JPH09222386A - ケーブルの劣化診断方法 - Google Patents

ケーブルの劣化診断方法

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JPH09222386A
JPH09222386A JP8029524A JP2952496A JPH09222386A JP H09222386 A JPH09222386 A JP H09222386A JP 8029524 A JP8029524 A JP 8029524A JP 2952496 A JP2952496 A JP 2952496A JP H09222386 A JPH09222386 A JP H09222386A
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JP
Japan
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sample
cable
hardness
deterioration
measured
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JP8029524A
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Masahiko Sugiyama
政彦 杉山
Makoto Nitta
眞 仁田
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非破壊で劣化状態を診断でき、作業が容易な
ケーブルの劣化診断方法を提供する。 【解決手段】 使用中のケーブル(10)からサンプル
(12、13)を採取し、該取得されたサンプル(1
2、13)の微小領域の硬度を測定し、該測定された硬
度に基づき、前記ケーブル(10)の劣化度合いを診断
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電
所といった場所で使用される電線、ケーブルに係り、特
にその劣化の診断を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所などの原子力施設にて使用
される電線、ケーブル(以下、本明細書においては、両
者を総括してケーブルという)は、その施設の性質上、
高い信頼性が要求される。特に、このケーブルは、その
布設状態において多少なりとも放射線や熱に曝され、こ
れが長期間に亘ることにより劣化する。このため、その
寿命が到来する以前に交換などの保守を行うことによ
り、ケーブルの劣化に起因する事故を未然に防ぎ、施設
の安全を維持することがなされている。この場合、前述
したケーブルの劣化状態を知る必要があるが、このケー
ブルの劣化程度の診断は、一般に、このケーブルの電気
的特性あるいは機械的特性に基づき、これらの特性が初
期特性に比してどの程度劣化したかを判定することによ
り行われている。
【0003】例えば、電気的特性に基づく診断方法とし
ては、絶縁抵抗の測定による診断方法、誘電正接の測定
による診断方法、直流漏れ電流の測定による診断方法な
どがあり、これらの各診断方法は、非破壊で劣化の検査
を行える特徴を有し、とりわけ高圧ケーブルに対する診
断を行う場合に好適に用いられている。他にこの電気的
特性に基づく診断方法としては、残存破壊電圧の測定に
基づく絶縁破壊試験による診断方法があり、この診断方
法は、金属遮断層を有していない低圧ケーブルに対する
診断を行う場合に用いられている。一方、機械的特性に
基づく診断方法としては、破断伸びの測定に基づく引張
試験による診断方法があり、この診断方法もまた上述し
た低圧ケーブルに対する診断を行う場合に用いられてい
る。
【0004】ところで、低圧ケーブルに対する診断方法
に関しては、絶縁破壊試験による診断方法及び引張試験
による診断方法のいずれの診断方法もケーブルの破壊に
よる方法であるので、実際に布設されたケーブルに対す
る診断方法としては適当でなく、上述した絶縁抵抗の測
定などのように、非破壊でその劣化状態を診断できる方
法が望ましい。
【0005】このような事情に鑑み、非破壊で低圧ケー
ブルに対する劣化状態を診断する方法として、特開平3
−194455号公報に記載された方法(以下、第1の
従来方法という)、特開平4−204253号公報に記
載された方法(以下、第2の従来方法という)が提案さ
れている。
【0006】この第1の従来方法では、布設されたケー
ブルの絶縁体あるいはシースからごく少量のサンプルを
採取し、この採取したサンプルに対して熱重量分析を行
うことにより重量が規定量(5%)減少する温度を測定
し、この温度の変化に基づきケーブルの寿命を診断して
いる。また、第2の従来方法では、第1の従来方法と同
様に、布設されたケーブルの絶縁体あるいはシースから
ごく少量のサンプルを採取し、この採取したサンプルを
例えば窒素雰囲気中で化学発光分析を行うことによりこ
のサンプルの化学発光量を測定し、この化学発光量の変
化に基づきケーブルの寿命を診断している。
【0007】上述した第1及び第2の従来方法では、ケ
ーブルの絶縁体あるいはシースより数mgから数100
mg程度の極少量のサンプルを採取し、このサンプルに
対して機器分析を行うことによりケーブルの寿命を診断
しているので、ケーブルの表面側の微少部分を削ぎ落と
すことでサンプルを採取することができ、実質的にケー
ブルを非破壊で診断できるという特徴を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の第1及び第2の従来方法は、共に機器分析であり、得
られたチャート(分析結果を示すグラフ)の解析を行う
場合などに代表されるように専門的な知識を要し、その
作業については熟練を要する。特に第2の従来方法にお
いては、分析結果のチャートに示された波長シフトと化
学発光量の関係から放射線による酸化劣化に対応するピ
ークを解析するにあたり技術的な知識を要する。また、
第1の従来方法では、規定の重量に調整されたサンプル
に対して所定の昇温プログラムに従った加熱がなされる
ので測定に手間を要する。さらに、この第1の従来方法
は、サンプルの熱重量変化を測定する方法であるので、
サンプル調整に際し、重量既知の器にサンプルを入れる
とともにこの器に入れられたサンプルの重さを正確に秤
量する必要があり、作業が複雑である。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、実質的に非破壊で劣化状態を診断でき、
作業が容易なケーブルの劣化診断方法を提供することを
課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明によりなされたケーブルの劣化診断方法は、
使用中のケーブル(10)からサンプル(12、13)
を採取し、該取得されたサンプル(12、13)の微小
領域の硬度を測定し、該測定された硬度に基づき、前記
ケーブル(10)の劣化度合いを診断することを特徴と
している。(請求項1)
【0011】上記請求項1の診断方法において、ケーブ
ル(10)の劣化を診断するにあたり、使用中のケーブ
ル(10)から採取されたサンプル(12、13)の微
小領域の硬度を測定する。そして、前記測定されたサン
プル(12、13)の硬度に基づき、ケーブル(10)
の劣化度合いを診断する。このように、この請求項1の
診断方法においては、使用中のケーブル(10)から採
取されたサンプル(12、13)の微小領域の硬度に基
づき、ケーブル(10)の劣化度合いを判定しているの
で、採取するサンプルは微小面積のものでよく、診断対
象となるケーブル(10)に対し、実質的に非破壊もし
くは最小限の負荷で診断をすることができる。また、こ
の硬度測定は短時間で行えるので、診断を迅速に行うこ
とができる。
【0012】また、予め取得された劣化度合いと硬度と
の相関関係を示す劣化相関情報と、前記測定された硬度
に基づき、前記ケーブル(10)の劣化度合いを診断す
ることを特徴としている。(請求項2)
【0013】このように、この請求項2の診断方法にお
いては、劣化相関情報を利用して診断するようにしてい
るので、その診断を簡便かつ精度良く行うことができ
る。
【0014】また、前記硬度を、前記サンプル(12、
13)に接した圧子に対する所定荷重の印加により前記
サンプル(12、13)に形成された凹部の形状に基づ
いて測定することを特徴としている。(請求項3)
【0015】そして、請求項3の診断方法に示すよう
に、上記各請求項記載の診断方法における硬度は、サン
プル(12、13)に接した圧子に対する所定荷重の印
加により前記サンプル(12、13)に形成された凹部
の形状に基づいて測定される。このように、この請求項
3の診断方法によれば、圧子により硬度を判定するの
で、サンプルは微小面積のものでよく、サンプル(1
2、13)の取得対象である保護被覆部材(13)や絶
縁部材(12)に対する負荷を最小限あるいは実質的に
なくすことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態の具体例
を図面を参照して説明する。まず、ケーブルの保護被覆
部材と絶縁部材における放射線及び熱による劣化の診断
原理について説明する。このケーブルは、ケーブルの保
護被覆部材としてのシース並びに絶縁部材としての絶縁
体を有し、例えば図1に示す構成を有している。
【0017】同図は、単芯ケーブルの断面構成を示した
図であり、例示したケーブル10は、その中心に電力ま
たは信号伝送線としての導線11が設けられ、この導線
11の周囲を絶縁体12が覆い、この絶縁体12のさら
に外周をシース13が覆っている。そして、絶縁体12
は低圧用難燃架橋ポリエチレン(以下、XLPE絶縁体
12という)で構成され、シース13は耐熱ポリ塩化ビ
ニル(以下、PVCシース13という)で構成されてい
る。なお、このような構成を有するケーブル10は、原
子力施設用のケーブルとして一般的なものである。
【0018】図2は、上述したXLPE絶縁体12並び
にPVCシース13における積算線量(放射線照射の度
合い)と破断伸びの関係を示した図である。すなわち、
同図は、上述したケーブル10の破壊による診断方法
(引張試験)の結果を示している。
【0019】なお、この時の測定条件は次の通りであ
る。 試験機:オリエンテック社製 UCT−100 引張速度:200mm/min サンプル形状:JIS−4号ダンベル試験片
【0020】また、同図の測定におけるサンプルは、積
算線量や受けた熱量が異なる複数のサンプルであり、段
階的に未使用状態から使用不能状態までの劣化状態とさ
れたサンプル(以下、このサンプルを基準サンプルとい
う)とされている。なお、この基準サンプルに関しては
人為的に作製してもよく、また実際に使用されたケーブ
ルから採取してもよい。
【0021】同図に示すように、XLPE絶縁体12並
びにPVCシース13は、共に積算線量の増加に伴って
その破断伸びが小さくなる傾向があり、照射された放射
線量が多い程、破断伸びが小さくなることすなわち劣化
することが判り、この破断伸びに基づいてケーブル10
の診断ができることが判る。
【0022】また、同図より、PVCシース13の破断
伸びの低下が、XLPE絶縁体12の破断伸びの低下よ
りも著しいことが判る。従って、このケーブル10の劣
化の診断は、PVCシース13の破断伸びにより行うこ
とがその安全性の面で好ましいといえる。従って、以後
説明する本発明の診断方法では、このPVCシース13
を対象にして説明を行うことにする。
【0023】図3は、PVCシース13における積算線
量と微小領域の硬度(以下、微小硬度という)の関係を
示した図で、図2の測定と同様に積算線量が異なる複数
の基準サンプルに対する測定結果である。なお、この測
定における微小硬度とは、その1辺が数百μm程度の試
験片の硬度を示すものである。
【0024】そして、この微小硬度を測定する装置とし
ては、例えば、島津製作所製ダイナミック超微小硬度計
DUH−201がある。この硬度計は、ビッカース圧子
(例えば、対角面136°のダイヤモンド正四角錐圧
子。以下、単に圧子という)と電磁力により駆動する押
圧機構を有している。そして、まず、光学顕微鏡観察下
において、押圧機構により圧子を試験片(この場合にお
いては、PVCシース13片)に対して押し付けること
により、この試験片に対して凹部を形成する。
【0025】この時の凹部の形成条件は次の通りであ
る。 測定荷重:0.1gf 負荷速度:0.029gf/sec 保持時間:1sec
【0026】次いで、この凹部の押し込み深さを測定
し、この押し込み深さに基づいて、次式(1)の演算を
実行することにより、上述した微小硬度Hを取得するも
のである。
【0027】 H = K・p / D2 ・・・・ (1) 上記式中 Hは微小硬度 Kは定数 pは荷重(gf) Dは押し込み深さ(μm)
【0028】このような微小硬度の測定は、1サンプル
あたり数十秒程度の短時間で行うことができる。また、
その作業も容易である。なお、図3においては、上記式
(1)により取得された微小硬度Hの逆数(1/H)を
座標軸としているが、これは劣化をイメージさせるため
である。そして、同図に示すように、積算線量が増加す
るにつれてサンプルの硬度が増加(1/Hが減少)する
ことが判る。また、この微小硬度の測定に関しては、上
述した本実施形態のように押し込み深さに基づいて測定
する以外に、形成された凹部の表面積や対角線の長さに
基づいて測定してもよい。
【0029】また、図4は、PVCシース13における
破断伸びと微小硬度の関係を示した図で、放射線が照射
されると同時に熱を受けることにより複合劣化したサン
プルであって、その劣化状態が異なる複数の基準サンプ
ルに対する測定結果を示している。なお、この時の測定
条件は、図2で説明した条件と同じである。
【0030】そして、この図4から、微小硬度Hと破断
伸びに関し、サンプルの硬度が増加する程に破断伸びが
小さくなるという密接した相関関係があることが判る。
従って、上述した図3の積算線量とサンプルの硬度の関
係並びにこの図4のサンプルの硬度と破断伸びの相関関
係に基づき、サンプルの硬度からその劣化状態を診断で
きることが判る。
【0031】そして、実際にケーブル10の診断を行う
場合には、まず、劣化状態が段階的に異なった複数の基
準サンプルに対して微小硬度の測定を行い、これによ
り、図4にて説明した微小硬度H(同図では逆数1/
H)と破断伸びとの関係を求め、これをケーブル10の
劣化度合いを示す劣化相関情報として取得する。次に、
サンプルの採取を行う。このサンプルは、上述したよう
にPVCシース13から採取される。この場合、測定に
使用されるサンプルは、1辺が数百μm程度とされた極
めて小さい片であるので、診断対象となるケーブル10
に対し、実質的に非破壊もしくは最小限の負荷(損傷)
で診断することが可能となる。
【0032】次に、この採取したサンプルの微小硬度を
上述したダイナミック超微小硬度計などを用いて測定す
る。この測定は、上述したように、短時間で行うことが
でき、また、その作業も容易であるので、多数のサンプ
ルを大量に処理することができる。そして、測定された
微小硬度を、先に取得した劣化相関情報に照らし合わせ
ることにより、採取したサンプルについての劣化状態を
判定する。この場合、図4にて説明したように、微小硬
度Hと破断伸びとの関係は密接した関係にあるので、こ
の微小硬度からケーブル10の劣化の程度を高精度に得
ることができる。
【0033】なお、以上の説明においては、サンプルと
してPVCシース13を例示したが、図2からも明らか
なように、XLPE絶縁体12の破断伸びの傾向もこの
PVCシース13と同様であるので、XLPE絶縁体1
2の破断伸びによりケーブル10の劣化診断を行うよう
にしてもよい。この場合、基準サンプルとしては、この
XLPE絶縁体12と同質のものを使用する必要があ
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。すなわち、使用中のケーブルから採
取されたサンプルの微小領域の硬度に基づき、ケーブル
の劣化度合いを判定しているので、採取するサンプルは
微小面積のものでよく、診断対象となるケーブルに対
し、実質的に非破壊もしくは最小限の負荷で診断をする
ことができる。
【0035】また、劣化相関情報を利用して診断するよ
うにしているので、その診断を簡便かつ精度良く行うこ
とができる。
【0036】また、圧子により硬度を判定するので、サ
ンプルは微小面積のものでよく、サンプルの取得対象で
ある保護被覆部材、絶縁部材に対する負荷を最小限もし
くは実質的になくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】単芯ケーブルの断面構成を説明する図である。
【図2】XLPE絶縁体12並びにPVCシース13に
おける積算線量と破断伸びの関係を示した図である。
【図3】PVCシース13における積算線量と微小領域
の硬度の関係を示した図である。
【図4】PVCシース13における破断伸びと微小硬度
の関係(劣化相関情報)を示した図である。
【符号の説明】 10 ケーブル 11 導線 12 絶縁体(XLPE) 13 シース(PVC)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年6月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】この第1の従来方法では、布設されたケー
ブルの絶縁体あるいはシースからごく少量のサンプルを
採取し、この採取したサンプルに対して熱重量分析を行
うことにより重量が規定量(5%)減少する温度を測定
し、この温度の変化に基づきケーブルの寿命を診断し
ている。また、第2の従来方法では、第1の従来方法と
同様に、布設されたケーブルの絶縁体あるいはシースか
らごく少量のサンプルを採取し、この採取したサンプル
を例えば窒素雰囲気中で化学発光分析を行うことにより
このサンプルの化学発光量を測定し、この化学発光量の
変化に基づきケーブルの寿命を診断している。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】上述した第1及び第2の従来方法では、ケ
ーブルの絶縁体あるいはシースより数mgから数100
mg程度の極少量のサンプルを採取し、このサンプルに
対して機器分析を行うことによりケーブルの寿命を診
断しているので、ケーブルの表面側の微少部分を削ぎ落
とすことでサンプルを採取することができ、実質的にケ
ーブルを非破壊で診断できるという特徴を有している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】また、図4は、PVCシース13における
破断伸びと微小硬度の関係を示した図で、放射線が照射
されると同時に熱を受けることにより複合劣化したサン
プルであって、その劣化状態が異なる複数の基準サンプ
ルに対する測定結果を示している。なお、この時の測定
条件は、図2及び図3で説明した条件と同じである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】そして、実際にケーブル10の診断を行う
場合には、まず、劣化状態が段階的に異なった複数の基
準サンプルに対して微小硬度と破断伸びの測定を行い、
これにより、図4にて説明した微小硬度H(同図では逆
数1/H)と破断伸びとの関係を求め、これをケーブル
10の劣化度合いを示す劣化相関情報として取得する。
次に、サンプルの採取を行う。このサンプルは、上述し
たようにPVCシース13から採取される。この場合、
測定に使用されるサンプルは、1辺が数百μm程度とさ
れた極めて小さい片であるので、診断対象となるケーブ
ル10に対し、実質的に非破壊もしくは最小限の負荷
(損傷)で診断することが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用中のケーブルからサンプルを採取
    し、該取得されたサンプルの微小領域の硬度を測定し、
    該測定された硬度に基づき、前記ケーブルの劣化度合い
    を診断することを特徴とするケーブルの劣化診断方法。
  2. 【請求項2】 予め取得された劣化度合いと硬度との相
    関関係を示す劣化相関情報と、前記測定された硬度に基
    づき、前記ケーブルの劣化度合いを診断することを特徴
    とする請求項1記載のケーブルの劣化診断方法。
  3. 【請求項3】 前記硬度を、前記サンプルに接した圧子
    に対する所定荷重の印加により前記サンプルに形成され
    た凹部の形状に基づいて測定することを特徴とする請求
    項1または2に記載のケーブルの劣化診断方法。
JP8029524A 1996-02-16 1996-02-16 ケーブルの劣化診断方法 Withdrawn JPH09222386A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091444A (ja) * 2008-10-09 2010-04-22 Yoshiichiro Suzuki パーマ液で軟化する毛髪の軟化度合を示す指標体

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