JPH10177014A - ケーブルの劣化診断方法 - Google Patents
ケーブルの劣化診断方法Info
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- JPH10177014A JPH10177014A JP8336186A JP33618696A JPH10177014A JP H10177014 A JPH10177014 A JP H10177014A JP 8336186 A JP8336186 A JP 8336186A JP 33618696 A JP33618696 A JP 33618696A JP H10177014 A JPH10177014 A JP H10177014A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 布設状態のままケーブルの被覆材の劣化程度
を非破壊的に精度よく検知することのできるケーブルの
劣化診断方法を提供する。 【解決手段】 超音波測定器を用い、その送波器及び受
波器をケーブルの任意の直径の両端に相対向して当接
し、超音波を前記直径によって２等分されるケーブルシ
ース中に分かれて伝搬させ、その伝搬時間を測定し、同
一種類のケーブルのオリジナルの前記伝搬時間と比較す
ることにより、その変化の程度から、ケーブルの劣化程
度を判定するケーブルの劣化診断方法。
を非破壊的に精度よく検知することのできるケーブルの
劣化診断方法を提供する。 【解決手段】 超音波測定器を用い、その送波器及び受
波器をケーブルの任意の直径の両端に相対向して当接
し、超音波を前記直径によって２等分されるケーブルシ
ース中に分かれて伝搬させ、その伝搬時間を測定し、同
一種類のケーブルのオリジナルの前記伝搬時間と比較す
ることにより、その変化の程度から、ケーブルの劣化程
度を判定するケーブルの劣化診断方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、布設状態にあるケ
ーブルのシース及び絶縁体等の被覆材の劣化程度を診断
する方法に関し、特にケーブルの一部をサンプリングに
より破壊することなく非破壊的に検知するための劣化診
断方法に関するものである。
ーブルのシース及び絶縁体等の被覆材の劣化程度を診断
する方法に関し、特にケーブルの一部をサンプリングに
より破壊することなく非破壊的に検知するための劣化診
断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】布設状態にあるケーブルの被覆材の劣化
程度を、非破壊的に診断する方法として、高圧ケーブル
では直流漏れ電流試験、誘電正接試験等の電気的診断方
法が採用されているが、低圧ケーブルでは、遮蔽層とし
ての銅テープが巻き付けられていないため、このような
診断方法を適用することができない。このため、メガー
による絶縁抵抗の測定は行われているが、この方法だけ
では、ケーブル被覆材の様々な要因による電気的性質、
機械的性質などの経年的な劣化を検知することができな
いため、結局布設ケーブルを撤去し、ケーブルから被覆
材を破壊的に採取し、その伸び等を測定して、劣化程度
を判定せざるを得ないという問題があった。
程度を、非破壊的に診断する方法として、高圧ケーブル
では直流漏れ電流試験、誘電正接試験等の電気的診断方
法が採用されているが、低圧ケーブルでは、遮蔽層とし
ての銅テープが巻き付けられていないため、このような
診断方法を適用することができない。このため、メガー
による絶縁抵抗の測定は行われているが、この方法だけ
では、ケーブル被覆材の様々な要因による電気的性質、
機械的性質などの経年的な劣化を検知することができな
いため、結局布設ケーブルを撤去し、ケーブルから被覆
材を破壊的に採取し、その伸び等を測定して、劣化程度
を判定せざるを得ないという問題があった。
【０００３】そこで、これを改善するものとして、超音
波測定器を用いてケーブルのシースの劣化程度を診断す
る方法が提案されている（例えば、特開平７−３５７３
３号参照）。この方法は、図５に示すように、超音波測
定器として、超音波厚さ計Ｍ2 を用い、その送波器Ｓ2
から単心ケーブル２０の導体２１に向けて超音波を送信
し、被覆材２２中を伝搬して被覆材内面Ｉ1 で反射した
超音波を受波器Ｒ2 で受信するまでの伝搬時間と被覆材
２２の厚さとから、超音波の被覆材中の伝搬速度を求
め、オリジナルの（健全時の）それと比較することによ
り被覆材２２の劣化の程度を判定する方法である（以下
この方法を「反射法」という）。この反射法では伝搬距
離が短いため、健全時と劣化時の伝搬時間の変化の絶対
値が小さく、測定値のバラツキが大きくなる。測定精度
をよくするためには、直進性のよい高周波（１ＭＨｚ以
上）の超音波、従って波長の短い超音波を用いなければ
ならないが、波長の短い超音波は、減衰が大きくなるた
め、大きい超音波出力が必要となり、測定装置（超音波
厚さ計）が高価なものになるという問題がある。さら
に、測定対象が単心ケーブルのように被覆材内部が導体
のように均一な材質の充実体のものに限られる。理由
は、多心ケーブルのようにシース内部の境界面に線心や
介在や空間など、材質の異なるものがあると、測定場所
によって反射率や反射角度が異なり測定値のバラツキが
さらに大きくなり、また測定ができなかったりするから
である。
波測定器を用いてケーブルのシースの劣化程度を診断す
る方法が提案されている（例えば、特開平７−３５７３
３号参照）。この方法は、図５に示すように、超音波測
定器として、超音波厚さ計Ｍ2 を用い、その送波器Ｓ2
から単心ケーブル２０の導体２１に向けて超音波を送信
し、被覆材２２中を伝搬して被覆材内面Ｉ1 で反射した
超音波を受波器Ｒ2 で受信するまでの伝搬時間と被覆材
２２の厚さとから、超音波の被覆材中の伝搬速度を求
め、オリジナルの（健全時の）それと比較することによ
り被覆材２２の劣化の程度を判定する方法である（以下
この方法を「反射法」という）。この反射法では伝搬距
離が短いため、健全時と劣化時の伝搬時間の変化の絶対
値が小さく、測定値のバラツキが大きくなる。測定精度
をよくするためには、直進性のよい高周波（１ＭＨｚ以
上）の超音波、従って波長の短い超音波を用いなければ
ならないが、波長の短い超音波は、減衰が大きくなるた
め、大きい超音波出力が必要となり、測定装置（超音波
厚さ計）が高価なものになるという問題がある。さら
に、測定対象が単心ケーブルのように被覆材内部が導体
のように均一な材質の充実体のものに限られる。理由
は、多心ケーブルのようにシース内部の境界面に線心や
介在や空間など、材質の異なるものがあると、測定場所
によって反射率や反射角度が異なり測定値のバラツキが
さらに大きくなり、また測定ができなかったりするから
である。
【０００４】また、図６に示すように、超音波測定器Ｍ
1 の送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 を２心ケーブル１０の外
周の長さ方向に比較的長い距離（例えば５ｃｍ）の区間
ｄ1の両端に当接し、比較的低い周波数（５０ＫＨｚ〜
１００ＫＨｚ）の超音波を伝搬させて伝搬時間を測定し
たところ、同一箇所の測定に関してはバラツキはなくな
ったが、同じ距離の別の区間ｄ2 ，ｄ3 ・・・について
測定すると後述するように伝搬時間がばらつくことが分
かった。その原因を探究するため、シースの破断伸びの
試験をおこなったところ、各区間とも同一の値を示した
から、材質のバラツキによるものではないことが明らか
である。送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 がケーブル１０の外
周の長さ方向に比較的長い距離を隔てて設けられている
ため、送波器Ｓ1 から送波された超音波のうち、受波器
Ｒ1 に達する超音波はシース内部すなわちコア内を通る
割合が多く、このコア内の線心や介在等の配置が長さ方
向に変化するためであると思われる。
1 の送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 を２心ケーブル１０の外
周の長さ方向に比較的長い距離（例えば５ｃｍ）の区間
ｄ1の両端に当接し、比較的低い周波数（５０ＫＨｚ〜
１００ＫＨｚ）の超音波を伝搬させて伝搬時間を測定し
たところ、同一箇所の測定に関してはバラツキはなくな
ったが、同じ距離の別の区間ｄ2 ，ｄ3 ・・・について
測定すると後述するように伝搬時間がばらつくことが分
かった。その原因を探究するため、シースの破断伸びの
試験をおこなったところ、各区間とも同一の値を示した
から、材質のバラツキによるものではないことが明らか
である。送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 がケーブル１０の外
周の長さ方向に比較的長い距離を隔てて設けられている
ため、送波器Ｓ1 から送波された超音波のうち、受波器
Ｒ1 に達する超音波はシース内部すなわちコア内を通る
割合が多く、このコア内の線心や介在等の配置が長さ方
向に変化するためであると思われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、請求項１記載の発明
は、ケーブルの被覆材の劣化診断を行うにあたり、破壊
的な試料の採取を行うことなく、布設状態のままケーブ
ルの被覆材の劣化程度を非破壊的に精度よく検知するこ
とのできる劣化診断方法を提供することを課題とする。
解決するためになされたもので、請求項１記載の発明
は、ケーブルの被覆材の劣化診断を行うにあたり、破壊
的な試料の採取を行うことなく、布設状態のままケーブ
ルの被覆材の劣化程度を非破壊的に精度よく検知するこ
とのできる劣化診断方法を提供することを課題とする。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の目的に加えて、より安価で、より精度の高いケーブ
ルの劣化診断方法の提供を課題とする。
明の目的に加えて、より安価で、より精度の高いケーブ
ルの劣化診断方法の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するため手段】上記課題を解決するため、
請求項１記載のケーブルの劣化診断方法は、超音波測定
器を用い、その送波器及び受波器をケーブル外周上の２
点に当接してケーブル被覆材中に超音波を伝搬させ、前
記２点間の超音波伝搬時間を測定し、同一種類のケーブ
ルのオリジナルの前記伝搬時間と比較して、その変化の
程度から、ケーブルの劣化程度を判定するケーブルの劣
化診断方法であって、前記送波器及び受波器は、前記ケ
ーブルの任意の直径の両端に相対向して当接し、前記超
音波を前記直径によって２等分されるケーブルシース中
に分かれて伝搬させ、その伝搬時間を測定することを特
徴とする。
請求項１記載のケーブルの劣化診断方法は、超音波測定
器を用い、その送波器及び受波器をケーブル外周上の２
点に当接してケーブル被覆材中に超音波を伝搬させ、前
記２点間の超音波伝搬時間を測定し、同一種類のケーブ
ルのオリジナルの前記伝搬時間と比較して、その変化の
程度から、ケーブルの劣化程度を判定するケーブルの劣
化診断方法であって、前記送波器及び受波器は、前記ケ
ーブルの任意の直径の両端に相対向して当接し、前記超
音波を前記直径によって２等分されるケーブルシース中
に分かれて伝搬させ、その伝搬時間を測定することを特
徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のケ
ーブルの劣化診断方法において、前記超音波の周波数
が、３０ＫＨｚ以上１０００ＫＨｚ以下であることを特
徴とする。
ーブルの劣化診断方法において、前記超音波の周波数
が、３０ＫＨｚ以上１０００ＫＨｚ以下であることを特
徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施
の形態を説明するための摸式図である。図１において、
符号１０は劣化診断をしようとするケーブルであり、Ｍ
1 は劣化診断をするために用いる超音波測定器であり、
その本体Ｍ10と送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 からなる。ケ
ーブル１０は、導体１１ａに絶縁体１１ｂを被覆した線
心１１と、導体１２ａに絶縁体１２ｂを被覆した線心１
２とを介在１３とともに撚り合わせた上にシース１４を
被覆したものである。また、超音波測定器Ｍ1 は図６の
それと同じであり、送波器Ｓ1 を駆動する送信機１、受
波器Ｒ1 によって受信された超音波信号を検知し増幅す
る超音波受信機２、超音波送信機１と基準クロック発生
器４を起動する同期信号発生器３、受信機２からの信号
と基準クロック発生器４からの基準信号を受信し、送信
から受信までの超音波の伝搬時間を計測するカウンタ
５、カウンタ５の計数値を読み取り、予め記憶させたオ
リジナルの（健全時の）計数値と比較して、その比率な
どを算出するコンピュータ６及びコンピュータ６の演算
値を表示する表示器７からなる。
て、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施
の形態を説明するための摸式図である。図１において、
符号１０は劣化診断をしようとするケーブルであり、Ｍ
1 は劣化診断をするために用いる超音波測定器であり、
その本体Ｍ10と送波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 からなる。ケ
ーブル１０は、導体１１ａに絶縁体１１ｂを被覆した線
心１１と、導体１２ａに絶縁体１２ｂを被覆した線心１
２とを介在１３とともに撚り合わせた上にシース１４を
被覆したものである。また、超音波測定器Ｍ1 は図６の
それと同じであり、送波器Ｓ1 を駆動する送信機１、受
波器Ｒ1 によって受信された超音波信号を検知し増幅す
る超音波受信機２、超音波送信機１と基準クロック発生
器４を起動する同期信号発生器３、受信機２からの信号
と基準クロック発生器４からの基準信号を受信し、送信
から受信までの超音波の伝搬時間を計測するカウンタ
５、カウンタ５の計数値を読み取り、予め記憶させたオ
リジナルの（健全時の）計数値と比較して、その比率な
どを算出するコンピュータ６及びコンピュータ６の演算
値を表示する表示器７からなる。
【００１０】次に、上記超音波測定器Ｍ1 を用いて、ケ
ーブル１０の劣化程度を診断する本発明のケーブルの劣
化診断方法について説明する。超音波測定器Ｍ1 の図示
しない電源をオンすると、超音波送信機１により駆動さ
れた送波器Ｓ1 から発信される超音波Ｗは、その周波数
を適宜に選択することにより、その大半がケーブルのシ
ース１４内を二つの波Ｗ1 及びＷ2 に分かれて伝搬し、
再び合流して受波器Ｒ1 によって受信される。受信され
た超音波は超音波受信機２によって検出され、増幅され
て、カウンタ５に送られる。同期信号発生器３によっ
て、超音波送信機１と同時に起動された基準クロック発
生器４からの出力パルスは、カウンタ５によって計数さ
れるが、超音波受信機２からの信号によって計数を停止
する。このカウンタ５によって計数されたパルス数から
超音波の伝搬時間ＴX が分かる。コンピュータ６内のＲ
ＡＭには、予め同一種類のケーブルの超音波伝搬時間と
シース材の伸びとの関係式が記憶されている。例えば、
ある種類のケーブルについて、老化試験機によって老化
させた数点のサンプルについて、上記の方法で、超音波
の伝搬時間を測定し、且つそのシースをサンプリングし
ておこなった破断伸びの値との関係をプロットしたと
き、図２の直線αが得られたものとする。老化させる前
のサンプルＡ1 の伸びがＥ1 ＝３６０％、そのときの超
音波の伝播時間Ｔ1 ＝３２μｓｅｃ、伸びがゼロになっ
たときの超音波の伝播時間が２０μｓｅｃであったとす
ると、直線αは、 ＥX ＝３０ＴX −６００ で表される。
ーブル１０の劣化程度を診断する本発明のケーブルの劣
化診断方法について説明する。超音波測定器Ｍ1 の図示
しない電源をオンすると、超音波送信機１により駆動さ
れた送波器Ｓ1 から発信される超音波Ｗは、その周波数
を適宜に選択することにより、その大半がケーブルのシ
ース１４内を二つの波Ｗ1 及びＷ2 に分かれて伝搬し、
再び合流して受波器Ｒ1 によって受信される。受信され
た超音波は超音波受信機２によって検出され、増幅され
て、カウンタ５に送られる。同期信号発生器３によっ
て、超音波送信機１と同時に起動された基準クロック発
生器４からの出力パルスは、カウンタ５によって計数さ
れるが、超音波受信機２からの信号によって計数を停止
する。このカウンタ５によって計数されたパルス数から
超音波の伝搬時間ＴX が分かる。コンピュータ６内のＲ
ＡＭには、予め同一種類のケーブルの超音波伝搬時間と
シース材の伸びとの関係式が記憶されている。例えば、
ある種類のケーブルについて、老化試験機によって老化
させた数点のサンプルについて、上記の方法で、超音波
の伝搬時間を測定し、且つそのシースをサンプリングし
ておこなった破断伸びの値との関係をプロットしたと
き、図２の直線αが得られたものとする。老化させる前
のサンプルＡ1 の伸びがＥ1 ＝３６０％、そのときの超
音波の伝播時間Ｔ1 ＝３２μｓｅｃ、伸びがゼロになっ
たときの超音波の伝播時間が２０μｓｅｃであったとす
ると、直線αは、 ＥX ＝３０ＴX −６００ で表される。
【００１１】したがって、前記カウンタ５によって計測
された超音波伝搬時間ＴX をコンピュータ６が読み取
り、コンピュータ内のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させたプ
ログラム又は計算式やテーブルによって、式による演
算をおこなうようにしておけば、超音波の伝播時間ＴX
の値から、シースの伸びの値ＥX が計算されることにな
る。そして、劣化の程度が伸びの低下の程度Ｅ1 −ＥX
で代表されるものとすると、 Ｅ1 −ＥX ＝３０（Ｔ1 −ＴX ） であるから、伸びの低下の程度Ｅ1 −ＥX は、超音波の
伝播時間の変化の程度であるＴ1 −ＴX から求められる
ことになる。また、伸びの低下率をδX とすると、 δX ＝〔（Ｅ1 −ＥX ）／Ｅ1 〕×１００％ ＝〔３０（Ｔ1 −ＴX ）／（３０Ｔ1 −６００）〕×１００％ で表される。この式、式の演算もコンピュータによ
って自動的に行われるようにしておき、その計算結果で
ある上記伸びの低下率δX 及び必要に応じてその計算過
程の数値が表示器７に表示されるようにしておけば、超
音波伝播時間の変化の程度から、劣化の程度が分かるわ
けである。
された超音波伝搬時間ＴX をコンピュータ６が読み取
り、コンピュータ内のＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させたプ
ログラム又は計算式やテーブルによって、式による演
算をおこなうようにしておけば、超音波の伝播時間ＴX
の値から、シースの伸びの値ＥX が計算されることにな
る。そして、劣化の程度が伸びの低下の程度Ｅ1 −ＥX
で代表されるものとすると、 Ｅ1 −ＥX ＝３０（Ｔ1 −ＴX ） であるから、伸びの低下の程度Ｅ1 −ＥX は、超音波の
伝播時間の変化の程度であるＴ1 −ＴX から求められる
ことになる。また、伸びの低下率をδX とすると、 δX ＝〔（Ｅ1 −ＥX ）／Ｅ1 〕×１００％ ＝〔３０（Ｔ1 −ＴX ）／（３０Ｔ1 −６００）〕×１００％ で表される。この式、式の演算もコンピュータによ
って自動的に行われるようにしておき、その計算結果で
ある上記伸びの低下率δX 及び必要に応じてその計算過
程の数値が表示器７に表示されるようにしておけば、超
音波伝播時間の変化の程度から、劣化の程度が分かるわ
けである。
【００１２】以上はシース１４の劣化程度の診断方法で
あるが、予めシース１４の伸びを測定するのと並行し
て、絶縁体１１ｂ，１２ｂの伸びを測定し、その相関性
を求めておけば、上記方法でシース１４の劣化程度が分
かれば、絶縁体１１ｂ，１２ｂの劣化程度も推定するこ
とができ、従って、ケーブルを布設した状態のままで非
破壊的にケーブル被覆材の劣化の程度を測定することが
できる。また、以上の説明では、劣化を示す特性を伸び
としたが、必要に応じて、その他の特性を選ぶことがで
きる。要は、その特性値の変化と超音波伝播時間との関
係を予め求めておけばよいわけである。
あるが、予めシース１４の伸びを測定するのと並行し
て、絶縁体１１ｂ，１２ｂの伸びを測定し、その相関性
を求めておけば、上記方法でシース１４の劣化程度が分
かれば、絶縁体１１ｂ，１２ｂの劣化程度も推定するこ
とができ、従って、ケーブルを布設した状態のままで非
破壊的にケーブル被覆材の劣化の程度を測定することが
できる。また、以上の説明では、劣化を示す特性を伸び
としたが、必要に応じて、その他の特性を選ぶことがで
きる。要は、その特性値の変化と超音波伝播時間との関
係を予め求めておけばよいわけである。
【００１３】
【実施例】次に、本発明のケーブルの劣化診断方法の有
効性を実証するため、ケーブル試料について、超音波の
伝搬時間を測定し、且つそのシースをサンプリングして
その伸びを測定した結果について説明する。試料に用い
た特殊耐熱ビニル絶縁特殊耐熱ビニルシースケーブル
（以下「ＳＨＶＶケーブル」という）の構造を表１に示
す。
効性を実証するため、ケーブル試料について、超音波の
伝搬時間を測定し、且つそのシースをサンプリングして
その伸びを測定した結果について説明する。試料に用い
た特殊耐熱ビニル絶縁特殊耐熱ビニルシースケーブル
（以下「ＳＨＶＶケーブル」という）の構造を表１に示
す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１のＳＨＶＶケーブルそれぞれについ
て、Ａ1 ：熱老化しないもの、Ａ2 ：１３０℃で４０日
加熱したもの、Ａ3 ：１３０℃で８０日加熱したもの及
びＡ4：１３０℃で１２０日加熱したもの、計４種類を
準備した。これらの試料について、超音波の伝搬時間Ｔ
X とシースの伸びＥX を測定した結果を図３に示す。超
音波の周波数は５０ＫＨｚとし、シースの伸びは、ＪＩ
ＳＣ ３００５「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方
法」によって測定した。この結果から、超音波の伝搬時
間ＴX とシースの伸びＥX とは偏差の少ない直線関係に
あることがわかった。
て、Ａ1 ：熱老化しないもの、Ａ2 ：１３０℃で４０日
加熱したもの、Ａ3 ：１３０℃で８０日加熱したもの及
びＡ4：１３０℃で１２０日加熱したもの、計４種類を
準備した。これらの試料について、超音波の伝搬時間Ｔ
X とシースの伸びＥX を測定した結果を図３に示す。超
音波の周波数は５０ＫＨｚとし、シースの伸びは、ＪＩ
ＳＣ ３００５「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方
法」によって測定した。この結果から、超音波の伝搬時
間ＴX とシースの伸びＥX とは偏差の少ない直線関係に
あることがわかった。
【００１６】この直線関係を数式で表し、またはテーブ
ルにしてコンピュータ６内のＲＡＭに記憶させておけ
ば、前記のとおり、対象ケーブルの超音波伝搬時間ＴX
を測定し、コンピュータ６内のＲＡＭに記憶された数式
又はテーブルから、そのケーブルのシースの伸びＥX が
求められる。直線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ欄
外に示した線心数と導体断面積を有するＳＨＶＶケーブ
ルを示す。直線ｃと直線ｄは重なっているが、これは表
１から明らかなようにシース厚さ及び外径が等しいこと
による。また、このことは、コアの線心数や導体の断面
積が異なっても、超音波の伝搬時間に影響しないことを
示しており、超音波が送波器Ｓ1 からシースを通って受
波器Ｒ1 に伝搬していることを示すものである。さら
に、図１では、送波器Ｓ1 と受波器Ｒ1 を線心の中心を
結ぶ直径と直角方向の直径の両端に当接しているが、線
心の中心を結ぶ直径の両端に当接しても、その他の直径
の両端に当接しても超音波の伝搬時間は同じであった。
このことからも、超音波の伝搬時間ＴX はシース内の構
成に左右されないことが分かる。
ルにしてコンピュータ６内のＲＡＭに記憶させておけ
ば、前記のとおり、対象ケーブルの超音波伝搬時間ＴX
を測定し、コンピュータ６内のＲＡＭに記憶された数式
又はテーブルから、そのケーブルのシースの伸びＥX が
求められる。直線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ欄
外に示した線心数と導体断面積を有するＳＨＶＶケーブ
ルを示す。直線ｃと直線ｄは重なっているが、これは表
１から明らかなようにシース厚さ及び外径が等しいこと
による。また、このことは、コアの線心数や導体の断面
積が異なっても、超音波の伝搬時間に影響しないことを
示しており、超音波が送波器Ｓ1 からシースを通って受
波器Ｒ1 に伝搬していることを示すものである。さら
に、図１では、送波器Ｓ1 と受波器Ｒ1 を線心の中心を
結ぶ直径と直角方向の直径の両端に当接しているが、線
心の中心を結ぶ直径の両端に当接しても、その他の直径
の両端に当接しても超音波の伝搬時間は同じであった。
このことからも、超音波の伝搬時間ＴX はシース内の構
成に左右されないことが分かる。
【００１７】図４は、上記のデータを、劣化の程度をパ
ラメータとしてまとめなおし、ケーブル外径ＤX と超音
波の伝搬時間ＴX との関係を示したものである。この図
から明らかなように、ケーブル外径ＤX が小さくなるほ
ど劣化の程度を示す超音波の伝搬時間ＴX が小さくな
り、その差も小さくなるが、図３に関して説明したよう
に、超音波伝搬時間とシースの伸びとは偏差の少ない直
線関係にあるため、式乃至から伸びの変化を十分な
精度で検知することができる。このように本発明の診断
方法によれば、超音波がシース１４内を伝搬し、その距
離が十分あるので、反射法のように誤差を生じない。但
し、超音波の周波数が１０００ＫＨｚを超えると、超音
波はコア内を直進するので、その伝搬時間は、シースの
劣化程度を反映しない。また、３０ＫＨｚ未満であると
超音波が広範囲に拡散するので、やはりシースの劣化度
を反映しなくなる。したがって、超音波の周波数は、３
０ＫＨｚ以上１０００ＫＨｚ以下とするのが好ましく、
さらに測定精度をよくするためには、５０ＫＨｚ以上１
００ＫＨｚ以下とするのが好ましい。
ラメータとしてまとめなおし、ケーブル外径ＤX と超音
波の伝搬時間ＴX との関係を示したものである。この図
から明らかなように、ケーブル外径ＤX が小さくなるほ
ど劣化の程度を示す超音波の伝搬時間ＴX が小さくな
り、その差も小さくなるが、図３に関して説明したよう
に、超音波伝搬時間とシースの伸びとは偏差の少ない直
線関係にあるため、式乃至から伸びの変化を十分な
精度で検知することができる。このように本発明の診断
方法によれば、超音波がシース１４内を伝搬し、その距
離が十分あるので、反射法のように誤差を生じない。但
し、超音波の周波数が１０００ＫＨｚを超えると、超音
波はコア内を直進するので、その伝搬時間は、シースの
劣化程度を反映しない。また、３０ＫＨｚ未満であると
超音波が広範囲に拡散するので、やはりシースの劣化度
を反映しなくなる。したがって、超音波の周波数は、３
０ＫＨｚ以上１０００ＫＨｚ以下とするのが好ましく、
さらに測定精度をよくするためには、５０ＫＨｚ以上１
００ＫＨｚ以下とするのが好ましい。
【００１８】次に、比較のため、図６に示すように、送
波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 をケーブル外周の長さ方向の２
点間に当接して超音波を伝搬させる方法（以下「長さ
法」という）についても試してみた。超音波測定器Ｍ1
は、図１のものと同じものを用いたので、その説明を省
略する。ケーブル１０としては、ＳＨＶＶケーブル２×
３８ｍｍ2 （ケーブルｅ）及び同じく２×６０ｍｍ
2 （ケーブルｆ）を対象とした。撚り合わせピッチＬ
は、ケーブルｅは３１９ｍｍ，ケーブルｆは３８１ｍｍ
であった。送波器Ｓ1 と受波器Ｒ1 の位置を区間ｄ1 、
ｄ2 、ｄ3 と変えて測定した結果を表２に示す。なお、
区間ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 の距離はいずれも５ｃｍとした。
波器Ｓ1 及び受波器Ｒ1 をケーブル外周の長さ方向の２
点間に当接して超音波を伝搬させる方法（以下「長さ
法」という）についても試してみた。超音波測定器Ｍ1
は、図１のものと同じものを用いたので、その説明を省
略する。ケーブル１０としては、ＳＨＶＶケーブル２×
３８ｍｍ2 （ケーブルｅ）及び同じく２×６０ｍｍ
2 （ケーブルｆ）を対象とした。撚り合わせピッチＬ
は、ケーブルｅは３１９ｍｍ，ケーブルｆは３８１ｍｍ
であった。送波器Ｓ1 と受波器Ｒ1 の位置を区間ｄ1 、
ｄ2 、ｄ3 と変えて測定した結果を表２に示す。なお、
区間ｄ1 、ｄ2 、ｄ3 の距離はいずれも５ｃｍとした。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２から明らかなように、長さ法では、測
定する区間によって超音波伝播時間が異なるが、これに
対し、本発明の劣化診断方法によれば、先に述べたとお
り同一断面のどの直径間について測定しても、また別の
断面について測定してもその伝搬時間ＴX はケーブルシ
ースの材質、外径、厚さと劣化の程度によってのみ変化
し、その他の要因によるバラツキなかった。
定する区間によって超音波伝播時間が異なるが、これに
対し、本発明の劣化診断方法によれば、先に述べたとお
り同一断面のどの直径間について測定しても、また別の
断面について測定してもその伝搬時間ＴX はケーブルシ
ースの材質、外径、厚さと劣化の程度によってのみ変化
し、その他の要因によるバラツキなかった。
【００２１】以上の実施例では、ＳＨＶＶケーブルにつ
いておこなったが、超音波を伝搬する各種の有機被覆材
料、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、クロロプレン
ゴム、ポリクロロスルホン化ポリエチレンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、シリコンゴム等の被覆材にも適用で
きることはいうまでもない。
いておこなったが、超音波を伝搬する各種の有機被覆材
料、例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、クロロプレン
ゴム、ポリクロロスルホン化ポリエチレンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、シリコンゴム等の被覆材にも適用で
きることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明のうち、請求項１記載の発明は、
超音波測定器を用い、その送波器及び受波器を、ケーブ
ルの任意の直径の両端に相対向して当接し、超音波をケ
ーブルシース中に伝搬させるので、伝搬経路が比較的長
く、シースの劣化による伝搬時間の変化を非破壊的に精
度よく検知することができるという効果を奏する。
超音波測定器を用い、その送波器及び受波器を、ケーブ
ルの任意の直径の両端に相対向して当接し、超音波をケ
ーブルシース中に伝搬させるので、伝搬経路が比較的長
く、シースの劣化による伝搬時間の変化を非破壊的に精
度よく検知することができるという効果を奏する。
【００２３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、超音波の周波数が３０〜１０００Ｋ
Ｈｚであるから、直進性が小さく、且つあまり拡散もし
ないので、丁度送波器からケーブルのシースの両側にわ
かれてシース中を伝搬し、受波器に達する。従って、ケ
ーブルの外径及びシースの厚さと材質が等しければ、伝
搬時間はコアの内容如何にかかわらず劣化の程度によっ
てのみ変化するので、ケーブルの劣化をより安価に且つ
より精度よく検知することができるという効果を奏す
る。
明の効果に加えて、超音波の周波数が３０〜１０００Ｋ
Ｈｚであるから、直進性が小さく、且つあまり拡散もし
ないので、丁度送波器からケーブルのシースの両側にわ
かれてシース中を伝搬し、受波器に達する。従って、ケ
ーブルの外径及びシースの厚さと材質が等しければ、伝
搬時間はコアの内容如何にかかわらず劣化の程度によっ
てのみ変化するので、ケーブルの劣化をより安価に且つ
より精度よく検知することができるという効果を奏す
る。
【図１】本発明のケーブルの劣化診断方法の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明のケーブルの劣化診断方法による超音波
伝搬時間の測定値と伸びの関係を説明する概念図であ
る。
伝搬時間の測定値と伸びの関係を説明する概念図であ
る。
【図３】本発明のケーブルの劣化診断方法による超音波
伝搬時間の測定値と伸びの関係の実験データを示す図で
ある。
伝搬時間の測定値と伸びの関係の実験データを示す図で
ある。
【図４】本発明の実施例の劣化診断方法によるケーブル
外径と超音波伝搬時間の測定値との関係の実験データを
示す図である。
外径と超音波伝搬時間の測定値との関係の実験データを
示す図である。
【図５】従来の劣化診断方法の説明図である。
【図６】比較例の劣化診断方法の説明図である。
１ 超音波送信機 ２ 超音波受信器 １０，２０ ケーブル １１，１２ ケーブルの線心 １３ ケーブルの介在 １４ ケーブルのシース Ｍ1 ，Ｍ2 超音波測定器 Ｓ1 ，Ｓ2 送波器 Ｒ1 ，Ｒ2 受波器 Ｗ1 ，Ｗ2 超音波の伝搬経路
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波測定器を用い、その送波器及び受
波器をケーブル外周上の２点に当接してケーブル被覆材
中に超音波を伝搬させ、前記２点間の超音波伝搬時間を
測定し、同一種類のケーブルのオリジナルの前記伝搬時
間と比較して、その変化の程度から、ケーブルの劣化程
度を判定するケーブルの劣化診断方法であって、 前記送波器及び受波器は、前記ケーブルの任意の直径の
両端に相対向して当接し、前記超音波を前記直径によっ
て２等分されるケーブルシース中に分かれて伝搬させ、
その伝搬時間を測定することを特徴とするケーブルの劣
化診断方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のケーブルの劣化診断方法
において、 前記超音波の周波数が、３０ＫＨｚ以上１０００ＫＨｚ
以下であることを特徴とするケーブルの劣化診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336186A JPH10177014A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | ケーブルの劣化診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336186A JPH10177014A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | ケーブルの劣化診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177014A true JPH10177014A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18296545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8336186A Pending JPH10177014A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | ケーブルの劣化診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177014A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103995056A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-20 | 国核电站运行服务技术有限公司 | 电缆护套轴向声速测量夹具及装置 |
| CN106950281A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-14 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 基于磁致式扭转波的高压电缆铝护套检测系统及检测方法 |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP8336186A patent/JPH10177014A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103995056A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-20 | 国核电站运行服务技术有限公司 | 电缆护套轴向声速测量夹具及装置 |
| CN106950281A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-07-14 | 国网浙江省电力公司电力科学研究院 | 基于磁致式扭转波的高压电缆铝护套检测系统及检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040506 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040907 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041101 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041117 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050107 |