JPH1183716A - 電線の絶縁監視装置 - Google Patents

電線の絶縁監視装置

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JPH1183716A
JPH1183716A JP26504897A JP26504897A JPH1183716A JP H1183716 A JPH1183716 A JP H1183716A JP 26504897 A JP26504897 A JP 26504897A JP 26504897 A JP26504897 A JP 26504897A JP H1183716 A JPH1183716 A JP H1183716A
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JP
Japan
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electric line
wire
reaction force
electric wire
degradation
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Pending
Application number
JP26504897A
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English (en)
Inventor
Satokazu Hamao
聡和 浜尾
Yoshifusa Tsubone
嘉房 坪根
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH1183716A publication Critical patent/JPH1183716A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】連続的に絶縁被覆の劣化を測定できるようにす
る。 【解決手段】被測定電線10の絶縁被覆の硬度変化から
被測定電線10の劣化度を検出する電線の絶縁監視装置
において、感圧素子11を被測定電線10の外周から均
一に押圧する押圧装置12と、押圧装置12を駆動する
制御部1と、被測定電線10に押圧された感圧素子11
より反力を検出する検出部2と、制御部1の信号と検出
部2の信号から応力と歪の関係を演算する演算部3と、
被測定電線10と同一の材料を種々の温度で劣化させ、
その劣化した電線10の劣化の換算時間と押圧したとき
の反力との関係を記憶し、演算部3からの応力より求め
た電線10の反力と、記憶しておいた換算時間と電線の
反力との関係から電線の劣化の換算時間を求め、寿命点
到達を判断する判定部4とをそなえている。。したがっ
て、連続的に電線の劣化を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、電線の絶縁被覆の
劣化度を、実働機器の運転を停止すること無く連続監視
する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電線の絶縁監視装置は、電気的試
験による絶縁診断法(直流試験法、交流電流試験法、誘
電正接試験法、部分放電試験法)が用いられているが、
これらの方法は高圧用電線の絶縁監視方法であり、絶縁
耐力の低い低圧用電線には適用できない。低圧用電線の
絶縁診断法としては、定期的に実働機器の運転を停止し
て、主に物理化学的な手法を用いて絶縁診断を行ってい
る。物理化学的な手法としては、電線を取り出し、ねじ
りによるトルクを測定し、応力−歪曲線の変化により診
断を行う方法(電気学会絶縁材料研究会資料 Vol.
EIM−90No.124 P65−74/1990)
や、電線に楔を押しつけ、絶縁被覆が破壊する荷重より
硬度を算出し、硬度変化より診断を行う方法(特開平6
−235751)や、JIS K6301に定められた
硬度計にてゴム硬度を測定し、硬度変化より診断を行う
方法(特開昭62−47532)や、絶縁被覆を微少量
採取し、赤外線分光分析による赤外線吸収スペクトルの
変化により、診断を行う方法(特開昭60−4264
3)などが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の物理
化学的手法による絶縁診断法を絶縁監視として適用する
ためには、基本的に連続監視ができないという問題があ
る。さらに、ねじりによるトルクを測定する方法では電
線の一部を採取するため、通電の停止と電線の付け替え
が必要である。被覆の破壊荷重により硬度を求める方法
では、破壊試験であるため繰り返し測定の回数に限界が
あり、JISに定められた硬度計を用いる方法は、原理
的には非破壊試験であるため測定機器の改良によって連
続監視が可能となるが、電線を一方向から圧縮すること
により絶縁被覆の一部には引張り応力がかかり、熱劣化
などによって被覆の強度が低下した場合、この応力にて
被覆が破壊するという問題がある。赤外線分光分析によ
る方法では、被覆の一部を採取するため、繰り返し測定
の回数に限界がある。加えて、分析に長時間を要すると
いう問題がある。そこで本発明は、連続的に絶縁被覆の
劣化の測定ができるようにすることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、被測定電線の絶縁被覆の硬度変化から被測定電線の
劣化度を検出する電線の絶縁監視装置において、感圧素
子を前記被測定電線の外周から均一に押圧する押圧装置
と、前記押圧装置を駆動する制御部と、前記被測定電線
に押圧された前記感圧素子より反力を検出する検出部
と、前記制御部の信号と検出部の信号から応力と歪の関
係を演算する演算部と、前記被測定電線と同一の材料を
種々の温度で劣化させ、その劣化した電線の劣化の換算
時間と押圧したときの反力との関係を記憶し、前記演算
部からの応力より求めた電線の反力と、記憶しておいた
換算時間と電線の反力との関係から電線の劣化の換算時
間を求め、寿命点到達を判断する判定部とをそなえてい
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図に基づい
て説明する。図1は本発明の実施例を示すもので、
(a)は電線の絶縁監視装置のブロック図、(b)は電
線の反力を検出する検出装置の正面図、図2は応力ー歪
の関係図である。図において、1は制御部で、電線の圧
縮量を指示する信号を送信する。2は検出部で、前記制
御部1からの信号を入力して図1の(b)に示す電線の
反力を検出する押圧装置12のサーボモータ6を回転
し、このサーボモータ6の回転により歯車7を介して圧
子8を軸9を中心に回転し、電線10を周囲から均一に
中心方向に向かって所定量圧縮変形させる。圧子8が電
線10に接触面には感圧素子11を取付けており、反力
を電気信号として検出し、判定部へ出力する。したがっ
て、押圧装置12のサーボモータ6を所定量回転させ、
入力した圧縮変形量と、感圧素子11で検出した反力に
より電線の圧縮変形による応力ー歪曲線を検出すること
ができる。4は判定部で、予め同種の電線を種々の温度
で劣化試験によって求めておいたモジユラス、圧縮量お
よび反力との関係を記憶し、演算部3より入力された応
力−歪曲線より、ある一定ひずみを与えたときの反力を
計算し、この反力より電線の劣化度θを計算し出力す
る。5は表示部で、判定部4での結果を表示するととも
に、警報を発することができる。低圧用電線の絶縁劣化
は、主として熱劣化によりもたらされる。ここで、熱劣
化による電線の絶縁被覆物の化学構造の量的変化は化学
反応速度論に従い、他方、被覆物のモジュラスMは化学
構造量によって一義的に決まるとする。すなわち、熱劣
化による化学構造量Xの変化が化学反応速度論に従うと
すれば、化学構造量Xの変化は次の式(1)で表され
る。 dX/dt=A・exp(−△E/RT)・g(X) ……(1) 但し、t:劣化時間 , A:頻度因子 △E:活性化エネルギー , R:ガス定数 T:劣化の絶対温度 , g(X):反応機構を表す関数 いま、絶縁被覆の劣化が0からtまで進み、化学構造量
がX0からXまで変化したとして式(1)を積分すると
次の式(2)となる。
【0006】
【数1】
【0007】この式(2)における右辺の積分は、時間
の次元となるので、換算時間θと呼ばれている。
【0008】
【数2】
【0009】従って式(2)は次の式(4)のように示
される。
【0010】
【数3】
【0011】反応機構を表す関数g(X)と頻度因子A
が一定の劣化領域では、種々の温度条件下で劣化が生じ
ても、換算時間θが等しければ化学構造量Xの変化も等
しくなる。すなわち、換算時間θと化学構造量Xの間に
は次の関係式が成り立つ。 θ=f(X) ……(5) さらに、絶縁被覆のモジュラスMが化学構造量Xで一義
的に決まるとすると、モジュラスMと化学構造量Xとの
間には次式(6)の関係が成り立つ。 M=h(X) ……(6) 従って換算時間θはモジュラスMの関数として次式
(7)のように表される。 θ=f{h(M)}-1 ……(7) さらに、モジュラスMは、 M=dz/dy ……(8) の関係にあるため、電線の圧縮量をy、感圧素子にて検
出する反力をzとするとy、zとの間に次の関係式 M=j(y,z) ……(9) が成り立ち、換算時間θは圧縮量yと反力zの関数とし
て次式(10)のように表される。 θ=f[h{j(y,z)}]-1 ……(10) すなわち、所定の圧縮量yで圧縮したときの反力zの変
化から熱劣化の換算時間θ(熱劣化の劣化度)を求める
ことができる。本実施例の監視装置において、機器の運
転により電線の温度が上昇すると、電線の絶縁被覆は熱
劣化を受けてモジュラスが変化し、電線からの反力が変
化する。劣化の尺度となる換算時間θと、反力は、前記
の(10)式に示したように一義的関係にあり、劣化が
進むとともに、つまりθが大きくなるとともに、反力は
変化する。予め、クロロスルホン化ポリエチレンゴム絶
縁電線を複数の異なる温度で劣化させ、適当な時間間隔
ごとに、図1の(b)に示した検出部2を用い応力−歪
曲線を測定した。次に応力−歪曲線より、一定歪での反
力Fを求め、劣化温度と時間を式(3)に代入して求め
た換算時間θに対してプロットして作製した劣化度判定
曲線を図2に示す。いま、電線を一定の径で曲げ、ゴム
被覆に亀裂が認められる加熱時間を、その電線としての
寿命とした場合、この時の電線からの反力をFeであっ
たとし、図2においてこれに対応する換算時間θeの横
軸の劣化度軸上に1.0を目盛って寿命点としておく。
つぎに、試料と同一材質を、所要時間使用した後、電線
10からの反力を感圧素子11で測定し、応力ー歪曲線
を計算し、θの判断に用いる一定ひずみを与えたときの
反力が図2の縦軸上のFsであったとすると、曲線上の
交点より換算時間θsが得られ、これを劣化度の目盛り
に対応させると、電線の劣化度ならびに余寿命を求める
ことができる。上記の実施例ではクロロスルホン化ポリ
エチレンゴム絶縁電線を用いた場合について述べたが、
これ以外の電線、天然ゴム絶縁クロロプレンシース電
線、クロロプレン絶縁電線、EPゴム絶縁電線、ケイ素
ゴム絶縁電線、フッ素ゴム絶縁電線、架橋ポリエチレン
絶縁電線、ビニル絶縁電線あるいはこれらと同じ絶縁材
料を用いたキャブタイヤケーブルなど、柔軟性を有する
絶縁材料で、熱劣化によってモジュラスが変化する材料
で被覆された電線に適用することが可能である。また、
電線以外のゴム弾性体にも適用可能である。図1の
(b)に示した押圧装置は一例であって、要は電線の外
周から押圧して電線を所定量変形させるもので、その反
力を検出できるものであればどのような構造のものであ
ってもよい。なお、実施例では低圧用電線の絶縁監視に
ついて述べたが、高圧用電線の絶縁監視にも使用できる
ことは言うまでもない。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように本発明の絶縁監視装置
によれば、連続的に絶縁被覆の劣化の測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の示すもので、(a)は絶縁
監視装置のブロック図、(b)は電線の反力を検出する
検出装置の正面図である。
【図2】 クロロスルホン化ポリエチレンゴム絶縁電線
の劣化曲線
【符号の説明】
1 制御部、 2 検出部、 3 演算部、 4 判定
部、 5 表示部、6 サーボモータ、 7 歯車、
8 圧子、 9 軸、 10 電線、11 感圧素子、
12 押圧装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定電線の絶縁被覆の硬度変化から被
    測定電線の劣化度を検出する電線の絶縁監視装置におい
    て、 感圧素子を前記被測定電線の外周から均一に押圧する押
    圧装置と、 前記押圧装置を駆動する制御部と、 前記被測定電線に押圧された前記感圧素子より反力を検
    出する検出部と、 前記制御部の信号と検出部の信号から応力と歪の関係を
    演算する演算部と、 前記被測定電線と同一の材料を種々の温度で劣化させ、
    その劣化した電線の劣化の換算時間と押圧したときの反
    力との関係を記憶し、前記演算部からの応力より求めた
    電線の反力と、記憶しておいた換算時間と電線の反力と
    の関係から電線の劣化の換算時間を求め、寿命点到達を
    判断する判定部とからなることを特徴とする電線の絶縁
    監視装置。
JP26504897A 1997-09-10 1997-09-10 電線の絶縁監視装置 Pending JPH1183716A (ja)

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JP (1) JPH1183716A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6938327B2 (en) 1999-03-30 2005-09-06 Taiyo Yuden Co., Ltd. Method of manufacturing a common mode choke coil
JP2014002011A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Bridgestone Corp 劣化評価方法

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US6938327B2 (en) 1999-03-30 2005-09-06 Taiyo Yuden Co., Ltd. Method of manufacturing a common mode choke coil
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