特許 5994002 ケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5994002

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】ケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/20 20060101AFI20160908BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/20 Z

【請求項の数】9

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-173831(P2015-173831)

(22)【出願日】2015年9月3日

【審査請求日】2016年3月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】新日鉄住金エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 信博

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１４２１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７０２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３６８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１２４４１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−０９００４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１１０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６７６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０

２７／１４−２７／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルに接続されるケーブル被覆損傷位置検出装置が、
前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部間に電圧を印加した後に、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部のうちの一方の端部である導電層端部と、前記線材におけるケーブル長さ方向の両端部のうち、前記導電層端部側に位置する端部である線材端部と、の間に電圧を印加し、
前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間の電圧を検出し、
前記導電層端部と前記線材端部との間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である比較電圧と、前記両端部間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出する、
ケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項2】

前記ケーブルの被覆損傷位置は、前記導電層の損傷位置である、
請求項１記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項3】

前記線材を負極とし、前記導電層を正極として、前記導電層端部と前記線材端部との間に電圧を印加する、
請求項１または２記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項4】

前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間における前記ケーブルの領域は、水中に設置される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項5】

前記基準電圧として、前記両端部間に所定電圧が印加された場合についての前記導電層間の電圧を予め検出しておくと共に、前記両端部間に所定電圧が印加された場合に前記導電層間に流れる電流である基準電流を予め検出しておき、
前記導電層間に前記基準電流と同じ電流を流すための電圧である較正電圧を、前記導電層端部と前記線材端部との間に印加し、
前記比較電圧として、前記導電層端部と前記線材端部との間に前記較正電圧が印加された場合についての前記導電層間の電圧を検出し、
予め検出された前記基準電圧と前記比較電圧との比に基づいて、前記導電層端部からのケーブル長さ方向に沿った距離を、前記ケーブルの損傷位置として算出する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項6】

前記ケーブルの設置前に、前記基準電圧を予め検出しておき、
前記ケーブルの設置後に、前記導電層端部と前記線材端部との間に前記較正電圧を印加し検出された前記基準電流に基づいて前記ケーブルの被覆損傷の有無を判断し、前記ケーブルの損傷が有ると判断された場合に、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出する、
請求項５に記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項7】

前記導電層端部と前記線材端部との間に予め設定された電圧を印加した場合に検出される前記導電層間に流れる電流に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷部の面積を算出する、
請求項５または６に記載のケーブル被覆損傷位置検出方法。

【請求項8】

一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルと、
前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部間に電圧を印加した後に、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部のうちの一方の端部である導電層端部と、前記線材におけるケーブル長さ方向の両端部のうち、前記導電層端部側に位置する端部である線材端部と、の間に電圧を印加する電力供給部と、
前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間の電圧を検出する検出部と、
前記導電層端部と前記線材端部との間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である比較電圧と、前記両端部間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出する算出部と、
を備えるケーブル被覆損傷位置検出装置。

【請求項9】

前記電力供給部は、前記線材と液中の溶存酸素との酸化還元反応の速度を加味した周波数を有する交流電圧を、前記導電層端部と前記線材端部との間に印加する、
請求項８記載のケーブル被覆損傷位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気防食が施されたケーブルにおいて、被覆損傷の有無や被覆損傷の面積を検出する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】増田一広，石田次雄，鈴木嘉秋，高橋英生，井上純一，岡村秀夫，藤原友夫，土居一幸，TLP係留用重防食NEW-PWSについて，製鉄研究第３２６号，１９８７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術では、ケーブル上において被覆損傷の有無や被覆損傷の面積（ケーブルの線材露出面積）を検出可能であるものの、損傷箇所の位置を検出することができない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ケーブルの被覆損傷位置を検出することができるケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るケーブル被覆損傷位置検出方法は、一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルに接続されるケーブル被覆損傷位置検出装置が、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部間に電圧を印加した後に、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部のうちの一方の端部である導電層端部と、前記線材におけるケーブル長さ方向の両端部のうち、前記導電層端部側に位置する端部である線材端部と、の間に電圧を印加し、前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間の電圧を検出し、前記導電層端部と前記線材端部との間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である比較電圧と、前記両端部間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出する。

【0006】

この場合、導電層の一方の端部である導電層端部と当該導電層端部と同側における線材の端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である比較電圧と、導電層の両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、ケーブルの損傷位置を算出することができる。

【0007】

前記ケーブル被覆損傷位置検出方法は、前記ケーブルの被覆損傷位置を、前記導電層の損傷位置として算出してもよい。

【0008】

この場合、導電層の一方の端部である導電層端部と当該導電層端部と同側における線材の端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である比較電圧と、導電層の両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、導電層の損傷位置をケーブルの損傷位置として算出することができる。

【0009】

前記ケーブル被覆損傷位置検出方法は、前記線材を負極とし、前記導電層を正極として、前記導電層端部と前記線材端部との間に電圧を印加してもよい。

【0010】

この場合、導電層を犠牲陽極にすることにより、線材が通電によって強制電解しないようにすることができる。

【0011】

前記ケーブル被覆損傷位置検出方法は、前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間における前記ケーブルの領域が水中に設置される場合に、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出してもよい。

【0012】

この場合、水中に設置されたケーブルの被覆損傷位置を算出することができる。

【0013】

前記ケーブル被覆損傷位置検出方法は、前記基準電圧として、前記両端部間に所定電圧が印加された場合についての前記導電層間の電圧を予め検出しておくと共に、前記両端部間に所定電圧が印加された場合に前記導電層間に流れる電流である基準電流を予め検出しておき、前記導電層間に前記基準電流と同じ電流を流すための電圧である較正電圧を、前記導電層端部と前記線材端部との間に印加し、前記比較電圧として、前記導電層端部と前記線材端部との間に前記較正電圧が印加された場合についての前記導電層間の電圧を検出し、予め検出された前記基準電圧と前記比較電圧との比に基づいて、前記導電層端部からのケーブル長さ方向に沿った距離を、前記ケーブルの被覆損傷位置として算出してもよい。

【0014】

この場合、ケーブルの被覆損傷位置を、より精度良く算出することができる。

【0015】

前記ケーブルの被覆損傷位置検出方法は、前記ケーブルの設置前に、前記基準電圧を予め検出しておき、前記ケーブルの設置後に、前記導電層端部と前記線材端部との間に前記較正電圧を印加し検出された前記基準電流に基づいて前記ケーブルの被覆損傷の有無を判断し、前記ケーブルの被覆損傷が有ると判断された場合に、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出してもよい。

【0016】

この場合、ケーブルの被覆損傷の有無を判断し、速やかに被覆損傷位置を算出する動作に移行することができる。

【0017】

前記ケーブル被覆損傷位置検出方法は、前記導電層端部と前記線材端部との間に予め設定された電圧を印加した場合に検出される前記導電層間に流れる電流に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷部の面積を算出してもよい。

【0018】

この場合、ケーブル被覆損傷位置検出装置がケーブルの損傷時に、さらに損傷の面積も算出することができる。

【0019】

本発明に係るケーブル被覆損傷位置検出装置は、一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルと、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部間に電圧を印加した後に、前記導電層におけるケーブル長さ方向の両端部のうちの一方の端部である導電層端部と、前記線材におけるケーブル長さ方向の両端部のうち、前記導電層端部側に位置する端部である線材端部と、の間に電圧を印加する電力供給部と、前記導電層における前記ケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間の電圧を検出する検出部と、前記導電層端部と前記線材端部との間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である比較電圧と、前記両端部間に対して電圧が印加された場合において検出される前記導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、前記ケーブルの被覆損傷位置を算出する算出部と、を備える。

【0020】

この場合、導電層の一方の端部である導電層端部と当該導電層端部と同側における線材の端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である比較電圧と、導電層の両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、ケーブルの損傷位置を算出することができる。

【0021】

前記電力供給部は、前記線材と液中の溶存酸素との酸化還元反応の速度を加味した周波数を有する交流電圧を、前記導電層端部と前記線材端部との間に印加してもよい。

【0022】

この場合、交流電流の周波数を線材と液中の溶存酸素との酸化還元反応の速度を加味した周波数にすることにより、交流電流を印加する場合でもケーブル本体１１の腐食（交流腐食）を防止することができる。

【発明の効果】

【0023】

請求項１、８記載の発明によれば、導電層の一方の端部である導電層端部と当該導電層端部と同側における線材の端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である比較電圧と、導電層の両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、ケーブルの被覆損傷位置を算出することができる。

【0024】

請求項２記載の発明によれば、導電層の一方の端部である導電層端部と当該導電層端部と同側における線材の端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である比較電圧と、導電層の両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される導電層間の電圧である基準電圧との比に基づいて、導電層の損傷位置をケーブルの被覆損傷位置として算出することができる。

【0025】

請求項３記載の発明によれば、導電層を犠牲陽極にすることにより、ケーブルの被覆損傷検知後に通電停止した場合において、線材が腐食しないようにすることができる。

【0026】

請求項４記載の発明によれば、水中に設置されたケーブルの被覆損傷位置を算出することができる。

【0027】

請求項５記載の発明によれば、ケーブルの被覆損傷位置を、より精度良く算出することができる。

【0028】

請求項６記載の発明によれば、ケーブルの被覆損傷の有無を判断し、速やかに被覆損傷位置を算出する動作に移行することができる。

【0029】

請求項７記載の発明によれば、同一の装置がケーブルの被覆損傷時に、さらに被覆損傷の面積も算出することができる。

【0030】

請求項９記載の発明によれば、交流電流の周波数を線材と液中の溶存酸素との酸化還元反応の速度を加味した周波数にすることにより、交流電流を印加する場合でもケーブル本体１１の交流腐食を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態におけるケーブル１０およびケーブル被覆損傷位置検出装置１００を備える構造物１の概略図である。

【図2】図１に示すケーブルの長さ方向Ｄの断面図である。

【図3】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。

【図4】ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の一方側の端部の断面図である。

【図5】ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の他方側の端部の断面図である。

【図6】第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の機能構成の一例を示す図である。

【図7】構造物１に設置する前にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するための図である。

【図8】構造物１に設置した後にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するためのうち、ケーブルに被覆損傷が生じていない場合の図である。

【図9】構造物１に設置した後にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するためのうち、ケーブルに被覆損傷が生じた場合の図である。

【図10】第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】第２実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の機能構成の一例を示す図である。

【図12】第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検知実験の結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面を参照し、本発明のケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置の実施形態について説明する。

【0033】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるケーブル１０およびケーブル被覆損傷位置検出装置１００を備える構造物１の概略図である。図１に示すように、ケーブル１０は、構造物１に用いられ、ケーブル１０の両端は、構造体または基礎に各別に固定される。本実施形態では、ケーブル１０は、構造体としての浮体２（図示の例では、洋上風力発電装置）を、基礎としての図示しない水底に係留していて、ケーブル１０の一端が浮体２に固定され、ケーブル１０の他端が水底に固定されている。このケーブル１０によって、波、風、潮流から受ける力に対抗して浮体２を一定位置に保持することができる。

【0034】

浮体２を基礎に係留するケーブル１０は、例えば、チェーン、鋼管、繊維ケーブル、鋼製ケーブルなどがある。この中で、鋼製ケーブルは、施工性、耐久性、経済性が特に優れている。しかしながら、鋼製ケーブルは金属であるが故、海水中の使用においては腐食対策が必須である。腐食対策は、海水や溶存酸素といった腐食因子の浸入を遮断する防食被覆を鋼製ケーブルの外周、全長に亘って施すほかに、施工時、若しくは、施工後に生じた被覆損傷による鋼製ケーブルの素線と海水の接触に備えて、電気防食を施す方法が主流である。

【0035】

電気防食は、アルミニウム合金陽極などの流電陽極方式と外部電源方式とがある。鋼製ケーブルに適用する電気防食は、防食電流供給の駆動力が小さく過防食の心配がない、且つコスト的に有利なアルミニウム合金陽極を採用することが多い。但し、アルミニウム合金陽極の設置は、鋼製ケーブルには全長に亘って防食被覆が施されているので、鋼製ケーブルへの取り付けはケーブル端部のソケットとなる場合がある。

【0036】

このような場合、陽極（アノード）がソケットのみの設置となると、設置可能な陽極（アノード）の大きさには限度があるため、耐用年数および防食対象となる被覆損傷密度（損傷面積と損傷箇所数）におのずと限界が生じる場合がある。そのため、ケーブル１０を海洋中に敷設した後に何らかの原因で、電気防食設計で見込んだ被覆損傷密度を大きく超える被覆損傷が付加された場合には、係留したケーブル１０を回収して補修する必要が生じる。

【0037】

しかしながら、被覆損傷が生じたケーブル１０を回収してドックや寄港地で補修するには多大なコストがかかりすぎるため、現地にて回収せず補修することが望ましい。従って、敷設された状態のケーブル１０をモニタリングして、被覆損傷の発生とともに、被覆損傷の大きさ、被覆損傷位置の情報を取得し、現地にて補修することが求められる。

【0038】

ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、ケーブル１０に電圧を印加して、ケーブル１０の被覆損傷度合をモニタリングする。ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、例えば、浮体２上に設けられる。すなわち、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、水面よりも上方に設けられる。ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、浮体２が発電装置の場合、当該発電装置により発電された電力を使用して稼働する。なお、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、図示しない電源装置から供給される電力を使用して稼働してもよい。

【0039】

図２は、図１に示すケーブルの長さ方向Ｄの断面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
図２および図３に示すように、ケーブル１０は、ケーブル本体１１と、一対のソケット１２ａ、１２ｂと、充填材１３と、を備えている。ケーブル本体１１は、一体に束ねられた複数本の線材１４により構成される。複数本の線材１４の外径は、互いに同等となっていて、ケーブル本体１１は、これらの複数本の線材１４からなる集合体（ストランド）とされている。本実施形態では、ケーブル本体１１として、ＮＷＥ−ＰＷＳ（Parallel Wire Strandパラレルワイヤストランド）タイプを採用している。

【0040】

ケーブル本体１１は、複数本の線材１４として、鋼線１５（ワイヤ）と、保護管１６と、を備えている。本実施形態では、保護管１６は、１本設けられている。保護管１６は、例えば、樹脂により形成されていてもよいし、金属により形成されていてもよい。また、保護管１６の外径は、鋼線１５（ワイヤ）と同径であると好適である。

【0041】

鋼線１５は、円形状の横断面形状を有する細長い線材である。鋼線１５として、例えば外周面を亜鉛（Ｚｎ）によって被覆した鋼材である亜鉛めっき鋼線１５などを採用することができる。なお、鋼線１５（線材１４）は、強度を満足し、電気を導通可能な材質であれば原則どのようなものでもよい。

【0042】

図２に示すように、ケーブル本体１１において、ケーブル長さ方向Ｄの両端部の間に位置する中央部は、筒状の被覆層２０により被覆されている。この中央部では、複数の線材１４が強度と弾性係数とを低下させない程度のピッチで一体に撚り合わされている。これにより、ケーブル本体１１を構成する鋼線１５全てが互いに導通可能な状態になる。一方、ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向Ｄの両端部は、被覆層２０から露出している。この両端部では、複数の線材１４の撚り合わせが解かれている。

【0043】

被覆層２０は、ケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層２１と導電層２２と防水層２３との順に積層されてなる。
絶縁層２１は、外周を覆う導電層２２と、ケーブル本体１１（鋼線１５）との間を電気的に絶縁（Isolation）する。絶縁層２１は、例えば、フィラメント、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、カプトン、ゴム状重合体、油浸紙、テフロン（登録商標）、シリコーン等の絶縁体により形成される。本実施形態では、予めピンホール検査を行い、絶縁層２１にピンホール（小孔）が形成されていないかを確認しておくと好適である。これにより、被覆層２０全体において、絶縁層２１は、導電層２２とケーブル本体１１（鋼線１５）との間をより確実に絶縁することができる。

【0044】

導電層２２は、電気を通すことが可能な導体で形成される。導電層２２は、例えば、ステンレス、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、白金(Ｐｔ）等の材質である。白金（Ｐｔ）は不溶性金属で導電層としては最も望ましいが、コストが非常に高いため、実際には、導電層２２は、鋼線１５におけるイオン化傾向の度合よりも大きい材質で形成されると、より好適である。例えば、線材１４が鉄（Ｆｅ）を主成分とした鋼線１５である場合、導電層２２は、鉄（Ｆｅ）よりもイオン化傾向の度合が大きい、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）等の材質により形成されるとよい。

【0045】

例えば、絶縁層２１および導電層２２が破壊或いは損傷した状態で、被覆層２０内部が浸水した場合、導電層２２は、浸水した海水を介してケーブル本体１１（鋼線１５）と電気的に導通可能な状態になる。この際、被覆層２０の内部において、被覆損傷検知後に導電層２２を流れる通電電流を断としても、導電層２２は陽極（アノード）となり、ケーブル本体１１（鋼線１５）は陰極（カソード）となる。これにより、本実施形態のケーブル１０では、被覆層２０内部が浸水した場合、流電陽極方式によってケーブル本体１１（鋼線１５）の腐食が防止される。以下、ケーブル本体１１と導電層２２とが導通可能な状態になる場合、すなわち、防水層２３、導電層２２および絶縁層２１が破壊或いは損傷した状態を、単に「ケーブル１０の被覆損傷」として表現する。

【0046】

防水層２３は、被覆層２０の内部が浸水するのを防ぐため、機械的強度、耐水性、電気絶縁性などに優れる、例えば、ポリエチレンや架橋ポリエチレンなどの材質により形成される。

【0047】

各ソケット１２には、ケーブル本体１１の両端部が各別に挿通されている。ソケット１２内には、撚り合いが解かれた複数の線材１４それぞれの端部が配置されている。複数の線材１４それぞれの端部は、ソケット１２内に嵌合された固定板２５に固定されている。なおソケット１２は、前述の構造体または基礎に各別に固定（定着）される。ソケット１２の構造体や基礎への固定には、例えばピン定着方式や、支圧を利用した方式等を採用することができる。

【0048】

充填材１３は、ケーブル本体１１の端部とソケット１２とを固着する。充填材１３は、ソケット１２内に充填されていて、図示の例では、ソケット１２内において固定板２５よりもケーブル長さ方向Ｄの内側に位置する空間内に充填されている。

【0049】

図４は、ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の一方側の端部の断面図である。また、図５は、ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の他方側の端部の断面図である。図４および図５に示すように、ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の一方側の端部である一端部には、この一端部側における導電層２２からソケット１２の外部に引き出される第１引き出し線３０が設けられている。以下、第１引き出し線３０が設けられるソケット１２ａを、「第１ソケット１２ａ」と記載する。本実施形態では、第１ソケット１２ａは水底側に配置される。

【0050】

第１引き出し線３０は、短引き出し線３１と、長引き出し線３２と、を備えている。短引き出し線３１は、一対のソケット１２ａ、１２ｂのうち、ケーブル長さ方向の一方側に位置するソケット１２ａから引き出される。長引き出し線３２は、保護管１６を通してケーブル本体１１の一端部から他端部に引き回され、一対のソケット１２ａ、１２ｂのうち、ケーブル長さ方向の一方側に位置するソケット１２ｂから引き出される。

【0051】

ケーブル本体１１におけるケーブル長さ方向の他方側の端部である他端部には、この他端部における導電層２２からソケット１２ｂの外部に引き出される一対の第２引き出し線３３（３４、３５）と、この他端部におけるケーブル本体１１からソケット１２ｂの外部に引き出される第３引き出し線３６と、が設けられている。以下、第２引き出し線３３が設けられるソケット１２ｂを、「第２ソケット１２ｂ」と記載する。本実施形態では、第２ソケット１２ｂは水面側に配置される。なお、上述した第１引き出し線３０（３１、３２）、第２引き出し線３３（３４、３５）、および第３引き出し線３６は、被覆電線である。

【0052】

このようなソケット１２の配置構成の場合、長引き出し線３２をケーブル１０の外部に配線すると、波力や機械的な外力によって長引き出し線３２が破断する可能性が高くなるが、上述したように、第２ソケット１２ｂ側に設けられた長引き出し線３２をケーブル本体１１内部に設けた保護管１６を通して第１ソケット１２ａ側から引き出すことにより、長引き出し線３２の破断の可能性を低くすることができる。この結果、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、安全にケーブル１０をモニタリングすることができる。

【0053】

図６は、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の機能構成の一例を示す図である。ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、電源１０２と、電圧検出センサ１０４と、電流検出センサ１０６と、表示部１０８と、制御部１１０と、記憶部１３０とを備える。電源１０２は、「電力供給部」の一例であり、電圧検出センサ１０４は、「検出部」の一例である。

【0054】

電源１０２は、正極端子と負極端子とを有し、両端子間に所定電圧を印加する。この結果、当該両端子が接続された物質には、所定電圧に基づく電流が流れる。本実施形態において、電源１０２の端子の接続方法は、ケーブル１０が構造物１に取り付けられる前と後との２パターンが存在する。以下、ケーブル１０が構造物１に取り付けられる前の接続パターンを「事前検出パターン」と記載し、ケーブル１０が構造物１に取り付けられる後の接続パターンを、「運用時検出パターン」と記載する。

【0055】

事前検出パターンの場合、電源１０２、電流検出センサ１０６、電圧検出センサ１０４の各端子は、以下のように接続される。
電源１０２における正極端子は、例えば、第２ソケット１２ｂに設けられた第２引き出し線３３のうちのいずれか一方（例えば第２引き出し線３５）に接続される。また、電源１０２における負極端子は、第１ソケット１２ａに設けられた短引き出し線３１に接続される。これにより、第２ソケット１２ｂ側の導電層２２端部と第１ソケット１２ａ側の導電層２２端部との間に電圧印加の閉回路ができる。

【0056】

電流検出センサ１０６は上記、電圧印加の閉回路に直列になるように接続しておく。この電流検出センサ１０６によって、第２ソケット１２ｂ側の導電層２２端部と第１ソケット１２ａ側の導電層２２端部との間に電圧印加したときに、導電層間に流れる電流を測定できる。また、事前検出パターンで測定した電流値（「基準電流」に相当する）は、運用時検出パターンにおいて被覆損傷が生じた際に流れる電流値を前記、事前検出パターンで測定した電流値（基準電流）と同じ値を通電するため、電流検出センサ出力は、取得部１１４および記憶部１３０に接続される。

【0057】

電圧検出センサ１０４は、第２ソケット１２ｂ側の導電層から引き出した第２引き出し線３３のうちの電圧印加回路用に使用した第２引き出し線３５ではない他方の３４と、第１ソケット１２ａ側の導電層から引き出した第１引き出し線のうち、電圧印加回路用に使用した第１引き出し線のうち短引き出し線３１ではない３２が保護管を通して第２ソケット１２ｂ側から引き出された３２との間に接続される。

【0058】

この接続によって、第２ソケット１２ｂ側導電層端部と第１ソケット１２ａ側導電層端部に電圧（較正電圧）を印加したときに、上記導電層間に流れる電流によって生じる金属材料（金属テープ）の電圧降下（基準電圧）が測定できる。この事前検出パターンで測定した電圧値は後述する被覆損傷位置算出に使用するので、電圧検出センサ出力は取得部１１４および記憶部１３０に接続される。

【0059】

運用時検出パターンの場合、電源１０２、電流検出センサ１０６、電圧検出センサ１０４の各端子は、以下のように接続される。
電源１０２における正極端子は、例えば、第２ソケット１２ｂに設けられた第２引き出し線３３のうちのいずれか一方（例えば第２引き出し線３５）に接続される。また、電源１０２における負極端子は、第２ソケット１２ｂに設けられた第３引き出し線３６に接続される。これにより、第２ソケット１２ｂ側の導電層２２の端部と第２ソケット１２ｂ側のケーブル本体１１間に電圧印加の閉回路ができる。

【0060】

電流検出センサ１０６は上記、電圧印加の閉回路に直列になるように接続する。前記電流検出センサ１０６によって、第２ソケット１２ｂ側の導電層２２端部と第２ソケット１２ｂ側のケーブル本体１１との間に電圧印加し、被覆損傷が生じたとき、導電層を流れる電流（損傷部に流入した電流とほぼ同じ）を測定できる。被覆損傷が生じなければ、電流値はゼロのままであるが、被覆に損傷が生じることによって電流がゼロから上昇する。この電流の上昇分を電流検出センサ１０６により確認し、被覆損傷有無を判断する。

【0061】

また、被覆損傷有無判断の後は、被覆損傷位置算出のために測定された電流値を、前記、事前検出パターンで測定した電流値（基準電流）と同じ電流値を通電する必要があるので、電流検出センサ出力は取得部１１４および記憶部１３０、電源制御部１１２に接続される。

【0062】

電圧検出センサ１０４は、事前検出パターンの場合と同様に、第２ソケット１２ｂ側の導電層から引き出した第２引き出し線３３のうちの電圧印加回路用に使用した第２引き出し線３５ではない他方の３４と、第１ソケット１２ａ側の導電層から引き出した第１引き出し線のうち、電圧印加回路用に使用した第１引き出し線のうち短引き出し線３１ではない３２が保護管を通して第２ソケット１２ｂ側から引き出された３２との間に接続される。

【0063】

この接続によって、第２ソケット１２ｂ側の導電層端部と第２ソケット１２ｂ側のケーブル本体１１に電圧を印加し、被覆損傷が生じたとき、上記導電層から海水を通じて海水と接している鋼線１５に流れる電流によって、第２ソケット１２ｂ側導電層端部と第１ソケット１２ａ側導電層端部に間に生じる金属材料（金属テープ）の電圧降下（「比較電圧」に相当する）が測定できる。なお、この金属材料の電圧降下は金属材料が被覆損傷部前後で完全に切断されない場合、前記、第２ソケット１２ｂ側導電層端部と第１ソケット１２ａ側導電層端部に間に生じる金属材料（金属テープ）の電圧降下は、第２ソケット１２ｂ側導電層端部と被覆損傷部における導電層損傷箇所の端部で測定される電圧降下に等しくなる。前記、事前検出パターンで測定した電流値（基準電流）と同じ電流値を通電したときに、測定された電圧検出センサ１０４の電圧値（較正電圧）は、後述する被覆損傷位置算出に使用するので、電圧検出センサ出力は取得部１１４および記憶部１３０に接続される。

【0064】

表示部１０８は、入力された信号に基づいた画像を表示する。表示部１０８は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等の表示装置である。表示部１０８は、例えば、判定部１１６による判定結果や、算出部１１８による算出結果を表示する。

【0065】

記憶部１３０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とを有する。記憶部１３０に記憶される情報は、電圧検出センサ１０４により検出された電圧値、電流検出センサ１０６により検出された電流値、テーブル等の情報である。なお、これら情報の詳細は後述する。

【0066】

制御部１１０は、電源制御部１１２と、取得部１１４と、判定部１１６と、算出部１１８とを備える。制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部１３０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

【0067】

電源制御部１１２は、電源１０２が印加する電圧（電流）を交流または直流を切替えて、常時ケーブル１０に電圧（電流）が印加されるように電源１０２を制御する。電源制御部１１２は、例えば、直流電流を印加するように電源１０２を制御する場合、電源１０２に対して、ケーブル本体１１が過防食状態にならないような電流値で電流を印加させる。過防食状態とは、腐食を抑止する防食対象（本実施形態ではケーブル本体１１）を負極とし、腐食の犠牲とする犠牲対象（本実施形態では導電層２２）を正極とした状態において、通電する電流が過大の場合に防食対象に流入する電流密度が通常必要な防食電流密度を大きく超える状態である。このような状態の場合、防食対象の表面に多量の水素が生成され、生成された水素の一部が防食対象内に侵入し、防食対象である物質が脆化する懸念がある。このため、電源制御部１１２は、防食対象であるケーブル本体１１が過防食状態にならないような電流値に抑制し、ケーブル本体１１の脆化を防ぐ必要がある。

【0068】

被覆損傷時に損傷時目安はケーブルの被覆損傷面積を１ｍ^２と仮定すると、防食電流密度０．１Ａ／ｍ^２を乗じ０．１Ａ程度とするのが望ましい。この電流値は被覆損傷が生じ、損傷位置を検知した後も常時前記電流を印加する場合である。被覆損傷が生じ、損傷位置を検知した後、前記電流を断とするのであれば、電流の印加時間が短いことから電流は１Ａ程度でも許容できるものと考える。

【0069】

また、電源制御部１１２は、電源１０２を定電流制御または定電圧制御に切り替える。電源制御部１１２は、運用時検出パターンにおいて、事前検出パターン時に記憶部１３０に記憶された電流値（基準電流）を参照して、当該電流値と同値の電流を印加するような定電流制御を電源１０２に行わせる。また、電源制御部１１２は、後述する算出部１１８による算出処理の後、定電圧制御を電源１０２に行わせる。この結果、電源１０２は、運用時検出パターンにおいて、事前検出パターン時に検出された電流（基準電流）に基づく電圧（較正電圧）をケーブルに印加する。また、電源制御部１１２は、後述する算出部１１８による算出処理の後、定電圧制御を電源１０２に行わせる。

【0070】

取得部１１４は、電圧検出センサ１０４により検出された電圧値と、電流検出センサ１０６により検出された電流値とを対応するセンサからそれぞれ取得する。取得部１１４は、取得した電圧値および電流値を記憶部１３０に記憶させる。

【0071】

判定部１１６は、運用時検出パターンの際に電流検出センサ１０６により検出された電流値に基づいて、ケーブル１０が被覆損傷しているか否かを判定する。
具体的には、判定部１１６は、運用時検出パターンの際に電流検出センサ１０６により検出された電流値が、被覆損傷が生じたときに流れるように電源制御部１１２を定電流制御している状況において、電流がゼロの場合にケーブルに被覆損傷は生じていないと判断し、電流が流れた場合被覆損傷ありと判断する。

【0072】

算出部１１８は、判定部１１６によりケーブル１０が損傷していると判定された場合、事前検出パターンと運用時検出パターンとの双方の場合に電圧検出センサ１０４により検出された電圧値を比較して、ケーブル１０の被覆損傷位置を算出する。すなわち、算出部１１８は、ケーブル１０を構造物１に設置する前に予め検出させておいた電圧値（基準電圧）と、ケーブル１０を構造物１に設置した後に検出された電圧値（比較電圧）とを比較して、ケーブル１０の被覆損傷位置を算出する。

【0073】

以下、図７から図９を参照して、ケーブル１０の被覆損傷位置の算出方法について説明する。図７は、構造物１に設置する前にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するための図である。

【0074】

ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、例えば、工場からケーブル１０を出荷する前、若しくは、現地で浮体２（構造物１）にケーブル１０の設置施工を行う前までの間に、図７に示す構成によって、予めケーブル１０に電圧を掛けて電圧および電流を測定しておく。より具体的には、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、図中の破線矢印の向きに電圧を掛けて電流を流す。電源１０２から印加された電流は、電源１０２の正極端子から第２ソケット１２ｂ側の第２引き出し線３３（３４、３５）のいずれか一方を通して、導電層２２中を流れ、第１ソケット１２ａ側の短引き出し線３１から電源１０２の負極端子に帰流する。

【0075】

このとき、取得部１１４は、電圧検出センサ１０４から電圧値Ｅ（Ｖ）を取得しておくと共に、電流検出センサ１０６から電流値Ｉ（Ａ）を取得しておく。取得部１１４は、取得した電圧値および電流値を事前データとして記憶部１３０に記憶させておく。

【0076】

図８は、構造物１に設置した後にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するための図である。図８の例の場合、ケーブル１０には被覆損傷がない。
ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、図８に示す構成によって、構造物１に設置された後のケーブル１０に対して電圧を掛けて電圧および電流を測定する。より具体的には、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、図中の破線矢印の向きに、すなわち、導電層２２とケーブル本体１１との間に電圧を印加する。このとき、ケーブル１０には被覆損傷箇所が存在しないことから、絶縁層２１により導電層２２とケーブル本体１１との間は絶縁が保たれている。この結果、導電層２２とケーブル本体１１との間には電流が流れない。従って、電流検出センサ１０６により検出される電流値Ｉ（Ａ）は略“０”になる。この結果、判定部１１６は、ケーブル１０が損傷していないと判定する。またこの際、導電層２２上において電流が流れていないことから、電圧検出センサ１０４により検出される電圧値Ｅ（Ｖ）もまた略“０”になる。

【0077】

図９は、構造物１に設置した後にケーブル１０の電圧および電流を測定する方法を説明するための図である。図９の例の場合、ケーブル１０には被覆損傷がある。すなわち、ケーブル１０の内部では、導電層２２および防水層２３が破損し、ケーブル１０外部の海水がケーブル本体１１まで浸水している状態を示している。

【0078】

ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、図８と同様に、構造物１に設置された後のケーブル１０に対して図中の破線矢印の向きに、すなわち、導電層２２とケーブル本体１１との間に電圧を印加する。このとき、ケーブル１０には被覆損傷箇所が存在していることから、被覆層２０内部は浸水していることになる。この結果、導電層２２とケーブル本体１１とは、海水を介して導通する。これにより、ケーブル１０の内部において、電源１０２と、導電層２２と、ケーブル本体１１とを繋ぐ閉回路が形成される。従って、導電層２２とケーブル本体１１との間に電流が流れる。このとき、電流検出センサ１０６は、ケーブル１０（導電層２２）の被覆損傷に流入する電流値Ｉ_ＣＢ（Ａ）を検出する。この結果、判定部１１６は、ケーブル１０が損傷していると判定する。

【0079】

またこの際、導電層２２上において電流が流れるため、電圧検出センサ１０４もまた、ケーブル１０（導電層２２）の被覆損傷に流入した電流の大きさに応じた電圧値Ｅ_ＣＢ（Ｖ）を検出する。電源１０２に対して事前検出パターン時に流した電流の値と同値の電流を流すような定電流制御を行わせている場合、電流検出センサ１０６により検出される電圧値Ｅ_ＣＢ（Ｖ）は、事前検出パターン時に検出された電圧値Ｅ（Ｖ）がケーブル全長Ｌ（ｍ）での電圧降下であるのに対して、被覆損傷までの距離Ｌ_ＣＢでの電圧降下を示すこととなる。

【0080】

算出部１１８は、ケーブル１０の損傷位置として、上述した電圧降下値に基づいて、ケーブル１０の損傷位置までの距離Ｌ_ＣＢを算出する。下記に示す数式（１）は、ケーブル１０の損傷位置の算出式である。

【0081】

Ｌ_ＣＢ＝（Ｅ_ＣＢ／Ｅ_ＣＧ）×Ｌ_ＣＧ …（１）

【0082】

数式（１）は、第２ソケット１２ｂ側における導電層２２の端部から導電層２２の損傷箇所までの間の電圧降下Ｅ_ＣＢを、損傷なしの時に測定した導電層２２の両端間の電圧降下Ｅ_ＣＧで除して、導電層２２の両端間の距離Ｌ_ＣＧを乗じた値を距離Ｌ_ＣＢとして算出する数式である。(１)式が成立するためには導電層の電圧降下Ｅ_ＣＧとＥ_ＣＢの測定時において通電電流が同じでなければならない。このため、運用時検出パターン時で被覆損傷が生じたときに流れる電流値を事前検出パターン時で得られた導電層に流れる電流値にする定電流制御が必要である。算出部１１８は、予め記憶部１３０に記憶されている事前データを参照して、事前検出パターン時に検出された電圧降下Ｅ_ＣＧを抽出し、抽出した電圧降下Ｅ_ＣＧと運用時検出パターンの際に検出される電圧降下Ｅ_ＣＢとの比を算出する。次に、算出部１１８は、算出した比を導電層２２の両端間の距離Ｌ_ＣＧに乗じる。この結果、算出部１１８は、電圧降下Ｅ_ＣＧおよび電圧降下Ｅ_ＣＢの比と距離Ｌ_ＣＧとの乗算値を距離Ｌ_ＣＢとして算出する。

【0083】

また、算出部１１８は、距離Ｌ_ＣＢの算出後、電圧値Ｅ_ＣＢを保つような定電圧制御を電源１０２に行わせる指示を電源制御部１１２に対して出力する。これにより、電源１０２は、ケーブル１０に対して、現在の電圧値（Ｅ_ＣＢ）と同じ電圧を印加し続ける。なお、算出部１１８は、距離Ｌ_ＣＢの算出後、電圧値Ｅ_ＣＢと異なる値で定電圧制御を電源１０２に行わせる指示を電源制御部１１２に対して出力してもよい。算出部１１８は、例えば、後述するテーブル上に示される値で定電圧制御を行わせる指示を電源制御部１１２に対して出力する。

【0084】

取得部１１４は、電源制御部１１２が定電圧制御を電源１０２に対して行わせている間、電流検出センサ１０６から電流値を取得する。算出部１１８は、定電圧制御時に取得された電流値と、電流の大きさと損傷面積との対応関係を示すテーブルとに基づいて、導電層２２の損傷面積を算出する。上述したテーブルは、シミュレーションや実験等により求められ、予め記憶部１３０に記憶されているものとする。これによって、算出部１１８は、ケーブル１０の損傷位置を示す距離Ｌ_ＣＢを算出するとともに、損傷面積を算出することができる。

【0085】

判定部１１６は、算出部１１８により損傷面積が算出された場合、算出された損傷面積と閾値とを比較して、閾値以内の面積の場合にケーブル１０の補修を行う必要がないと判定する。閾値は、損傷面積が設計時に見込んだ想定値の範囲内であることを示す値である。一方、判定部１１６は、閾値を超える面積の場合にケーブル１０の補修を行う必要があると判定する。

【0086】

図１０は、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の処理の一例を示すフローチャートである。ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、例えば所定周期で本フローチャートの処理を行う。
まず、電源制御部１１２は、事前データを参照して、事前検出パターン時の印加電流と同電流値の電流で定電流制御を行うように電源１０２を制御する（ステップＳ１００）。次に、電源１０２は、電源制御部１１２による制御によって事前検出パターン時の印加電流と同電流値の電流をケーブル１０に対して印加する（ステップＳ１０２）。次に、取得部１１４は、電源１０２が定電流制御を行っている際に電流検出センサ１０６から電流値を取得するとともに、電圧検出センサ１０４から電圧値を取得する（ステップＳ１０４）。

【0087】

次に、判定部１１６は、運用時検出パターンの際に電流検出センサ１０６により検出された電流の有無を判定する（ステップＳ１０６）。判定部１１６は、電流がない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ケーブル１０が損傷していないと判定する（ステップＳ１０８）。判定部１１６は、電流がある場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ケーブル１０が損傷していると判定する（ステップＳ１１０）。

【0088】

次に、算出部１１８は、判定部１１６によりケーブル１０が損傷していると判定された場合、事前検出パターンと運用時検出パターンとの双方の場合に電圧検出センサ１０４により検出された電圧比を導電層２２の両端間の距離Ｌ_ＣＧに乗じ、乗じた結果の値をケーブル１０の損傷位置を示す距離Ｌ_ＣＢとして算出する（ステップＳ１１２）。

【0089】

次に、電源制御部１１２は、算出部１１８が距離Ｌ_ＣＢの算出過程に用いた電圧値Ｅ_ＣＢと同電圧値で定電圧制御を行うように電源１０２を制御する（ステップＳ１１４）。次に、取得部１１４は、電源１０２が定電圧制御を行っている際に電流検出センサ１０６から電流値を取得する（ステップＳ１１６）。

【0090】

次に、算出部１１８は、定電圧制御時に取得された電流値と、電流の大きさと損傷面積との対応関係を示すテーブルとに基づいて、導電層２２の損傷面積を算出する（ステップＳ１１８）。次に、判定部１１６は、算出部１１８により算出された損傷面積が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。判定部１１６は、損傷面積が閾値以上である場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、ケーブル１０の補修を行う必要があると判定する（ステップＳ１２２）。一方、判定部１１６は、損傷面積が閾値未満である場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、ケーブル１０の補修を行う必要がないと判定する（ステップＳ１２４）。

【0091】

次に、表示部１０８は、損傷の有無を示す判定結果（ステップＳ１１０およびステップＳ１１０）や、ステップＳ１１２の算出結果である距離Ｌ_ＣＢ、ステップＳ１１８の算出結果である損傷面積、補修の必要性の有無を示す判定結果（ステップＳ１２２およびステップＳ１２４）を表示する（ステップＳ１２６）。これによって、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、本フローチャートの処理を終了する。

【0092】

以上説明した第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００によれば、一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルにおいて、事前検出パターン時には導電層２２の両端間に電流を印加し、導電層２２の両端間の電圧と電流を測定し、運用時検出パターンの際には導電層２２と線材１４との間に、被覆損傷が生じたとき、事前検出パターン時に測定した電流値と同等の電流が流れるように定電流制御で電流を印加し、被覆損傷が生じたときに測定される導電層２２両端間の電圧を測定する。前記、事前検出パターン時に測定した導電層２２両端間の電圧と運用時検出パターン時に測定された導電層２２両端間の電圧の比に基づいて、第２ソケット１２ｂ側の第２引き出し線３３と導電層２２との接続位置からケーブル１０の損傷位置までの距離Ｌ_ＣＢを算出する。この結果、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００によれば、ケーブル１０の損傷位置を算出することができる。

【0093】

また、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００によれば、距離Ｌ_ＣＢを算出する後に、電源１０２を定電圧制御にすることにより、定電圧制御時に取得された電流値と、電流の大きさと損傷面積との対応関係を示すテーブルとに基づいて、導電層２２の損傷面積を算出することができる。

【0094】

また、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の印加電圧が直流の場合には、ケーブル本体１１が過防食状態にならないような電流値で電流を印加することにより、ケーブル本体１１の脆化を防ぐことができる。

【0095】

また、第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００によれば、電源１０２の正極端子を導電層２２側に接続し、また電源１０２の負極端子をケーブル本体１１（鋼線１５）側に接続することにより、例えば、ケーブル１０の被覆層２０が損傷してケーブル本体１１（鋼線１５）が海水に露出したときに、電源１０２により直流電圧が印加されて直流の電流がケーブル本体１１上を流れる場合、導電層２２側から海水を介してケーブル本体１１側に電流が流れるので、導電層２２は腐食するが、ケーブル本体１１は電気防食されて腐食が生じなくなる。すなわち、ケーブル本体１１（鋼線１５）が通電によって強制電解しないようにすることができる。

【0096】

また、第１実施形態におけるケーブル１０によれば、導電層２２が鋼線１５に比してイオン化傾向の大きい物質により形成されることにより、被覆層２０内部が浸水した場合で、損傷位置検査信号が印可されなくとも、流電陽極方式によってケーブル本体１１（鋼線１５）の腐食を防止することができる。

【0097】

また、第１実施形態におけるケーブル１０によれば、第１引き出し線３０、第２引き出し線３３および第３引き出し線３６が備えられている。したがって、第２ソケット１２ｂの外部から、第３引き出し線３６と、一対の第２引き出し線３３のうちのいずれか一方（３４、３５）とに検出装置を接続して電流を印加しつつ、他方の第２引き出し線と第１引き出し線とに検出装置を接続して電圧を測定することができる。この結果、作業の簡便化を図ることができる。

【0098】

また、第１実施形態におけるケーブル１０によれば、第１引き出し線３０が、短引き出し線３１と長引き出し線３２とを備えている。したがって、ケーブル設置前には、短引き出し線３１と第２引き出し線３３との間に電流を印加することができる。さらに、設置後には、長引き出し線３２と第２引き出し線３３との間に電流を印加することで、ケーブル長さ方向の一方側に位置するソケット（第１ソケット１２ａ）が海底に位置していたとしても、海面側に位置するケーブル長さ方向の他方側に位置するソケット（第２ソケット１２ｂ）から引き出される長引き出し線３２を利用することができる。この結果、作業の更なる簡素化を図ることができる。

【0099】

また、第１実施形態におけるケーブル１０によれば、第２ソケット１２ｂ側に設けられた長引き出し線３２をケーブル本体１１内部に設けた保護管１６を通して第１ソケット１２ａ側から引き出すことにより、波力や機械的な外力によって長引き出し線３２が破断するのを防ぐことができる。この結果、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、安全にケーブル１０をモニタリングすることができる。

【0100】

（第２実施形態）
以下、第２の実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００について説明する。第２の実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００では、外部装置と無線或いは有線通信を行うで、第１の実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００と相違する。従って、係る相違点を中心に説明し、上述した第１の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。

【0101】

図１１は、第２実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の機能構成の一例を示す図である。第２実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、上述した第１実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００の機能部にさらに通信部１４０と、通信制御部１２０を備える。通信制御部１２０は、制御部１１０の一機能部である。

【0102】

通信部１４０は、図示しないアンテナを介して外部装置と無線或いは有線通信を行う。外部装置は、例えば、船舶や飛行機、或いは陸上の通信基地局等に備えられる。

【0103】

通信制御部１２０は、判定部１１６による判定結果や、算出部１１８による算出結果を無線或いは有線で外部装置に送信するように通信部１４０を制御する。通信制御部１２０は、例えば、無線通信の場合、アンテナの指向角、変復調、増幅等を通信部１４０に行わせる。

【0104】

また、第２実施形態では、例えば、外部装置は、電源１０２の電流値や電圧値を指定する情報や、判定部１１６による判定結果や算出部１１８による算出結果を出力するタイミングを指定する情報をケーブル被覆損傷位置検出装置１００に無線或いは有線により送信する場合がある。このような場合、通信制御部１２０は、外部装置から送信される情報を受信するように通信部１４０を制御する。各種情報を外部装置から受信したケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、受信した情報に基づいて、電源制御部１１２や通信制御部１２０を機能させる。

【0105】

以上説明した第２実施形態におけるケーブル被覆損傷位置検出装置１００によれば、無線或いは有線通信を行う通信部を備えることにより、遠隔地にケーブル１０のモニタリング結果を出力することができると共に、遠隔地からの操作入力を受け付けてモニタリング時の種々の条件を適宜変更することができる。この結果、ユーザは、遠隔地からケーブル被覆損傷位置検出装置１００を操作することにより常時ケーブル１０のモニタリングを行うことができる。

【0106】

本特許の原理を検証するため全長１００ｍの小型模擬ケーブルを用いて、３％塩化ナトリウム溶液中で被覆損傷位置検知実験を第１実施形態に基づいて実施した。被覆損傷位置は２５ｍ、５０ｍ、７５ｍとした。前記、ケーブルでの損傷位置検知実験の結果を図１２に示す。実験では損傷位置検知の精度はケーブル全長に対して−０．０３〜０．１９％であった。

【0107】

以下、その他の実施形態（変形例）について説明する。
ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、電源１０２を備えず、外部電源から供給される電力をケーブル１０に印加するように制御してもよい。すなわち、電源制御部１１２は、外部電源を制御して、ケーブル１０に電流を印加させるようにしてもよい。

【0108】

ケーブル本体１１における保護管１６の配置は、以上の実施形態に示したような、同心円上に並べるものには限定されず、少なくとも１本の保護管１６が被覆層２０内部に設けられていればよい。

【0109】

ケーブル１０の構造は、以上の実施形態において説明したＮＷＥ−ＰＷＳには限定されない。例えばケーブル本体１１を構成する鋼線１５、保護管１６は、必ずしも撚り合わせられていなくてもよい。また、例えばマルチストランド構造、すなわち、実施形態に示したようなケーブル本体１１をさらに複数本集束させて、一本の索状にした構造にしてもよい。

【0110】

さらに、本発明は、浮体２の係留に用いられるケーブル１０には限定されない。例えば、建築構造物において吊り屋根構造に用いられる吊り構造用のケーブル１０であってもよく、斜張橋や吊り橋等の屋外の橋梁に用いられるケーブル１０に適用することもできる。このようなケーブル１０の適用例の場合、雨や雪によってケーブル１０の被覆層２０内部が浸水する場合がある。従って、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、導電層２２が雨水や雪解け水を介して線材１４と導通した際に検出される電圧に基づいて、ケーブル１０の損傷位置を算出することができる。なお例えば、橋梁としては、河川や海峡、道路などに架設されるものが挙げられる。

【0111】

また、ケーブル１０が地中に埋設されるような適用例であってもよい。この場合、地上からケーブル１０が埋設された地層まで雨水等が浸透し、地層を浸透してきた水がケーブル１０の被覆層２０内部に浸入する場合がある。従って、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、導電層２２が浸透水を介して線材１４と導通した際に流れる電流の電圧値を検出する。この結果、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、直接ケーブル１０に雨が降り注ぐような雨ざらしな状態でケーブル１０が使用されていない場合であっても、導電層２２が浸透水を介して線材１４と導通した際に検出される電圧に基づいて、ケーブル１０の損傷位置を算出することができる。

【0112】

電源制御部１１２は、ケーブル１０に直流電流を印加させるように電源１０２を制御する場合、直流電流の最大値が時間によって変化する脈流でケーブル１０に電流を印加させてもよい。

【0113】

また、電源制御部１１２は、ケーブル１０に交流電流を印加させるように電源１０２を制御する場合、印加電流の周波数を鋼線１５と海水中の溶存酸素との酸化還元反応の速度を加味した周波数に設定すると好適である。電源制御部１１２が、例えば、ケーブル１０に正弦波の交流電流を印加するように電源１０２を制御する場合、直流と異なり極性が変化するので、鋼線１５と海水との界面では、印加電流の半波毎に電気防食と腐食とが繰り返される。このような場合、交流電流の周波数が低いと腐食方向の半端の時間が長くなるので、交流腐食が懸念される。このため、電源制御部１１２は、少なくとも商用周波数より大きい数百Ｈｚ〜数ｋＨｚにすると、より好適である。この結果、ケーブル被覆損傷位置検出装置１００は、交流電流を印加する場合でもケーブル本体１１の腐食を防止することができる。なお、交流印可の場合でも交流信号の位相を合わせるため、直流と同じ向きに結線することが望ましい。

【0114】

また、本実施形態では、直流電流がケーブル１０に印加されている間に被覆層２０に損傷が付加された場合、ケーブル本体１１には、電気防食時に発生する直流電流が流れる。電源制御部１１２は、電気防食時に発生する直流電流と電源１０２により印加される直流電流を区別するため、数秒間隔で開閉する断続直流などの直流電流をケーブル１０に印加するように電源１０２を制御することが望ましい。

【0115】

また、電源制御部１１２は、測定上の観点から見て、上記周波数の範囲内で、且つ商用周波数の高調波の影響が少ない周波数になるように電源１０２を制御すると好適である。具体的には、電源制御部１１２は、商用周波数の整数倍の周波数で交流電流を印加するように電源１０２を制御する。電源制御部１１２は、例えば、２２０Ｈｚ、７８０Ｈｚ、１０８０Ｈｚ等の交流電流を印加するように電源１０２を制御する。これによって、電源制御部１１２は、１次高調波や２次高調波、３次高調波等の高調波の影響を抑制することができる。

【0116】

また、電源制御部１１２は、正弦波の交流電流の他に、矩形波、三角波、鋸刃状波などの非正弦波の交流電流をケーブル１０に印加するように電源１０２を制御してもよい。また、電源制御部１１２は、パルス状の交流電流をケーブル１０に印加するように電源１０２を制御してもよい。

【0117】

また、上述した実施形態において、判定部１１６は、運用時検出パターンの際に電流検出センサ１０６により検出された電流値に基づいて、ケーブル１０が損傷しているか否かを判定すると説明したがこれに限られない。例えば、判定部１１６は、運用時検出パターンの際に電圧検出センサ１０４により検出された電圧値に基づいて、ケーブル１０が損傷しているか否かを判定してもよい。例えば、電流検出センサ１０６により検出された電流値が略“０”の場合、電圧検出センサ１０４により検出される電圧値もまた略“０”である。従って、判定部１１６は、電流値、若しくは電圧値（電圧降下）がゼロである場合にケーブル１０の損傷は発生していないと判定することができる。

【0118】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。

【0119】

（付記）
以上の記載から本発明は例えば以下のように把握される。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を便宜的に括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の態様に限定されるものではない。

【0120】

（付記１）
一体に束ねられた複数本の線材が筒状の被覆層（２０）により被覆されることにより構成されるケーブル本体（１１）と、前記ケーブル本体（１１）におけるケーブル長さ方向の両端部が各別に固定された一対のソケット（１２ａ、１２ｂ）と、を備え、前記被覆層（２０）は、ケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層（２１）と導電層（２２）との順に積層されてなり、前記ケーブル本体（１１）におけるケーブル長さ方向の一方側の端部である一端部には、この一端部における前記導電層（２２）から前記ソケット（１２ａ）の外部に引き出される第１引き出し線（３０）が設けられ、前記ケーブル本体（１１）におけるケーブル長さ方向の他方側の端部である他端部には、この他端部における前記導電層（２２）から前記ソケット（１２ｂ）の外部に引き出される一対の第２引き出し線（３３）と、この他端部における前記線材（１４）から前記ソケット（１２ｂ）の外部に引き出される第３引き出し線（３６）とが設けられている、ことを特徴とするケーブル（１０）。

【0121】

上記構成によれば、第１引き出し線、第２引き出し線および第３引き出し線が備えられていることにより、ソケットの外部から、第３引き出し線と、一対の第２引き出し線のうちのいずれか一方とに検出装置を接続して電圧を印加しつつ、他方の第２引き出し線と第１引き出し線とに検出装置を接続して電圧を検出することができる。

【0122】

（付記２）
前記被覆層（２０）の内側には、中空の保護管（１６）が備えられ、前記第１引き出し線（３０）は、前記一対のソケット（１２ａ、１２ｂ）のうち、ケーブル長さ方向の一方側に位置する前記ソケット（１２ａ）から引き出される短引き出し線（３１）と、前記保護管（１６）を通して前記ケーブル本体（１１）の一端部から他端部に引き回され、前記一対のソケット（１２ａ、１２ｂ）のうち、ケーブル長さ方向の他方側に位置する前記ソケット（１２ｂ）から引き出される長引き出し線（３２）と、を備える、付記１に記載のケーブル（１０）。

【0123】

上記構成によれば、第１引き出し線が、短引き出し線と長引き出し線とを備えていることにより、ケーブル設置前には、短引き出し線と第２引き出し線との間に電圧を印加するとともに電圧を検出することができる。さらに、ケーブル設置後には、長引き出し線と第２引き出し線との間に電圧を印加することにより、ケーブル長さ方向の一方側に位置するソケットが海底に位置していたとしても、海面側に位置するケーブル長さ方向の他方側に位置するソケットから引き出される引き出し線を利用して、導電層の両端部間の電圧を検出することができる。

【0124】

（付記３）
前記導電層（２２）は、前記線材（１４）に比してイオン化傾向の大きい物質により形成される、付記１または２に記載のケーブル（１０）。

【0125】

上記構成によれば、導電層が線材に比してイオン化傾向の大きい物質により形成されることにより、被覆層内部が浸水した場合でも、流電陽極方式によってケーブルの腐食を防止することができる。

【符号の説明】

【0126】

１‥構造体、２…浮体、１０…ケーブル、１１…ケーブル本体、１２…ソケット、１２ａ…第１ソケット、１２ｂ…第２ソケット、１３…充填材、１４…線材、１５…鋼線、１６…保護管、２０…被覆層、２１…絶縁層、２２…導電層、２３…防水層、２５…固定板、３０…第１引き出し線、３１…短引き出し線、３２…長引き出し線、３３、３４、３５…第２引き出し線、３６…第３引き出し線、１００…ケーブル被覆損傷位置検出装置、１０２…電源、１０４…電圧検出センサ、１０６…電流検出センサ、１０８…表示部、１１０…制御部、１１２…電源制御部、１１４…取得部、１１６…判定部、１１８…算出部、１２０…通信制御部、１３０…記憶部、１４０…通信部

【要約】

【課題】ケーブルの被覆損傷位置を検出することができるケーブル被覆損傷位置検出方法、およびケーブル被覆損傷位置検出装置を提供することを目的の一つとする。
【解決手段】ケーブル被覆損傷位置検出方法は、一体に束ねられた複数本の線材がケーブル径方向の内側から外側に向けて、絶縁層と導電層との順に積層されてなる被覆層により被覆されることにより構成されるケーブルに接続されるケーブル被覆損傷位置検出装置が、導電層の両端部間に電圧を印加すると共に、導電層の導電層端部と、線材の線材端部との間に電圧を印加し、導電層におけるケーブルの長さ方向に関して離間する箇所間の電圧を検出し、導電層端部と線材端部との間に対して電圧が印加された場合に検出される比較電圧と、両端部間に対して電圧が印加された場合に検出される基準電圧との比に基づいて、ケーブルの被覆損傷位置を算出する。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】