特開 2024-129382 水トリーの検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129382

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】水トリーの検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/72 20060101AFI20240919BHJP

   G01N 21/95 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

G01N25/72 K

G01N21/95 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038555

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002255

【氏名又は名称】ＳＷＣＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 瞬

【テーマコード（参考）】

2G040

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G040AA06

2G040AB06

2G040BA14

2G040BA28

2G040CA12

2G040CA23

2G040EA08

2G040EB02

2G040EC01

2G040GC01

2G040HA14

2G040ZA01

2G051AA90

2G051AB02

2G051BB05

2G051CB05

(57)【要約】

【課題】作業者の技術レベルの影響が抑制された水トリーの検出方法を提供すること。
【解決手段】水トリーの検出方法は、水トリーを含むケーブルのスライス片を準備する工程と、スライス片の水トリーの内部に水を含む第１液体を浸透させる工程と、水を含む第２液体に第１液体を浸透させたスライス片を浸漬した状態で、暗視野観察によりスライス片の水トリーを検出する工程と、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水トリーを含むケーブルのスライス片を準備する工程と、
前記スライス片の前記水トリーの内部に水を含む第１液体を浸透させる工程と、
水を含む第２液体に前記第１液体を浸透させた前記スライス片を浸漬した状態で、暗視野観察により前記スライス片の前記水トリーを検出する工程と、
を含む、水トリーの検出方法。

【請求項2】

請求項１に記載の水トリーの検出方法において、
前記第１液体は、界面活性剤をさらに含むことを特徴とする、水トリーの検出方法。

【請求項3】

請求項２に記載の水トリーの検出方法において、
前記第１液体を浸透させる工程では、前記スライス片を前記第１液体で煮沸することを特徴とする、水トリーの検出方法。

【請求項4】

請求項１に記載の水トリーの検出方法において、
前記第２液体は、水溶性の有機溶媒と界面活性剤とをさらに含むことを特徴とする、水トリーの検出方法。

【請求項5】

請求項４に記載の水トリーの検出方法において、
前記水溶性の有機溶媒は、エタノールであることを特徴とする、水トリーの検出方法。

【請求項6】

請求項１に記載の水トリーの検出方法において、
前記水トリーを検出する工程では、２枚のガラス板の間に前記第１液体を浸透させた前記スライス片と、前記第２液体とを挟み込んだ状態で前記水トリーを検出することを特徴とする、水トリーの検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水トリーの検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、高電圧用のケーブルとして架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル（ＣＶケーブル）などが多く使用されている。ＣＶケーブルは、例えば、導体と、導体の周りに配置された架橋ポリエチレンを含む絶縁層と、絶縁層の周りに配置されたシースとを有する。このようなＣＶケーブルは、高電圧下かつ高湿度下で長時間使用すると、絶縁層に樹枝状の亀裂（水トリー）が発生することがある。水トリーは、メチレンブルーで染色することで検出できることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、ＣＶケーブルの絶縁層に生じたトリー状電気的欠損部分（水トリー）をメチレンブルーで染色して検出する方法が記載されている。特許文献１に記載の検出方法では、まず、ＣＶケーブルをカットしてスライスカット物を得る。次いで、スライスカット物を入れたメチレンブルー溶解水溶液を煮沸する。最後に、顕微鏡などでトリー状電気的欠損部分を観察する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－８３９２２号公報

【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、特許文献１に記載の検出方法では、スライスカット物を作製するときのばらつき、メチレンブルー溶解水溶液におけるメチレンブルーの濃度や煮沸時間の違いによる染色度合いのばらつきにより、作業者毎にトリー状電気的欠損部分の検出精度が異なるという問題があった。

【0006】

そこで、本発明の目的は、作業者の技術レベルの影響が抑制された水トリーの検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
水トリーを含むケーブルのスライス片を準備する工程と、
前記スライス片の前記水トリーの内部に水を含む第１液体を浸透させる工程と、
水を含む第２液体に前記第１液体を浸透させた前記スライス片を浸漬した状態で、暗視野観察により前記スライス片の前記水トリーを検出する工程と、
を含む、水トリーの検出方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、作業者の技術レベルによらず水トリーを高感度に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、ケーブルの構成を示す模式的な断面図である。

【図2】図２は、水トリーの検出方法を説明するためのフローチャートである。

【図3】図３Ａ～Ｃは、水トリーの検出結果の例を示す暗視野画像である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施の形態に係る水トリーの検出方法について、図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る水トリーの検出方法は、以下に示す実施の形態に限定されない。本実施の形態に係る水トリーの検出方法は、ＣＶケーブルなどにおける架橋ポリエチレンを含む絶縁層に生じることがある樹枝状の亀裂（水トリー）を検出するための方法である。

【0011】

まず、検出対象である水トリーが生じることがあるケーブルの例について説明する。

【0012】

図１は、ケーブルの構成を示す模式的な断面図である。

【0013】

図１に示されるように、ケーブル１０は、例えば、導体１１と、内部半導電層１２と、絶縁層１３と、外部半導電層１４と、遮蔽層１５と、シース層１６とを有する。

【0014】

導体１１は、最も内側に配置されている。導体１１の種類は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。導体１１の例には、軟銅線による円形撚線や円形圧縮撚線などが含まれる。

【0015】

内部半導電層１２は、導体１１および絶縁層１３の間に配置されており、導体１１および絶縁層１３の接触を良好にし、間隙を生じさせないように機能する。内部半導電層１２の材料は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。内部半導電層１２の材料の例には、架橋ポリオレフィンにカーボンを混合した半導電性材料などが含まれる。

【0016】

絶縁層１３は、内部半導電層１２および外部半導電層１４の間に配置されており、導体１１からの漏電を防止する。絶縁層１３は、架橋ポリエチレンで形成されている。

【0017】

外部半導電層１４は、絶縁層１３および遮蔽層１５の間に配置されており、絶縁層１３および遮蔽層１５の接触を良好にし、間隙を生じさせないように機能する。外部半導電層１４の材料は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。外部半導電層１４の材料は、内部半導電層１２の材料と同じ材料を使用できる。

【0018】

例えば、内部半導電層１２と、絶縁層１３と、外部半導電層１４とは、３層同時に押し出し形成される。

【0019】

遮蔽層１５は、外部半導電層１４およびシース層１６の間に配置されており、外部のノイズから保護するとともに、外部にノイズが漏れないように機能する。遮蔽層１５の材料は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。遮蔽層１５の材料の例には、軟銅テープ、軟アルミテープが含まれる。

【0020】

シース層１６は、遮蔽層１５よりも外側に配置されており、ケーブル１０全体を保護する。シース層１６の材料の例には、塩化ビニルが含まれる。

【0021】

ケーブル１０は、図１に示されるような単芯型でもよいし、３心一括シース型でもよい。

【0022】

図１に示されるように、本実施の形態では、水トリー１８は、絶縁層１３に発生する。水トリー１８は、内部半導電層１２を起点として生じる内導水トリー１８ａと、外部半導電層１４を起点として生じる外導水トリー１８ｂと、絶縁層１３に起点を有するボウタイ状水トリー１８ｃとを含む。水トリー１８にはコメット状水トリーも含まれる。本実施の形態の水トリー１８の検出方法は、上記いずれの水トリー１８も検出できる。

【0023】

図２は、本実施の形態に係る水トリーの検出方法を示すフローチャートである。

【0024】

図２に示されるように、本実施の形態に係る水トリー１８の検出方法は、スライス片を準備する工程（Ｓ１０）と、第１液体を浸透させる工程（Ｓ２０）と、水トリー１８を検出する工程（Ｓ３０）とを有する。

【0025】

スライス片を準備する工程（Ｓ１０）では、水トリー１８を含みうるケーブル１０のスライス片を準備する。作業者が自らケーブル１０をスライスしてもよいし、第三者によりスライスされたスライス片を入手してもよい。なお、検出対象は、水トリー１８であるため、ケーブル１０全体をスライスする必要はない。すなわち、ケーブル１０全体をスライスしてもよいし、水トリー１８が生じうる絶縁層１３のみをスライスしてもよい。例えば、ケーブル１０を所定の長さ（厚さ）に切断し、外部半導電層１４と、遮蔽層１５と、シース層１６とを剥離した後、導体１１と、内部半導電層１２とを引き抜いて絶縁層１３のみとした状態でスライスしてもよい。本実施の形態では、絶縁層１３のみをスライスしている。スライス片の厚みは、水トリー１８を検出する工程（Ｓ３０）において暗視野観察を適切に行うことができれば特に限定されないが、例えば０．５～１ｍｍの範囲内が好ましい。

【0026】

第１液体を浸透させる工程（Ｓ２０）では、スライス片の水トリー１８の内部に水を含む第１液体を浸透させる。これにより、絶縁層１３の屈折率および水トリー１８の屈折率の差が大きくなり、水トリー１８を検出しやすくなる。第１液体は、屈折率が絶縁層１３の屈折率と異なっていればよい。この工程では、水トリー１８を染色しなくてもよいため、第１液体は、メチレンブルーなどの色素を含んでいなくてもよい。例えば、第１液体は、水である。

【0027】

水トリー１８の内部に第１液体を浸透させる方法は、特に限定されない。例えば、スライス片を第１液体中で煮沸してもよいし、スライス片を第１液体に浸漬した状態で減圧処理してもよい。本実施の形態では、利便性の観点から、スライス片を第１液体で煮沸することで、水トリー１８の内部に第１液体を浸透させる。

【0028】

水トリー１８を検出する工程（Ｓ３０）では、上記工程（Ｓ２０）で第１液体を浸透させたスライス片を、水を含む第２液体に浸漬した状態で、暗視野観察によりスライス片の水トリーを検出する。この工程では、適切に暗視野観察できればスライス片の状態は、特に限定されない。例えば、シャーレ内において、第１液体を浸透させたスライス片を、第２液体に浸漬した状態で観察してもよいし、２枚のガラス板の間に第１液体を浸透させたスライス片と、第２液体とを挟み込んだ状態で観察してもよい。本実施の形態では、２枚のガラス板の間に第１液体を浸透させたスライス片と、第２液体とを挟み込んだ状態で観察している。

【0029】

第２液体は、水を含む液体である。第２液体は、水であってもよいが、スライス片の表面の傷を目立ちにくくする観点から、水に加えて水溶性の有機溶媒をさらに含むことが好ましい。水溶性の有機溶媒の例には、エタノールが含まれる。エタノールは、安価であり、かつスライス片の表面の傷を目立ちにくくする作用を有する。また、第２液体にエタノールを含ませることにより、後述のガラス板で挟み込んだときに気泡の抱き込みを減少させることもできる。第２液体において、水とエタノールとは、ほぼ同量含まれていることが好ましい。

【0030】

なお、第１液体は、水に加えて界面活性剤をさらに含んでもよく、第２液体も、水および水溶性の有機溶媒（例えばエタノール）に加えて、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。当該界面活性剤は、第１液体に対しては水トリー１８への侵入を促進させることができ、第２液体に対しては濡れ性を向上させ、ガラス板で挟み込んだときに気泡の抱き込みを減少させることもできる。界面活性剤の種類は、特に限定されない。界面活性剤の種類の例には、陰イオン系（アニオン系）界面活性剤、非イオン系（ノニオン系）界面活性剤、両性イオン界面活性剤、陽イオン系（カチオン系）界面活性剤が含まれる。例えば、界面活性剤は、水およびエタノールの合計量に対して、数滴程度加えればよい。

【0031】

本実施の形態に係る水トリーの検出方法では、暗視野観察で水トリーを観察する。具体的には、観察のための光学系の光軸に対して傾斜した角度で光を照射し、第１液体を含む水トリー１８で屈折、反射または散乱した光を検出する。暗視野観察に使用される照明は、落射照明でもよいし、透過照明でもよい。本実施の形態では、暗視野観察をすることで、水トリー１８を染色することなく、背景に対して視認しやすい状態で検出している。

【0032】

（効果）
本実施の形態に係る水トリーの検出方法では、暗視野観察により観察しているため、作業者の技術レベルによらず水トリーを精度よく検出できる。

【実施例0033】

ここで、本実施の形態の水トリー１８の検出方法を用いて、水トリー１８を検出した例について説明する。

【0034】

図３Ａは、スライス片の暗視野画像であり、図３Ｂは図３Ａに示される領域Ａの拡大図であり、図３Ｃは図３Ａに示される領域Ｂの拡大図である。

【0035】

まず、スライス片を準備する工程（Ｓ１０）として、上述した構成のケーブル１０を所定の長さに切断し、外部半導電層１４と、遮蔽層１５と、シース層１６とを剥離した後、導体１１と、内部半導電層１２とを引き抜いた絶縁層１３のみをスライスしてスライス片を作製した。スライス片の厚みは、１ｍｍであった。

【0036】

次いで、第１液体を浸透させる工程（Ｓ２０）として、作製したスライド片を第１液体で、６０分間煮沸した。第１液体としては、界面活性剤を数滴含んだ水を使用した。

【0037】

最後に、水トリー１８を検出する工程（Ｓ３０）として、暗視野観察で水トリー１８を検出した。水を浸透させたスライス片を第２液体に浸した状態で、ガラス板で挟んだ。第２液体は、界面活性剤を数滴含んだ水と、エタノールとを等量加えた液体を使用した。
第１液体および第２液体において、界面活性剤を含んだ水として、１Ｌの水に界面活性剤としてアニオン系界面活性剤を２～３滴添加したものを使用した。顕微鏡は、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製ＶＨＸ－２０００）を使用した。観察倍率は４０倍程度とし、照明は落射照明とした。

【0038】

上記各工程を行った結果、図３Ａ～Ｃに示されるように、作業者の技術レベルによらず水トリー１８を容易に精度よく検出できた。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明の水トリーの検出方法は、作業者の技術レベルによらず水トリーを検出できるため、ケーブルを取り扱う技術分野において有用である。

【符号の説明】

【0040】

１０ ケーブル
１１ 導体
１２ 内部半導電層
１３ 絶縁層
１４ 外部半導電層
１５ 遮蔽層
１６ シース層
１８ 水トリー
１８ａ 内導水トリー
１８ｂ 外導水トリー
１８ｃ ボウタイ状水トリー

【図1】

【図2】

【図3】