(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の1つ目の方法では、電線の両端の導体を露出させなければならず、また、導体に衝撃を与えなければならないという問題がある。さらに、この方法では、断線の有無を検出することはできるものの、電線のどこで断線しているのかを検出することができないという問題もある。
【0006】
また、上記従来の2つ目の方法では、電線を一定の曲率半径、角度、強さで屈曲させることが困難であること、長さ方向の連続測定のためにセンサを電線表面で滑らせると摩擦によるAEが発生して、断線との誤認の可能性があること、全長にわたる連続測定が困難であること等の問題があった。
【0007】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、電線への負荷を極力抑え、全長での測定および断線箇所の測定を容易にし、電線の断線判定のためのAE測定を容易に行うことができる電線のAE測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような課題を解決するために、本発明に係る電線のAE測定装置は、回転軸に軸支され、電線が巻き掛けられるメインプーリーと、それぞれの回転軸に軸支され、前記電線を前記メインプーリーと挟持する複数のサブプーリーと、前記電線から発生したAE波を検出するAEセンサと、を備え、前記メインプーリーおよび複数の前記サブプーリーの回動により、前記電線を挟持しながら前記電線に沿って移動することを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係る電線のAE測定装置は、回転軸に軸支され、電線が巻き掛けられるメインプーリーと、それぞれの回転軸に軸支され、前記電線を前記メインプーリーと挟持する複数のサブプーリーと、前記電線から発生したAE波を検出するAEセンサと、を備え、前記メインプーリーおよび複数の前記サブプーリーの回動により、前記電線を動かして、前記メインプーリーに巻き掛けられる前記電線の位置を移動させることを特徴とする。
【0010】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記AEセンサを、前記メインプーリーの軸に設けた、ことを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記メインプーリーおよび前記サブプーリーの外周面に、前記電線を把持する溝を設けた、ことを特徴とする。
【0012】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記メインプーリーまたは前記サブプーリーのいずれかを回動させる駆動手段を備えた、ことを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記メインプーリーまたは前記サブプーリーは、着脱が可能である、ことを特徴とする。
【0014】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記メインプーリーおよび前記サブプーリーは、径の変更が可能である、ことを特徴とする。
【0015】
さらに、本発明に係る電線のAE測定装置は、前記AEセンサの検出結果に基づいて前記電線の断線の有無を判断する断線判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、電線の断線判定のためのAE測定を容易に行うことができる電線のAE測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0019】
図1、
図2は、本発明の実施の形態における電線の断線を検出するためのAE測定装置の一例を示す図である。なお、本実施の形態の電線とは、動力線や信号線を対象とするが、送電線等に対しても、対応可能である。また、AE測定装置は、電線に通電状態でも非通電状態でもどちらでも測定可能である。通電状態であれば、非通電状態に比べて、部分的な断線部分での微小な放電の音も測定できる可能性が高まる。
【0020】
図1に示すように、AE測定装置1は、基板10と、メインプーリー20と、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40と、AEセンサ90と、を備えている。なお、AEセンサ90には、データ記憶装置200がセンサケーブルを介して接続される。
【0021】
データ記憶装置200は、AEセンサ90が検出した検出結果を記憶するものであり、例えば、携帯端末等である。データ記憶装置200に記憶されたデータは、検出処理終了後に、例えば、所定の解析ソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータ等の断線判断手段に転送され、AEセンサ90の検出結果、電線300の断線の有無の判定結果等が解析され、表示される。また、データ記憶装置200が、上記パーソナルコンピュータの機能を有し、AEセンサ90の検出結果に基づいて、電線300の断線の有無を判定し、報知するものであってもよい。
【0022】
また、本実施の形態では、データ記憶装置200は、AEセンサ90と有線で接続されるようにしたが、無線で接続するようにしてもよい。また、データ記憶装置200と、上記パーソナルコンピュータと、を無線で接続するようにしてもよい。この場合、測定の最中に、測定結果および解析結果を表示させるようにしてもよい。さらに、データ記憶装置200は、AE測定装置1と別媒体としたが、AE測定装置1に搭載されるようにしてもよい。このように、AE測定装置1の単体で、電線300の断線の有無の判断まで行うようにすることもできる。
【0023】
AE測定装置1の説明に戻り、基板10には、メインプーリー20の軸と、第1サブプーリー30の軸と、第2サブプーリー40の軸と、がそれぞれ設けられている。
【0024】
メインプーリー20は、メインプーリー20の軸に挿入されており、この軸を回転軸として回動するように軸支されている。また、メインプーリー20には、電線300が巻き掛けられる。
【0025】
第1サブプーリー30は、第1サブプーリー30の軸に挿入されており、この軸を回転軸として回動するように軸支されている。また、第1サブプーリー30は、メインプーリー20に巻き掛けられた電線300を、メインプーリー20と挟持しながら回動するようになっている。
【0026】
第2サブプーリー40は、第1サブプーリー30と同様に、第2サブプーリー40の軸に挿入されており、この軸を回転軸として回動するように軸支されている。また、第2サブプーリー40は、メインプーリー20に巻き掛けられた電線300を、メインプーリー20と挟持しながら回動するようになっている。
【0027】
また、
図1に示すように、3つのプーリー(メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40)は、千鳥状に配置され、各プーリーは自由に回転可能となっている。この配置により、各プーリーの間に設けられる電線300は、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、によって、所定の曲率半径、角度、強度で屈曲させられる。
【0028】
AEセンサ90は、メインプーリー20の軸に設けられ、電線300から発生したAE波を検出するものである。なお、AEセンサ90は、上記のように、メインプーリー20の軸に設けられているため、AE波の発生源となる電線300と常に同じ距離を保つことができる。これにより、AEセンサ90は、常に一定条件で電線300から発生したAE波を検出することができる。
【0029】
また、メインプーリー20は、軸から取り外しができるようになっている。また、メインプーリー20の取り外しとともに、AEセンサ90も取り外し可能となっていてもよい。また、メインプーリー20の代わりに、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40が、軸から取り外しができるようになっていてもよい。さらに、メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40の全てが、軸から取り外しができるようになっていてもよい。
【0030】
また、メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40の外周面は、
図2(e)に示すような平らな断面ではなく、
図2(c)に示すように、中央が窪んだV字形の断面となっている。ここで、各プーリーの外周面とは、電線300と接触する面であり、プーリー同士により電線を把持する面のことである。なお、メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40の外周面は、V字形の断面に限らず、
図2(d)に示すようにU字形の断面や、その他、コの字型の断面形状等であってもよい。このように、メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40の外周面は、中央が窪んだ形状とすることにより、測定中の電線300の脱落を防止することができる。
【0031】
次に、このように構成されたAE測定装置1におけるAEの測定手順について、説明する。
【0032】
まず、AE測定装置1において、メインプーリー20を、メインプーリー20の軸から外す。そして、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40の外周面の溝に沿って電線300を架け渡す。この際、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40と、の間で電線300がたるむように十分な余裕を持たせるように配置する。
【0033】
次に、メインプーリー20を、軸に挿入する。この際、メインプーリー20の外周面の溝に、電線300を嵌め入れて、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、で電線300を挟持させるようにする。このように、電線300を、メインプーリー20に沿って屈曲させると、電線300の屈曲させられた箇所や、伸張させられた箇所から、音(音波)が発生する。
【0034】
次に、電線300を、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、の間に配置できたら、AEセンサ90による電線300のAE波の検出を開始する。なお、AEセンサ90では、上記のように発生した電線300から発生した音波の検出を行う。
【0035】
そして、AEセンサ90による検出が正常に開始できたら、メインプーリー20とともに、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40を回転させ、AE測定装置1に対して相対的に電線300を移動させ、メインプーリー20の外周面に接している電線300の位置をずらしていく。なお、この移動では、電線300の一方を引っ張っていくことにより、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、を回転させて移動させてもよいし、電線300の両端を固定しておいて、電線300に対して、AE測定装置1を(メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、を回転させながら)相対的に移動させるようにしてもよい。
【0036】
これにより、AE測定装置1に対して電線300を相対的に移動させながら、AEセンサ90による電線300のAE波の検出を行って、電線300の全長にわたって測定を行う。なお、AE測定装置1により、電線300の一端から他端まで検出を行ったら、逆方向に他端から一端まで検出を行うことで、より検出精度を向上させることができる。また、検出が必要な個所が特定箇所のみである場合には、所定の検出が必要な個所のみ測定を行えばよい。
【0037】
このように、メインプーリー20の軸にAEセンサ90を取り付け、電線300をメインプーリー20の外周に沿わせて屈曲させ、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、によって挟み付けながら移動させるので、電線300を一定の曲率半径、角度、強さで容易に屈曲させることができる。そして、このように検査条件を簡単に同一にでき、AEセンサ90によって電線300の測定を行うことができるので、AEセンサ90による測定結果に基づいて、正確に電線300の全長にわたって断線判定を行うことができる。
【0038】
また、メインプーリー20の軸にAEセンサ90を取り付けて、電線300をメインプーリー20の外周に沿わせて屈曲させるので、連続測定の際の摩擦によるノイズの発生もなく、AE波発生源からセンサまでの距離も一定にすることができ、正確な測定を行うことができる。さらに、メインプーリー20、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40によって電線300を移動させることができるので、全長にわたる連続測定を容易に行うことができる。
【0039】
なお、メインプーリー20は、軸にAEセンサ90を取り付けるので、AE波の減衰を避けるため、金属製が望ましいが、それ以外の第1サブプーリー30および第2サブプーリー40は、MCナイロン製や、UHMW(超高分子量ポリエチレン)等の樹脂製であってもよい。
【0040】
また、AEセンサ90は、メインプーリー20の軸に限らず、第1サブプーリー30の軸や、第2サブプーリー40の軸等に取り付けてもよい。この場合、AEセンサ90を取り付けたプーリーは、金属製とすることが望ましいが、メインプーリー20や、AEセンサ90を取り付けていない第1サブプーリー30または第2サブプーリー40は、樹脂製であってもよい。
【0041】
また、AEセンサ90は、各プーリーの軸に限らず、例えば、
図3に示すように、メインプーリー20の外側でメインプーリー20の軸の真下等、所定の固定位置に設けてもよい。
【0042】
さらに、
図4に示すように、メインプーリー20にモータ80等の駆動手段を設けて、メインプーリー20を駆動させるようにしてもよい。これにより、モータ80の駆動により、AE測定装置1を電線300に沿って自動的に移動させて、AE波の測定を電線300の全長にわたって計測することができる。
また、このモータ80等の駆動手段は、メインプーリー20に限らず、第1サブプーリー30または第2サブプーリー40に取り付けるようにしてもよい。
【0043】
また、メインプーリー20、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40の径を変更することも可能である。
例えば、メインプーリー20の代わりに、メインプーリー20よりも大きな径を持つメインプーリーを設け、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40の代わりに、その分小さな径を持つ第1サブプーリーおよび第2サブプーリーを設ければよい。
これにより、曲率半径を変えて、電線300のAE波の測定を行うことができる。
【0044】
また、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40の軸の位置を変更できるようにし、同等の径で、メインプーリー、第1サブプーリーおよび第2サブプーリーを、設置することもできる。この場合、例えば、基板10に、第1サブプーリーおよび第2サブプーリーの軸の設置場所を複数設けるようにしてもよいし、長孔等により無段階で軸位置を変更(無段階で径の変更が可能)できるようにしてもよい。
【0045】
さらに、
図5に、AE測定装置の他の形態について示し、説明する。
図5に示すように、AE測定装置2は、基板11と、メインプーリー20と、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40と、AEセンサ90と、に加え、第3サブプーリー50と、第4サブプーリー60と、を備えている。なお、AE測定装置2においても、AEセンサ90には、センサケーブルでデータ記憶装置200が接続されている。
【0046】
ここで、メインプーリー20、第1サブプーリー30、第2サブプーリー40、AEセンサ90、データ記憶装置200については、AE測定装置1で説明した各部と同様であるので説明を省略する。
【0047】
基板11には、メインプーリー20の軸と、第1サブプーリー30の軸と、第2サブプーリー40の軸と、第3サブプーリー50の軸と、第4サブプーリー60の軸と、がそれぞれ設けられている。
【0048】
第3サブプーリー50は、第3サブプーリー50の軸に挿入されており、この軸を回転軸として回動するように軸支されている。また、第3サブプーリー50は、メインプーリー20に巻き掛けられた電線300の一端を、第1サブプーリー30と挟持しながら回動するようになっている。
【0049】
第4サブプーリー60は、第4サブプーリー60の軸に挿入されており、この軸を回転軸として回動するように軸支されている。また、第4サブプーリー60は、メインプーリー20に巻き掛けられた電線300の他端を、第2サブプーリー40と挟持しながら回動するようになっている。
【0050】
このように、AE測定装置2は、メインプーリー20に巻き掛けられた電線300の両端を、第1サブプーリー30と第3サブプーリー50、および、第2サブプーリー40と第4サブプーリー60とにより挟持するので、電線300の位置を安定させ、操作員の手間を省き、AEの測定精度を向上させることができる。
なお、プーリーを3つとした場合には、部品点数が少なくできること、装置自体を小型化できること等、といったメリットもあるので、状況に応じて選択するようにするとよい。
【0051】
以上のように、本実施の形態におけるAE測定装置は、メインプーリー20と、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40と、によって電線300を挟持しつつ、回動してAE波の測定を行うので、曲率半径、角度、強さを一定に保ちながら、AE波の測定を行うことができ、安定して正確なAE波を、容易に測定することができる。
【0052】
また、本実施の形態におけるAE測定装置は、AEセンサ90を、メインプーリー20の軸に設けたので、電線300の屈曲に対して、均等にAE波の受信を行うことができ、安定して正確にAE波を測定することができる。
【0053】
さらに、本実施の形態におけるAE測定装置は、各プーリーの外周面に、電線300を把持する溝を設けたので、電線300の計測中の脱落を防止し、安定して正確なAE波を、容易に測定することができる。
【0054】
さらに、本実施の形態におけるAE測定装置は、メインプーリー20にモータ80を設け、メインプーリー20を回動させるようにしたので、電線300の全長にわたって、自動でAE波の測定を行うことができる。
【0055】
さらに、本実施の形態におけるAE測定装置は、メインプーリー20、または、各サブプーリーを着脱できるようにしたので、電線300のセットを容易に行うことができる。
【0056】
さらに、本実施の形態におけるAE測定装置は、メインプーリー20、および、各サブプーリーの径を変更できるようにしたので、電線300の曲率半径、角度、強さを容易に変更することができ、測定対象の電線にあった測定を行うことができる。
【0057】
さらに、本実施の形態におけるAE測定装置は、解析機能を有した携帯端末等を設けることができ、電線300の断線判断まで、容易に行うことができる。
【解決手段】AE測定装置1の基板10に、メインプーリー20と、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40の各軸を千鳥状に配置し、各軸にメインプーリー20と、第1サブプーリー30と、第2サブプーリー40と、を設け、メインプーリー20と、第1サブプーリー30および第2サブプーリー40と、によって電線300を挟持しながら電線300に沿って移動して、電線300のAE波の測定を行うようにした。これにより、電線300の曲率半径、角度、強さを一定に保ちながら、AE波の測定を行うことができ、安定して正確なAE波を容易に測定することができる。