Reとインピーダンスの絶対値|Z|とはほぼ等しくなるからである。   Further, although the variation ΔRe of the real part Re of the impedance accompanying the frequency variation is used, it may be the absolute value | Z | of the impedance. This is because the real part Re of impedance and the absolute value | Z | of impedance are substantially equal in the low frequency region.

次に、熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合のケーブルの絶縁劣化の位置を判定する場合について説明する。図7は、本発明の実施形態における熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合のケーブルの絶縁劣化の位置を判定する一例の説明図であり、図7では、ガルバニ電池が発生した位置を変化させたときのインピーダンス特性の特性図を示している。   Next, a description will be given of a case where the position of cable insulation deterioration is determined when the impedance characteristics of the thermocouple circuit are expressed as a variable. FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of determining the position of insulation deterioration of the cable when the impedance characteristic of the thermocouple circuit in the embodiment of the present invention is expressed as a variable. In FIG. 7, a galvanic cell is generated. The characteristic figure of the impedance characteristic when changing a position is shown.

図4に示した場合と同様に、ケーブル12a、12bの長さが300mであり、ケーブル12a、12b間の熱電対11からXの位置に3mに渡り、水道水により浸漬させてガルバニ電池18を発生させ、熱電対11の先端からガルバニ電池18の位置までの距離Xが200mのとき、100mのとき、15mのときのインピーダンスを測定した。   As in the case shown in FIG. 4, the length of the cables 12a and 12b is 300 m, the thermocouple 11 between the cables 12a and 12b is extended from the thermocouple 11 to the position of X by 3 m, and immersed in tap water to install the galvanic cell 18. The impedance was measured when the distance X from the tip of the thermocouple 11 to the position of the galvanic cell 18 was 200 m, 100 m, or 15 m.

図7において、曲線H1は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが15mのときのインピーダンス特性の軌跡であり、曲線H2は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが100mのときのインピーダンス特性の軌跡、曲線H3は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが200mのときのインピーダンス特性の軌跡である。   In FIG. 7, a curve H1 is a locus of impedance characteristics when the distance X from the tip of the thermocouple to the galvanic cell position is 15 m, and a curve H2 is a distance X from the tip of the thermocouple to the galvanic cell position is 100 m. The locus of the impedance characteristic at the time of, and the curve H3 is the locus of the impedance characteristic when the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 200 m.

熱電対11の先端からガルバニ電池18までの距離が長くなると、測定装置13からの距離が短くなるのでインピーダンスの実部Reが小さくなる。つまり、ガルバニ電池の位置までの距離Xが15mのときのインピーダンスの実部Reは大きく、距離Xが100m、200mと長くなるにつれて、インピーダンスの実部Reは小さくなる。このように、インピーダンスZの実部Reの大きさや軌跡を判断することにより、ケーブルの絶縁劣化の位置を判定できる。 When the distance from the tip of the thermocouple 11 to the galvanic cell 18 is increased, the distance from the measuring device 13 is decreased, so that the real part Re of the impedance is decreased. That is, the real part Re of the impedance when the distance X to the position of the galvanic cell is 15 m is large, and the real part Re of the impedance becomes small as the distance X becomes 100 m and 200 m. Thus, by determining the size and locus of the real part Re of the impedance Z , the position of cable insulation deterioration can be determined.

また、測定装置13が計測した温度指示値Tと熱電対11の周囲の雰囲気温度T0との温度誤差T−T0によっても熱電対11の先端からガルバニ電池18までの距離Xを推定できる。図8は、本発明の実施形態におけるケーブルの絶縁劣化の位置を判定する他の一例の説明図である。   The distance X from the tip of the thermocouple 11 to the galvanic battery 18 can also be estimated from the temperature error T-T0 between the temperature indication value T measured by the measuring device 13 and the ambient temperature T0 around the thermocouple 11. FIG. 8 is an explanatory diagram of another example for determining the position of cable insulation deterioration in the embodiment of the present invention.

図8において、曲線I1は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが15mのときの温度誤差T−T0の軌跡であり、曲線I2は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが100mのときの温度誤差T−T0の軌跡、曲線I3は熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが200mのときの温度誤差T−T0の軌跡である。   In FIG. 8, curve I1 is a locus of temperature error T-T0 when the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 15 m, and curve I2 is the distance from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell. The locus of the temperature error T-T0 when X is 100 m, and the curve I3 is the locus of the temperature error T-T0 when the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 200 m.

図8に示すように、熱電対11の先端からガルバニ電池18までの距離が長くなると、熱電対11の周囲の雰囲気温度T0に関係なく温度誤差T−T0が大きくなる。熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが15mのときは、熱電対11の周囲の雰囲気温度T0が50℃〜200℃で変化しても、温度誤差T−T0は約5℃である。同様に、熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが100mのときは、熱電対11の周囲の雰囲気温度T0が50℃〜200℃で変化しても、温度誤差T−T0は約25℃であり、熱電対の先端からガルバニ電池の位置までの距離Xが200mのときは、熱電対11の周囲の雰囲気温度T0が50℃〜200℃で変化しても、温度誤差T−T0は約80℃である。   As shown in FIG. 8, when the distance from the tip of the thermocouple 11 to the galvanic cell 18 increases, the temperature error T-T0 increases regardless of the ambient temperature T0 around the thermocouple 11. When the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 15 m, the temperature error T-T0 is about 5 ° C even if the ambient temperature T0 around the thermocouple 11 changes from 50 ° C to 200 ° C. is there. Similarly, when the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 100 m, even if the ambient temperature T0 around the thermocouple 11 changes from 50 ° C to 200 ° C, the temperature error T-T0 is about When the distance X from the tip of the thermocouple to the position of the galvanic cell is 200 m when the ambient temperature T0 around the thermocouple 11 changes from 50 ° C to 200 ° C, the temperature error T-T0 Is about 80 ° C.

このように、測定装置13が計測した温度指示値Tと熱電対11の周囲の雰囲気温度T0との温度誤差T−T0を判断することにより、ケーブルの絶縁劣化の位置を判定できる。   Thus, by determining the temperature error T-T0 between the temperature instruction value T measured by the measuring device 13 and the ambient temperature T0 around the thermocouple 11, the position of cable insulation deterioration can be determined.

以上の説明では、熱電対回路のインピーダンス特性を周波数を変数として表した場合について説明したが、インピーダンス特性をナイキスト線図で表現してもよい。   In the above description, the impedance characteristic of the thermocouple circuit is described with the frequency as a variable. However, the impedance characteristic may be expressed by a Nyquist diagram.

図9は、図3(a)に示した回路構成図の熱電対回路のケーブルの断線傾向(線抵抗の増加)をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性の特性図である。   FIG. 9 is a characteristic diagram of impedance characteristics when the cable disconnection tendency (increase in line resistance) of the thermocouple circuit in the circuit configuration diagram shown in FIG. 3A is represented using a Nyquist diagram.

いま、測定装置側から見たインピーダンスZをZ=Re−jImとする。そして、以下の説明では、縦軸に虚軸Im、横軸に実軸Reをとり、周波数ωを0〜∞の範囲で変化させてナイキスト線図でインピーダンス特性を表すこととする。抵抗Raが0Ωのときは、図9の曲線C1に示すように、測定装置側から見たインピーダンスZの特性はほぼ0である。抵抗Raが100Ωのときは、図9の曲線C2に示すように、インピーダンスZの特性は第1象限で非常に小さい半円の円弧を描く。抵抗Raが1kΩのときは、図9の曲線C3に示すように、インピーダンスZは第1象限で小さい半円の円弧を描く。抵抗Raが10kΩのときは、図9の曲線C4に示すように、インピーダンスZは第1象限で大きな半円の円弧を描く。このように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raが大きくなるにつれて、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、第1象限で大きな半円の円弧を描く。   Now, it is assumed that the impedance Z viewed from the measuring device side is Z = Re−jIm. In the following description, the ordinate represents the imaginary axis Im, the abscissa represents the real axis Re, and the frequency ω is changed in the range of 0 to ∞, and the impedance characteristics are represented by a Nyquist diagram. When the resistance Ra is 0Ω, the characteristic of the impedance Z viewed from the measuring device side is almost 0 as shown by a curve C1 in FIG. When the resistance Ra is 100Ω, the characteristic of the impedance Z draws a very small semicircular arc in the first quadrant as shown by a curve C2 in FIG. When the resistance Ra is 1 kΩ, the impedance Z draws a small semicircular arc in the first quadrant, as shown by a curve C3 in FIG. When the resistance Ra is 10 kΩ, the impedance Z draws a large semicircular arc in the first quadrant as shown by a curve C4 in FIG. As described above, as the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b increases, the characteristic of the impedance Z viewed from the measuring device side draws a large semicircular arc in the first quadrant.

次に、熱電対回路の異種金属であるケーブル12a、12b間に発生したガルバニ電池の影響について検討する。図10は、図3(a)に示した回路構成図のガルバニ電池が発生した場合のインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合の特性図である。ガルバニ電池が発生した場合には、測定装置側から見たインピーダンスZは、前述の(1)式で示されるので、周波数ωを0〜∞の範囲で変化させると、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、図10に示すように第1象限で半円の円弧を描く。   Next, the influence of the galvanic battery generated between the cables 12a and 12b, which are different metals of the thermocouple circuit, will be examined. FIG. 10 is a characteristic diagram in the case where the impedance characteristic when the galvanic battery of the circuit configuration diagram shown in FIG. 3A is generated is represented using a Nyquist diagram. When a galvanic battery is generated, the impedance Z viewed from the measuring device side is expressed by the above-described equation (1). Therefore, when the frequency ω is changed in the range of 0 to ∞, the impedance viewed from the measuring device side. The characteristic of Z draws a semicircular arc in the first quadrant as shown in FIG.

図11は、熱電対回路のケーブルの劣化として、断線傾向(線抵抗の増加)、短絡傾向(線間抵抗の減少)、ケーブル間のガルバニ電池が発生した場合の影響についての説明図である。図11では、ガルバニ電池の発生、かつ、ケーブル12a、12bの断線傾向(線抵抗の増加)に加え、ケーブル12a、12b間の短絡傾向による影響も考慮している。   FIG. 11 is an explanatory view of the influence when a disconnection tendency (increase in line resistance), a tendency toward short circuit (decrease in line resistance), and a galvanic cell between cables occur as deterioration of the cable of the thermocouple circuit. In FIG. 11, in addition to the occurrence of galvanic cells and the tendency of the cables 12a and 12b to be disconnected (increase in wire resistance), the influence of the short-circuit tendency between the cables 12a and 12b is also considered.

すなわち、図11(a)は熱電対回路のケーブル12aの一部が断線傾向でケーブル12a、12b間が短絡傾向であり熱電対回路のケーブル12a、12b間にガルバニ電池が発生した場合を示す回路構成図、図11(b)は断線傾向または短絡傾向でありガルバニ電池が発生した場合のインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合の特性図である。   That is, FIG. 11A is a circuit showing a case where a part of the cable 12a of the thermocouple circuit tends to be disconnected and the cable 12a, 12b tends to be short-circuited, and a galvanic battery is generated between the cables 12a, 12b of the thermocouple circuit. FIG. 11B is a characteristic diagram when impedance characteristics when a galvanic battery is generated and a galvanic battery is generated are expressed using a Nyquist diagram.

図11(a)に示すように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raや熱電対回路のケーブル12a、12b間に発生したガルバニ電池18に加え、ケーブル12a、12bの短絡傾向を示す抵抗Rbも考慮している。その場合のインピーダンス特性は、図11(b)に示すようになる。   As shown in FIG. 11A, in addition to the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b and the galvanic battery 18 generated between the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit, the resistance indicating the short-circuit tendency of the cables 12a and 12b. Rb is also considered. The impedance characteristic in that case is as shown in FIG.

例えば、低負荷(電流が流れにくい高抵抗負荷)ではガルバニ電池の高い電圧が維持される状態となるのでガルバニ電池容量成分Cは大きくなる。一方、高負荷(電流が多く流れる低負荷回路)ではガルバニ電池の電圧が低下するので、ガルバニ電池容量成分Cは小さくなる。   For example, at a low load (a high resistance load in which current does not easily flow), a high voltage of the galvanic battery is maintained, so that the galvanic battery capacity component C increases. On the other hand, since the voltage of the galvanic battery decreases at a high load (a low load circuit through which a large amount of current flows), the galvanic battery capacity component C becomes small.

このように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raやケーブル12a、12bの短絡傾向を示す抵抗Rbが小さい高負荷回路では、インピーダンス特性は曲線E1に示すように、半円の円弧状は小さくなり(容量成分C小)、抵抗Raや抵抗Rbが大きい低抵抗負荷では、インピーダンス特性は曲線E2に示すように、半円の円弧状は大きくなる(容量成分Cが大)。   As described above, in a high load circuit having a small resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b and a resistance Rb indicating a short-circuit tendency of the cables 12a and 12b, the impedance characteristic is a semicircular arc shape as shown by the curve E1. In a low resistance load with a small resistance (capacitance component C small) and a large resistance Ra or resistance Rb, the impedance characteristic has a large semicircular arc shape (capacitance component C is large) as shown by a curve E2.

以上述べた断線傾向(線抵抗の増加)、ケーブル間の短絡傾向(線間抵抗の減少)、ケーブル間のガルバニ電池が発生した場合のインピーダンス特性から、ケーブルの絶縁体の劣化の有無に起因するケーブルの健全性を評価する。   Due to the presence or absence of deterioration of the insulation of the cable from the above-mentioned disconnection tendency (increase in wire resistance), short-circuit tendency between cables (decrease in line resistance), and impedance characteristics when a galvanic battery is generated between cables Evaluate the soundness of the cable.

図12は本発明の実施形態における熱電対回路のケーブルのインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性に基づいてケーブルの絶縁劣化の程度を判定する一例の説明図であり、図12(a)はケーブルが正常である場合のインピーダンス特性の一例を示す特性図、図12(b)はケーブルが絶縁劣化している場合のインピーダンス特性の一例を示す特性図、図12(c)はインピーダンス特性が予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かを判定する一例の説明図である。   FIG. 12 is an explanatory diagram of an example in which the degree of insulation deterioration of the cable is determined based on the impedance characteristic when the impedance characteristic of the cable of the thermocouple circuit in the embodiment of the present invention is expressed using a Nyquist diagram. 12 (a) is a characteristic diagram showing an example of the impedance characteristic when the cable is normal, FIG. 12 (b) is a characteristic chart showing an example of the impedance characteristic when the cable is insulated, and FIG. 12 (c). These are explanatory drawings of an example for determining whether or not the impedance characteristic is within a predetermined reference value ΔRref.

熱電対回路のケーブルが正常であるか否かは、インピーダンス特性の第1象限のインピーダンスの軌跡に注目して判断する。これは、前述したように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raについては、図9に示すように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raが大きくなるにつれて、測定装置側から見たインピーダンスZの特性は、第1象限で大きな半円の円弧を描くからである。また、ガルバニ電池が発生しているときも、図10に示すように第1象限で半円の円弧を描くからである。   Whether or not the cable of the thermocouple circuit is normal is determined by paying attention to the impedance locus in the first quadrant of the impedance characteristic. As described above, the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b is viewed from the measuring device side as the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b increases as shown in FIG. This is because the characteristic of the impedance Z draws a large semicircular arc in the first quadrant. Also, when a galvanic cell is generated, a semicircular arc is drawn in the first quadrant as shown in FIG.

図12(a)に示す熱電対回路のインピーダンス特性や、図12(b)に示す熱電対回路のインピーダンス特性に対して、第1象限のインピーダンスの軌跡部分X1、X2を取り出し、第1象限のインピーダンスの軌跡部分X1、X2が予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かを判定する。すなわち、周波数の変化に伴い変化したインピーダンス特性(第1象限のインピーダンスの軌跡部分X1、X2)が予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かを判定する。   For the impedance characteristics of the thermocouple circuit shown in FIG. 12 (a) and the impedance characteristics of the thermocouple circuit shown in FIG. 12 (b), the locus portions X1 and X2 of the impedance in the first quadrant are extracted, It is determined whether or not the impedance locus portions X1 and X2 are within a predetermined reference value ΔRref. That is, it is determined whether or not the impedance characteristic (the locus portion X1 and X2 of the impedance in the first quadrant) that has changed with the change in frequency is within a predetermined reference value ΔRref.

図12(c)に示すように、第1象限のインピーダンスの軌跡部分Xに対して、インピーダンスZの実部Reが予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるか否かを判定する。これは、ケーブル12a、12bが断線傾向を示すとき、ケーブル12a、12bが短絡傾向を示すとき、ガルバニ電池が発生しているときのいずれの場合であっても、第1象限でほぼ半円の円弧を描くので、それを判定するためである。図12(a)に示す熱電対回路のインピーダンス特性では、第1象限のインピーダンスの軌跡が小さくインピーダンスZの実部Reが予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にあるのでケーブルは正常であると判定する。一方、図12(b)に示す熱電対回路のインピーダンス特性では、第1象限のインピーダンスの軌跡が大きくインピーダンスZの実部Reが予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にないのでケーブルは絶縁劣化していると判定する。図12(c)では、第1象限のインピーダンスの軌跡が小さくインピーダンスZの実部Reが予め定めた基準値ΔRrefの範囲内にある図12(a)に示す熱電対回路のインピーダンス特性を示している。   As shown in FIG. 12C, it is determined whether or not the real part Re of the impedance Z is within a predetermined reference value ΔRref with respect to the locus X of the impedance in the first quadrant. This is almost semicircular in the first quadrant, regardless of whether the cables 12a, 12b show a disconnection tendency, the cables 12a, 12b show a short-circuit tendency, or a galvanic battery is generated. This is because an arc is drawn so that it can be determined. In the impedance characteristics of the thermocouple circuit shown in FIG. 12A, the cable is determined to be normal because the impedance locus in the first quadrant is small and the real part Re of the impedance Z is within the predetermined reference value ΔRref. To do. On the other hand, in the impedance characteristic of the thermocouple circuit shown in FIG. 12 (b), since the locus of the impedance in the first quadrant is large and the real part Re of the impedance Z is not within the predetermined reference value ΔRref, the cable is deteriorated in insulation. It is determined that FIG. 12C shows the impedance characteristics of the thermocouple circuit shown in FIG. 12A in which the locus of the impedance in the first quadrant is small and the real part Re of the impedance Z is within the predetermined reference value ΔRref. Yes.

基準値ΔRrefは、ケーブルに発生した絶縁劣化が熱電対で検出した検出信号(温度)に与える影響(温度誤差)の許容範囲を満たすように定める。例えば、熱電対回路(熱電対11やケーブル12a、12b)が湿潤環境に置かれる場合には、ケーブル12a、12bが断線傾向や短絡傾向を示すだけでなく、ケーブルにガルバニ電池が発生することが予想されるので、ケーブルに発生したガルバニ電池が熱電対で検出した検出信号に与える影響の許容範囲に定める。   The reference value ΔRref is determined so as to satisfy the allowable range of the influence (temperature error) that the insulation deterioration generated in the cable has on the detection signal (temperature) detected by the thermocouple. For example, when the thermocouple circuit (thermocouple 11 or cables 12a, 12b) is placed in a humid environment, the cables 12a, 12b not only show a tendency to break or a short circuit, but a galvanic cell may be generated in the cable. Since it is expected, the allowable range of the influence of the galvanic battery generated in the cable on the detection signal detected by the thermocouple is determined.

これにより、例えば、熱電対回路(熱電対11やケーブル12a、12b)が湿潤環境に置かれ、ケーブル12a、12bが断線傾向や短絡傾向を示すとき、あるいはガルバニ電池が発生しているときのいずれの場合であっても、ケーブルの絶縁体の劣化の有無に起因するケーブルの健全性を評価できる。   Thereby, for example, when the thermocouple circuit (thermocouple 11 or cables 12a, 12b) is placed in a wet environment and the cables 12a, 12b show a disconnection tendency or a short-circuit tendency, or when a galvanic battery is generated. Even in this case, it is possible to evaluate the soundness of the cable due to the presence or absence of deterioration of the cable insulator.

以上の説明では、周波数変動に伴うインピーダンスの実部Reの変動分ΔReとしたが、インピーダンスの絶対値|Z|としてもよい。これは、低周波領域では、インピーダンスの実部Reとインピーダンスの絶対値|Z|とはほぼ等しくなるからである。   In the above description, the variation ΔRe of the real part Re of the impedance due to the frequency variation is used, but it may be the absolute value | Z | of the impedance. This is because the real part Re of impedance and the absolute value | Z | of impedance are substantially equal in the low frequency region.

次に、測定したインピーダンスの特性をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性に基づいてケーブルの絶縁劣化の位置を判定する場合について説明する。図13は、熱電対回路のケーブルのインピーダンス特性をナイキスト線図を用いて表した場合のインピーダンス特性に基づいてケーブルの絶縁劣化の位置を判定する一例の説明図である。   Next, a description will be given of a case where the position of cable insulation deterioration is determined based on the impedance characteristics when the measured impedance characteristics are expressed using a Nyquist diagram. FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of determining the position of cable insulation deterioration based on the impedance characteristics when the impedance characteristics of the cable of the thermocouple circuit are expressed using a Nyquist diagram.

図13において、曲線F1は熱電対11の先端からガルバニ電池18の位置までの距離Xが200mのときのインピーダンス特性の軌跡であり、計測装置13側からの直流抵抗(線抵抗Raに相当)は302Ωである。曲線F2は熱電対11の先端からガルバニ電池18の位置までの距離Xが100mのときのインピーダンス特性の軌跡であり、計測装置13側からの直流抵抗(線抵抗Raに相当)は318Ωである。曲線F3は熱電対11の先端からガルバニ電池18の位置までの距離Xが15mのときのインピーダンス特性の軌跡であり、計測装置13側からの直流抵抗(線抵抗Raに相当)は324Ωである。なお、曲線F2、F3の曲線F2’、F3’部分は測定装置13からガルバニ電池18までのケーブルのLCR分により生じるインピーダンス軌跡である。   In FIG. 13, a curve F1 is a locus of impedance characteristics when the distance X from the tip of the thermocouple 11 to the position of the galvanic battery 18 is 200 m, and the DC resistance (corresponding to the line resistance Ra) from the measuring device 13 side is 302Ω. A curve F2 is a locus of impedance characteristics when the distance X from the tip of the thermocouple 11 to the position of the galvanic cell 18 is 100 m, and the DC resistance (corresponding to the line resistance Ra) from the measuring device 13 side is 318Ω. A curve F3 is a locus of impedance characteristics when the distance X from the tip of the thermocouple 11 to the position of the galvanic cell 18 is 15 m, and the DC resistance (corresponding to the line resistance Ra) from the measuring device 13 side is 324Ω. The curves F2 'and F3' of the curves F2 and F3 are impedance loci generated by the LCR portion of the cable from the measuring device 13 to the galvanic battery 18.

熱電対11の先端からガルバニ電池18までの距離が長くなると、前述したように、ケーブル12a、12bの断線傾向を示す抵抗Raを増加させたことと同じようになり、ガルバニ電池容量成分Cが大きくなり、図11(b)で示したように、半円の円弧が大きくなる。また、ガルバニ電池18の位置が熱電対11の先端から遠いほど半円の円弧が大きくなると温度指示値が高くなる。これは、半円の円弧が大きいときはガルバニ電池容量成分Cが大きく高い電圧を維持し、測定装置13での検出信号が大きな値を示すことになるからである。例えば、測定時の室温が22℃のとき、熱電対11の先端からガルバニ電池18の位置までの距離Xが200mのときは約80℃を示し、距離Xが100mのときは約50℃を示し、距離Xが15mのときは約30℃を示した。   When the distance from the tip of the thermocouple 11 to the galvanic cell 18 is increased, as described above, the resistance Ra indicating the disconnection tendency of the cables 12a and 12b is increased, and the galvanic cell capacity component C is increased. Thus, as shown in FIG. 11B, the semicircular arc becomes larger. Further, as the position of the galvanic battery 18 is farther from the tip of the thermocouple 11, the temperature indication value increases as the semicircular arc becomes larger. This is because when the semicircular arc is large, the galvanic battery capacity component C is large and maintains a high voltage, and the detection signal at the measuring device 13 shows a large value. For example, when the room temperature at the time of measurement is 22 ° C., the distance X from the tip of the thermocouple 11 to the position of the galvanic cell 18 is about 80 ° C. when the distance X is 200 m, and about 50 ° C. when the distance X is 100 m. When the distance X was 15 m, about 30 ° C. was indicated.

このように、熱電対回路のケーブル12a、12bのインピーダンスZの実部Re及び半円の円弧の大きさを判断することにより、ケーブルの絶縁劣化の位置を判定できる。   Thus, by determining the real part Re of the impedance Z of the cables 12a and 12b of the thermocouple circuit and the size of the semicircular arc, the position of the insulation deterioration of the cable can be determined.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11…熱電対、12…ケーブル、13…測定装置、14…中継端子台、15…ペネ内側端子台、16…PCVペネ、17…ペネ外側端子台、18…ガルバニ電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Thermocouple, 12 ... Cable, 13 ... Measuring device, 14 ... Relay terminal block, 15 ... Penet inner terminal block, 16 ... PCV penetr, 17 ... Penet outer terminal block, 18 ... Galvanic cell

Claims (4)

熱電対を形成する異なる二種の金属から引き出され、前記熱電対で検出した検出信号を測定装置に伝送する前記二種の金属と同じ金属で形成されたケーブルの健全性を評価するケーブル健全性評価方法において、
前記測定装置側から前記ケーブルに電圧又は電流を印加し、
前記測定装置側から見たインピーダンスを測定し、
前記測定したインピーダンスの特性が予め定めた基準値の範囲内にあるか否かを判定し、
前記ケーブルの絶縁体の劣化の有無に起因する前記ケーブルの健全性を評価することを特徴とするケーブル健全性評価方法。
Cable soundness that evaluates the soundness of a cable that is drawn from two different types of metal that forms a thermocouple and that transmits a detection signal detected by the thermocouple to a measuring device, the same metal as the two types of metal In the evaluation method,
Apply voltage or current to the cable from the measuring device side,
Measure the impedance viewed from the measuring device side,
Determining whether the measured impedance characteristic is within a predetermined reference value range;
A cable soundness evaluation method characterized by evaluating the soundness of the cable due to the presence or absence of deterioration of the insulator of the cable.
前記熱電対及び前記ケーブルは湿潤環境に置かれたものであり、前記予め定めた基準値の範囲は、前記ケーブルに発生したガルバニ電池が前記熱電対で検出した検出信号に与える影響の許容範囲であることを特徴とする請求項1記載のケーブル健全性評価方法。   The thermocouple and the cable are placed in a humid environment, and the range of the predetermined reference value is an allowable range of the influence of the galvanic battery generated in the cable on the detection signal detected by the thermocouple. The cable soundness evaluation method according to claim 1, wherein: 前記測定したインピーダンスの特性に基づいて前記ケーブルの絶縁劣化の程度を判定することを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載のケーブル健全性評価方法。   The cable soundness evaluation method according to claim 1, wherein the degree of insulation deterioration of the cable is determined based on the measured impedance characteristic. 前記測定したインピーダンスの特性に基づいて前記ケーブルの絶縁劣化の位置を判定することを特徴とする請求項1乃至3記載のケーブル健全性評価方法。   The cable soundness evaluation method according to claim 1, wherein a position of insulation deterioration of the cable is determined based on the measured impedance characteristic.
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