WO2023145803A1 - 異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システム - Google Patents

異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システム Download PDF

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WO2023145803A1
WO2023145803A1 PCT/JP2023/002386 JP2023002386W WO2023145803A1 WO 2023145803 A1 WO2023145803 A1 WO 2023145803A1 JP 2023002386 W JP2023002386 W JP 2023002386W WO 2023145803 A1 WO2023145803 A1 WO 2023145803A1
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WO
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wire
life
conductor
detection
short
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PCT/JP2023/002386
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洋和 小森
高弘 村田
不二夫 薗田
真人 伊澤
拓実 大嶋
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/54—Testing for continuity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/32—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for indicating defects, e.g. breaks or leaks

Definitions

  • This disclosure relates to a cable with an abnormality sign detection function and an electric wire abnormality sign detection system.
  • Wires are installed or laid in various electrical and electronic equipment, transportation equipment, buildings, public facilities, etc.
  • damage such as disconnection may occur in wires.
  • an electric wire is repeatedly bent or vibrated, the conductor constituting the electric wire may break due to metal fatigue.
  • an electric cable consisting of a plurality of electric wires, an electric shield layer covering the electric wires, and a sheath covering the electric shield layer, and a conductor wire provided on the electric shield layer and an insulating coating layer around the outer circumference thereof.
  • a disconnection detection device comprising: The flexing life of the disconnection detection wire is set shorter than the flexing life of the electric wire. It is described that a voltage is applied to the conductor wire of the disconnection detection line by a voltage source, and disconnection of the electric shield layer is predicted from the detection signal of the first detector and the detection signal of the second detector.
  • Patent Document 3 discloses a cable with a disconnection detection function having a wire core in which a conductor is coated with an insulator and a disconnection detection line, in which the disconnection detection line is composed of a plurality of strands in which the conductor wire is coated with an insulator. , a configuration is disclosed in which the plurality of strands are composed of two or more types of strands having different flexing lives. Since the sensing wire is configured by combining strands with different flexing lifespans, it is possible to break the sensing wire in stages. In addition, it is said that by individually insulating the strands of the detection wire, a change in resistance due to strand breakage clearly appears, enabling more accurate wire breakage detection. In Patent Document 3, as shown in FIG. 1 and the like of the document, two types of strands are alternately arranged in the circumferential direction of the disconnection detection line.
  • JP 2013-182716 A Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-305478 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-299608
  • a detection wire that is more likely to break due to bending than the target wire is provided together with a target wire that is a target for detecting signs of disconnection, and the breakage of the detection wire is monitored. , it is possible to detect signs of disconnection of the target electric wire.
  • the gradual disconnection of the detection wire can provide a sign of disconnection of the target wire. Detection can be performed step by step.
  • stepwise detection of signs of disconnection of the target wire can be performed with even higher accuracy. It is possible.
  • a cable with an abnormality sign detection function includes a target wire having a wire conductor and a wire coating that covers the outer periphery of the wire conductor, a detection wire conductor, and a detection wire that covers the outer periphery of the detection wire conductor. and a sensing wire having a coating, wherein the sensing wire conductor as a whole has a shorter bending life than the wire conductor, and the sensing wire conductor has an insulating coating on the outer periphery of a single wire of a conductive material.
  • long-life strands and short-life strands having a shorter bending life than the long-life strands are provided, and in the detection line conductor, the group of long-life strands
  • the short-life strands are arranged in layers on the outer periphery.
  • the cable with anomaly sign detection function and the wire anomaly sign detection system according to the present disclosure, it is possible to perform stepwise detection of signs of disconnection with high accuracy.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a cable with an abnormality sign detection function according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a detection wire included in the cable with an abnormality sign detection function.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the degree of load applied to the sensing line conductor and the amount of change in characteristic impedance in the sensing line.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of the detection line targeted for simulation.
  • FIG. 5A shows the characteristic impedance obtained by simulation for the sensing line in each state.
  • FIG. 5B shows the relationship between the number of wire breaks and the characteristic impedance value at 50 MHz.
  • a cable with an abnormality sign detection function includes a target wire having a wire conductor and a wire coating that coats the outer periphery of the wire conductor, a detection wire conductor, and the outer periphery of the detection wire conductor. and a sensing wire having a sensing wire coating, wherein the sensing wire conductor as a whole has a shorter flex life than the wire conductor, and the sensing wire conductor is a single wire of electrically conductive material.
  • the detection wire conductor includes two types of strands, a long-life strand with a relatively long flexing life and a short-life strand with a relatively short flexing life.
  • the short-lived wire breaks earlier than the long-lived wire.
  • the measured value obtained by performing an electrical measurement on the sensing wire conductor changes stepwise, first by the breakage of the short-lived wire, and then by the breakage of the long-lived wire. It will be. By detecting this step-by-step change, it is possible to step-by-step detect signs of wire breakage in the wire conductor of the target wire.
  • the difference in susceptibility to breakage of the strands due to the difference in flexing life is amplified by the arrangement effect that the short-life strands are arranged in layers on the outer periphery of the group of long-life strands.
  • the timing of breakage between the wire and the long-life strand There is a large difference in the timing of breakage between the wire and the long-life strand. Therefore, the time when the short-lived wire breaks and the time when the long-lived wire breaks can be clearly separated according to the degree of load applied to the detection wire conductor.
  • short-lived strands it is possible to detect the breakage of each strand as a result of electrical measurement, and the degree of load applied to the detection wire conductor can be subdivided into stages.
  • the breakage of the short-lived strands arranged on the outer peripheral side of the entire sensing wire conductor can be detected particularly sensitively due to the skin effect.
  • the detection wire conductor by adopting an arrangement in which short-life strands with a short bending life surround the outside of a group of long-life strands in a layered manner, a sign of breakage in the target wire can be detected by multiple It can be clearly divided into stages and detected. In particular, in a region where short-lived strands break, it is possible to detect a sign in a target electric wire step by step in a multi-step and sensitive manner.
  • the long-lived wire and the short-lived wire have mutually different flexing lives because at least one of the constituent material of the single wire of the conductive material and the wire diameter of the single wire is different from each other. I hope you are. Then, it is possible to easily provide a difference in bending life between the two types of strands.
  • the conductive material constituting the long-life strand is a copper alloy, and the conductive material constituting the short-life strand is copper, or the conductive material constituting the long-life strand. It is preferable that the copper alloy has a lower bending resistance than the copper alloy.
  • the conductive material that constitutes the long-life strand is an aluminum alloy, and the conductive material that constitutes the short-life strand is aluminum, or the conductive material that constitutes the long-life strand. It is preferable that the aluminum alloy has a lower bending resistance than the aluminum alloy.
  • the cable with an abnormality sign detection function preferably includes a power supply line and a communication line as the target electric wires. In this case, signs of disconnection in both the power supply line and the communication line can be detected using the common detection line.
  • An electric wire abnormality sign detection system includes the cable with an abnormality sign detection function, and a measurement unit that measures the characteristic impedance of the detection line conductor of the detection line included in the cable with an abnormality sign detection function. .
  • the sense wire conductor undergoes gradual breakage of the short-lived strands followed by breakage of the long-lived strands when subjected to repeated loads. Then, the characteristic impedance of the sensing line conductor changes sensitively reflecting the gradual breaking of each strand.
  • the gradual breakage of the strands of the detection line conductor is used as an index, and signs of disconnection in the target electric wire can be detected step by step. and can be detected with high accuracy.
  • FIG. 1 shows the configuration of a cable 1 with an abnormality sign detection function according to an embodiment of the present disclosure in a cross-sectional view cut perpendicularly to the axial direction.
  • a cable 1 with an abnormality sign detection function includes a target electric wire 2 (2A to 2D), a detection wire 3, a tape layer 4, and a sheath 5.
  • FIG. 2 shows a cross section of the sensing wire 3 .
  • the target electric wire 2 is an electric wire that performs functions such as power supply, voltage application, communication, etc., required by the device or the like mounted with the cable 1, and is an electric wire that is to be detected for signs of damage in the cable 1.
  • the number of target electric wires 2 is not particularly specified, and may be one or more.
  • Each target wire 2 has a wire conductor 21 (21A to 21D) configured as a conductor wire, and a wire coating 22 that covers the outer periphery of the wire conductor 21 and is made of an insulating material.
  • the cable 1 comprises four target wires 2A-2D. Two of these four are power supply lines 2A and 2B.
  • the other two are communication lines 2C and 2D having conductor cross-sectional areas smaller than those of the power lines 2A and 2B, and are twisted together to form a twisted pair.
  • the outer edge of the twisted pair is indicated by a dashed line.
  • This type of composite cable including power supply lines 2A, 2B and communication lines 2C, 2D is used for electric brakes of automobiles and the like.
  • the detection wire 3 is an electric wire that detects that the target electric wire 2 has a sign of breakage by causing its own breakage, as will be described later.
  • the sensing wire 3 has a sensing wire conductor 31 configured as a conductor wire and a sensing wire covering 32 made of an insulating material and covering the outer periphery of the sensing wire conductor 31 .
  • the number of detection lines 3 included in the cable 1 is not particularly limited, and may be one or more. Although the embodiment using only one detection wire 3 will be mainly described below, a plurality of detection wires 3 having different materials, wire diameters, numbers, etc. of the strands constituting the detection wire conductor 31 may be provided.
  • the detection line coating 32 is preferably provided as a separate member from the detection line conductor 31 by covering the outer periphery of the detection line conductor 31 as a whole, which will be described later.
  • the insulating coating layer 3c provided on the outer periphery of the wire 3b forming the outer peripheral portion of the sensing wire conductor 31 may also serve as the sensing wire coating 32. As shown in FIG.
  • the bending life of the detection wire conductor 31 is shorter than that of the wire conductor 21 of the target wire 2 .
  • the bending life of a conductor or wire indicates the period until breakage occurs when it is bent, and the number of bends until breakage occurs when bending is repeated at a predetermined angle. can be evaluated. A larger number of times of bending indicates a longer bending life (higher bending resistance).
  • the detection wire conductor 31 includes a plurality of types of strands. is shorter than the wire conductor 21 of the target wire 2 .
  • the bending life of the detection line conductor 31 is shorter than that of each of the wire conductors 21 of the plurality of target wires 2 .
  • the power lines 2A, 2B and the communication lines 2C, 2D are included in the cable 1, it is common that the power lines 2A, 2B having a larger conductor cross-sectional area than the communication lines 2C, 2D have a shorter bending life. There is, and the bending life of the detection line conductor 31 is shorter than that of the power supply lines 2A and 2B.
  • the following forms can be exemplified.
  • the cross-sectional area of the conductor is the same, the greater the number of strands constituting the stranded conductor, the longer the flex life.
  • the thinner the wire that constitutes the conductor the longer the flex life.
  • the conductive material constituting the conductor exhibits high flex resistance as material properties, for example, when it has a large Young's modulus, a high rigidity modulus, and a high flexural strength, the flex life of the conductor becomes long.
  • the shorter the twist pitch of the strands of the conductor the longer the flex life of the conductor.
  • the sheath 5 is configured as an extruded insulator whose main component is a polymer material, surrounds the outer circumference of the tape layer 4, and constitutes the outermost circumference of the entire cable 1.
  • the sheath 5 is tightly attached to the outer circumference of the tape layer 4 .
  • it is preferable that the sheath 5 is in contact with the tape layer 4 over the entire circumference of the tape layer 4 without forming a gap between the sheath 5 and the tape layer 4 except for unavoidable gaps.
  • the sheath 5 may be composed of a single layer or a plurality of layers. are also made of materials with excellent mechanical properties such as wear resistance.
  • the tape layer 4 may be omitted, and the sheath 5 may be formed as an extruded body directly in close contact with the outer periphery of the wire group G.
  • the sheath 5 is formed as an extruded body and is in close contact with the outer periphery of the wire group G via the tape layer 4 as appropriate.
  • a sign of disconnection of the target electric wire 2 can be accurately detected by the detection wire 3 with sensitivity that does not depend on position or time.
  • the detection line conductor 31 that constitutes the detection line 3 included in the cable 1 with an abnormality portent detection function will be described.
  • the detection line conductor 31 is configured as an assembly of a plurality of strands, but not all of them are made of the same strand, but a plurality of strands of two types, a long-life strand 3a and a short-life strand 3b. contains.
  • Each of the long-lived wire 3a and the short-lived wire 3b is individually configured as a wire in which an insulating coating layer 3c is formed on the outer periphery of single wires 3a1 and 3b1 made of a conductive material.
  • the short-lived wire 3b has a shorter bending life of the single wire made of conductive material than the long-lived wire 3a.
  • the flexing life of a single wire made of a conductive material that constitutes the wire may be simply referred to as the flexing life of the wire.
  • a plurality of long-life strands 3a are assembled into one at the center to form a group.
  • a plurality of short-lived wires 3b are arranged in layers on the outer circumference of the group of long-lived wires 3a. That is, the long-lived wires 3 a and the short-lived wires 3 b are arranged in layers and separated from each other. While there is an area where only the wires 3b are arranged, there is an area inside the sensing wire conductor 31 along the circumferential direction of the sensing wire conductor 31 where only the long-life strands 3a are arranged.
  • short-lived wires 3b may be arranged in two or more layers.
  • the entire assembly of the plurality of long-life strands 3a and the plurality of short-life strands 3b arranged in the predetermined arrangement is twisted.
  • the long-lived wire 3a may be configured to have a wire diameter smaller than that of the short-lived wire 3b.
  • the long-life strands 3a and the short-life strands 3b are different from each other at least in their constituent materials, and the long-life strands 3a are preferably made of a material exhibiting higher bending resistance.
  • a copper alloy is used for the long-life wire 3a and copper (annealed copper) is used for the short-life wire 3b
  • an aluminum alloy is used for the long-life wire 3a
  • a form using an aluminum alloy can be preferably exemplified.
  • the long-lived wire 3a and the short-lived wire 3b each have an insulating coating layer 3c. Therefore, the long-life wire 3a and the short-life wire 3b are insulated from each other, and the long-life wire 3a and the short-life wire 3b are insulated from each other.
  • the specific type and thickness of the insulating coating layer 3c are not particularly limited, it is preferably composed of an enamel coating layer.
  • the cable 1 includes a detection line conductor 31 having a shorter bending life than the electric wire conductor 21 of the target electric wire 2, in addition to the target electric wire 2 that performs a predetermined function in a device or the like. contains. If the cable 1 is repeatedly subjected to bending or vibration, the detection wire conductor 31 having a short bending life will break before the wire conductor 21 . The reason why the detection wire conductor 31 is broken is that the target wire 2 is also subjected to a load due to bending or vibration, and metal fatigue is accumulated in the wire conductor 21. If the load continues to be applied as it is, the target wire 2 This means that there is a possibility that the wire conductor 21 of the wire breakage may also occur.
  • a break in the sense line conductor 31 can be detected by an electrical measurement, such as a characteristic impedance measurement.
  • the breakage of the detection line conductor 31 means that the single wires 3a1 and 3b1 of the conductive material are broken in at least a part of the strands (the long-life strand 3a and the short-life strand 3b) that constitute the detection line conductor 31. refers to causing
  • disconnection of the wire conductor 21 of the target wire 2 may be simply referred to as disconnection of the target wire 2 .
  • an electric signal is input to the detection wire conductor 31, and the characteristic impedance (or There are methods of measuring other electrical parameters obtained by electrical measurements;
  • an inspection signal containing an AC component is input to the entire sensing wire conductor 31 including the long-life wire 3a and the short-life wire 3b, with reference to the external ground potential.
  • the response signal is detected by a reflection method or a transmission method, preferably a reflection method.
  • the electrical signal is reflected at the break, resulting in a discontinuous change in the response signal. Therefore, when the measured characteristic impedance changes more than the reference value, it is determined that the detection line conductor 31 is broken and the wire conductor 21 of the target wire 2 is a sign of breakage. be able to.
  • the characteristic impedance value usually increases. A change in the characteristic impedance also occurs due to damage to the detection line conductor 31 that does not lead to breakage of the wires 3a1 and 3b1.
  • the time domain method or the frequency domain method is used to measure the characteristic impedance, it is possible to specify the position where the load is applied along the axial direction of the cable 1 and the detection line conductor 31 is broken.
  • a pulse electric signal is input to the detection line conductor 31, and the time at which the characteristic impedance changes appears is converted into a position along the axial direction of the cable 1, thereby locating the breakage position. can know.
  • the frequency domain method an electrical signal containing a plurality of frequency components is input to the detection line conductor 31, and the response signal is Fourier transformed to convert frequency information into position information on the cable 1.
  • the characteristic impedance for the sensing line 3 it is preferable to measure the characteristic impedance for the sensing line 3 continuously or intermittently while the cable 1 is in use. Then, if a sign of disconnection occurs in the electric wire conductor 21 of the target electric wire 2, the sign of disconnection can be detected at an early stage and notified to the user of the device in which the cable 1 is mounted.
  • the characteristic impedance of the detection line 3 may be measured at a predetermined time, such as a periodical inspection of equipment in which the cable 1 is arranged.
  • the bending life of the short-lived wire 3b is shorter than that of the long-lived wire 3a. Therefore, when the detection wire conductor 31 is repeatedly subjected to a load due to bending or vibration of the cable 1, the short-lived wire 3b breaks earlier than the long-lived wire 3a. In this manner, the characteristic impedance of the detection wire conductor 31 changes stepwise due to the difference in breakage timing between the short-lived wire 3b and the long-lived wire 3a. That is, FIG. 3 shows the amount of change in the characteristic impedance with respect to the degree of load application to the detection line conductor 31 over time (for example, the number of times of bending).
  • the short-life wire 3b is broken, and the characteristic impedance rises (after the load level L1).
  • the amount of change in the characteristic impedance due to the breakage of all the short-lived strands 3b is indicated by ⁇ Z1.
  • the long-life strand 3a also breaks.
  • the characteristic impedance further increases (below load level L3).
  • the breakage of the short-lived wire 3b and the breakage of the long-lived wire 3a occur because the cable 1 as a whole is subjected to cumulative load application due to repeated bending and the like. means that there is In other words, it means that the possibility of disconnection in the target electric wire 2 due to metal fatigue is increasing.
  • the degree of urgency (How much load should be applied to actually break the wire) can be determined in two stages. Specifically, at the stage where only the change in characteristic impedance (change in ⁇ Z1) corresponding to the breakage of the short-lived wire 3b occurs, it can be determined that the target wire 2 is not yet likely to break. However, if a change in the characteristic impedance corresponding to the breakage of the long-life strand 3a occurs, it indicates that the target wire 2 is likely to break.
  • the gradual change in the characteristic impedance of the detection line conductor 31 can detect the degree of urgency of the sign of disconnection of the target electric wire 2 in stages, so that the equipment in which the cable 1 is mounted can detect the urgency according to the degree of urgency. It is possible to take measures such as issuing an alarm.
  • a plurality of target wires 2 with different flexing lives are included, such as the power lines 2A and 2B and the communication lines 2C and 2D of the cable 1
  • disconnection of the target wires 2 with a short flexing life such as the power lines 2A and 2B is detected by the breakage of the short-lived wire 3b
  • a sign of breakage of the target wires 2 having a long bending life such as the communication lines 2C and 2D is detected by the breakage of the long-life wire 3a.
  • each of the short-lived wires 3b and the long-lived wires 3a does not have the insulating coating layer 3c and is electrically connected to each other, even if one of the short-lived wires 3b is broken, the neighboring The unbroken short-lived wire 3b or long-lived wire 3a comes into contact with the broken short-lived wire 3b and bridges the broken point, so that the broken short-lived wire 3b is electrically connected. continuity is interrupted (chattering; re-establishment of conduction). Then, the characteristic impedance of the detection line conductor 31 does not change. Alternatively, even if a change occurs, there may be a situation where the amount of change becomes small, or a situation where only a gradual change occurs.
  • the short-lived wires 3b and the long-lived wires 3a are insulated from each other by the insulating coating layer 3c, so that when a certain short-lived wire 3b is broken, A state in which the short-lived wire 3b is insulated from the surrounding short-lived wire 3b and the long-lived wire 3a so that continuity of the short-lived wire 3b is interrupted at the break point is will remain stable. Then, the measured value of the characteristic impedance of the detection line conductor 31 is significantly and clearly affected by the breakage of the short-lived wire 3b.
  • the characteristic impedance of the detection wire conductor 31 changes stepwise as shown in FIG. A clear change in , that is, a change in form in which the value suddenly fluctuates (usually rises) from a stable state, and then stabilizes again after the change.
  • the representative value of the amount of change in the characteristic impedance corresponding to each short-life strand 3b is indicated as ⁇ z1.
  • the size of the step is not necessarily constant, but small steps such as the amount of change ⁇ z1 are taken, Changes in the characteristic impedance accumulate, and the value of the characteristic impedance rises step by step. Then, when all the short-lived wires 3b are broken (load level L2), the amount of change in the characteristic impedance accumulated from the initial breakage of the short-lived wires 3b (load level L1) reaches ⁇ Z1.
  • the degree of urgency of the sign of breakage in the target wire 2 can be determined. , and detection can be performed by distinguishing roughly into two stages. Further, by detecting in stages that the short-lived wire 3b is broken one by one, the sign of breakage in the target electric wire 2 can be further classified into finer stages. can be detected by As a result, it becomes easier to take various and appropriate countermeasures according to the degree of urgency of disconnection.
  • each It is important to prevent chattering due to the short-lived wires 3b and the long-lived wires 3a individually having the insulating coating layers 3c.
  • the short-lived wires 3b and the long-lived wires 3a are separated and arranged in concentric layers, and the short-lived wires 3b are positioned on the outer periphery of the entire detection wire conductor 31.
  • the short-lived wire 3b greatly contributes to the phenomenon in which the short-lived wire 3b breaks earlier than the long-lived wire 3a, giving a distinct change in characteristic impedance one by one.
  • the short-life wire 3b is configured as a wire having a shorter bending life than the long-life wire 3a. rupture in the Furthermore, even if the wires are the same, the wires placed on the outer side of the conductor are subjected to a larger load when the conductor is bent, and are more likely to break even with a small number of bends. Become. This is because, when the conductor is bent, the wire that can be bent with the smallest radius of curvature inside the bending shape is the wire arranged on the outermost side of the conductor.
  • the short-lived wires 3b are arranged on the outer periphery of the group of the long-lived wires 3a. The difference in flexing life between the long-life wire 3a and the short-life wire 3b is amplified, and the short-life wire 3b tends to break with a smaller number of bends than the long-life wire 3a. .
  • the two types of strands 3a and 3b are broken, and the short-lived strands 3b are first broken one by one in a stepwise manner, and then the long-lived strands 3a are broken. becomes difficult. Even if they occur in good order, the difference in the timing of breakage of the two types of strands 3a and 3b becomes small. Then, as shown in FIG. 3, a distinct stepwise change in characteristic impedance due to breakage of each short-lived wire 3b is less likely to occur.
  • the region where the two types of wires 3a and 3b with different bending lives are arranged is divided into concentric layers, and the long-life wire 3a is arranged.
  • the wires 3a and 3b break according to the bending life in an orderly and well-separated manner. That is, first, the short-lived wires 3b are broken one by one, and after (almost) all the short-lived wires 3b are broken, the long-lived wires 3a are broken at intervals. In this way, the breakage of the wires 3a and 3b proceeds in an orderly manner and in a well-separated manner, so that the change in the characteristic impedance corresponding to the breakage of each short-lived wire 3b is small. also become detectable as distinct step-like multi-step changes. As a result, it is possible to perform stepwise detection of a sign that the target electric wire 2 will be disconnected with high accuracy.
  • the arrangement of the short-lived wire 3b outside the long-lived wire 3a means that the breakage of the wires 3a and 3b proceeds in distinct steps as described above. Also from the viewpoint of the detection sensitivity of the breakage of the short-lived wire 3b, it contributes to the improvement of the accuracy of stepwise detection of the signs of breakage.
  • an alternating current especially a high-frequency alternating current such as 1 MHz or higher, such as characteristic impedance measurement
  • the skin effect causes the sensing line conductor 31 The current flows in a concentrated manner on the surface of the .
  • the long-lived wires 3a and the short-lived wires 3b are each covered with the insulating coating layer 3c, and the short-lived wires 3b are arranged around the group of the long-lived wires 3a.
  • the disconnection of each short-life strand 3b due to the application of a load such as bending can be clearly detected as a change in the characteristic impedance of the detection wire conductor 31 .
  • the degree of urgency of the sign of disconnection in the target electric wire 2 can be subdivided into multiple stages and detected with high accuracy. After the short-lived wires 3b are entirely broken, the long-lived wires 3a are broken.
  • a plurality of target wires 2 with different flexing lives are included, such as the power lines 2A and 2B and the communication lines 2C and 2D of the cable 1, disconnection in the target wires 2 with a short flexing life such as the power lines 2A and 2B
  • the signs of this are detected by classifying the degree of gradual breakage of the short-life wire 3b, and the sign of breakage of the target wires 2 with a long bending life, such as the communication lines 2C and 2D, is detected by the long-life wire 3a. It is conceivable to configure so as to detect the breakage of the wire.
  • the short-lived wire 3b is targeted, and stepwise detection of breakage in units of one wire has been described.
  • gradual breakage may progress in the same manner as in the short-lived wire 3b.
  • the long-life strands 3a are also covered with the insulating coating layer 3c one by one, their gradual breakage can be detected by the step-like change in the characteristic impedance in the same manner as the breakage of the short-life strands 3b. there is a possibility.
  • the detection wire conductor 31 is composed of two types of wires, the short-life wire 3b and the long-life wire 3a.
  • the wires may be arranged in multiple layers so that the flex life becomes shorter from the inner layer side to the outer layer side. Then, it becomes possible to classify and detect signs of breakage of the target electric wire 2 in a wider range according to the degree of urgency.
  • the wire abnormality sign detection system includes the cable with abnormality sign detection function 1 according to the embodiment of the present disclosure described above, and a measurement unit.
  • the measurement unit is a measuring device that measures the characteristic impedance of the detection line conductor 31 of the detection line 3 included in the cable 1 with an abnormality portent detection function.
  • an insulating coating S2 is applied to the outer periphery of a detection wire conductor in which 37 enameled wires with a wire diameter of 0.1 mm are bundled as a strand S1 so that the outer diameter is 1.0 mm.
  • a detection line with The length of the detection line was 1 m.
  • the conductor was made of copper, the conductor diameter was ⁇ 0.08 mm, and the enamel coating thickness was 0.01 mm.
  • a region was formed in which a portion of the wire was cut off over a length of 10 mm in the central portion in the longitudinal direction, simulating the breakage of the wire.
  • a circuit analysis simulation based on electromagnetic field analysis was performed for the detection lines in each state from CUT0 to CUT36, and the characteristic impedance was estimated.
  • the electromagnetic field analysis software "Ansys HFSS" was used for the simulation.
  • the same insulated wire as the above-mentioned detection wire (state of CUT0) in which the wire is not broken was provided adjacent to the lower side of the detection wire, and the potential of the insulated wire was taken as the ground potential.
  • the terminating resistance was set to 50 ⁇ .
  • FIG. 5A shows the characteristic impedance obtained by simulation for each state of CUT0 to CUT36 in the frequency range from 0 to 100 MHz. Further, FIG. 5B shows changes in the characteristic impedance value at a frequency of 50 MHz, read from the results of FIG. 5A, for regions where the number of wire breaks is small. The horizontal axis indicates the number of broken wires, and the vertical axis indicates the characteristic impedance.
  • FIG. 5A As the number of broken strands increases, the characteristic impedance value increases at the top of the peak and in the vicinity thereof.
  • FIG. 5B more clearly shows the stepwise increase in characteristic impedance as the number of broken strands increases. In other words, it can be seen that when the strands are broken one by one or several strands at a time, the breakage of the strands causes a stepwise rise in the characteristic impedance.
  • the long-life strand is arranged inside the detection wire conductor, and the outer circumference of the group of long-life strands.
  • the effect of the arrangement that the wires located on the outer peripheral side of the conductor are more likely to break. is likely to occur in order from the outer peripheral side of the detection line conductor.

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Abstract

電線に断線が生じる予兆の段階的検知を高精度に行うことができる異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システムを提供する。　電線導体と、前記電線導体の外周を被覆する電線被覆と、を有する対象電線と、検知線導体３１と、前記検知線導体３１の外周を被覆する検知線被覆３２と、を有する検知線３と、を有し、前記検知線導体３１は、全体として、前記電線導体よりも屈曲寿命が短く、かつ、前記検知線導体３１は、導電性材料の単線３ａ１，３ｂ１の外周に絶縁被覆層３ｃが形成された素線として、長寿命素線３ａと、前記長寿命素線３ａよりも屈曲寿命が短い短寿命素線３ｂと、を有し、前記検知線導体３１において、前記長寿命素線３ａの群の外周に、前記短寿命素線３ｂが層状に配置されている、異常予兆検知機能付ケーブルとする。

Description

異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システム
　本開示は、異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システムに関する。
　種々の電気・電子機器や輸送用機器、建造物、公共設備等において、電線が搭載、また敷設されるが、電線の長期の使用に伴い、電線に断線等の損傷が発生する場合がある。例えば、電線に屈曲や振動が繰り返し加えられると、金属疲労により、電線を構成する導体に断線が発生する場合がある。断線等の損傷は、実際に発生する前に、金属疲労が進行している段階等、予兆の段階で検知することが好ましい。電線の損傷の発生を、予兆の段階で検知することができれば、その電線を交換する等の対策を実施することで、電線が配置された機器の機能停止等、電線の損傷に起因する不具合を、未然に防止することができる。
　電線の損傷の予兆を検出することを意図したケーブルとして、例えば、特許文献１に、複数の素線を撚り合わせた導体を有する検知線と、複数の素線を撚り合わせた導体を有する被検知線と、を備え、検知線の導体の撚りピッチが、被検知線の導体の撚りピッチよりも長くなった断線検知機能付ケーブルが開示されている。検知線の導体の撚りピッチを被検知線の導体の撚りピッチよりも長くすることで、検知線の屈曲寿命を被検知線の屈曲寿命よりも短くして、断線の予測を図っている。
　また、特許文献２に、複数の電線とそれら複数の電線を覆う電気シールド層と電気シールド層を覆うシースからなる電気ケーブルと、電気シールド層に設けられ導体線とその外周の絶縁被覆層からなる断線検知線と、導体線に電気的に接続された電圧源と、導体線に電気的に接続された第１の検出器と、電気シールド層に電気的に接続された第２の検出器とを備えた断線検知装置が開示されている。断線検知線の屈曲寿命は電線の屈曲寿命よりも短く設定される。断線検知線の導体線に電圧源により電圧を印加し、第１の検出器の検出信号と第２の検出器の検出信号から電気シールド層の断線を予測することが記載されている。
　特許文献３には、導体を絶縁体で被覆した線心と、断線検知線とを有する断線検知機能付きケーブルにおいて、断線検知線が、導体線に絶縁体を被覆した複数本の素線からなり、それら複数本の素線が屈曲寿命の異なる２種類以上の素線からなる形態が開示されている。屈曲寿命の異なる素線を組み合わせて検知線を構成しているので、この検知線を段階的に断線させることが可能であるとされている。また、検知線の素線を個々に絶縁することにより、素線断線による抵抗変化が明確に現れ、より正確な断線検知が可能であるとされている。この特許文献３では、当該文献の図１等に示されるように、２種類の素線が、断線検知線の周方向に交互に配置されている。
特開２０１３－１８２７１６号公報 特開２００７－３０５４７８号公報 特開２００７－２９９６０８号公報
　特許文献１～３に記載されるように、断線の予兆を検知する対象である対象電線とともに、その対象電線よりも屈曲によって破断しやすい検知線を設けておき、検知線の破断を監視することで、対象電線の断線の予兆を検知することが可能である。特に、特許文献３に記載されているように、屈曲寿命の異なる２種類以上の素線を組み合わせて検知線を構成することで、検知線の段階的な断線によって、対象電線の断線の予兆を段階的に検知することが可能となる。しかし、このように屈曲寿命の異なる素線を用いて検知線を構成する場合に、検知線導体の構成をさらに工夫することで、対象電線の断線の予兆の段階的検知を、さらに高精度に行える可能性がある。
　以上に鑑み、電線に断線が生じる予兆の段階的検知を高精度に行うことができる異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システムを提供することを課題とする。
　本開示にかかる異常予兆検知機能付ケーブルは、電線導体と、前記電線導体の外周を被覆する電線被覆と、を有する対象電線と、検知線導体と、前記検知線導体の外周を被覆する検知線被覆と、を有する検知線と、を有し、前記検知線導体は、全体として、前記電線導体よりも屈曲寿命が短く、かつ、前記検知線導体は、導電性材料の単線の外周に絶縁被覆層が形成された素線として、長寿命素線と、前記長寿命素線よりも屈曲寿命が短い短寿命素線と、を有し、前記検知線導体において、前記長寿命素線の群の外周に、前記短寿命素線が層状に配置されている。
　本開示にかかる電線異常予兆検知システムは、前記異常予兆検知機能付ケーブルと、前記異常予兆検知機能付ケーブルに含まれる前記検知線の前記検知線導体の特性インピーダンスを計測する計測部と、を有する。
　本開示にかかる異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システムによると、電線に断線が生じる予兆の段階的検知を高精度に行うことができる。
図１は、本開示の一実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブルの構成を示す断面図である。 図２は、上記異常予兆検知機能付ケーブルに含まれる検知線の構成を示す断面図である。 図３は、上記検知線において、検知線導体への負荷の印加の程度と特性インピーダンスの変化量との関係を説明する図である。 図４は、シミュレーションの対象とした検知線の状態を示す断面図である。 図５Ａは、各状態の検知線について、シミュレーションによって得られた特性インピーダンスを示している。図５Ｂは、素線の破断本数と、５０ＭＨｚにおける特性インピーダンス値との関係を示している。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施態様を説明する。
　本開示の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブルは、電線導体と、前記電線導体の外周を被覆する電線被覆と、を有する対象電線と、検知線導体と、前記検知線導体の外周を被覆する検知線被覆と、を有する検知線と、を有し、前記検知線導体は、全体として、前記電線導体よりも屈曲寿命が短く、かつ、前記検知線導体は、導電性材料の単線の外周に絶縁被覆層が形成された素線として、長寿命素線と、前記長寿命素線よりも屈曲寿命が短い短寿命素線と、を有し、前記検知線導体において、前記長寿命素線の群の外周に、前記短寿命素線が層状に配置されている。
　上記異常予兆検知機能付ケーブルは、対象電線の電線導体よりも屈曲寿命が短い検知線導体を有する検知線を含んでいる。よって、異常予兆検知機能付ケーブルに、屈曲や振動により負荷が繰り返し加えられると、対象電線の電線導体よりも、検知線導体に含まれる素線の方が短期間で破断することになる。検知線に含まれる素線に破断が生じた際に、特性インピーダンスの測定等、電気的測定によって、その破断を検出することで、対象電線に断線が発生する前に、対象電線に断線の予兆が生じていることを、検知することができる。
　上記異常予兆検知機能付ケーブルにおいては、検知線導体が、相対的に屈曲寿命が長い長寿命素線と、相対的に屈曲寿命が短い短寿命素線の２種の素線を含んでいるため、屈曲や振動による負荷が検知線導体に繰り返して印加されると、長寿命素線よりも短寿命素線が先に破断を起こす。すると、検知線導体に対して電気的測定を行って得られる測定値が、まず短寿命素線の破断によって変化し、その後長寿命素線の破断によって変化するというように、段階的に変化することになる。この段階的な変化を検出することで、対象電線の電線導体における断線の予兆を、段階的に検知することが可能となる。ここで、屈曲寿命の差による素線の破断しやすさの差異が、長寿命素線の群の外周に短寿命素線が層状に配置されているという配置の効果で増幅され、短寿命素線と長寿命素線の間で、破断に至る時期の差が大きくなる。そのため、短寿命素線が破断する時期と長寿命素線が破断する時期が、検知線導体への負荷の印加の程度に応じて、明確に分離されやすくなる。また、特に短寿命素線に関しては、素線１本ずつを単位とした破断を、電気的測定の結果として検知することができ、検知線導体への負荷の印加の程度を、細分化して段階的に区別することが可能となる。さらに、電気的測定を交流電流を用いて行う場合には、表皮効果により、検知線導体全体の外周側に配置された短寿命素線の破断を、特に敏感に検知することができる。このように、検知線導体において、長寿命素線の群の外側を屈曲寿命の短い短寿命素線が層状に囲んでいるという配置を採用することで、対象電線における破断の予兆を、複数の段階に明確に区分して検知することができる。特に短寿命素線の破断が進行する領域では、多段階で、かつ敏感に、対象電線における予兆の段階的検知を行うことができる。
　ここで、前記長寿命素線と前記短寿命素線は、前記導電性材料の単線の構成材料、および該単線の線径の少なくとも一方が相互に異なることにより、相互に異なる屈曲寿命を有しているとよい。すると、２種の素線の間で、屈曲寿命に簡便に差を設けることができる。
　また、前記長寿命素線を構成する前記導電性材料が、銅合金であり、前記短寿命素線を構成する前記導電性材料が、銅、または前記長寿命素線を構成する前記導電性材料よりも耐屈曲性の低い銅合金であるとよい。あるいは、前記長寿命素線を構成する前記導電性材料が、アルミニウム合金であり、前記短寿命素線を構成する前記導電性材料が、アルミニウム、または前記長寿命素線を構成する前記導電性材料よりも耐屈曲性の低いアルミニウム合金であるとよい。長寿命素線および短寿命素線にこれらの金属材料を採用することで、汎用的な金属材料を用いて、長寿命素線と短寿命素線の屈曲寿命の間に、大きな差を簡便に設けることができる。
　前記異常予兆検知機能付ケーブルは、前記対象電線として、電源線と、通信線とを含んでいるとよい。この場合には、電源線と通信線の両方における断線の予兆を、共通の検知線を用いて検知することができる。
　本開示にかかる電線異常予兆検知システムは、前記異常予兆検知機能付ケーブルと、前記異常予兆検知機能付ケーブルに含まれる前記検知線の前記検知線導体の特性インピーダンスを計測する計測部と、を有する。上記のように、検知線導体は、負荷の印加を繰り返して受けると、短寿命素線の段階的な破断と、それに続く長寿命素線の破断を起こす。そして、検知線導体の特性インピーダンスは、各素線の段階的な破断を敏感に反映して変化する。そのため、計測部によって検知線導体の特性インピーダンスを計測し、特性インピーダンスの変化を検出することで、検知線導体の段階的な素線の破断を指標として、対象電線における断線の予兆を、段階的に、また高精度に検知することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、図面を用いて、本開示の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブルおよび電線異常予兆検知システムについて詳細に説明する。本開示の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブルは、当該ケーブルに含まれる対象電線において損傷が発生する予兆を、検知可能なケーブルである。また、本開示の実施形態にかかる電線異常予兆検知システムは、異常予兆検知機能付ケーブルに含まれる対象電線において損傷が発生する予兆を検知するためのシステムである。
（１）異常予兆検知機能付ケーブルの構成
　まず、本開示の一実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブル（以下、単にケーブルと称する場合がある）の構成の概略について、説明する。図１に、本開示の一実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブル１の構成を、軸線方向に垂直に切断した断面図にて表示する。異常予兆検知機能付ケーブル１は、対象電線２（２Ａ～２Ｄ）と、検知線３と、テープ層４と、シース５と、を含んでいる。図２は、検知線３の断面を示している。
　対象電線２は、給電、電圧印加、通信等、ケーブル１を搭載した機器等において求められる機能を果たす電線であり、ケーブル１において、損傷の予兆を検出すべき対象となる電線である。対象電線２の本数は特に指定されず、１本または複数とすることができる。各対象電線２は、導体線として構成された電線導体２１（２１Ａ～２１Ｄ）と、絶縁材料より構成されて電線導体２１の外周を被覆する電線被覆２２とを有している。図示した形態では、ケーブル１は、４本の対象電線２Ａ～２Ｄを備えている。それら４本のうち、２本は電源線２Ａ，２Ｂである。他の２本は、電源線２Ａ，２Ｂよりも導体断面積が小さい通信線２Ｃ，２Ｄであり、相互に撚り合わせられて、ツイストペアを構成している。図ではツイストペアの外縁を破線で表示している。この種の電源線２Ａ，２Ｂと通信線２Ｃ，２Ｄを備えた複合ケーブルは、自動車の電動ブレーキ等に用いられる。
　検知線３は、後に作用を説明するように、自らが破断を起こすことで、対象電線２に断線の予兆が発生していることを検知する電線である。検知線３は、導体線として構成された検知線導体３１と、絶縁材料より構成されて検知線導体３１の外周を被覆する検知線被覆３２とを有している。ケーブル１に含まれる検知線３の本数は特に限定されず、１本または複数とすることができる。以下では、検知線３を１本のみ用いる形態について主に説明するが、検知線導体３１を構成する素線の材質や線径、本数等の異なる複数の検知線３を設けてもよい。検知線被覆３２は、検知線導体３１の絶縁を確実に行う観点から、検知線導体３１とは別の部材として、検知線導体３１全体としての外周を被覆して設けることが好ましいが、後に説明するように、検知線導体３１の外周部を構成する素線３ｂの外周に設けた絶縁被覆層３ｃが、検知線被覆３２を兼ねるものであってもよい。
　検知線導体３１は、屈曲寿命が、対象電線２の電線導体２１よりも短くなっている。本明細書において、導体や素線の屈曲寿命とは、屈曲を受けた際に破断が起こるまでの期間を示し、所定の角度での屈曲を繰り返した際に破断が起こるまでの屈曲回数等として評価することができる。その屈曲回数が多いほど、屈曲寿命が長い（耐屈曲性が高い）ことを示す。後に説明するように、検知線導体３１は、複数種の素線を含んでいるが、検知線導体３１の全体としての屈曲寿命、つまり全素線３ａ，３ｂを合わせた集合体としての屈曲寿命が、対象電線２の電線導体２１よりも短くなっている。また、ケーブル１が複数の対象電線２を含む場合には、それら複数の対象電線２の電線導体２１のそれぞれよりも、検知線導体３１の屈曲寿命が短くなっている。電源線２Ａ，２Ｂと通信線２Ｃ，２Ｄがケーブル１に含まれる場合に、通信線２Ｃ，２Ｄに比べて導体断面積の大きい電源線２Ａ，２Ｂの方が屈曲寿命が短いことが一般的であり、検知線導体３１は、その電源線２Ａ，２Ｂよりもさらに屈曲寿命が短くなっている。
　対象電線２と検知線３の間で、導体２１，３１の屈曲寿命に差を設ける手段としては、以下の形態を例示することができる。例えば、導体断面積が同じであれば撚線導体を構成する素線の本数が多いほど、屈曲寿命が長くなる。また、導体を構成する素線が細い方が、屈曲寿命が長くなる。また、導体を構成する導電性材料が、材料物性として高い耐屈曲性を示す場合、例えば大きなヤング率や高い剛性率、高い曲げ強度を有する場合には、導体の屈曲寿命が長くなる。さらに、特許文献１に記載されるように、導体における素線の撚りピッチが短いほど、導体の屈曲寿命が長くなる。
　ケーブル１において、全ての対象電線２と検知線３は、１つにまとめられ、電線群Ｇを構成している。電線群Ｇにおいて、各対象電線２および検知線３の相互配置は、特に限定されるものではないが、検知線３を中央に配置し、その検知線３の外周を囲んで、複数の対象電線２を配置する形態が好ましい。この際、検知線３が複数設けられる場合には、それら複数の検知線３を中央にまとめて配置するとよい。検知線３と対象電線２は、電線束としてまとめるだけでもよいが、検知線３を中心とし、その検知線３の外周に対象電線２を配置して、一括して撚る形態が好ましい。この場合に、中心の検知線３も撚られることになる。
　電線群Ｇの外周には、テープ層４が設けられている。テープ層４は、電線群Ｇを構成する各対象電線２および検知線３をシース５と分離する役割を果たす。テープ層４の形態および材料は、特に限定されないが、紙や樹脂等の絶縁性材料より構成されたテープ体が、電線群Ｇの外周に螺旋状に巻き付けられた形態を、好適に例示することができる。テープ層４は、電線群Ｇに密着している。つまり、電線群Ｇを構成する各電線２Ａ～２Ｄ，３のうち、電線群Ｇの最外周に面する電線（図では対象電線２Ａ，２Ｂ，２Ｄ）の外周面に接触している。
　シース５は、ポリマー材料を主成分とする絶縁体の押出成形体として構成されており、テープ層４の外周を囲んで、ケーブル１全体の最外周を構成している。シース５は、テープ層４の外周に密着している。つまり、テープ層４の外周の全域において、シース５とテープ層４の間に、不可避的なものを除いて空隙が形成されずに、シース５がテープ層４に接触していることが好ましい。シース５は、１層より構成されても、複数の層より構成されてもよいが、図示した形態では外層５１と内層５２の２層より構成されており、外層５１の方が、内層５２よりも、耐摩耗性等の機械的特性に優れた材料より構成されている。ケーブル１において、テープ層４を省略し、電線群Ｇの外周に直接密着する押出成形体として、シース５を形成してもよい。シース５が押出成形体として形成されており、適宜テープ層４を介して電線群Ｇの外周に密着していることで、対象電線２と検知線３の位置関係が、相互にずれにくくなり、対象電線２の断線の予兆を、位置や時期に依存しない感度で、検知線３によって正確に検知することができる。
（２）検知線導体の構成
　次に、異常予兆検知機能付ケーブル１に含まれる検知線３を構成する検知線導体３１について説明する。検知線導体３１は、複数の素線の集合体として構成されているが、全てが同じ素線よりなるのではなく、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂの２種の素線を複数含んでいる。長寿命素線３ａおよび短寿命素線３ｂはそれぞれ個別に、導電性材料の単線３ａ１，３ｂ１の外周に絶縁被覆層３ｃが形成された素線として構成されている。短寿命素線３ｂは、長寿命素線３ａよりも導電性材料の単線の屈曲寿命が短くなっている。以下、素線を構成する導電性材料の単線の屈曲寿命を、単に素線の屈曲寿命と称する場合がある。
　本実施形態にかかるケーブル１においては、複数の長寿命素線３ａが、中心部に１つに集合され、群を構成している。この長寿命素線３ａの群の外周に、複数の短寿命素線３ｂが層状に配置されている。つまり、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂは、層状に相互に分かれて配置されており、検知線導体３１の外周側には、検知線導体３１の周方向に沿って、短寿命素線３ｂのみが配列された領域が存在する一方、検知線導体３１の内側には、検知線導体３１の周方向に沿って、長寿命素線３ａのみが配列された領域が存在する。図示した形態では、長寿命素線３ａの群の外周を囲んで、短寿命素線３ｂが１層のみ配置されているが、短寿命素線３ｂを２層以上にわたって配置してもよい。検知線導体３１においては、上記所定の配置で並べられた複数の長寿命素線３ａと複数の短寿命素線３ｂの集合体全体に対して、撚りが加えられていることが好ましい。
　上記のように、短寿命素線３ｂは、長寿命素線３ａよりも屈曲寿命が短くなっている。短寿命素線３ｂと長寿命素線３ａは、単線３ａ１，３ｂ１の構成材料および線径の少なくとも一方が相互に異なっていることにより、相互に異なる屈曲寿命を有するものであるとよい。構成材料の差としては、長寿命素線３ａを短寿命素線３ｂよりも、大きなヤング率や高い剛性率、高い曲げ強度等、材料物性として高い耐屈曲性を示す材料より構成すればよい。線径の差としては、長寿命素線３ａを短寿命素線３ｂよりも、線径の小さな素線として構成すればよい。好ましくは、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂが、少なくとも構成材料において相互に異なっており、長寿命素線３ａの方が高い耐屈曲性を示す材料より構成されるとよい。例えば、各素線を構成する導電性材料として、長寿命素線３ａに銅合金を用い、短寿命素線３ｂに銅（軟銅）を用いる形態、長寿命素線３ａにアルミニウム合金を用い、短寿命素線３ｂにアルミニウムを用いる形態、長寿命素線３ａに比較的耐屈曲性の高い銅合金またはアルミニウム合金を用い、短寿命素線３ｂにそれよりも耐屈曲性の低い別の銅合金またはアルミニウム合金を用いる形態を、好適に例示することができる。
　上記のように、長寿命素線３ａおよび短寿命素線３ｂは、それぞれ個別に絶縁被覆層３ｃを有している。よって、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂの間、また長寿命素線３ａどうし、短寿命素線３ｂどうしは、相互に絶縁されている。絶縁被覆層３ｃの具体的な種類や厚さは特に限定されるものではないが、エナメル被覆層より構成されることが好ましい。
（３）断線検知の方法
　上記で説明したケーブル１が、機器等に搭載され、使用中に、繰り返して屈曲や振動を受けると、対象電線２を構成する電線導体２１に金属疲労が蓄積し、断線に至る可能性がある。対象電線２に断線が生じると、対象電線２が、給電、通信等の機能を果たせなくなり、ケーブル１が搭載された機器が、正常な機能を発揮し続けられなくなる可能性がある。さらには、対象電線２の断線に起因して、その機器に故障等の不具合が発生する可能性もある。
　しかし、本実施形態にかかるケーブル１は、機器等において所定の機能を果たす対象電線２に加えて、対象電線２の電線導体２１よりも屈曲寿命の短い検知線導体３１を備えた、検知線３を含んでいる。ケーブル１が繰り返して屈曲や振動を受けることがあると、屈曲寿命の短い検知線導体３１が、電線導体２１よりも先に破断を生じることになる。検知線導体３１に破断が生じたことは、対象電線２にも屈曲や振動による負荷が加えられて、電線導体２１に金属疲労が蓄積されており、そのまま負荷の印加が続けば、対象電線２の電線導体２１も断線を起こす可能性があることを意味する。検知線導体３１の破断は、特性インピーダンスの測定等、電気的測定によって検出することができる。ここで、検知線導体３１の破断とは、検知線導体３１を構成する素線（長寿命素線３ａおよび短寿命素線３ｂ）の少なくとも一部において、導電性材料の単線３ａ１，３ｂ１が破断を起こすことを指す。
　このように、屈曲寿命の短い検知線導体３１の破断を検出することで、対象電線２の電線導体２１に断線の予兆があることを、実際に対象電線２に断線が生じていない段階で、未然に検知することができる。対象電線２の断線の予兆を検知した段階で、対象電線２を新しいものに交換する等の措置を講じれば、対象電線２の断線によって引き起こされる不具合を、予防することができる。なお、本明細書において、対象電線２の電線導体２１の断線を、単に、対象電線２の断線と称する場合がある。
　本実施形態にかかるケーブル１において、検知線３を用いて対象電線２の断線の予兆を検知するための検査法の１つとして、検知線導体３１に電気信号を入力して、特性インピーダンス（あるいは電気的測定によって得られる他の電気パラメータ；以下においても同様）の測定を行う方法がある。特性インピーダンスの測定を行うに際しては、外部のグラウンド電位を基準として、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂを含む検知線導体３１全体に対して、交流成分を含む検査信号を入力する。そして、反射法または透過法、好ましくは反射法によって応答信号を検出する。
　検知線導体３１の中途部において、素線３ａ，３ｂに破断が存在すると、その破断の箇所で電気信号の反射が起こるので、応答信号に不連続な変化が発生する。そこで、計測される特性インピーダンスに、基準値以上の変化が生じた場合に、検知線導体３１に破断が発生しており、対象電線２の電線導体２１に断線の予兆が生じていると判定することができる。単純な直線状の検知線導体３１を構成する素線３ａ，３ｂのいずれかに破断が生じると、通常は特性インピーダンス値が上昇する方向に変化する。なお、特性インピーダンスの変化は、素線３ａ１，３ｂ１の破断にまでは至らない検知線導体３１の損傷によっても発生する。本明細書においては、破断による特性インピーダンスの変化を代表として扱っているが、破断以外の検知線導体３１の損傷についても、同様に、特性インピーダンスの変化を介して、対象電線２の断線の予兆の検知に利用することができる。測定インピーダンスを測定対象とすることで、電気抵抗等、他の電気パラメータを対象とする場合よりも、少数の素線３ａ１，３ｂ１が破断や損傷を起こしただけの状態でも、測定値に大きな変化が現れやすく、高い検出感度が得られる。
　さらに特性インピーダンスの計測に、時間領域法または周波数領域法を用いれば、ケーブル１の軸線方向に沿って、負荷が印加され、検知線導体３１に破断が生じた位置を特定することもできる。時間領域法の場合には、パルス電気信号を検知線導体３１に入力し、特性インピーダンスに変化が現れた時間をケーブル１の軸線方向に沿った位置に変換することにより、破断が生じた位置を知ることができる。周波数領域法の場合には、複数の周波数成分を含む電気信号を検知線導体３１に入力し、応答信号をフーリエ変換して、周波数の情報をケーブル１上の位置の情報に変換すればよい。検知線３に対する特性インピーダンスの測定は、ケーブル１の使用中に、連続的あるいは断続的に行うことが好ましい。すると、対象電線２の電線導体２１に断線の予兆が生じれば、早期にその断線の予兆を発見し、ケーブル１が搭載された機器の使用者等に通知することができる。あるいは、ケーブル１が配置された機器の定期点検等、所定の時期に、検知線３に対して特性インピーダンスの測定を行ってもよい。
　本実施形態にかかるケーブル１の検知線導体３１においては、短寿命素線３ｂの方が長寿命素線３ａよりも屈曲寿命が短くなっている。よって、ケーブル１の屈曲や振動により、検知線導体３１が繰り返して負荷を受けた際に、短寿命素線３ｂの方が、長寿命素線３ａよりも先に破断を起こすことになる。このように、短寿命素線３ｂと長寿命素線３ａの破断時期が異なることによって、検知線導体３１の特性インピーダンスが段階的に変化する。つまり、図３に、検知線導体３１への経時的な負荷の印加の程度（例えば屈曲回数）に対する特性インピーダンスの変化量を示すように、検知線導体３１への負荷の印加の進行に伴って、まず短寿命素線３ｂが破断して、特性インピーダンスが上昇する（負荷レベルＬ１以降）。図３では、短寿命素線３ｂが全て破断することによる特性インピーダンスの変化量を、ΔＺ１にて表示している。その後、さらに検知線導体３１への負荷の印加が進行すると、長寿命素線３ａも破断を起こす。すると、さらに特性インピーダンスが上昇する（負荷レベルＬ３以降）。検知線導体３１において、短寿命素線３ｂの破断が起こり、さらに長寿命素線３ａの破断が起こることは、ケーブル１全体として、繰り返しの屈曲等により、累積的な負荷の印加が進行していることを意味する。つまり、金属疲労による対象電線２における断線の可能性が高まっていることを意味する。
　従って、短寿命素線３ｂと長寿命素線３ａの屈曲寿命の差に由来する検知線導体３１の特性インピーダンスの段階的な変化を検出することで、対象電線２の断線の予兆の切迫度（どの程度の負荷がさらに加われば実際に断線するか）を、２段階に分けて判別することができる。具体的には、短寿命素線３ｂの破断に対応する特性インピーダンスの変化（ΔＺ１の変化）のみが生じている段階では、対象電線２の破断の切迫度はまだそれほど高くないと判断することができるが、長寿命素線３ａの破断に対応する特性インピーダンスの変化まで生じると、対象電線２の破断の切迫度が高まっていることが示される。このように、検知線導体３１の特性インピーダンスの段階的な変化によって、対象電線２の断線の予兆の切迫度を段階的に検知できることで、ケーブル１が搭載された機器において、切迫度に応じた警報を発する等の手段を講じることが可能となる。例えば、ケーブル１の電源線２Ａ，２Ｂと通信線２Ｃ，２Ｄのように、屈曲寿命の異なる複数の対象電線２を含む場合に、電源線２Ａ，２Ｂ等、屈曲寿命の短い対象電線２の断線の予兆を、短寿命素線３ｂの破断をもって検知するとともに、通信線２Ｃ，２Ｄ等、屈曲寿命の長い対象電線２の断線の予兆を、長寿命素線３ａの破断をもって検知するように構成することができる。
　さらに詳細に、屈曲等の負荷の印加による短寿命素線３ｂの破断の進行状況を分析すると、検知線導体３１が繰り返しの屈曲や振動によって負荷を受けた際に、極端に大きな負荷を印加されないかぎり、全ての短寿命素線３ｂが一度に破断することは稀であり、短寿命素線３ｂが１本ずつ、あるいは数本ずつ、順に破断し、ある程度の期間を経て、破断した短寿命素線３ｂの本数が徐々に増えていくことが多い。検知線導体３１全体としての特性インピーダンスを計測している場合に、一部の短寿命素線３ｂに破断が発生すると、破断の箇所で、その短寿命素線３ｂにおける導通の連続性が途切れることになるので、破断した短寿命素線３ｂの本数に応じて、特性インピーダンスの測定値が変化するはずである。
　しかし、もし各短寿命素線３ｂおよび長寿命素線３ａが絶縁被覆層３ｃを有さず、相互に導通を有しているとすれば、ある短寿命素線３ｂが破断したとしても、隣接する破断していない短寿命素線３ｂまたは長寿命素線３ａが、その破断した短寿命素線３ｂと接触して、破断箇所を橋渡しすることで、その破断した短寿命素線３ｂにおいて、導通の連続性が途切れなくなる（チャタリング；導通の再形成）。すると、検知線導体３１の特性インピーダンスに変化が生じなくなる。あるいは、変化が生じても、その変化量が小さくなる事態や、緩やかな変化しか生じなくなる事態が起こる。
　これに対し、本実施形態においては、各短寿命素線３ｂおよび長寿命素線３ａが絶縁被覆層３ｃによって相互に絶縁されていることにより、ある短寿命素線３ｂが破断した際に、その短寿命素線３ｂが周囲の短寿命素線３ｂおよび長寿命素線３ａから絶縁されていることにより、その短寿命素線３ｂの導通の連続性が、破断箇所を挟んで途切れた状態が、安定に維持されることになる。すると、検知線導体３１の特性インピーダンスの測定値に、その短寿命素線３ｂの破断による影響が、大きく、また明瞭に生じるようになる。
　つまり、屈曲等によるケーブル１への負荷の印加が累積するに従って、短寿命素線３ｂが段階的に破断を起こす場合に、図３に示すように、検知線導体３１の特性インピーダンスに、階段状の明瞭な変化、つまり値が安定している状態から急激に値が変動し（通常は上昇し）、変化後に再び値が安定した状態となる形態の変化が、生じることになる。図３では、１本ずつの短寿命素線３ｂに対応する特性インピーダンスの変化量の代表値を、δｚ１として表示している。検知線導体３１への負荷の印加が進行するに従って、短寿命素線３ｂが１本ずつ破断を起こすと、ステップの大きさは必ずしも一定ではないが、変化量δｚ１等の小さなステップをとって、特性インピーダンスの変化が累積し、特性インピーダンスの値が階段状に順次上昇する。そして、全ての短寿命素線３ｂが破断した時に（負荷レベルＬ２）、短寿命素線３ｂの破断の初期（負荷レベルＬ１）から累積された特性インピーダンスの変化量が、ΔＺ１に達する。
　このように、検知線導体３１の特性インピーダンスにおいて、１本ずつの短寿命素線３ｂの破断に対応する、ステップの小さな、階段状の変化を検知することで、短寿命素線３ｂに段階的な破断が起こっていることを検知することができ、さらにその階段状の変化の回数や変化量から、破断した短寿命素線３ｂの本数を推定することも可能となる。上記のように、検知線導体３１の特性インピーダンスの変化によって、短寿命素線３ｂの破断と長寿命素線３ａの破断を区別して検出することで、対象電線２における断線予兆の切迫の程度を、大きく２段階に区別して検知することができるが、さらに短寿命素線３ｂが１本ずつ破断するのを段階的に検知することで、対象電線２における断線の予兆を、さらに細かい段階に区分して検知することが可能となる。それにより、断線の切迫度の段階に応じた対策を、多様に、また適切に講じやすくなる。
　ここで、検知線導体３１の特性インピーダンスにおいて、１本ずつの短寿命素線３ｂに対応する小さなステップでの変化を、明瞭な階段状の変化として検出するためには、上記のように、各短寿命素線３ｂおよび長寿命素線３ａが個別に絶縁被覆層３ｃを有していることによるチャタリングの防止が、重要となる。加えて、検知線導体３１において、短寿命素線３ｂと長寿命素線３ａが分かれて同心の層状に配置されており、短寿命素線３ｂが検知線導体３１全体の外周部に位置することも、短寿命素線３ｂが長寿命素線３ａよりも早期に、しかも１本ずつ明瞭な特性インピーダンスの変化を与えて破断を起こす現象に、大きな寄与を有する。
　すでに説明したとおり、短寿命素線３ｂは、長寿命素線３ａよりも屈曲寿命が短い素線として構成されているため、屈曲等の負荷を受けた際に、長寿命素線３ａよりも早期に破断を起こす。さらに、同じ素線であっても、導体の外側に配置されている素線の方が、導体を屈曲させた際に、大きな負荷を印加されることになり、少ない屈曲回数でも破断に至りやすくなる。導体を曲げた際に、曲げ形状の内側で最も小さな曲率半径で曲げられる素線は、導体の最も外周側に配置された素線だからである。本実施形態にかかるケーブル１の検知線導体３１において、短寿命素線３ｂは、長寿命素線３ａの群の外周に配置されているため、その配置の効果によって、素線自体の特性による長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂの間の屈曲寿命の差が増幅され、短寿命素線３ｂが、長寿命素線３ａよりも少ない屈曲回数で破断を起こしやすい傾向が、さらに顕著となる。
　ここで、特許文献３に示されるように、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂが、断線検知線の周方向に交互に配置されているならば、あるいはランダムに配置されているならば、またあるいは短寿命素線３ｂよりも長寿命素線３ａの方が外側に配置されているならば、素線自体の特性としての屈曲寿命の差が、各素線３ａ，３ｂの配置によって、緩和されてしまう。つまり、長寿命素線３ａであっても、検知線導体３１の外周側に配置されているものは、比較的早期に破断を起こしやすく、逆に、短寿命素線３ｂであっても、検知線導体３１の内側に配置されているものは、比較的長期にわたって破断を起こしにくい。すると、２種の素線３ａ，３ｂの破断が、最初に短寿命素線３ｂが１本ずつ段階的に破断し、その後に長寿命素線３ａの破断が開始されるというように、順序よく起こりにくくなる。順序よく起こるとしても、２種の素線３ａ，３ｂの破断の時期の隔たりが小さくなってしまう。すると、図３に示したような、各短寿命素線３ｂの破断による階段状の明瞭な特性インピーダンスの変化が、起こりにくくなる。これに対し、本実施形態の検知線導体３１のように、屈曲寿命の異なる２種の素線３ａ，３ｂが配置される領域が同心の層状に区分され、長寿命素線３ａが配置される領域が内側、短寿命素線３ｂが配置される領域が外側とされていることにより、屈曲寿命に応じた素線３ａ，３ｂの破断が、順序よく、また分離よく起こる。つまり、まず短寿命素線３ｂが１本ずつ順に破断し、（ほぼ）全ての短寿命素線３ｂが破断した後に、時期を隔てて長寿命素線３ａが破断する。このように、各素線３ａ，３ｂの破断が、順序よく、また分離よく進行することで、１本ずつの短寿命素線３ｂの破断に対応する特性インピーダンスの変化が、小さな変化量であっても、明瞭な階段状の多段の変化として、検出可能になる。その結果として、対象電線２に断線が生じる予兆の段階的検知を、高精度に行うことが可能となる。
　さらに、短寿命素線３ｂが長寿命素線３ａよりも外側に配置されていることは、上記のように素線３ａ，３ｂの破断自体が明瞭な段階をとって進行するということに加え、短寿命素線３ｂの破断の検出感度の観点からも、断線予兆の段階的検知の精度向上に寄与する。検知線導体３１における破断の検出を、特性インピーダンス測定のように、交流電流、特に１ＭＨｚ以上のような高周波の交流電流を用いた電気的測定によって行う場合には、表皮効果により、検知線導体３１の表面部分に集中して電流が流れることになる。つまり、検知線導体３１全体の中で、外周部に配置された短寿命素線３ｂに集中して電流が流れる。すると、特性インピーダンス等、検知線導体３１全体に対して計測される電気パラメータにおいて、短寿命素線３ｂからの寄与が大きくなり、破断等、短寿命素線３ｂの状態の変化が大きく反映される。そのため、短寿命素線３ｂに破断が発生すると、検知線導体３１の特性インピーダンスに大きな変化が生じ、明瞭な階段状の変化として高感度に検出される。
　以上のように、検知線導体３１において、長寿命素線３ａと短寿命素線３ｂがそれぞれ絶縁被覆層３ｃによって被覆されており、かつ短寿命素線３ｂが長寿命素線３ａの群の外周に層状に配置されていることにより、屈曲等の負荷の印加による１本ずつの短寿命素線３ｂの断線が、検知線導体３１の特性インピーダンスの変化として明瞭に検出される。その特性インピーダンスの変化により、対象電線２における断線の予兆の切迫度を、多段階に細分化して、かつ高精度に検知することができる。そして、短寿命素線３ｂが全体に破断した後で、長寿命素線３ａの破断が起こることにより、各短寿命素線３ｂの破断に対応するδｚ１等の小幅な特性インピーダンス変化を、対象電線２における断線予兆の切迫度の上昇が徐々に進行していることの指標として利用する一方、その小幅な特性インピーダンスの蓄積としてΔＺ１の大きな特性インピーダンス変化が生じ、その後に長寿命素線３ａの破断に対応する特性インピーダンスの変化が生じる現象を、短寿命素線３ｂの段階的な破断だけではカバーできない広い範囲にわたる対象電線２の断線予兆の切迫度の判別に利用すればよい。例えば、ケーブル１の電源線２Ａ，２Ｂと通信線２Ｃ，２Ｄのように、屈曲寿命の異なる複数の対象電線２を含む場合に、電源線２Ａ，２Ｂ等、屈曲寿命の短い対象電線２における断線の予兆を、短寿命素線３ｂの段階的な破断をもって、程度を区分しながら検知するとともに、通信線２Ｃ，２Ｄ等、屈曲寿命の長い対象電線２の断線の予兆を、長寿命素線３ａの破断をもって検知するように構成することが考えられる。すると、例えば、各対象電線２において断線の予兆がそれほど進行していない早い時期に、短寿命素線３ｂの段階的な破断を指標として、予備のケーブル１の準備等、断線に備えた対処を開始することで、各対象電線２の断線が切迫する前に、適切な措置をとることができる。
　以上では、短寿命素線３ｂを対象として、１本ずつを単位とした段階的な破断の検出について説明した。しかし、長寿命素線３ａにおいても、短寿命素線３ｂと同様に段階的な破断が進行しうる。そして、長寿命素線３ａも１本ずつ絶縁被覆層３ｃで被覆されていることから、短寿命素線３ｂの破断と同様に、その段階的な破断を特性インピーダンスの階段状の変化によって検出できる可能性がある。ただし、長寿命素線３ａにおいては、検知線導体３１の内側に配置されていることに対応して、短寿命素線３ｂと比較して、１本ずつ十分に離れた時期に破断する現象を生じにくく、またそのような現象が生じたとしても、特性インピーダンスの変化として明瞭に検出しにくい。具体的な検知線導体３１の構成や材質等により、長寿命素線３ａにおいても、１本ずつ、あるいは数本ずつの破断に対応する段階的な特性インピーダンスの変化が検出できる場合には、その変化も、対象電線２の断線予兆の切迫度を段階的に示す指標として、利用することができる。また、以上に説明した実施形態では、検知線導体３１が短寿命素線３ｂと長寿命素線３ａの２種の素線より構成されていたが、屈曲寿命が相互に異なる３種以上の素線を、内層側から外層側に向かって屈曲寿命が順に短くなるように、多層に配置してもよい。するとさらに広い範囲で、対象電線２の破断の予兆を、切迫度で区分して検知することが可能となる。
（４）電線異常予兆検知システム
　最後に、本開示の実施形態にかかる電線異常予兆検知システムについて簡単に説明する。本実施形態にかかる電線異常予兆検知システムは、上記で説明した本開示の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブル１と、計測部を含んでいる。計測部は、異常予兆検知機能付ケーブル１に含まれる検知線３の検知線導体３１の特性インピーダンスを計測する計測装置である。
　上で異常予兆検知機能付ケーブル１について説明したとおり、検知線導体３１の特性インピーダンスは、検知線導体３１における素線３ａ，３ｂの破断を敏感に反映して値が変化する。つまり、屈曲や振動による負荷の蓄積により、短寿命素線３ｂが、１本ずつあるいは少数ずつ順に破断し、さらにその後に長寿命素線３ａが破断する現象が起こった際に、図３に示すように、検知線導体３１全体としての特性インピーダンスが、段階的に上昇する。計測部によって計測される特性インピーダンスが、このように段階的な変化を示した際に、ケーブル１を構成する対象電線２において、断線の予兆が生じていると判断することができる。さらに、特性インピーダンスの上昇の程度により、対象電線２の断線予兆の切迫度を、段階的に検知することができる。
　以下に実施例を示す。ここでは、コンピューターシミュレーションを用いて、検知線導体を構成する素線が外周側から順に破断した際に、特性インピーダンスに明瞭な変化が生じることを確認した。なお、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
＜検証方法＞
　検証モデルとして、図４にＣＵＴ０として示すように、素線Ｓ１として線径０．１ｍｍのエナメル線を３７本束ねた検知線導体の外周に、外径が１．０ｍｍとなるように絶縁被覆Ｓ２を設けた検知線を設定した。検知線の長さは、１ｍとした。エナメル線においては、導体を銅よりなるものとし、導体径をφ０．０８ｍｍ、エナメル被覆厚を０．０１ｍｍとした。この検知線において、素線の破断を模して、長さ方向中央部に、長さ１０ｍｍにわたって一部の素線を欠損させた領域を形成した。破断させる素線の本数を順次増加させて、図４に示すＣＵＴ１、ＣＵＴ３、ＣＵＴ７、ＣＵＴ１８、ＣＵＴ３６の各状態を作成した。それぞれ、「ＣＵＴ」の後の数字が、破断させた素線の本数を示している。ＣＵＴ０からＣＵＴ３６へと、図の下側の外周部から、素線の破断が順に進行する状態を模擬している。
　上記ＣＵＴ０からＣＵＴ３６のそれぞれの状態の検知線に対し、電磁界解析による回路解析のシミュレーションを行い、特性インピーダンスを見積もった。シミュレーションには、電磁界解析ソフトウェア「Ａｎｓｙｓ　ＨＦＳＳ」を用いた。特性インピーダンスの見積もりに際し、素線の破断のない状態にある上記検知線（ＣＵＴ０の状態）と同じ絶縁電線を検知線の下側に隣接させて設け、その絶縁電線の電位をグラウンド電位とした。終端抵抗は５０Ωとした。
＜検証結果＞
　図５Ａに、ＣＵＴ０からＣＵＴ３６のそれぞれの状態について、シミュレーションによって得られた特性インピーダンスを、０～１００ＭＨｚの周波数範囲にて示す。また、図５Ｂに、素線の破断数が少ない領域について、図５Ａの結果から読み取られる、周波数５０ＭＨｚにおける特性インピーダンス値の変化を示す。横軸が破断した素線の本数を示し、縦軸が特性インピーダンスを示している。
　図５Ａによると、破断している素線の本数が多くなるのに伴い、ピークの頂部およびその近傍において、特性インピーダンスの値が大きくなっている。図５Ｂにおいては、破断した素線の本数が増加するのに伴い、特性インピーダンスが段階的に上昇しているのが、さらに明確に示されている。つまり、素線が１本ずつ、あるいは数本ずつ破断した際に、その素線の破断が、段階的な特性インピーダンスの上昇を生じさせていることが分かる。
　上記でも説明したとおり、本開示の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブルの検知線のように、検知線導体において、内側に長寿命素線を配置し、その長寿命素線の群の外周に短寿命素線を配置した構造を採用する場合には、素線の寿命自体の差異による効果に加え、導体の外周側に位置する素線ほど破断を起こしやすいという配置の効果により、素線の破断が検知線導体の外周側から順に起こりやすい。このように外周側から順に素線の破断が起こった場合に、図３に模式的に示したように、短寿命素線１本ずつ、あるいは数本ずつの破断に対応して、特性インピーダンスが階段状に上昇する挙動が生じることが、ここでのシミュレーション結果によって示される。
　以上、本開示の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
１　　　　　　　　　　　（異常予兆検知機能付）ケーブル
２　　　　　　　　　　　対象電線
　　２Ａ，２Ｂ　　　　　電源線
　　２Ｃ，２Ｄ　　　　　通信線
２１（２１Ａ～２１Ｄ）　電線導体
２２　　　　　　　　　　電線被覆
３　　　　　　　　　　　検知線
３１　　　　　　　　　　検知線導体
３２　　　　　　　　　　検知線被覆
３ａ　　　　　　　　　　長寿命素線
３ａ１　　　　　　　　　導電性材料の単線
３ｂ　　　　　　　　　　短寿命素線
３ｂ１　　　　　　　　　導電性材料の単線
３ｃ　　　　　　　　　　絶縁被覆層
４　　　　　　　　　　　テープ層
５　　　　　　　　　　　シース
５１　　　　　　　　　　外層
５２　　　　　　　　　　内層
Ｇ　　　　　　　　　　　電線群
Ｓ１　　　　　　　　　　素線
Ｓ２　　　　　　　　　　絶縁被覆

Claims (6)

  1. 　電線導体と、前記電線導体の外周を被覆する電線被覆と、を有する対象電線と、
    　検知線導体と、前記検知線導体の外周を被覆する検知線被覆と、を有する検知線と、を有し、
    　前記検知線導体は、全体として、前記電線導体よりも屈曲寿命が短く、かつ、
    　前記検知線導体は、導電性材料の単線の外周に絶縁被覆層が形成された素線として、長寿命素線と、前記長寿命素線よりも屈曲寿命が短い短寿命素線と、を有し
    　前記検知線導体において、前記長寿命素線の群の外周に、前記短寿命素線が層状に配置されている、異常予兆検知機能付ケーブル。
  2. 　前記長寿命素線と前記短寿命素線は、前記導電性材料の単線の構成材料、および該単線の線径の少なくとも一方が相互に異なることにより、相互に異なる屈曲寿命を有している、請求項１に記載の異常予兆検知機能付ケーブル。
  3. 　前記長寿命素線を構成する前記導電性材料が、銅合金であり、
    　前記短寿命素線を構成する前記導電性材料が、銅、または前記長寿命素線を構成する前記導電性材料よりも耐屈曲性の低い銅合金である、前記請求項１または請求項２に記載の異常予兆検知機能付ケーブル。
  4. 　前記長寿命素線を構成する前記導電性材料が、アルミニウム合金であり、
    　前記短寿命素線を構成する前記導電性材料が、アルミニウム、または前記長寿命素線を構成する前記導電性材料よりも耐屈曲性の低いアルミニウム合金である、前記請求項１または請求項２に記載の異常予兆検知機能付ケーブル。
  5. 　前記対象電線として、電源線と、通信線とを含んでいる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の異常予兆検知機能付ケーブル。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の異常予兆検知機能付ケーブルと、
    　前記異常予兆検知機能付ケーブルに含まれる前記検知線の前記検知線導体の特性インピーダンスを計測する計測部と、を有する、電線異常予兆検知システム。
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