JP7109323B2 - 劣化度推定装置、及び、劣化度推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、劣化度推定装置、及び、劣化度推定方法に関する。

現在、一対の電線と一対の電線を被覆する絶縁部材とを含むケーブルが、電力の供給又は電気信号の伝送に用いられている。このようなケーブルは、使用期間が長くなると、劣化が進行し、断線、短絡、通信不良などを引き起こす可能性がある。このため、ケーブルの劣化度を推定し、ケーブルを交換すべきか否かを決定したり、ケーブルの交換時期を推定したりすることが重要である。

ケーブルの劣化の主な原因は、絶縁部材の経年劣化である。現在、ケーブルの劣化度を推定する種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、ケーブル導体と遮蔽層間にパルス電圧を印加し、ケーブルから戻る反射パルスから、劣化位置と劣化の程度とを診断する劣化診断方法が記載されている。

特開平１０－５４８６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された劣化診断方法は、基本的に、ケーブルの一部の劣化を診断する方法であり、ケーブル全体の劣化を診断する方法ではない。このため、ケーブル全体の劣化を精度良く推定する技術が望まれている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ケーブル全体の劣化を精度良く推定する劣化度推定装置、及び、劣化度推定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る劣化度推定装置は、
絶縁部材を含むケーブルに含まれる一対の電線の一端間に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記電圧パルスの印加が開始されてから予め定められた時間が経過するまでの期間における前記一対の電線の一端間の電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記ケーブルによる信号減衰量が最小の周波数である減衰最小周波数が予め定められた基準周波数以上である場合、前記電圧波形に基づく推定対象波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記推定対象波形上における前記一対の電線の他端で発生した反射波の先頭位置までの長さに対応するパルス往復時間から推定される前記ケーブルの劣化度である第１推定劣化度を示す情報を表示し、前記減衰最小周波数が前記基準周波数未満である場合、前記推定対象波形上における前記反射波の先頭位置と前記推定対象波形上における前記反射波による電圧変化が収束する位置である収束位置とを通過する直線の傾きである反射波傾斜角から推定される前記ケーブルの劣化度である第２推定劣化度を示す情報を表示する劣化度表示手段と、を備える。

本発明では、減衰最小周波数が基準周波数以上である場合、パルス往復時間からケーブルの劣化度が推定され、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、反射波傾斜角からケーブルの劣化度が推定される。従って、本発明によれば、ケーブル全体の劣化を精度良く推定することができる。

本発明の実施形態に係る劣化度推定システムの構成図 ケーブルの構成図 本発明の実施形態に係る劣化度推定装置の機能ブロック図 推定対象が高周波用ケーブルであるときに取得される電圧波形を示す図であり、（Ａ）は短絡時波形を示す図、（Ｂ）は開放時波形を示す図、（Ｃ）は差分波形を示す図 推定対象が低周波用ケーブルであるときに取得される電圧波形を示す図であり、（Ａ）は短絡時波形を示す図、（Ｂ）は開放時波形を示す図、（Ｃ）は差分波形を示す図 本発明の実施形態において取得される電圧波形の説明図 減衰最小周波数によりケーブルを分類する手法の説明図 往復時間割合と使用期間との対応関係を示す図 傾斜角割合と使用期間との対応関係を示す図 本発明の実施形態に係る劣化度推定装置が実行する劣化度推定処理を示すフローチャート 図１０における周波数特定処理を示すフローチャート 劣化度を示す情報を提示する画面を示す図

（実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る劣化度推定システム１０００について説明する。劣化度推定システム１０００は、劣化度推定装置１００と、開閉装置５００と、交流信号発生装置５１０と、を備える。劣化度推定システム１０００は、ケーブル６００の劣化度を推定するシステムである。ケーブル６００は、劣化度の推定対象のケーブルであり、ケーブル６１０とケーブル６２０とケーブル６３０とが直列に接続されたケーブルである。なお、劣化度の推定対象のケーブルは、ケーブル６００のように複数のケーブルが直列に接続されたケーブルであってもよいし、１本のケーブルであってもよい。

ケーブル６１０，６２０，６３０は、電力又は情報の伝送に用いられるケーブルである。本実施形態では、ケーブル６１０，６２０，６３０は、シールドが施されたツイストペアケーブル、つまり、ＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブルであるものとする。ただし、ケーブル６１０，６２０，６３０は、シールドが施されていないツイストペアケーブル、つまり、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブルであってもよいし、平行ケーブルであってもよい。以下、図２を参照して、ケーブル６１０の構成について説明する。

ケーブル６１０は、芯線６１１と、芯線６１２と、絶縁部材６１３と、絶縁部材６１４と、シールド線６１５と、絶縁部材６１６とを備える。芯線６１１と芯線６１２とは、電力や電気信号を送信するための電線であり、例えば、銅やアルミニウムにより構成される。絶縁部材６１３は、芯線６１１を被覆する絶縁体である。絶縁部材６１４は、芯線６１２を被覆する絶縁体である。絶縁部材６１３，６１４は、例えば、塩化ビニル樹脂などにより構成される。

シールド線６１５は、芯線６１１と芯線６１２とを被覆して遮蔽する。つまり、シールド線６１５は、外部空間から放射されたノイズが芯線６１１，６１２に進入することを防止する。また、シールド線６１５は、芯線６１１，６１２から外部空間にノイズが放射されることを防止する。また、シールド線６１５は、設備機器のシャーシに接続され、接地される。シールド線６１５は、例えば、銅やアルミニウムにより構成される。絶縁部材６１６は、シールド線６１５を被覆する絶縁体である。

ケーブル６２０，６３０の構成は、長さを除き、基本的には、ケーブル６１０の構成と同様である。本実施形態では、ケーブル６１０の長さをＬ１とし、ケーブル６２０の長さをＬ２とし、ケーブル６３０の長さをＬ３とする。ケーブル６２０は、芯線６２１と、芯線６２２と、を備える。ケーブル６３０は、芯線６３１と、芯線６３２と、を備える。図３に示すように、ケーブル６００は、一対の電線として、芯線６１１と芯線６２１と芯線６３１とが直列に接続された芯線６０１と、芯線６１２と芯線６２２と芯線６３２とが直列に接続された芯線６０２と、を備える。本実施形態では、ケーブル６００が備える一対の電線の一端には、劣化度推定装置１００が接続され、一対の電線の他端には、開閉装置５００と交流信号発生装置５１０とが接続される。

劣化度推定システム１０００は、ケーブル６００に設備機器が接続されている状態であっても、ケーブル６００の劣化度を推定することができる。ただし、ケーブル６００に接続された設備機器が備えるトランシーバ（図示せず）の内部では、ケーブル６００に含まれる一対の電線間が短絡されないものとする。図１には、ケーブル６００に、室外機２００と室内機３００と室内機４００とが接続されている様子を示している。室外機２００と室内機３００と室内機４００とは、ケーブル６００を介して電力又は情報を送受信する設備機器である。室外機２００は、室外に設置される空調機である。室内機３００，４００は、室内に設置される空調機である。

室外機２００と室内機３００とはケーブル６１０により接続される。つまり、室外機２００が備える端子２０１と室内機３００が備える端子３０１とは芯線６１１により接続され、室外機２００が備える端子２０２と室内機３００が備える端子３０２とは芯線６１２により接続される。また、室内機３００と室内機４００とはケーブル６２０により接続される。つまり、室内機３００が備える端子３０１と室内機４００が備える端子４０１とは芯線６２１により接続され、室内機３００が備える端子３０２と室内機４００が備える端子４０２とは芯線６２２により接続される。また、室内機４００と開閉装置５００とはケーブル６３０により接続される。つまり、室内機４００が備える端子４０１と開閉装置５００が備える端子５０１とは芯線６３１により接続され、室内機４００が備える端子４０２と開閉装置５００が備える端子５０２とは芯線６３２により接続される。

劣化度推定装置１００は、劣化度推定システム１０００の中核をなす装置であり、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）計測によりケーブル６００の劣化度を推定する。ケーブル６００の劣化度は、基本的に、ケーブル６００に含まれる絶縁部材の劣化の度合いである。ケーブル６００に含まれる絶縁部材は、絶縁部材６１３、絶縁部材６１４，絶縁部材６１６などである。ここで、絶縁部材が劣化すると、絶縁部材の比誘電率が上昇し、ケーブル６００の容量が増加する。そこで、劣化度推定装置１００は、基本的に、ＴＤＲ計測により、ケーブル６００の容量の増加量を推定し、ケーブル６００の劣化度を推定する。

ここで、ケーブル６００が高周波用ケーブルである場合、ケーブル６００の容量の増加量は、主に、後述するパルス往復時間の増加量として現れる。そこで、劣化度推定装置１００は、ケーブル６００が高周波用ケーブルである場合、パルス往復時間の増加量からケーブル６００の劣化度を推定する。高周波用ケーブルは、高周波信号の伝送に適したケーブルであり、高周波領域での周波数特性が良いケーブルである。高周波用ケーブルは、例えば、ＣＰＥＶＳケーブルである。ＣＰＥＶＳケーブルは、例えば、数百ｋＨｚ程度の信号の伝送に用いられるケーブルである。

一方、ケーブル６００が低周波用ケーブルである場合、ケーブル６００の容量の増加量は、主に、後述する反射波傾斜角の減少量として現れる。そこで、劣化度推定装置１００は、ケーブル６００が低周波用ケーブルである場合、反射波傾斜角の減少量からケーブル６００の劣化度を推定する。低周波用ケーブルは、低周波信号の伝送に適したケーブルであり、低周波領域での周波数特性が良いケーブルである。低周波用ケーブルは、例えば、ＭＶＶＳケーブルである。ＭＶＶＳケーブルは、例えば、０．３Ｈｚ～３．４ｋＨｚ程度の音声周波数帯域の信号の伝送に用いられるケーブルである。

開閉装置５００は、劣化度推定装置１００による制御に従って、ケーブル６００が備える一対の電線の他端間の接続状態を切り替える。開閉装置５００は、一対の電線の他端に接続された端子５０１及び端子５０２と、スイッチ５０３とを備える。スイッチ５０３は、端子５０１と端子５０２との間の状態を、短絡状態と開放状態との間で切り替える。開閉装置５００は、劣化度推定装置１００と無線で通信する通信インターフェース（図示せず）と、この通信インターフェースを介して劣化度推定装置１００から受信した情報に従って、スイッチ５０３の状態を制御する制御回路（図示せず）と、を備える。

交流信号発生装置５１０は、劣化度推定装置１００による制御に従って、指定された周波数と指定された振幅とを有する交流信号を、ケーブル６００が備える一対の電線の他端間に印加する。交流信号は、例えば、正弦波である。本実施形態では、交流信号の周波数は可変であり、交流信号の振幅は不変であるものとする。交流信号の周波数と交流信号の振幅とは、劣化度推定装置１００により指定される。交流信号発生装置５１０は、劣化度推定装置１００と無線で通信する通信インターフェース（図示せず）と、この通信インターフェースを介して劣化度推定装置１００から受信した情報に従って、電圧印加回路（図示せず）を制御する制御回路（図示せず）と、制御回路による制御に従って、ケーブル６００が備える一対の電線の他端間に交流信号を印加する電圧印加回路と、を備える。交流信号発生装置５１０は、例えば、パルスジェネレータである。

次に、図３を参照して、劣化度推定装置１００の機能について説明する。図３に示すように、劣化度推定装置１００は、機能的には、操作受付部１０１と、パルス印加部１０２と、電圧測定部１０３と、差分波形生成部１０４と、周波数特定部１０５と、記憶部１０６と、劣化度推定部１０７と、劣化度表示部１０８と、通信部１０９と、を備える。パルス印加手段は、例えば、パルス印加部１０２に対応する。波形測定手段と振幅測定手段とは、例えば、電圧測定部１０３に対応する。差分波形生成手段は、例えば、差分波形生成部１０４に対応する。周波数特定手段は、例えば、周波数特定部１０５に対応する。劣化度推定手段は、例えば、劣化度推定部１０７に対応する。劣化度表示手段は、例えば、劣化度表示部１０８に対応する。

操作受付部１０１は、ユーザから各種の操作を受け付ける。操作受付部１０１は、例えば、劣化度推定処理の開始指示を受け付ける。操作受付部１０１の機能は、例えば、タッチスクリーン（図示せず）、ボタン（図示せず）、マウス（図示せず）、キーボード（図示せず）の機能により実現される。

パルス印加部１０２は、絶縁部材を含むケーブル６００に含まれる一対の電線の一端間に電圧パルスを印加する。この電圧パルスは、ＴＤＲ計測のための電圧パルスである。ＴＤＲ計測は、立ち上がりの速い電圧パルスを２端子試料に印加して、試料に加わる電圧の時間的変化から、試料の内部構造を把握する手法である。本実施形態では、試料は、ケーブル６００である。この電圧パルスの振幅は、例えば、５Ｖである。この電圧パルスのパルス幅は、電気信号がケーブル６００を往復するのに要する時間（以下、適宜「パルス往復時間」という。）よりも十分に長い時間であり、例えば、数ｍｓｅｃ程度の時間である。

ここで、パルス印加部１０２は、一対の電線の他端間が開放されている開放時と一対の電線の他端間が短絡されている短絡時とのそれぞれにおいて、一対の電線の一端間に電圧パルスを印加する。パルス印加部１０２の機能は、例えば、スイッチング素子（図示せず）と直流電源（図示せず）とを備える電圧印加回路（図示せず）の機能により実現される。

電圧測定部１０３は、電圧パルスの印加が開始されてから予め定められた時間が経過するまでの期間における一対の電線の一端間の電圧の変化を示す電圧波形を測定する。この期間の長さは、上述したパルス往復時間よりも長い。また、電圧測定部１０３が電圧をサンプリングする周期は、上述したパルス往復時間よりも十分に短い（例えば、数ｎｓｅｃ程度）。

また、電圧測定部１０３は、一対の電線の他端間に指定された周波数を有する交流信号が印加されたときに、一対の電線の一端間に印加された交流信号の振幅を測定する。電圧測定部１０３の機能は、例えば、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器の機能により実現される。

差分波形生成部１０４は、短絡時波形と開放時波形とから差分波形を生成する。短絡時波形は、一対の電線の他端間の短絡時に電圧測定部１０３により測定された電圧波形である。開放時波形は、一対の電線の他端間の開放時に電圧測定部１０３により測定された電圧波形である。差分波形は、電圧パルスの先頭位置が重なるように時間軸を合わせて、短絡時波形に含まれる各電圧と開放時波形に含まれる各電圧との差分をとることにより得られる電圧波形である。差分波形生成部１０４の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）の機能により実現される。

周波数特定部１０５は、電圧測定部１０３により測定された振幅と上記指定された周波数との関係に基づいて、減衰最小周波数を特定する。減衰最小周波数は、ケーブル６００による信号減衰量が最小の周波数である。つまり、減衰最小周波数は、電気信号がケーブル６００を通過するときに、最も通過し易く、最も減衰量が少ない周波数成分である。減衰最小周波数は、ケーブル６００を通過する信号のゲインがピークとなるピーク周波数とも言える。周波数特定部１０５は、例えば、電圧測定部１０３により測定された振幅が最大である交流信号の周波数を、減衰最小周波数として特定する。周波数特定部１０５の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）の機能により実現される。

記憶部１０６は、劣化度推定処理に必要な各種の情報を記憶する。記憶部１０６は、例えば、第１対応関係情報と第２対応関係情報とを記憶する。第１対応関係情報は、往復時間割合と第１推定劣化度との対応関係を示す情報である。往復時間割合は、パルス往復時間の初期値に対する、推定対象波形から求めたパルス往復時間の割合である。パルス往復時間は、推定対象波形上における電圧パルスの先頭位置から推定対象波形上における一対の電線の他端で発生した反射波の先頭位置までの長さに対応する時間である。パルス往復時間の初期値は、ケーブル６００が新品であり、ケーブル６００が劣化していないときに、推定対象波形から求めたパルス往復時間である。

なお、ケーブル６００の長さ又は種類が異なれば、パルス往復時間も異なることは当然である。従って、本実施形態では、ケーブル６００の長さ及び種類自体は不変であることが前提である。推定対象波形は、劣化度の推定に用いられる電圧波形であり、電圧測定部１０３により測定された少なくとも１つの電圧波形に基づく電圧波形である。推定対象波形は、典型的には、差分波形であるが、短絡時波形又は開放時波形であってもよい。第１推定劣化度は、パルス往復時間から推定されるケーブル６００の劣化度である。

第２対応関係情報は、傾斜角割合と第２推定劣化度との対応関係を示す情報である。傾斜角割合は、反射波傾斜角の初期値に対する、推定対象波形から求めた反射波傾斜角の割合である。反射波傾斜角は、推定対象波形上における反射波の先頭位置と推定対象波形上における反射波による電圧変化が収束する位置である収束位置とを通過する直線の傾きである。反射波傾斜角の初期値は、ケーブル６００が新品であり、ケーブル６００が劣化していないときに、推定対象波形から求めた反射波傾斜角である。なお、ケーブル６００の種類が異なれば、反射波傾斜角も異なることは当然である。従って、本実施形態では、ケーブル６００の種類自体は不変であることが前提である。第２推定劣化度は、反射波傾斜角から推定されるケーブル６００の劣化度である。また、記憶部１０６は、パルス往復時間の初期値と反射波傾斜角の初期値とを記憶する。記憶部１０６の機能は、例えば、フラッシュメモリ（図示せず）の機能により実現される。

劣化度推定部１０７は、減衰最小周波数が基準周波数以上である場合、差分波形を推定対象波形としてパルス往復時間を求め、パルス往復時間から第１推定劣化度を推定する。また、劣化度推定部１０７は、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、差分波形を推定対象波形として反射波傾斜角を求め、反射波傾斜角から第２推定劣化度を推定する。

基準周波数は、減衰最小周波数を分類するための周波数の閾値である。つまり、基準周波数は、ケーブル６００を、高周波用ケーブルと低周波用ケーブルとのいずれかに分類するための周波数の閾値である。減衰最小周波数が基準周波数以上である場合、ケーブル６００は、高周波用ケーブルに分類される。一方、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、ケーブル６００は、低周波用ケーブルに分類される。基準周波数は、例えば、１００ｋＨｚである。劣化度推定部１０７の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）の機能により実現される。

ここで、劣化度推定部１０７は、往復時間割合と第１推定劣化度との対応関係を示す第１対応関係情報と、差分波形から求めたパルス往復時間と、パルス往復時間の初期値と、に基づいて、第１推定劣化度を推定する。また、劣化度推定部１０７は、傾斜角割合と第２推定劣化度との対応関係を示す第２対応関係情報と、差分波形から求めた反射波傾斜角と、反射波傾斜角の初期値と、に基づいて、第２推定劣化度を推定する。

劣化度表示部１０８は、劣化度推定部１０７により推定された劣化度を示す情報を表示する。劣化度表示部１０８は、減衰最小周波数が予め定められた基準周波数以上である場合、第１推定劣化度を示す情報を表示する。一方、劣化度表示部１０８は、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、第２推定劣化度を示す情報を表示する。劣化度表示部１０８の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）とタッチスクリーン（図示せず）とが協働することにより実現される。

通信部１０９は、開閉装置５００と通信し、また、交流信号発生装置５１０と通信する。通信部１０９は、短絡時波形の取得時に、スイッチ５０３を短絡状態にすることを指示する短絡指示情報を開閉装置５００に送信する。一方、開閉装置５００は、通信部１０９から受信した短絡指示情報に従って、スイッチ５０３を短絡状態にする。通信部１０９は、開放時波形の取得時に、スイッチ５０３を開放状態にすることを指示する開放指示情報を開閉装置５００に送信する。一方、開閉装置５００は、通信部１０９から受信した開放指示情報に従って、スイッチ５０３を開放状態にする。

また、通信部１０９は、周波数特定処理において、交流信号の周波数を指定する周波数指定情報と、交流信号の振幅を指定する振幅指定情報と、交流信号の出力開始を指示する開始指示情報と、交流信号の出力停止を指示する停止指示情報とを、交流信号発生装置５１０に送信する。一方、交流信号発生装置５１０は、通信部１０９から受信した各種の情報に従って、交流信号の出力を制御する。通信部１０９の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）と通信インターフェース（図示せず）とが協働することにより実現される。

次に、図４及び図５を参照して、ケーブル６００の経年劣化により、ＴＤＲ計測により取得される電圧波形が変化する様子について説明する。前提として、ＴＤＲ計測では、分布定数回路とみなされるケーブル６００に電圧パルスが印加され、特性インピーダンスが整合していない位置で、反射が生じる。具体的には、特性インピーダンスが急激に増大する位置では正の反射が生じ、特性インピーダンスが急激に減少する位置では負の反射が生じる。

ここで、ケーブル６００の他端が短絡されている場合、ケーブル６００の他端において、特性インピーダンスが急激に減少し、負の反射が生じる。その結果、測定される電圧波形上では、基本的に、電圧パルスの印加が開始された後、パルス往復時間が経過後、ケーブル６００の他端において発生した負の反射波の電圧パルスへの重畳が開始される。一方、ケーブル６００の他端が開放されている場合、ケーブル６００の他端において、特性インピーダンスが急激に増大し、正の反射が生じる。その結果、測定される電圧波形上では、基本的に、電圧パルスの印加が開始された後、パルス往復時間が経過後、ケーブル６００の他端において発生した正の反射波の電圧パルスへの重畳が開始される。本実施形態では、基本的に、「ケーブル６００の他端において発生した反射波」を単に「反射波」といい、「ケーブル６００の中間部分において発生した反射波」を適宜「他の反射波」という。

以下、図４を参照して、ケーブル６００が高周波用ケーブルであるときに取得される電圧波形について説明する。図４（Ａ）は、ケーブル６００が高周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される短絡時波形を示す図である。図４（Ｂ）は、ケーブル６００が高周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される開放時波形を示す図である。図４（Ｃ）は、ケーブル６００が高周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される差分波形を示す図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）において、破線は、ケーブル６００が劣化する前に取得される電圧波形を示し、実線は、ケーブル６００が劣化した後に取得される電圧波形を示している。なお、破線と実線とが重複する場合、実線で示している。なお、「ケーブル６００が劣化する前」は、基本的に、「ケーブル６００が新品であるとき」を意味する。

図４（Ａ）に示すように、ケーブル６００が劣化する前は、短絡時波形により示される電圧は、ｔ１０において０からＶ１１に急激に増大し、ｔ１１からｔ１３にかけてなだらかに減少し、ｔ１３以降はほぼＶ１２に維持される。ｔ１０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ１１は、ｔ１０からＴ１０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ１１は、ケーブル６００の一端において、負の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ１３は、ケーブル６００の一端において、負の反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、短絡時波形により示される電圧は、ｔ１０において０からＶ１１に急激に増大し、ｔ１２からｔ１４にかけてなだらかに減少し、ｔ１４以降はほぼＶ１２に維持される。ｔ１２は、ｔ１０からＴ１１により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ１２は、ケーブル６００の一端において、負の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ１４は、ケーブル６００の一端において、負の反射波による電圧変化が収束する時刻である。このように、ケーブル６００が劣化すると、パルス往復時間が長くなり、負の反射波の重畳される時刻が後方にシフトする。以下、この理由について説明する。

ケーブル６００が高周波用ケーブルである場合、ケーブル６００は、基本的に、分布定数回路としてモデル化される。ここで、伝搬速度をｖ、角周波数をω、虚部の係数をβとすると、ｖ＝ω／βである。また、伝播定数をγ、実部の係数をαとすると、γ＝α＋ｊβである。そして、ケーブル６００の抵抗をＲ、ケーブル６００のインダクタンスをＬ、ケーブル６００のコンダクタンスをＧ、ケーブル６００の容量をＣとすると、γ＝√（（Ｒ＋ｊωＬ）×（Ｇ＋ｊωＣ））である。ここで、ケーブル６００が劣化しても、Ｒは変化しないため、αは不変である。従って、ケーブル６００が劣化し、コンデンサ成分であるＣが大きくなると、伝搬速度が遅くなる。このため、高周波数帯において周波数特性の良いケーブル６００は、劣化が進行するとパルス往復時間が長くなる。

図４（Ｂ）に示すように、ケーブル６００が劣化する前は、開放時波形により示される電圧は、ｔ２０において０からＶ２１に急激に増大し、ｔ２１からｔ２３にかけてなだらかに減少し、ｔ２３以降はほぼＶ２２に維持される。ｔ２０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ２１は、ｔ２０からＴ２０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ２１は、ケーブル６００の一端において、正の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ２３は、ケーブル６００の一端において、正の反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、開放時波形により示される電圧は、ｔ２０において０からＶ２１に急激に増大し、ｔ２２からｔ２４にかけてなだらかに増加し、ｔ２４以降はほぼＶ２２に維持される。ｔ２２は、ｔ２０からＴ２１により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ２２は、ケーブル６００の一端において、正の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ２４は、ケーブル６００の一端において、正の反射波による電圧変化が収束する時刻である。このように、ケーブル６００が劣化すると、パルス往復時間が長くなり、正の反射波の重畳される時刻が後方にシフトする。

図４（Ｃ）に示すように、差分波形は、短絡時波形と開放時波形とを、電圧パルスの先頭位置であるｔ１０とｔ２０とが重なるように時間軸を合わせて、短絡時波形に含まれる各電圧と開放時波形に含まれる各電圧との差分をとることにより得られる電圧波形である。ここで、ｔ１０からｔ１１までの時間であるＴ１０と、ｔ２０からｔ２１までの時間であるＴ２０とは、同程度である。また、ｔ１０からｔ１２までの時間であるＴ１１と、ｔ２０からｔ２２までの時間であるＴ２１とは、同程度である。また、ｔ１２からｔ１４までの時間と、ｔ２２からｔ２４までの時間とは、同程度である。また、ｔ１１からｔ１３までの時間と、ｔ２１からｔ２３までの時間とは、同程度である。また、Ｖ１１とＶ２１とは、同程度である。

従って、ケーブル６００が劣化する前は、差分波形により示される電圧は、ｔ３０からｔ３１に至るまでほぼ０に維持され、ｔ３１からｔ３３にかけてなだらかに減少し、ｔ３３以降はほぼＶ３２に維持される。ｔ３０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ３１は、ｔ３０からＴ３０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ３１は、ケーブル６００の一端において、反射波の観測が開始される時刻である。ｔ３３は、ケーブル６００の一端において、反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、差分波形により示される電圧は、ｔ３０からｔ３２に至るまでほぼ０に維持され、ｔ３２からｔ３４にかけてなだらかに減少し、ｔ３４以降はほぼＶ３２に維持される。ｔ３２は、ｔ３０からＴ３１により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ３２は、ケーブル６００の一端において、反射波の観測が開始される時刻である。ｔ３４は、ケーブル６００の一端において、反射波による電圧変化が収束する時刻である。

このように、ケーブル６００が劣化すると、パルス往復時間が長くなり、反射波の重畳される時刻が後方にシフトする。Ｐ１０は、電圧パルスの先頭位置であり、ｔ３０に対応する位置である。Ｐ１１は、劣化前の差分波形における反射波の先頭位置であり、ｔ３１に対応する位置である。Ｐ１２は、劣化後の差分波形における反射波の先頭位置であり、ｔ３２に対応する位置である。

ここで、Ｔ１０とＴ２０とＴ３０は、同程度であり、いずれも、劣化前のパルス往復時間を示す。また、Ｔ１１とＴ２１とＴ３１は、同程度であり、いずれも、劣化後のパルス往復時間を示す。従って、短絡時波形と開放時波形と差分波形とのいずれを推定対象波形としても、劣化前のパルス往復時間と劣化後のパルス往復時間とを求めることは可能である。しかしながら、後述するように、Ｔ３０は、Ｔ１０とＴ２０とに比べて、正確に求めることが可能であり、Ｔ３１は、Ｔ１１とＴ２１とに比べて、正確に求めることが可能である。従って、本実施形態では、差分波形を推定対象波形として、劣化前のパルス往復時間と劣化後のパルス往復時間とを求める。以下、この理由について説明する。

上述したように、ＴＤＲ計測では、特性インピーダンスが変化する箇所で、反射波が生じる。このため、図１に示すように、ケーブル６００の中間部分に、室内機３００と室内機４００とが接続されている場合、この中間部分において、他の反射波が発生する。例えば、中間部分において、負の反射が発生する場合、短絡時波形において、ｔ１１とｔ１２とを精度良く特定することが困難であり、Ｔ１０とＴ１１とを精度良く特定することが困難である。同様に、中間部分において、正の反射が発生する場合、開放時波形において、ｔ２１とｔ２２とを精度良く特定することが困難であり、Ｔ２０とＴ２１とを精度良く特定することが困難である。

一方、ケーブル６００の中間部分における特性インピーダンスの仕方は、短絡時と開放時とで大きな差異はない。このため、差分波形では、ケーブル６００の中間部分で発生する他の反射波の影響が相殺される。従って、中間部分において、他の反射波が発生する場合においても、差分波形において、ｔ３１とｔ３２とを精度良く特定することが容易であり、Ｔ３０とＴ３１とを精度良く特定することが容易である。

次に、図５を参照して、ケーブル６００が低周波用ケーブルであるときに取得される電圧波形について説明する。図５（Ａ）は、ケーブル６００が低周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される短絡時波形を示す図である。図５（Ｂ）は、ケーブル６００が低周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される開放時波形を示す図である。図５（Ｃ）は、ケーブル６００が低周波用ケーブルであるときにＴＤＲ計測により取得される差分波形を示す図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）において、破線は、ケーブル６００が劣化する前に取得される電圧波形を示し、実線は、ケーブル６００が劣化した後に取得される電圧波形を示している。なお、破線と実線とが重複する場合、実線で示している。

図５（Ａ）に示すように、ケーブル６００が劣化する前は、短絡時波形により示される電圧は、ｔ１０において０からＶ１１に急激に増大し、ｔ１１からｔ１３にかけてなだらかに減少し、ｔ１３以降はほぼＶ１２に維持される。ｔ１０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ１１は、ｔ１０からＴ１０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ１１は、ケーブル６００の一端において、負の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ１３は、ケーブル６００の一端において、負の反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、短絡時波形により示される電圧は、ｔ１０において０からＶ１１に急激に増大し、ｔ１１からｔ１５にかけてなだらかに減少し、ｔ１５以降はほぼＶ１２に維持される。ｔ１５は、ケーブル６００の一端において、負の反射波による電圧変化が収束する時刻である。このように、ケーブル６００が劣化すると、反射波傾斜角が小さくなり、負の反射波による電圧変化が収束するのに要する時間が長くなる。反射波傾斜角は、反射波の先頭位置と収束位置とを通過する直線の傾きである。ケーブル６００の劣化前の反射波傾斜角は、Ｌ１０により示される直線の傾きであるＤ１０である。ケーブル６００の劣化後の反射波傾斜角は、Ｌ１１により示される直線の傾きであるＤ１１である。Ｄ１１は、Ｄ１０よりも小さい。以下、この理由について説明する。

ケーブル６００が低周波用ケーブルである場合、ケーブル６００は、基本的に、積分回路としてモデル化される。つまり、この場合、ケーブル６００は、電圧パルスに対して、分布定数回路というより積分回路として機能する。このため、電圧パルスは、印加された段階で積分波形となり、測定されるときも積分波形として測定される。ここで、積分波形では、コンデンサの成分が大きくなると、時定数が大きくなり、波形の傾きが鈍る。このため、低周波数帯において周波数特性の良いケーブル６００は、劣化が進行すると反射波傾斜角が小さくなる。

図５（Ｂ）に示すように、ケーブル６００が劣化する前は、開放時波形により示される電圧は、ｔ２０において０からＶ２１に急激に増大し、ｔ２１からｔ２３にかけてなだらかに減少し、ｔ２３以降はほぼＶ２２に維持される。ｔ２０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ２１は、ｔ２０からＴ２０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ２１は、ケーブル６００の一端において、正の反射波の観測が開始される時刻である。ｔ２３は、ケーブル６００の一端において、正の反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、開放時波形により示される電圧は、ｔ２０において０からＶ２１に急激に増大し、ｔ２１からｔ２５にかけてなだらかに増加し、ｔ２５以降はほぼＶ２２に維持される。ｔ２５は、ケーブル６００の一端において、正の反射波による電圧変化が収束する時刻である。このように、ケーブル６００が劣化すると、反射波傾斜角が小さくなり、正の反射波による電圧変化が収束するのに要する時間が長くなる。ケーブル６００の劣化前の反射波傾斜角は、Ｌ２０により示される直線の傾きであるＤ２０である。ケーブル６００の劣化後の反射波傾斜角は、Ｌ２１により示される直線の傾きであるＤ２１である。Ｄ２１は、Ｄ２０よりも小さい。

図５（Ｃ）に示すように、差分波形は、短絡時波形と開放時波形とを、電圧パルスの先頭位置であるｔ１０とｔ２０とが重なるように時間軸を合わせて、短絡時波形に含まれる各電圧と開放時波形に含まれる各電圧との差分をとることにより得られる電圧波形である。ここで、ｔ１０からｔ１１までの時間であるＴ１０と、ｔ２０からｔ２１までの時間であるＴ２０とは、同程度である。また、ｔ１１からｔ１３までの時間と、ｔ２１からｔ２３までの時間とは、同程度である。また、ｔ１１からｔ１５までの時間と、ｔ２１からｔ２５までの時間とは、同程度である。また、Ｖ１１とＶ２１とは、同程度である。

従って、ケーブル６００が劣化する前は、差分波形により示される電圧は、ｔ３０からｔ３１に至るまでほぼ０に維持され、ｔ３１からｔ３３にかけてなだらかに減少し、ｔ３３以降はほぼＶ３２に維持される。ｔ３０は、電圧パルスの立ち上がり時刻である。ｔ３１は、ｔ３０からＴ３０により示されるパルス往復時間が経過した時刻である。ｔ３１は、ケーブル６００の一端において、反射波の観測が開始される時刻である。ｔ３３は、ケーブル６００の一端において、反射波による電圧変化が収束する時刻である。

一方、ケーブル６００が劣化した後は、差分波形により示される電圧は、ｔ３０からｔ３１に至るまでほぼ０に維持され、ｔ３１からｔ３５にかけてなだらかに減少し、ｔ３５以降はほぼＶ３２に維持される。ｔ３５は、ケーブル６００の一端において、反射波による電圧変化が収束する時刻である。

このように、ケーブル６００が劣化すると、反射波傾斜角が小さくなり、反射波による電圧変化が収束するのに要する時間が長くなる。ケーブル６００の劣化前の反射波傾斜角は、Ｌ３０により示される直線の傾きであるＤ３０である。ケーブル６００の劣化後の反射波傾斜角は、Ｌ３１により示される直線の傾きであるＤ３１である。Ｄ３１は、Ｄ３０よりも小さい。Ｐ１０は、電圧パルスの先頭位置であり、ｔ３０に対応する位置である。Ｐ１１は、反射波の先頭位置であり、ｔ３１に対応する位置である。Ｐ１３は、劣化前の差分波形における収束位置であり、ｔ３３に対応する位置である。Ｐ１５は、劣化後の差分波形における収束位置であり、ｔ３５に対応する位置である。

ここで、Ｄ１０とＤ２０とＤ３０は、いずれも、劣化前の反射波傾斜角を示す。また、Ｄ１１とＤ２１とＤ３１は、いずれも、劣化後の反射波傾斜角を示す。なお、Ｄ１０は、（Ｖ１１－Ｖ１２）／（ｔ１３－ｔ１１）により表してもよい。また、Ｄ２０は、（Ｖ２２－Ｖ２１）／（ｔ２３－ｔ２１）により表してもよい。また、Ｄ３０は、Ｖ３２／（ｔ３３－ｔ３１）により表してもよい。また、Ｄ１１は、（Ｖ１１－Ｖ１２）／（ｔ１５－ｔ１１）により表してもよい。また、Ｄ２１は、（Ｖ２２－Ｖ２１）／（ｔ２５－ｔ２１）により表してもよい。また、Ｄ３１は、Ｖ３２／（ｔ３５－ｔ３１）により表してもよい。

短絡時波形と開放時波形と差分波形とのいずれを推定対象波形としても、劣化前の反射波傾斜角と劣化後の反射波傾斜角とを求めることは可能である。しかしながら、上述したように、差分波形は、短絡時波形と開放時波形とは異なり、ケーブル６００の中間部分で発生した他の反射波の影響が相殺された電圧波形である。このため、Ｄ３０は、Ｄ１０とＤ２０とに比べて、精度良く求めることが可能であり、Ｄ３１は、Ｄ１１とＤ２１とに比べて、精度良く求めることが可能である。従って、本実施形態では、差分波形を推定対象波形として、劣化前の反射波傾斜角と劣化後の反射波傾斜角とを求める。

ケーブル６００の中間部分に設備機器が接続されている場合、他の反射波の影響により、ＴＤＲ計測により実際に取得される短絡時波形及び開放時波形は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すようにきれいな電圧波形とはならない。従って、この場合、短絡時波形及び開放時波形から、反射波の先頭位置と収束位置とを精度良く特定することが困難であり、パルス往復時間と反射波傾斜角とを精度良く特定することが困難である。このため、この場合、推定対象波形として、差分波形を用いることが、強く望まれる。以下、図６を参照して、ＴＤＲ計測により実際に取得される電圧波形について説明する。

図６において、破線で示されるＬ５１は、短絡時波形を示し、細線で示されるＬ５２は、開放時波形を示し、太線で示されるＬ５３は、差分波形を示している。なお、理解を容易にするため、開放時波形は、１００ｍＶ分負の方向にオフセットし、差分波形は、１００ｍＶ分正の方向にオフセットしている。また、短絡時波形、開放時波形及び差分波形のいずれにおいても、電圧パルスの先頭位置を縦軸に合わせている。

理想的な短絡時波形では、ケーブル６００の他端で発生した負の反射波の先頭位置に対応するｔ１から収束位置に対応するｔ２までの期間においては、なだらかに電圧が低下し、他の期間においては、電圧が変動しない。しかしながら、実際に取得される短絡時波形では、ケーブル６００の中間部分で発生した反射波（以下、適宜、「他の反射波」という。）の影響により、他の期間においても、電圧が変動する。このため、実際に取得される短絡時波形から、ｔ１とｔ２とを正確に特定することは困難である。

また、理想的な開放時波形では、ケーブル６００の他端で発生した正の反射波の先頭位置に対応するｔ１から収束位置に対応するｔ２までの期間において、なだらかに電圧が上昇し、他の期間においては、電圧が変動しない。しかしながら、実際に取得される開放時波形では、他の反射波の影響により、他の期間においても、電圧が変動する。このため、実際に取得される開放時波形から、ｔ１とｔ２とを正確に特定することは困難である。

そこで、短絡時波形と開放時波形とから求められる差分波形から、ｔ１とｔ２とを特定することが好適である。差分波形では、他の反射波による影響が相殺されるため、基本的に、反射波の先頭位置に対応するｔ１から収束位置に対応するｔ２までの期間において、なだらかに電圧が上昇し、他の期間においては、電圧があまり変動しない。図６には、電圧パルスの先頭位置から反射波の先頭位置までの長さに対応するパルス往復時間を示すＴ４１を示している。また、図６には、反射波の先頭位置と収束位置とを通過する直線を示すＬ４１と、Ｌ４１の傾きである反射波傾斜角を示すＤ４１とを示している。

次に、図７を参照して、ケーブル６００を高周波用ケーブルと低周波用ケーブルとのいずれかに分類する方法について説明する。図７には、ケーブル６００を通過させる交流信号の周波数とケーブル６００を通過した交流信号の振幅との関係、つまり、ケーブル６００の周波数特性を示している。高い周波数で振幅が大きくなるほど、より高周波の伝送に適したケーブルであると言える。本実施形態では、減衰最小周波数が基準周波数以上である場合、ケーブル６００が高周波用ケーブルに分類され、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、ケーブル６００が低周波用ケーブルに分類される。図７には、減衰最小周波数をＦｍａｘで示し、基準周波数をＦｔｈで示している。

次に、図８を参照して、ケーブル６００が高周波用ケーブルである場合における、往復時間割合と使用期間（年）との対応関係について説明する。往復時間割合は、パルス往復時間の初期値に対する、パルス往復時間の測定値の割合である。パルス往復時間の初期値は、劣化前のケーブル６００において測定されたパルス往復時間である。パルス往復時間の測定値は、劣化後のケーブル６００において測定されたパルス往復時間である。使用期間は、ケーブル６００の使用期間である。

図８は、使用期間が長くなる程、往復時間割合が大きくなることを示している。つまり、求められた往復時間割合が大きい程、使用期間が長いと推定され、劣化度が高いと推定される。ここで、使用期間の推定値は、劣化度の推定値を示す指標とすることができる。従って、第１対応関係情報は、図８に示す情報であってもよい。なお、往復時間割合をＸ、使用期間をＹとすると、Ｙ＝４３６．８７Ｘ^２－８６２．３７Ｘ＋４２５．４７と近似することができる。なお、ケーブル６００が低周波用ケーブルである場合、往復時間割合と使用期間（年）との対応関係は、図８に示すように明確な対応関係とはならない可能性が高い。

次に、図９を参照して、ケーブル６００が低周波用ケーブルである場合における、傾斜角割合と使用期間（年）との対応関係について説明する。傾斜角割合は、反射波傾斜角の初期値に対する、反射波傾斜角の測定値の割合である。反射波傾斜角の初期値は、劣化前のケーブル６００において測定された反射波傾斜角である。反射波傾斜角の測定値は、劣化後のケーブル６００において測定された反射波傾斜角である。

図９は、使用期間が長くなる程、傾斜角割合が小さくなることを示している。つまり、求められた傾斜角割合が小さい程、使用期間が長いと見做され、劣化度が高いと見做される。ここで、使用期間の推定値は、劣化度の推定値を示す指標とすることができる。従って、第２対応関係情報は、図９に示す情報であってもよい。傾斜角割合をＸ、使用期間をＹとすると、Ｙ＝－８．８１６４Ｘ^２－２３．４３７Ｘ＋３２．４１７と近似することができる。なお、ケーブル６００が高周波用ケーブルである場合、傾斜角割合と使用期間（年）との対応関係は、図９に示すように明確な対応関係とはならない可能性が高い。

次に、図１０に示すフローチャートを参照して、劣化度推定装置１００が実行する劣化度推定処理について説明する。この劣化度推定処理は、劣化度推定方法を実現するための処理である。劣化度推定処理は、劣化度推定装置１００の電源が投入されると開始される。

まず、劣化度推定装置１００は、劣化度推定処理の開始指示があるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。例えば、劣化度推定装置１００は、操作受付部１０１に対して、劣化度推定処理の開始を指示する操作がユーザによりなされたか否かを判別する。劣化度推定装置１００は、劣化度推定処理の開始指示がないと判別すると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。

劣化度推定装置１００は、劣化度推定処理の開始指示があると判別すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、周波数特定処理を実行する（ステップＳ１０２）。周波数特定処理については、図１１に示すフローチャートを参照して、詳細に説明する。周波数特定処理は、減衰最小周波数を特定する処理であり、ケーブル６００を高周波用ケーブルと低周波用ケーブルとのいずれかに分類する処理である。

まず、劣化度推定装置１００は、スイッチ５０３を開状態に設定する（ステップＳ２０１）。具体的には、通信部１０９が、スイッチ５０３を開放状態にすることを指示する開放指示情報を開閉装置５００に送信する。一方、開閉装置５００は、通信部１０９から受信した開放指示情報に従って、スイッチ５０３を開放状態にする。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０１の処理を完了すると、交流信号の振幅を設定する（ステップＳ２０２）。具体的には、通信部１０９は、交流信号の振幅を指定する振幅指定情報を、交流信号発生装置５１０に送信する。なお、交流信号の振幅は、例えば、５Ｖである。一方、交流信号発生装置５１０は、通信部１０９から受信した振幅指定情報に従って、交流信号の振幅を設定する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０２の処理を完了すると、交流信号の周波数を初期値に設定する（ステップＳ２０３）。具体的には、通信部１０９は、交流信号の周波数として初期値を指定する周波数指定情報を、交流信号発生装置５１０に送信する。初期値は、例えば、１ｋＨｚである。一方、交流信号発生装置５１０は、通信部１０９から受信した周波数指定情報に従って、交流信号の周波数を初期値に設定する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０３の処理を完了すると、交流信号の出力開始を指示する（ステップＳ２０４）。具体的には、通信部１０９は、交流信号の出力開始を指示する開始指示情報を、交流信号発生装置５１０に送信する。一方、交流信号発生装置５１０は、通信部１０９から受信した開始指示情報に従って、交流信号の出力を開始する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０４の処理を完了すると、交流信号の振幅を測定する（ステップＳ２０５）。具体的には、電圧測定部１０３は、ケーブル６００の一端間に印加された電圧を測定し、交流信号の振幅を測定する。なお、測定される振幅は、ケーブル６００により減衰した振幅である。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０５の処理を完了すると、交流信号の周波数が上限値であるか否かを判別する（ステップＳ２０６）。上限値は、例えば、１ＭＨｚである。劣化度推定装置１００は、交流信号の周波数が上限値でないと判別すると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、交流信号の周波数を上げる（ステップＳ２０７）。具体的には、通信部１０９は、交流信号の周波数として現在の周波数よりも１段階上の周波数を指定する周波数指定情報を、交流信号発生装置５１０に送信する。なお、周波数は、例えば、１ｋＨｚずつ上げられるものとする。一方、交流信号発生装置５１０は、通信部１０９から受信した周波数指定情報に従って、交流信号の周波数を変更する。劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０７の処理を完了すると、ステップＳ２０４に処理を戻す。

劣化度推定装置１００は、交流信号の周波数が上限値であると判別すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、減衰最小周波数を特定する（ステップＳ２０８）。つまり、周波数特定部１０５は、振幅が最大である周波数を、減衰最小周波数として特定する。劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０８の処理を完了すると、ケーブル６００を分類する（ステップＳ２０９）。

例えば、劣化度推定装置１００は、減衰最小周波数が基準周波数以上である場合、ケーブル６００を高周波用ケーブルに分類し、減衰最小周波数が基準周波数未満である場合、ケーブル６００を低周波用ケーブルに分類する。劣化度推定装置１００は、ステップＳ２０９の処理を完了すると、周波数特定処理を完了する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、短絡時波形を取得する（ステップＳ１０３）。具体的には、通信部１０９は、スイッチ５０３を短絡状態にすることを指示する短絡指示情報を開閉装置５００に送信する。一方、開閉装置５００は、通信部１０９から受信した短絡指示情報に従って、スイッチ５０３を短絡状態にする。また、パルス印加部１０２は、ケーブル６００の一端間に電圧パルスを印加する。そして、電圧測定部１０３は、ケーブル６００の一端間の電圧を測定し、短絡時波形を測定する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、開放時波形を取得する（ステップＳ１０４）。具体的には、通信部１０９は、スイッチ５０３を開放状態にすることを指示する開放指示情報を開閉装置５００に送信する。一方、開閉装置５００は、通信部１０９から受信した開放指示情報に従って、スイッチ５０３を開放状態にする。また、パルス印加部１０２は、ケーブル６００の一端間に電圧パルスを印加する。そして、電圧測定部１０３は、ケーブル６００の一端間の電圧を測定し、開放時波形を測定する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０４の処理を完了すると、差分波形を生成する（ステップＳ１０５）。具体的には、差分波形生成部１０４は、短絡時波形と開放時波形とから差分波形を生成する。劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、ケーブル６００が高周波用ケーブルであるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。

劣化度推定装置１００は、ケーブル６００が高周波用ケーブルであると判別すると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、パルス往復時間を特定する（ステップＳ１０７）。つまり、劣化度推定部１０７は、差分波形から、電圧パルスの先頭位置と反射波の先頭位置とを特定し、電圧パルスの先頭位置から反射波の先頭位置までの長さに対応するパルス往復時間を算出する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０７の処理を完了すると、第１対応関係情報に基づいて第１推定劣化度を推定する（ステップＳ１０８）。具体的には、劣化度推定部１０７は、往復時間割合と第１推定劣化度との対応関係を示す第１対応関係情報と、算出されたパルス往復時間と、パルス往復時間の初期値と、に基づいて、第１推定劣化度を推定する。往復時間割合は、パルス往復時間の初期値に対する算出されたパルス往復時間の割合である。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０８の処理を完了すると、第１推定劣化度を示す情報を表示する（ステップＳ１０９）。具体的には、劣化度表示部１０８は、第１推定劣化度を示す画面を表示する。図１２に、第１推定劣化度を示す画面９００を示す。画面９００には、ケーブル６００の使用期間の推定値が、第１推定劣化度の指標値として表示されている。つまり、画面９００には、第１推定劣化度が、１５年使用したケーブル６００の劣化度と同程度であることが示されている。また、画面９００には、ケーブル６００の余命が５年程度であり、ケーブル６００を５年以内に交換することを推奨することとが示されている。劣化度推定装置１００は、ステップＳ１０９の処理を完了すると、ステップＳ１０１に処理を戻す。

劣化度推定装置１００は、ケーブル６００が高周波用ケーブルでないと判別すると（ステップＳ１０６：ＮＯ）、反射波傾斜角を特定する（ステップＳ１１０）。つまり、劣化度推定部１０７は、差分波形から、反射波の先頭位置と収束位置とを特定し、反射波の先頭位置と収束位置とを通過する直線の傾きを、反射波傾斜角として算出する。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１１０の処理を完了すると、第２対応関係情報に基づいて第２推定劣化度を推定する（ステップＳ１１１）。具体的には、劣化度推定部１０７は、傾斜角割合と第２推定劣化度との対応関係を示す第２対応関係情報と、算出された反射波傾斜角と、反射波傾斜角の初期値と、に基づいて、第２推定劣化度を推定する。傾斜角割合は、反射波傾斜角の初期値に対する算出された反射波傾斜角の割合である。

劣化度推定装置１００は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、第２推定劣化度を示す情報を表示する（ステップＳ１１２）。具体的には、劣化度表示部１０８は、第２推定劣化度を示す画面を表示する。なお、第２推定劣化度は、例えば、第１推定劣化度と同様に、ケーブル６００の使用期間の推定値を指標値として表示される。劣化度推定装置１００は、ステップＳ１１２の処理を完了すると、ステップＳ１０１に処理を戻す。

本実施形態では、ケーブル６００の周波数特性に応じて、第１推定劣化度と第２推定劣化度とのうちのいずれかが推定される。従って、本実施形態によれば、ケーブル６００の周波数特性に応じた精度のよい劣化度の推定が可能となる。

また、本実施形態では、推定対象波形として、短絡時波形と開放時波形とから求められた差分波形が用いられる。従って、本実施形態によれば、ケーブル６００の中間部分で発生した他の反射波の影響が相殺され、精度のよい劣化度の推定が可能となる。

（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。

本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。

実施形態では、推定対象波形が、短絡時波形の各電圧から開放時波形の各電圧を減じた差分波形である例について説明した。推定対象波形が、開放時波形の各電圧から短絡時波形の各電圧を減じた差分波形であってもよい。或いは、推定対象波形は、短絡時波形であってもよいし、開放時波形であってもよい。

実施形態では、ケーブル６００の劣化度を示す指標値が、ケーブル６００の使用期間の推定値である例について説明した。ケーブル６００の劣化度を示す指標値が、ケーブル６００の使用期間の推定値ではなく、他の指標値であってもよい。例えば、ケーブル６００の劣化度を示す指標値が、ケーブル６００の比誘電率の増加率であってもよい。

実施形態では、劣化度推定装置１００が開閉装置５００を制御し、開閉装置５００が一対の電線の他端間の状態を自動で制御する例について説明した。一対の電線の他端間の状態は、手動により開放状態と短絡状態との間で切り替えられてもよい。

実施形態では、交流信号発生装置５１０を用いて、ケーブル６００の減衰最小周波数を特定する例について説明した。ケーブル６００の種類又は型番により減衰最小周波数が特定可能である場合、交流信号発生装置５１０を設けなくてもよい。また、ケーブル６００が高周波用ケーブルと低周波用ケーブルとのいずれに分類されるかを指定する操作が操作受付部１０１により受け付けられる場合、交流信号発生装置５１０を設けなくてもよい。

実施形態では、空調システムが備えるケーブル６００の劣化度を推定する例について説明した。劣化度を推定するケーブルは、空調システムが備えるケーブルに限定されないことは勿論である。例えば、劣化度を推定するケーブルは、照明機器と照明制御装置とを備える照明システムが備えるケーブルであってもよい。

実施形態では、ケーブル６１０，６２０，６３０が２本の芯線を含む例について説明した。ケーブル６１０，６２０，６３０に含まれる芯線の本数は３本以上であってもよい。この場合、３本以上の芯線から選択される２本の芯線を上述した一対の電線を構成する芯線とみなして、上述した劣化度推定処理を実行することができる。

本発明に係る劣化度推定装置の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータ又は情報端末装置を本発明に係る劣化度推定装置として機能させることも可能である。また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、一対の電線と絶縁部材とを備えるケーブルに適用可能である。

１００ 劣化度推定装置、１０１ 操作受付部、１０２ パルス印加部、１０３ 電圧測定部、１０４ 差分波形生成部、１０５ 周波数特定部、１０６ 記憶部、１０７ 劣化度推定部、１０８ 劣化度表示部、１０９ 通信部、２０１，２０２，３０１，３０２，４０１，４０２，５０１，５０２ 端子、２００ 室外機、３００，４００ 室内機、５００ 開閉装置、５０３ スイッチ、５１０ 交流信号発生装置、６００，６１０，６２０，６３０ ケーブル、６０１，６０２，６１１，６１２，６２１，６２２，６３１，６３２ 芯線、６１３，６１４，６１６ 絶縁部材、６１５ シールド線、９００ 画面、１０００ 劣化度推定システム

Claims (6)

1. 絶縁部材を含むケーブルに含まれる一対の電線の一端間に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
   前記電圧パルスの印加が開始されてから予め定められた時間が経過するまでの期間における前記一対の電線の一端間の電圧の変化を示す電圧波形を測定する波形測定手段と、
   前記ケーブルによる信号減衰量が最小の周波数である減衰最小周波数が予め定められた基準周波数以上である場合、前記電圧波形に基づく推定対象波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記推定対象波形上における前記一対の電線の他端で発生した反射波の先頭位置までの長さに対応するパルス往復時間から推定される前記ケーブルの劣化度である第１推定劣化度を示す情報を表示し、前記減衰最小周波数が前記基準周波数未満である場合、前記推定対象波形上における前記反射波の先頭位置と前記推定対象波形上における前記反射波による電圧変化が収束する位置である収束位置とを通過する直線の傾きである反射波傾斜角から推定される前記ケーブルの劣化度である第２推定劣化度を示す情報を表示する劣化度表示手段と、を備える、
   劣化度推定装置。
2. 前記パルス印加手段は、前記一対の電線の他端間が短絡されている短絡時と前記一対の電線の他端間が開放されている開放時とのそれぞれにおいて、前記一対の電線の一端間に前記電圧パルスを印加し、
   前記短絡時に前記波形測定手段により測定された電圧波形である短絡時波形と、前記開放時に前記波形測定手段により測定された電圧波形である開放時波形とを、前記電圧パルスの先頭位置が重なるように時間軸を合わせて、前記短絡時波形に含まれる電圧と前記開放時波形に含まれる電圧との差分をとることにより得られる電圧波形である差分波形を生成する差分波形生成手段と、
   前記減衰最小周波数が前記基準周波数以上である場合、前記差分波形を前記推定対象波形として前記パルス往復時間を求め、前記パルス往復時間から前記第１推定劣化度を推定し、前記減衰最小周波数が前記基準周波数未満である場合、前記差分波形を前記推定対象波形として前記反射波傾斜角を求め、前記反射波傾斜角から前記第２推定劣化度を推定する劣化度推定手段と、を更に備える、
   請求項１に記載の劣化度推定装置。
3. 前記劣化度推定手段は、前記パルス往復時間の初期値に対する前記差分波形から求めた前記パルス往復時間の割合である往復時間割合と前記第１推定劣化度との対応関係を示す第１対応関係情報に基づいて、前記第１推定劣化度を推定する、
   請求項２に記載の劣化度推定装置。
4. 前記劣化度推定手段は、前記反射波傾斜角の初期値に対する前記差分波形から求めた前記反射波傾斜角の割合である傾斜角割合と前記第２推定劣化度との対応関係を示す第２対応関係情報に基づいて、前記第２推定劣化度を推定する、
   請求項２又は３に記載の劣化度推定装置。
5. 前記一対の電線の他端間に指定された周波数を有する交流信号が印加されたときに、前記一対の電線の一端間に印加された前記交流信号の振幅を測定する振幅測定手段と、
   前記振幅測定手段により測定された前記振幅と前記指定された周波数との関係に基づいて、前記減衰最小周波数を特定する周波数特定手段と、を更に備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の劣化度推定装置。
6. 絶縁部材を含むケーブルに含まれる一対の電線の一端間に電圧パルスを印加し、
   前記電圧パルスの印加が開始されてから予め定められた時間が経過するまでの期間における前記一対の電線の一端間の電圧の変化を示す電圧波形を測定し、
   前記ケーブルによる信号減衰量が最小の周波数である減衰最小周波数が予め定められた基準周波数以上である場合、前記電圧波形に基づく推定対象波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記推定対象波形上における前記一対の電線の他端で発生した反射波の先頭位置までの長さに対応するパルス往復時間から前記ケーブルの劣化度を推定し、前記減衰最小周波数が前記基準周波数未満である場合、前記推定対象波形上における前記反射波の先頭位置と前記推定対象波形上における前記反射波による電圧変化が収束する位置である収束位置とを通過する直線の傾きである反射波傾斜角から前記ケーブルの劣化度を推定する、
   劣化度推定方法。

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