JPH08304321A - 地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法 - Google Patents
地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法Info
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- JPH08304321A JPH08304321A JP13591195A JP13591195A JPH08304321A JP H08304321 A JPH08304321 A JP H08304321A JP 13591195 A JP13591195 A JP 13591195A JP 13591195 A JP13591195 A JP 13591195A JP H08304321 A JPH08304321 A JP H08304321A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長距離に亘って地中に埋設された金属導管に
ついて、土木機械等の重機類の接触事故を原因とする塗
覆装の損傷の位置並びに損傷の程度を容易に検知し得る
塗覆装損傷検知方法を提供する。 【構成】 地中に埋設された金属導管に交流電源によっ
て交流電流を連続通電して検出された管体電流または管
体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態を検知する地中
埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法において、損傷を受
ける以前の正常状態において予め測定された金属導管の
特性インピーダンス及び伝播定数と、交流電源と同一周
波数の電圧を実数として損傷後の該交流電源と同一周波
数の管体電流または管体対地電圧の実数部及び虚数部の
測定値とを用いて、所定の非線形２元連立方程式を解く
ことにより、損傷位置と損傷等価抵抗とを算出するもの
とする。
ついて、土木機械等の重機類の接触事故を原因とする塗
覆装の損傷の位置並びに損傷の程度を容易に検知し得る
塗覆装損傷検知方法を提供する。 【構成】 地中に埋設された金属導管に交流電源によっ
て交流電流を連続通電して検出された管体電流または管
体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態を検知する地中
埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法において、損傷を受
ける以前の正常状態において予め測定された金属導管の
特性インピーダンス及び伝播定数と、交流電源と同一周
波数の電圧を実数として損傷後の該交流電源と同一周波
数の管体電流または管体対地電圧の実数部及び虚数部の
測定値とを用いて、所定の非線形２元連立方程式を解く
ことにより、損傷位置と損傷等価抵抗とを算出するもの
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，地中に埋設された金属
導管が土木機械等の重機類の接触事故によって損傷を受
けた際の損傷状態、すなわち損傷部の位置並びに程度を
検知する方法に関するものである。
導管が土木機械等の重機類の接触事故によって損傷を受
けた際の損傷状態、すなわち損傷部の位置並びに程度を
検知する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】地中に埋設された金属導管の塗覆装の損
傷状態を検知する方法としては、特開平２−２０３２６
３号公報に開示されているように、交流電流を金属導管
に連続通電して検出された管体電流または管体対地電圧
に基づいて損傷状態を判定するようにしたものが知られ
ている。
傷状態を検知する方法としては、特開平２−２０３２６
３号公報に開示されているように、交流電流を金属導管
に連続通電して検出された管体電流または管体対地電圧
に基づいて損傷状態を判定するようにしたものが知られ
ている。
【０００３】交流電流は、図６に示すように、地中に埋
設された金属導管１の塗覆装を一部剥いで露出させた金
属面である接続点１０に交流電源２の一端を接続すると
共に、地中に埋設された対極１１に他端を接続して通電
される。このとき生じた管体電流並びに管体対地電圧
は、交流電源２と直列に設けられた交流電流計３と、交
流電源２と並列に設けられた交流電圧計６とでそれぞれ
測定される。そして、これら交流電流計３並びに交流電
圧計６からの管体電流並びに管体対地電圧を示す各信号
が、フィルタ４・７を経て、交流インピーダンス計算装
置３１に入力され、ここで算出された金属導管１の交流
インピーダンスの絶対値または位相角が、しきい値判断
装置３２で所定のしきい値と比較されて塗覆装の損傷状
態が判定される。
設された金属導管１の塗覆装を一部剥いで露出させた金
属面である接続点１０に交流電源２の一端を接続すると
共に、地中に埋設された対極１１に他端を接続して通電
される。このとき生じた管体電流並びに管体対地電圧
は、交流電源２と直列に設けられた交流電流計３と、交
流電源２と並列に設けられた交流電圧計６とでそれぞれ
測定される。そして、これら交流電流計３並びに交流電
圧計６からの管体電流並びに管体対地電圧を示す各信号
が、フィルタ４・７を経て、交流インピーダンス計算装
置３１に入力され、ここで算出された金属導管１の交流
インピーダンスの絶対値または位相角が、しきい値判断
装置３２で所定のしきい値と比較されて塗覆装の損傷状
態が判定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の検知方法では、金属導管１の損傷部１ａの位置や
損傷の程度によって交流インピーダンスの絶対値や位相
角が変化するため、しきい値の設定が容易でないといっ
た不都合があった。その上、測定地点を管軸方向に徐々
にずらしていったときの交流インピーダンスの急激な変
化から損傷位置を探知し得るものの、金属導管が長距離
になると詳細位置を把握するのに多大な労力を必要す
る。
従来の検知方法では、金属導管１の損傷部１ａの位置や
損傷の程度によって交流インピーダンスの絶対値や位相
角が変化するため、しきい値の設定が容易でないといっ
た不都合があった。その上、測定地点を管軸方向に徐々
にずらしていったときの交流インピーダンスの急激な変
化から損傷位置を探知し得るものの、金属導管が長距離
になると詳細位置を把握するのに多大な労力を必要す
る。
【０００５】本発明は，このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
長距離に亘って地中に埋設された金属導管について、土
木機械等の重機類の接触事故を原因とする塗覆装の損傷
の位置並びに損傷の程度を容易に検知し得る塗覆装損傷
検知方法を提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
長距離に亘って地中に埋設された金属導管について、土
木機械等の重機類の接触事故を原因とする塗覆装の損傷
の位置並びに損傷の程度を容易に検知し得る塗覆装損傷
検知方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、地中に埋設された金属導管に交流電源によ
って交流電流を連続通電して検出された管体電流または
管体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態を検知する地
中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法であって、損傷を
受ける以前の正常状態において予め測定された前記金属
導管の特性インピーダンス及び伝播定数と、前記交流電
源と同一周波数の電圧を実数として損傷後の該交流電源
と同一周波数の管体電流または管体対地電圧の実数部及
び虚数部の測定値とを用いて、所定の非線形２元連立方
程式を解くことにより、損傷位置と損傷等価抵抗とを算
出することを特徴とする地中埋設金属導管の塗覆装損傷
検知方法を提供することにより達成される。
明によれば、地中に埋設された金属導管に交流電源によ
って交流電流を連続通電して検出された管体電流または
管体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態を検知する地
中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法であって、損傷を
受ける以前の正常状態において予め測定された前記金属
導管の特性インピーダンス及び伝播定数と、前記交流電
源と同一周波数の電圧を実数として損傷後の該交流電源
と同一周波数の管体電流または管体対地電圧の実数部及
び虚数部の測定値とを用いて、所定の非線形２元連立方
程式を解くことにより、損傷位置と損傷等価抵抗とを算
出することを特徴とする地中埋設金属導管の塗覆装損傷
検知方法を提供することにより達成される。
【０００７】
【作用】ポリエチレン等の電気絶縁材にて外表面に塗覆
装が施され、かつ長距離に亘って地中に埋設された金属
導管に電流を流すと、分布定数回路とみなされる電気回
路が形成される。このような分布定数回路における定数
である特性インピーダンスＺ0並びに伝播定数γは、終
端を開放した場合と短絡した場合との２ケースについて
金属導管に交流電流を流して測定されたインピーダンス
から求めることができる。すなわち、終端開放時のイン
ピーダンスＺopen、並びに終端短絡時のインピーダンス
Ｚshortは、金属導管の全長をＬとすると、 Ｚopen＝Ｚ0ｃｏｔｈ（γＬ） （式１） Ｚshort＝Ｚ0ｔａｎｈ（γＬ） （式２） と示されるので、特性インピーダンスＺ0，並びに伝播
定数γは、 Ｚ0＝ｓｑｒｔ（ＺopenＺshort） （式３） γ＝（１／Ｌ）ｔａｎｈ-1｛ｓｑｒｔ（Ｚshort／Ｚopen）｝ （式４） として求めることができる。なお、特性インピーダンス
Ｚ0並びに伝播定数γは周波数に依存するため、インピ
ーダンスの算出の基礎となる管体電流並びに管体対地電
圧は、交流電源と同一周波数のものを検出するようにす
る。
装が施され、かつ長距離に亘って地中に埋設された金属
導管に電流を流すと、分布定数回路とみなされる電気回
路が形成される。このような分布定数回路における定数
である特性インピーダンスＺ0並びに伝播定数γは、終
端を開放した場合と短絡した場合との２ケースについて
金属導管に交流電流を流して測定されたインピーダンス
から求めることができる。すなわち、終端開放時のイン
ピーダンスＺopen、並びに終端短絡時のインピーダンス
Ｚshortは、金属導管の全長をＬとすると、 Ｚopen＝Ｚ0ｃｏｔｈ（γＬ） （式１） Ｚshort＝Ｚ0ｔａｎｈ（γＬ） （式２） と示されるので、特性インピーダンスＺ0，並びに伝播
定数γは、 Ｚ0＝ｓｑｒｔ（ＺopenＺshort） （式３） γ＝（１／Ｌ）ｔａｎｈ-1｛ｓｑｒｔ（Ｚshort／Ｚopen）｝ （式４） として求めることができる。なお、特性インピーダンス
Ｚ0並びに伝播定数γは周波数に依存するため、インピ
ーダンスの算出の基礎となる管体電流並びに管体対地電
圧は、交流電源と同一周波数のものを検出するようにす
る。
【０００８】ところで、腐食による経年劣化ではなく土
木機械等の重機類の接触事故等によって塗覆装が損傷を
受けた場合、損傷部における接地状態は、近似的に抵抗
接地と等価と考えることができる。そこで、塗覆装に損
傷を受けた金属導管に正弦波状の交流電流を連続通電し
た場合に形成される分布定数回路は、図５に示すような
ものになる。ここでは、金属導管を第１・第２の２つの
分布抵抗２１・２２に分割して考えており、第１分布抵
抗２１は、交流電源２の接続点から損傷部に至るまでの
金属導管部分に相当し、第２分布抵抗２２は、損傷部か
ら金属導管の終端に至るまでの金属導管部分に相当す
る。損傷部、すなわち第１・第２の両分布抵抗２１・２
２の接続部分は、接地抵抗２３を介して接地されてい
る。また、交流電源２も接地抵抗２４を介して接地され
ている。
木機械等の重機類の接触事故等によって塗覆装が損傷を
受けた場合、損傷部における接地状態は、近似的に抵抗
接地と等価と考えることができる。そこで、塗覆装に損
傷を受けた金属導管に正弦波状の交流電流を連続通電し
た場合に形成される分布定数回路は、図５に示すような
ものになる。ここでは、金属導管を第１・第２の２つの
分布抵抗２１・２２に分割して考えており、第１分布抵
抗２１は、交流電源２の接続点から損傷部に至るまでの
金属導管部分に相当し、第２分布抵抗２２は、損傷部か
ら金属導管の終端に至るまでの金属導管部分に相当す
る。損傷部、すなわち第１・第２の両分布抵抗２１・２
２の接続部分は、接地抵抗２３を介して接地されてい
る。また、交流電源２も接地抵抗２４を介して接地され
ている。
【０００９】以下、接地抵抗２３の抵抗値を損傷等価抵
抗Ｒｂ［Ω］、接地抵抗２４の抵抗値をＲｅ［Ω］とす
る。また、金属導管の全長をＬ［ｋｍ］、交流電源２の
接続点から塗覆装の損傷部までの金属導管の長さで示さ
れる損傷位置、すなわち第１分布抵抗２１の長さをＸｂ
［ｋｍ］とする。さらに、交流電源２の電圧をＥｅｘｐ
（ｊωｔ）［Ｖ］（ここで、ω＝２πｆ，ｆは周波数）
とする。
抗Ｒｂ［Ω］、接地抵抗２４の抵抗値をＲｅ［Ω］とす
る。また、金属導管の全長をＬ［ｋｍ］、交流電源２の
接続点から塗覆装の損傷部までの金属導管の長さで示さ
れる損傷位置、すなわち第１分布抵抗２１の長さをＸｂ
［ｋｍ］とする。さらに、交流電源２の電圧をＥｅｘｐ
（ｊωｔ）［Ｖ］（ここで、ω＝２πｆ，ｆは周波数）
とする。
【００１０】ここで、交流電源２の接続点からＸ［ｋ
ｍ］離れた金属導管の管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖ
を、位置角法により、第２分布抵抗２２の始端である図
５中の点Ａから図中右側のインピーダンスＺA，第１分
布抵抗２１の終端である点Ｂから図中右側のインピーダ
ンスＺB，並びに第１分布抵抗２１の始端である点Ｃか
ら図中右側のインピーダンスＺCに着目して導出する。
これらのインピーダンスＺA、ＺB、並びにＺCはそれぞ
れ、ＺA＝Ｚ0ｃｏｔｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝，ＺB＝Ｒｂ
ＺA／（Ｒｂ＋ＺA），ＺC＝Ｚ0ｔａｎｈ（γＸｂ＋
θB）で求めることができる。
ｍ］離れた金属導管の管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖ
を、位置角法により、第２分布抵抗２２の始端である図
５中の点Ａから図中右側のインピーダンスＺA，第１分
布抵抗２１の終端である点Ｂから図中右側のインピーダ
ンスＺB，並びに第１分布抵抗２１の始端である点Ｃか
ら図中右側のインピーダンスＺCに着目して導出する。
これらのインピーダンスＺA、ＺB、並びにＺCはそれぞ
れ、ＺA＝Ｚ0ｃｏｔｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝，ＺB＝Ｒｂ
ＺA／（Ｒｂ＋ＺA），ＺC＝Ｚ0ｔａｎｈ（γＸｂ＋
θB）で求めることができる。
【００１１】まず、０≦Ｘ＜Ｘｂの場合、すなわち第１
分布抵抗２１における管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖ
の定常解は、点Ｃの管体電流をＩc、同点の管体対地電
圧をＶc、点Ｂの位置角をθBとすると、 Ｉ＝Ｉcｃｏｓｈ｛γ（Ｘｂ−Ｘ）＋θB｝／ｃｏｓｈ｛γＸｂ＋θB｝(式５) Ｖ＝Ｖcｓｉｎｈ｛γ（Ｘｂ−Ｘ）＋θB｝／ｓｉｎｈ｛γＸｂ＋θB｝(式６) となる。ここで、位置角θB、管体電流Ｉc、並びに管体
対地電圧Ｖcは、 θB＝ｔａｎｈ-1｛ＺB／Ｚ0｝ Ｉc＝Ｅ／（ＺC＋Ｒｅ） （式７） Ｖc＝Ｅ−ＩcＲｅ （式８） である。
分布抵抗２１における管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖ
の定常解は、点Ｃの管体電流をＩc、同点の管体対地電
圧をＶc、点Ｂの位置角をθBとすると、 Ｉ＝Ｉcｃｏｓｈ｛γ（Ｘｂ−Ｘ）＋θB｝／ｃｏｓｈ｛γＸｂ＋θB｝(式５) Ｖ＝Ｖcｓｉｎｈ｛γ（Ｘｂ−Ｘ）＋θB｝／ｓｉｎｈ｛γＸｂ＋θB｝(式６) となる。ここで、位置角θB、管体電流Ｉc、並びに管体
対地電圧Ｖcは、 θB＝ｔａｎｈ-1｛ＺB／Ｚ0｝ Ｉc＝Ｅ／（ＺC＋Ｒｅ） （式７） Ｖc＝Ｅ−ＩcＲｅ （式８） である。
【００１２】Ｘｂ＜Ｘ≦Ｌの場合、すなわち第２分布抵
抗２２における管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖは、点
Ａの管体電流をＩA、同点の管体対地電圧をＶAとする
と、 Ｉ＝ＩAｓｉｎｈ｛γ（Ｌ−Ｘ）｝／ｓｉｎｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝ （式９） Ｖ＝ＶAｃｏｓｈ｛γ（Ｌ−Ｘ）｝／ｃｏｓｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝（式１０） となる。この点Ａの管体電流ＩA並びに管体対地電圧ＶA
は、点Ｂの管体電流をＩB、同点の管体対地電圧をＶBと
すると、 ＩA＝ＩBＲｂ／（Ｒｂ＋ＺA） ＶA＝ＶB で示され、この点Ｂの管体電流ＩB並びに管体対地電圧
ＶBは、 ＩB＝Ｉcｃｏｓｈ（θB）／ｃｏｓｈ｛γＸｂ＋θB｝ ＶB＝Ｖcｓｉｎｈ（θB）／ｓｉｎｈ｛γＸｂ＋θB｝ で示される。
抗２２における管体電流Ｉ並びに管体対地電圧Ｖは、点
Ａの管体電流をＩA、同点の管体対地電圧をＶAとする
と、 Ｉ＝ＩAｓｉｎｈ｛γ（Ｌ−Ｘ）｝／ｓｉｎｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝ （式９） Ｖ＝ＶAｃｏｓｈ｛γ（Ｌ−Ｘ）｝／ｃｏｓｈ｛γ（Ｌ−Ｘｂ）｝（式１０） となる。この点Ａの管体電流ＩA並びに管体対地電圧ＶA
は、点Ｂの管体電流をＩB、同点の管体対地電圧をＶBと
すると、 ＩA＝ＩBＲｂ／（Ｒｂ＋ＺA） ＶA＝ＶB で示され、この点Ｂの管体電流ＩB並びに管体対地電圧
ＶBは、 ＩB＝Ｉcｃｏｓｈ（θB）／ｃｏｓｈ｛γＸｂ＋θB｝ ＶB＝Ｖcｓｉｎｈ（θB）／ｓｉｎｈ｛γＸｂ＋θB｝ で示される。
【００１３】上記の（式１），（式２），（式５）並び
に（式６）における特性インピーダンスＺ0並びに伝播
定数γは複素数であるので、（式５），（式６），（式
９）並びに（式１０）で示される管体電流Ｉ並びに管体
対地電圧Ｖは、当然複素数になる。そこで、測定された
管体電流Ｉまたは管体対地電圧Ｖの実数部並びに虚数部
を検出して、これらをそれぞれ（式５），（式６），
（式９）或いは（式１０）に代入すれば、実数部の式と
虚数部の式とからなる非線形２元連立方程式を得る。一
方、未知数は損傷位置Ｘｂ並びに損傷等価抵抗Ｒｂの２
個であることから、この非線形２元連立方程式を解くこ
とによって損傷位置Ｘｂと損傷等価抵抗Ｒｂとが導出さ
れる。
に（式６）における特性インピーダンスＺ0並びに伝播
定数γは複素数であるので、（式５），（式６），（式
９）並びに（式１０）で示される管体電流Ｉ並びに管体
対地電圧Ｖは、当然複素数になる。そこで、測定された
管体電流Ｉまたは管体対地電圧Ｖの実数部並びに虚数部
を検出して、これらをそれぞれ（式５），（式６），
（式９）或いは（式１０）に代入すれば、実数部の式と
虚数部の式とからなる非線形２元連立方程式を得る。一
方、未知数は損傷位置Ｘｂ並びに損傷等価抵抗Ｒｂの２
個であることから、この非線形２元連立方程式を解くこ
とによって損傷位置Ｘｂと損傷等価抵抗Ｒｂとが導出さ
れる。
【００１４】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明による地中埋設金属導管の
塗覆装損傷検知方法が適用された測定装置を示してい
る。この測定装置は、地中に埋設された金属導管１に交
流電源２によって交流電流を通電して測定された管体電
流または管体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態、す
なわち損傷部１ａの位置と、損傷の程度を示す損傷等価
抵抗とを算出するものであり、交流電源２に直列配置さ
れた交流電流計３からの信号がフィルタ４を介して２位
相ロックインアンプ５に、交流電源２に並列配置された
交流電圧計６からの信号がフィルタ７を介して２位相ロ
ックインアンプ８にそれぞれ入力され、これら両２位相
ロックインアンプ５・８の出力信号が計算機９に入力さ
れるようになっている。接続点１０、対極１１、並びに
参照電極１２の配設状況は、上述した従来のものと同一
なので、その詳しい説明は省略する（図６参照）。な
お、対極１１は鉄，銅などの良導体からなるものであ
り、参照電極１２は地中に埋設されて高精度の管体対地
電圧を測定できるようになっている。
塗覆装損傷検知方法が適用された測定装置を示してい
る。この測定装置は、地中に埋設された金属導管１に交
流電源２によって交流電流を通電して測定された管体電
流または管体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態、す
なわち損傷部１ａの位置と、損傷の程度を示す損傷等価
抵抗とを算出するものであり、交流電源２に直列配置さ
れた交流電流計３からの信号がフィルタ４を介して２位
相ロックインアンプ５に、交流電源２に並列配置された
交流電圧計６からの信号がフィルタ７を介して２位相ロ
ックインアンプ８にそれぞれ入力され、これら両２位相
ロックインアンプ５・８の出力信号が計算機９に入力さ
れるようになっている。接続点１０、対極１１、並びに
参照電極１２の配設状況は、上述した従来のものと同一
なので、その詳しい説明は省略する（図６参照）。な
お、対極１１は鉄，銅などの良導体からなるものであ
り、参照電極１２は地中に埋設されて高精度の管体対地
電圧を測定できるようになっている。
【００１６】まず、管体電流に基づいて塗覆装の損傷位
置並びに損傷等価抵抗を算出する場合には、交流電流計
３にて検出され、フィルタ４を経由して入力された電流
信号に基づいて、２位相ロックインアンプ５において、
交流電源２と同一周波数の管体電流の実数部及び虚数部
が検出され、それぞれ実数部信号Ｓ１及び虚数部信号Ｓ
２として計算機９に出力される。
置並びに損傷等価抵抗を算出する場合には、交流電流計
３にて検出され、フィルタ４を経由して入力された電流
信号に基づいて、２位相ロックインアンプ５において、
交流電源２と同一周波数の管体電流の実数部及び虚数部
が検出され、それぞれ実数部信号Ｓ１及び虚数部信号Ｓ
２として計算機９に出力される。
【００１７】一方、管体対地電圧に基づいて塗覆装の損
傷位置並びに損傷等価抵抗を算出する場合には、交流電
圧計６にて検出され、フィルタ７を経由して入力された
電圧信号に基づいて、２位相ロックインアンプ８におい
て交流電源２と同一周波数の管体対地電圧の実数部及び
虚数部が検出され、それぞれ実数部信号Ｓ３及び虚数部
信号Ｓ４として計算機９に出力される。
傷位置並びに損傷等価抵抗を算出する場合には、交流電
圧計６にて検出され、フィルタ７を経由して入力された
電圧信号に基づいて、２位相ロックインアンプ８におい
て交流電源２と同一周波数の管体対地電圧の実数部及び
虚数部が検出され、それぞれ実数部信号Ｓ３及び虚数部
信号Ｓ４として計算機９に出力される。
【００１８】このとき、両２位相ロックインアンプ５・
８において交流電源２の周波数が認識できるように、計
算機９から交流電源２に出力されている周波数制御信号
Ｓ６と同一周波数，同一位相の参照信号Ｓ５が、計算機
９から各２位相ロックインアンプ５・８にそれぞれ入力
されている。
８において交流電源２の周波数が認識できるように、計
算機９から交流電源２に出力されている周波数制御信号
Ｓ６と同一周波数，同一位相の参照信号Ｓ５が、計算機
９から各２位相ロックインアンプ５・８にそれぞれ入力
されている。
【００１９】計算機９においては、まず、各２位相ロッ
クインアンプ５・８から入力された各信号Ｓ１・Ｓ２・
Ｓ３・Ｓ４を検出部９ａにて検出し、この検出値と、記
憶部９ｂに予め記憶された分布定数特性値である特性イ
ンピーダンスＺ0並びに伝播定数γと、金属導管１の全
長Ｌとに基づいて、計算部９ｃにて損傷部の損傷位置Ｘ
ｂ及び損傷等価抵抗Ｒｂが算出される。このとき、管体
電流に基づいて金属導管１の損傷を検知する場合には、
２位相ロックインアンプ５からの信号Ｓ１・Ｓ２に基づ
いて上記の（式５）に従って計算が行われる。一方、管
体対地電圧に基づいて金属導管１の損傷状態を検知する
場合には、２位相ロックインアンプ８からの信号Ｓ３・
Ｓ４に基づいて上記の（式６）に従って計算が行われ
る。
クインアンプ５・８から入力された各信号Ｓ１・Ｓ２・
Ｓ３・Ｓ４を検出部９ａにて検出し、この検出値と、記
憶部９ｂに予め記憶された分布定数特性値である特性イ
ンピーダンスＺ0並びに伝播定数γと、金属導管１の全
長Ｌとに基づいて、計算部９ｃにて損傷部の損傷位置Ｘ
ｂ及び損傷等価抵抗Ｒｂが算出される。このとき、管体
電流に基づいて金属導管１の損傷を検知する場合には、
２位相ロックインアンプ５からの信号Ｓ１・Ｓ２に基づ
いて上記の（式５）に従って計算が行われる。一方、管
体対地電圧に基づいて金属導管１の損傷状態を検知する
場合には、２位相ロックインアンプ８からの信号Ｓ３・
Ｓ４に基づいて上記の（式６）に従って計算が行われ
る。
【００２０】このようにして、実際に管体電流を測定し
た結果を図２・３に示す。図２は、重機の接触により塗
覆装が損傷を受けた際の、交流電源２と同一周波数の管
体電流の実数部Ｒｅ（Ｉ）並びに虚数部Ｉｍ（Ｉ）の変
化状況を示している。この正常時並びに重機接触後の管
体電流を複素平面上でベクトル表示すると、図３のよう
になる。
た結果を図２・３に示す。図２は、重機の接触により塗
覆装が損傷を受けた際の、交流電源２と同一周波数の管
体電流の実数部Ｒｅ（Ｉ）並びに虚数部Ｉｍ（Ｉ）の変
化状況を示している。この正常時並びに重機接触後の管
体電流を複素平面上でベクトル表示すると、図３のよう
になる。
【００２１】全長Ｌが４０ｋｍの金属導管１において、
交流電源２によって周波数１５Ｈｚの交流電流を金属導
管１に連続通電し、電流の実数部及び虚数部を測定した
ところ、損傷位置Ｘｂが２３ｋｍ，損傷等価抵抗Ｒｂが
４０Ωという結果が得られ、実際の損傷状態と良い一致
が得られた。
交流電源２によって周波数１５Ｈｚの交流電流を金属導
管１に連続通電し、電流の実数部及び虚数部を測定した
ところ、損傷位置Ｘｂが２３ｋｍ，損傷等価抵抗Ｒｂが
４０Ωという結果が得られ、実際の損傷状態と良い一致
が得られた。
【００２２】ところで、交流電源２の接続点１０と離れ
た地点で、管体電流及び管体対地電圧を測定するように
しても良い。例えば、図４に示すように、対極１１によ
って一端が接地された交流電源２の他端を金属導管１の
接続点１０ａに接続して交流電流を通電する一方で、こ
の地点と損傷部１ａの間の適当な地点において、管体電
流または管体対地電圧を測定するようにする。管体電流
は、金属導管１にカレントトランスフォーマー１３を設
置して測定する。管体対地電圧は、一端を参照電極１２
によって接地し、他端を金属導管１の接続点１０ｂに接
続して測定する。これらの管体電流並びに管体対地電圧
に基づいて損傷位置Ｘｂ及び損傷等価抵抗Ｒｂを求める
には、上記の（式５）または（式６）が用いられる。管
体電流及び管体対地電圧の測定地点は、損傷部１ａを挟
んで反対側でもよく、この場合は（式９）または（式１
０）が用いられる。
た地点で、管体電流及び管体対地電圧を測定するように
しても良い。例えば、図４に示すように、対極１１によ
って一端が接地された交流電源２の他端を金属導管１の
接続点１０ａに接続して交流電流を通電する一方で、こ
の地点と損傷部１ａの間の適当な地点において、管体電
流または管体対地電圧を測定するようにする。管体電流
は、金属導管１にカレントトランスフォーマー１３を設
置して測定する。管体対地電圧は、一端を参照電極１２
によって接地し、他端を金属導管１の接続点１０ｂに接
続して測定する。これらの管体電流並びに管体対地電圧
に基づいて損傷位置Ｘｂ及び損傷等価抵抗Ｒｂを求める
には、上記の（式５）または（式６）が用いられる。管
体電流及び管体対地電圧の測定地点は、損傷部１ａを挟
んで反対側でもよく、この場合は（式９）または（式１
０）が用いられる。
【００２３】
【発明の効果】このように本発明によれば、損傷状態を
検知すべき地中埋設金属導管が長距離なものであって
も、損傷の程度並びに損傷位置を容易に検知することが
可能となる。
検知すべき地中埋設金属導管が長距離なものであって
も、損傷の程度並びに損傷位置を容易に検知することが
可能となる。
【図１】本発明による地中埋設金属導管の塗覆装損傷検
知方法が適用された測定装置を示す概念図。
知方法が適用された測定装置を示す概念図。
【図２】塗覆装の損傷による管体電流の変化状況を示す
グラフ。
グラフ。
【図３】正常時と塗覆装損傷後との管体電流を複素平面
上でベクトル表示した図。
上でベクトル表示した図。
【図４】本発明による地中埋設金属導管の塗覆装損傷検
知方法が適用された測定装置の他の例を示す概念図。
知方法が適用された測定装置の他の例を示す概念図。
【図５】塗覆装が損傷した状態において金属導管に交流
電流を流した場合に形成される分布定数回路を示す概念
図。
電流を流した場合に形成される分布定数回路を示す概念
図。
【図６】従来の地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法
が適用された測定装置を示す概念図。
が適用された測定装置を示す概念図。
１ 金属導管 １ａ 損傷部 ２ 交流電源 ３ 交流電流計 ４ フィルタ ５ ２位相ロックインアンプ ６ 交流電圧計 ７ フィルタ ８ ２位相ロックインアンプ ９ 計算機 ９ａ 検出部 ９ｂ 記憶部 ９ｃ 計算部 １０・１０ａ・１０ｂ 接続点 １１ 対極 １２ 参照電極 １３ カレントトランスフォーマー ２１ 第１分布抵抗 ２２ 第２分布抵抗 ２３ 接地抵抗 ２４ 接地抵抗 ３１ 交流インピーダンス計算装置 ３２ しきい値判断装置 Ｓ１ 電流の実数部信号 Ｓ２ 電流の虚数部信号 Ｓ３ 電圧の実数部信号 Ｓ４ 電圧の虚数部信号 Ｓ５ 参照信号 Ｓ６ 交流電源の周波数制御信号
Claims (1)
- 【請求項１】 地中に埋設された金属導管に交流電源
によって交流電流を連続通電して検出された管体電流ま
たは管体対地電圧に基づいて塗覆装の損傷状態を検知す
る地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法であって、 損傷を受ける以前の正常状態において予め測定された前
記金属導管の特性インピーダンス及び伝播定数と、前記
交流電源と同一周波数の電圧を実数として損傷後の該交
流電源と同一周波数の管体電流または管体対地電圧の実
数部及び虚数部の測定値とを用いて、所定の非線形２元
連立方程式を解くことにより、損傷位置と損傷等価抵抗
とを算出することを特徴とする地中埋設金属導管の塗覆
装損傷検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13591195A JPH08304321A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13591195A JPH08304321A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304321A true JPH08304321A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15162725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13591195A Withdrawn JPH08304321A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 地中埋設金属導管の塗覆装損傷検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304321A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210328A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Jfe Engineering Corp | 埋設管監視装置 |
| JP2010256224A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | 配管診断装置、及び空気調和機 |
| JP2016095271A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 三菱電機株式会社 | 劣化度推定システム、劣化度推定方法、及び、プログラム |
-
1995
- 1995-05-09 JP JP13591195A patent/JPH08304321A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210328A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Jfe Engineering Corp | 埋設管監視装置 |
| JP2010256224A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | 配管診断装置、及び空気調和機 |
| JP2016095271A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 三菱電機株式会社 | 劣化度推定システム、劣化度推定方法、及び、プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |