JP2022179553A5 - 電線異常予兆検知装置 - Google Patents

Description

すると、屈曲や振動によって、対象電線が受ける負荷と検知線が受ける負荷との関係性が、軸線方向に沿った位置によって、異なるものとなる。その結果、屈曲や振動によって、対象電線に同じ大きさの負荷が印加されたとしても、軸線方向に沿って、負荷が印加される位置によって、検知線の破断が起こり、対象電線の断線の予兆を検知できる場合と、検知線の破断に至らず、対象電線の断線の予兆を検知できない場合とが生じうる。このように、対象電線の断線の予兆の検知における感度に、位置によるばらつきが生じる可能性がある。

検知線３を複数設ける場合に、それらの検知線３は、相互に検知線導体３１の耐屈曲性が異なるものであることが好ましい。図示した形態では、耐屈曲性が相互に異なる検知線導体３１Ａ～３１Ｃを含んだ、第一の検知線３Ａ、第二の検知線３Ｂ、第三の検知線３Ｃが設けられている。第一の検知線３Ａに含まれる第一の検知線導体３１Ａは、耐屈曲性が最も低くなっている。第二の検知線３Ｂに含まれる第二の検知線導体３１Ｂは、耐屈曲性が最も高くなっている。第三の検知線３Ｃに含まれる第三の検知線導体３１Ｃは、第一の検知線導体３１Ａよりも高く、第二の検知線導体３１Ｂよりも低い、中間の耐屈曲性を有している。

図示した形態では、各検知線３を構成する素線が、各対象電線２を構成する素線よりも細くなっている。また、３本の検知線３の検知線導体３１は、同じ径の素線を同じ本数含むものであるが、それら検知線導体３１は、材料物性としての耐屈曲性が相互に異なる金属材料より構成された素線を含んでいる。具体的には、最も耐屈曲性が低い第一の検知線導体３１Ａは、全体が、比較的曲げ強度の低い第一の金属材料よりなる素線３３より構成されている。最も耐屈曲性の高い第二の検知線導体３１Ｂは、全体が、第二の金属材料よりなる複数の素線３４より構成されている。第二の金属材料は、材料物性として、第一の金属材料よりも高い耐屈曲性を有するもの、つまり、第一の金属材料よりも高い曲げ強度を有し、同じ径の素線とした場合に第一の金属材料よりも高い耐屈曲性を示すものである。中間の耐屈曲性を有する第三の検知線導体３１Ｃは、第一の金属材料よりなる素線３３と、第二の金属材料よりなる素線３４を共に含んでいる。素線３３，３４を構成する金属材料として合金を用いる場合には、添加元素の種類や量、製造方法によって、多様な耐屈曲性を実現することができる。第一の金属材料として銅（軟銅）を用い、第二の金属材料として銅合金を用いる形態、第一の金属材料として比較的曲げ強度の低い第一の銅合金を用い、第二の金属材料として、第一の銅合金よりも曲げ強度の高い第二の銅合金を用いる形態を、好適に例示することができる。

このように、耐屈曲性の低い検知線導体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、および検知線３の検知線導体３１の破断を、単に、対象電線２の断線、および検知線３の破断と称する場合がある。

（３）電線異常予兆検知装置
以上に説明したように、本実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブル１においては、検知線３を構成する検知線導体３１の破断を検出することで、対象電線２の電線導体２１に断線が生じる予兆を検知することができる。検知線導体３１の破断を検出するための具体的な計測方法や、検知線導体３１の破断を検出し、対象電線２の断線の予兆として認識および通知するための具体的な検知装置の構成は、特に限定されるものではない。しかし、次に説明する本開示の一実施形態にかかる電線異常予兆検知装置（以下、単に検知装置と称する場合がある）を、好適に適用することができる。

図２に、本開示の一実施形態にかかる電線異常予兆検知装置９の構成を模式的に示す。検知装置９は、上記で説明した本開示の第一の実施形態にかかる異常予兆検知機能付ケーブル１を対象として、電線異常の予兆として、対象電線２の電線導体２１の断線の予兆を検知するものである。図２においては、簡略化のため、ケーブル１の構成部材としては、対象電線２の電線導体２１と、検知線３の検知線導体３１を、それぞれ１本のみ示しており、その検知線導体３１に破断Ｂが生じた状態を示している。

本実施形態にかかるケーブル１’においては、検知線３の破断によって、主に金属疲労に起因する対象電線２の断線の予兆を検知することができるとともに、外側検知層として設けられた導電テープ７の破断によって、衝撃や外傷に起因する対象電線２の損傷の予兆を検知することができる。このように、ケーブル１’に検知線３と外側検知層７をともに設けることにより、検知線３のみを設ける第一の実施形態にかかるケーブル１と比較して、対象電線２に対して、多様な損傷の予兆を検知することが可能となっている。

Claims (11)

1. 計測部と、通知部と、を有し、
   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１本または複数の対象電線と、
   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１本または複数の検知線と、
   前記対象電線および前記検知線を含む電線群の外周を被覆するシースと、を有し、
   前記検知線導体は、前記電線導体よりも、耐屈曲性が低く、
   前記シースは、前記電線群の外周に直接密着するか、前記電線群の外周に密着して前記電線群を被覆する内周層の表面に密着した、押出成形体として形成されている、異常予兆検知機能付ケーブルに対して、
   前記計測部が、前記検知線導体の特性インピーダンスを、時間領域反射法によって計測し、該特性インピーダンスに基準値以上の変化が生じている場合に、前記検知線導体に損傷が生じていると判定するとともに、該損傷が生じている位置を特定し、
   前記計測部が前記検知線導体に損傷が生じていると判定した際に、前記通知部が、前記対象電線に断線が生じる予兆が存在することを外部に通知する、電線異常予兆検知装置。
2. 前記異常予兆検知機能付ケーブルは、前記検知線を複数有し、
   前記複数の検知線を構成する前記検知線導体は、相互に異なる耐屈曲性を有している、電線異常予兆検知装置。
3. 前記複数の検知線は、第一の検知線導体を有する第一の検知線と、第二の検知線導体を有する第二の検知線と、を含み、
   前記第一の検知線導体は、第一の金属材料の素線より構成され、
   前記第二の検知線導体は、前記第一の金属材料よりも高い耐屈曲性を有する第二の金属材料の素線より構成されている、請求項２に記載の電線異常予兆検知装置。
4. 前記複数の検知線はさらに、第三の検知線導体を有する第三の検知線を含み、
   前記第三の検知線導体は、前記第一の金属材料の素線と、前記第二の金属材料の素線と、をともに含み、前記第一の検知線導体よりも高く、前記第二の検知線導体よりも低い耐屈曲性を有する、請求項３に記載の電線異常予兆検知装置。
5. 前記異常予兆検知機能付ケーブルは、複数の前記対象電線を含み、
   前記複数の対象電線は、前記検知線を取り囲んで配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電線異常予兆検知装置。
6. 前記異常予兆検知機能付ケーブルはさらに、前記シースと前記電線群の間に、導電性部材を含んだ層状の部材として、外側検知層を有する、電線異常予兆検知装置。
7. 前記外側検知層を構成する前記導電性部材は、前記検知線導体の径よりも小さい厚みを有する金属の層として構成される、請求項６に記載の電線異常予兆検知装置。
8. 前記外側検知層は、導電テープより構成され、前記電線群を囲んで配置されている、請求項６または請求項７に記載の電線異常予兆検知装置。
9. 前記導電テープは、前記電線群を中心として、ターン間に間隙を設けて螺旋状に巻き付けられている、請求項８に記載の電線異常予兆検知装置。
10. 前記外側検知層は、積層テープより構成され、
    前記積層テープは、テープ状の絶縁体または半導体として構成された基材の両面に、導電性の被覆層を形成したものであり、前記電線群を囲んで配置されている、請求項６または請求項７に記載の電線異常予兆検知装置。
11. 前記計測部は、前記検知線導体の特性インピーダンスとともに、前記外側検知層を構成する前記導電性部材の特性インピーダンスを測定し、
    前記通知部は、前記計測部によって計測された前記導電性部材の特性インピーダンスに、基準値以上の変化が生じた際に、前記対象電線に損傷が生じる予兆が存在することを外部に通知する、請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の電線異常予兆検知装置。