接続管の劣化判定方法
【課題】電線及び接続管を流れる電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定する。
【解決手段】圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で電線１０の周囲のうち少なくとも圧縮接続管２１を含む複数箇所における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の劣化判定時に行い、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて圧縮接続管２１の劣化を判定する。これにより、圧縮接続管２１及び電線１０を流れる電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定することができる。
【解決手段】圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で電線１０の周囲のうち少なくとも圧縮接続管２１を含む複数箇所における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の劣化判定時に行い、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて圧縮接続管２１の劣化を判定する。これにより、圧縮接続管２１及び電線１０を流れる電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続管の劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空送電線を鉄塔に引き留めるための部材として、圧縮接続管を備える引き留めクランプが用いられている。この圧縮接続管の内面と電線表面との接触部分は経年劣化により抵抗値が増大し、電流に流れる潮流によって接触部分が過熱することが知られている。そのため、赤外線カメラにより圧縮接続管の温度測定を行い、過熱の状況により劣化の有無を判定することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような赤外線カメラでの温度測定による劣化判定方法では、送電線及び圧縮接続管を流れる電流値の大小によって接触部分の発熱量が異なるため、劣化の判定が難しいという問題があった。例えば、劣化している圧縮接続管であっても測定時の電流値が小さければそれほど温度が上昇しないため、接触部分の過熱の有無を判定できない。そのため、赤外線カメラでの温度測定による劣化判定は、送電線の電流値が大きくなる夏期など重負荷期に行う必要が生じていた。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、電線及び接続管を流れる電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、接続管及び電線に交流電流が流れた状態で接続管又は電線の周囲のうち少なくとも接続管の周囲を含む複数箇所における電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を行ったときに、誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差が、接続管が劣化しているほど増大することを発見した。また、この劣化により位相差が増大する現象は、接続管及び電線に流れる交流電流の電流値の大小に関わらず現れることがわかった。
【０００７】
すなわち、本発明の接続管の劣化判定方法は、
電線に接続されている接続管の劣化判定方法であって、
前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で該接続管又は該電線の周囲のうち少なくとも該接続管の周囲を含む複数箇所における該電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を該接続管の劣化判定時に行い、該劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて前記接続管の劣化を判定する、
ものである。
【０００８】
このように、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて劣化を判定することで、電線及び接続管を流れる電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定することができる。また、電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定できるため、赤外線カメラによる劣化判定と比較して、劣化判定時の測定時期の制限が少ない。なお、誘導電圧を測定する箇所は、少なくとも接続管の周囲における誘導電圧の測定を含んでいればよく、例えば電線の周囲における誘導電圧を行わずに接続管の周囲における誘導電圧を複数箇所で同時に測定してもよい。また、基準値は、例えば予め定めた閾値としてもよい。
【０００９】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記判定は、前記劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と前記基準値とを比較することにより行うものとしてもよい。こうすれば、位相差に基づく劣化の判定がしやすくなる。
【００１０】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記基準値は、前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で前記複数箇所における前記誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を前記接続管の健全時に行い、該健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値としてもよい。こうすれば、接続管の個体差により生ずる位相差など接続管の劣化以外の要因による位相差が相殺されより確実に劣化を判定することができる。また、この場合において、前記基準値は、前記健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値としてもよい。こうすれば、基準値に基づく劣化の判定がしやすくなる。
【００１１】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記複数箇所は、前記接続管の周囲と前記電線の周囲とを共に含む複数箇所としてもよい。電線の周囲は接続管の劣化の有無による位相の変動が起こりにくいため、電線の周囲の誘導電圧と接続管の周囲の誘導電圧との位相差には特に劣化による位相差の増大が現れやすく、この位相差を判定に用いることで、劣化の判定精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記接続管の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記接続管が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行い、前記電線の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記電線が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行うものとしてもよい。こうすれば、接続管及び電線の周囲における誘導電圧を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】引き留めクランプ２０及び測定装置３０の構成の概略を示す構成図。
【図２】電線の電流成分と貫通コイルとの位置関係の一例を示す説明図。
【図３】実施例の圧縮スリーブ１２１の構成の概略を示す構成図。
【図４】試料１における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図５】試料２における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図６】試料３における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図７】試料１における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【図８】試料２における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【図９】試料３における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は劣化の判定対象となる引き留めクランプ２０及び誘導電圧を測定する測定装置３０の構成の概略を示す構成図である。
【００１５】
図１に示すように、引き留めクランプ２０は、電線１０が内部に挿入されておりこの電線１０を圧縮して保持している圧縮接続管２１と、電線１０を架線するための鉄塔に図示しない絶縁碍子装置を介して接続される接続端子２２と、圧縮接続管２１を保持するクランプ本体２３と、ジャンパー線１１を圧縮して保持するジャンパーソケット２４と、を備えている。クランプ本体２３とジャンパーソケット２４とはボルト２５，２６により電気的・機械的に接続されている。なお、電線１０はＡＣＳＲをはじめとする鋼心アルミ撚り線系の電線で構成された架空送電線である。また、ジャンパー線１１は、図示しない他の引き留めクランプへ接続されている。この引き留めクランプ２０では、電線１０を流れる交流電流は圧縮接続管２１の接触面２１ａから圧縮接続管２１に流れ、クランプ本体２３，ジャンパーソケット２４を経由してジャンパーソケット２４の接触面２４ａからジャンパー線１１に流れていくようになっている。
【００１６】
測定装置３０は、電線１０の周囲における誘導電圧を測定するためのコイル３１ａと、圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧を測定するためのコイル３１ｂ，３１ｃと、コイル３１ａ〜３１ｃの各巻線の両端とリード線で接続され各コイルに発生する誘導電圧を同時に検出する電圧検出部３２と、電圧検出部３２で検出した誘導電圧をＡ／Ｄ変換したりコイル３１ａ〜３１ｃの誘導電圧の位相差を算出したりする演算部３３と、演算部３３がＡ／Ｄ変換したコイル３１ａ〜３１ｃの誘導電圧や演算部３３が算出した位相差を記憶する記憶部３４と、を備えている。なお、コイル３１ａ〜３１ｃは、巻線を絶縁物からなる枠体で覆った円環状の部材であり、内径は電線１０及び圧縮接続管２１の外径よりも大きく、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通するように配置されている。また、コイル３１ａ〜３１ｃは円環の１箇所に分離・接続可能な開閉構造を備えており、これにより電線１０及び圧縮接続管２１が電力供給路として使用されている最中であっても、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通するようにコイル３１ａ〜３１ｃを取り付けることができるようになっている。
【００１７】
次に、こうして構成された本実施形態の測定装置３０により圧縮接続管２１の劣化を判定する方法について説明する。まず、電線１０及び圧縮接続管２１の使用開始直後など、圧縮接続管２１の健全時において、電線１０及び圧縮接続管２１に交流電流が流れている状態で、図１のようにコイル３１ａ〜３１ｃを配置する。すると、電線１０及び圧縮接続管２１を流れる電流によりコイル３１ａ〜３１ｃに誘導電圧が発生し、この誘導電圧を電圧検出部３２が検出し、演算部３３がＡ／Ｄ変換や位相差の算出を行って記憶部３４に誘導電圧の電圧波形のデータや各誘導電圧の位相差のデータを記憶する。具体的には、健全時のコイル３１ａ〜３１ｃの電圧波形Ｖａ１〜Ｖｃ１，Ｖａ１とＶｂ１との位相差θａｂ１，Ｖｂ１とＶｃ１との位相差θｂｃ１，Ｖａ１とＶｃ１との位相差θａｃ１が記憶される。次に、使用開始から所定期間経過後など電線１０及び圧縮接続管２１の劣化判定時においても、電線１０及び圧縮接続管２１に交流電流が流れている状態で健全時と同様に図１のようにコイル３１ａ〜３１ｃを配置して誘導電圧及び位相差を記憶部３４に記憶させる。具体的には、劣化判定時のコイル３１ａ〜３１ｃの電圧波形Ｖａ２〜Ｖｃ２，Ｖａ２とＶｂ２との位相差θａｂ２，Ｖｂ２とＶｃ２との位相差θｂｃ２，Ｖａ２とＶｃ２との位相差θａｃ２が記憶される。
【００１８】
そして、記憶部３４に記憶された健全時のコイル３１ａ〜３１ｃの各誘導電圧の位相差のデータを基準値として、基準値と劣化判定時のコイル３１ａ〜３１ｃの各誘導電圧の位相差のデータとを比較することにより圧縮接続管２１の劣化を判定する。具体的には、θａｂ１，θｂｃ１，θａｃ１のうちの最大値とθａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値との差が、所定の閾値以上であるときには圧縮接続管２１が劣化していると判定する。ここで、所定の閾値は、例えば、予め測定した健全な圧縮接続管と劣化した圧縮接続管とにおける各誘導電圧の位相差などに基づいて設定することができる。なお、圧縮接続管２１が劣化するほど各誘導電圧の位相差が増大する現象は圧縮接続管２１及び電線１０に流れる交流電流の電流値の大小に関わらず現れるため、健全時と劣化判定時とで電流値が異なっていてもよい。
【００１９】
ここで、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通しているコイル（以下、貫通コイル）に発生する誘導電圧について説明する。貫通コイルは、電線１０の軸方向に垂直な平面、すなわち電線１０を法線とする面（以下、法線面）上に巻き付けられている。そのため、電線１０の軸方向に流れる主たる電流から発生する磁束ベクトルは貫通コイルを横切ることはなく、誘導電圧発生の原因とはならない。一方、法線面上に存在する電流成分から発生する磁束ベクトルは貫通コイルを横切ることから、交流電流によって生じるこの磁束ベクトルの時間変化により、貫通コイルに誘導電圧が発生する。また、この誘導電圧の向きは、法線面に存在する電流の渦度（ローテーション）に依存する。例えば、電流の進行する軸方向から見て反時計回りの渦度を持つ電流成分が存在した場合、磁束ベクトルが電流の進行する軸方向に発生し、この磁束ベクトルを打ち消すように電流の進行する軸方向からみて時計回りの渦度を持つ誘導電圧が貫通コイルに発生する。このような渦度を持つ電流成分が発生する要因は、電線１０のような通常の送電線においては、撚り線に沿った電流が持つ渦度であり、接触面２１ａのような接続部においては劣化した接続部を通る電流の持つ渦度である。
【００２０】
図２は、電線の軸方向の法線面上に存在する電流成分と貫通コイルとの位置関係の一例を示す説明図である。図２に示すように、電線の軸方向の法線面上に存在する交流の電流成分が半径ｒ1の円周をなしており、貫通コイルが半径ｒ2のＮ2巻きであり、電流成分
と貫通コイルとが距離ｄだけ離れているとすると、相互インダクタンスＭは以下の式（１）で表すことができる。なお、式（１）においてφは磁束，Ｉは電流，μ0は真空の透磁率を表す。また、半径ｒ1は、送電線を構成する各撚り線の半径となり，電線の半径以下となる。そして、このような法線面上に存在する電流成分は電線上の各位置に存在すると考えられることから、貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅは、式（１）の軸方向の積分値となる。そこで、軸方向の単位長さあたりの電流密度をρ（Ａ・ｍ-1）とすると磁束φの原始関数は以下の式（２）のように表される。この式（２）から半無限に続く電線上の磁束φを求めると、以下の式（３）が得られ、周波数ｆの交流電流で貫通コイルに励起される誘導電圧Ｅaは以下の式（４）と表される。また、電線を保持する圧縮接続管がある場合、圧縮接続管の軸方向端部から長さｈだけ圧縮接続管側に位置する貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅbは、以下の式（５）で表される。一方、圧縮接続管と電線との接続部において、圧縮接続管の劣化に起因して電線の軸方向の法線面上に存在する電流が存在した場合、圧縮接続管側に位置する貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅは、式（５）にこれらの寄与が付加された値となる。局所的な電流による磁束は、式（２）で表されることから、圧縮接続管の各劣化部により誘導される各誘導電圧Ｅcはそれぞれ以下の式（６）となり、上述した各コイル３１ａ〜３１ｃに発生する誘導電圧Ｅは、この式（５）の誘導電圧Ｅbに各劣化部からの寄与である式（６）の誘導電圧Ｅcを合計した値となる。圧縮接続管での劣化に起因する電流が複数ある場合は、各々の劣化部からの寄与を合計した値となる。また電線との接続部から離れた位置では、式（５）で表される電線からの誘導電圧Ｅbの寄与が小さくなるため、圧縮接続管での各劣化部からの寄与が主となる。
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】
【数５】
【００２６】
【数６】
【００２７】
以上詳述した本実施形態によれば、圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で圧縮接続管２１及び電線１０の周囲を含む複数箇所における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の劣化判定時に行い、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて圧縮接続管２１の劣化を判定する。これにより、圧縮接続管２１及び電線１０を流れる電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定することができる。また、電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定できるため、赤外線カメラによる劣化判定と比較して、劣化判定時の測定時期の制限が少ない。また、劣化の判定は、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と基準値とを比較することにより行うため、位相差に基づく劣化の判定がしやすい。
【００２８】
さらに、基準値は、圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で複数箇所における誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の健全時に行い、健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値としているため、圧縮接続管２１の個体差により生ずる位相差など圧縮接続管２１の劣化以外の要因による位相差を相殺してより確実に劣化を判定することができる。また、基準値を健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値としているため、基準値に基づく劣化の判定がしやすい。
【００２９】
さらにまた、圧縮接続管２１の周囲と電線１０の周囲とを共に含む複数箇所において誘導電圧測定を行っている。電線１０の周囲は圧縮接続管２１の劣化の有無による位相の変動が起こりにくいため、電線１０の周囲の誘導電圧と圧縮接続管２１の周囲の誘導電圧との位相差には特に劣化による位相差の増大が現れやすく、この位相差を判定に用いることで、劣化の判定精度を向上させることができる。
【００３０】
そしてまた、圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧の測定は、圧縮接続管２１が貫通するように配置したコイル３１ｂ〜３１ｃに発生する誘導電圧を測定することにより行い、電線１０の周囲における誘導電圧の測定は、電線１０が貫通するように配置したコイル３１ａに発生する誘導電圧を測定することにより行うため、圧縮接続管２１及び電線１０の周囲における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を確実に測定することができる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３２】
例えば、上述した実施形態では、θａｂ１，θｂｃ１，θａｃ１のうちの最大値とθａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値との差が、所定の閾値以上であるときには圧縮接続管２１が劣化していると判定したが、他の手法により判定しても良い。例えば、θａｂ１とθａｂ２との差，θｂｃ１とθｂｃ２との差，θａｃ１とθａｃ２との差のうちいずれかが所定の閾値以上となったときに劣化していると判定してもよい。また、隣り合うコイルの位相差（上述した実施形態ではθａｂ１，θｂｃ１）のみに基づいて劣化の判定を行ってもよい。さらにまた、健全時の誘導電圧の測定は行わず所定の閾値を基準値として、θａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値がこの基準値以上であったときに劣化していると判定したり、θａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうち値が基準値以上であるものが所定数（例えば２個）あったときに劣化していると判定したりしてもよい。こうすれば、健全時の誘導電圧の測定が不要となる。なお、このような閾値も、例えば実験により予め定めることができる。
【００３３】
上述した実施形態では、コイル３１ａ〜３１ｃにより誘導電圧を測定するものとしたが、誘導電圧の測定は少なくとも圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧の測定を含むように行えばよく、例えば測定装置３０がコイル３１ａ〜３１ｃのいずれかを備えないものとしても良い。また、圧縮接続管２１や電線１０の周囲における誘導電圧を測定するコイルをさらに複数備えるものとしても良い。誘導電圧を測定する箇所を増やすことで、測定の信頼度を高めることができる。また、各コイルの配置間隔には特に制限はなく、均等に配置しなくともよいが、コイルの間隔は電線１０の半径程度にすることが好ましい。この理由は以下による。例えば、上述した式（６）において、距離ｄが値０のときの誘導電圧ＥcをＥ0とすると、距離ｄが半径ｒ1と等しいときの誘導電圧Ｅcは約０．７Ｅ0，距離ｄが半径ｒ1の２倍のときの誘導電圧Ｅcは約０．４５Ｅ0となる。このように、電線上のある位置における法線面上の電流成分とコイルとの距離が離れるほど、電流成分からの磁束が減衰することでコイルに発生する誘導電圧は小さくなる。０．７倍程度に小さくなった電圧でもコイルに発生する誘導電圧の強度としては十分なため、圧縮接続管２１のうちコイルからの軸方向の距離が電線１０の半径程度以下の領域は、１つのコイルに発生する誘導電圧によりその状態を検出可能と考えられる。そのため、各コイルを電線１０の半径程度の間隔で配置すれば、コイルとコイルとの間に状態を検出できない領域が存在しなくなり、好ましい劣化検出精度が得られる。また、各コイルを電線１０の半径よりも狭い間隔で配置しても、各コイルが状態を検出する領域が重複するだけで、劣化の検出精度の向上にはそれほど寄与しないと考えられる。
【００３４】
上述した実施形態では、コイル３１ａ〜３１ｃを電線１０や圧縮接続管２１が貫通するように配置して誘導電圧を測定するものとしたが、電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を測定可能であればどのようにコイルを配置してもよい。例えば、貫通させずにコイル３１ａ〜３１ｃを電線１０や圧縮接続管２１の周囲に配置して誘導電圧を測定するものとしてもよい。
【００３５】
上述した実施形態では、電線１０に接続された引き留めクランプ２０の圧縮接続管２１の劣化を判定するものとしたが、劣化を判定する対象は電線に接続された接続管であればよい。例えば圧縮スリーブであってもよい。
【実施例】
【００３６】
実施例として、劣化状態の異なる旭電機株式会社製の圧縮スリーブ（ＣＳ−ＡＣ４１０）を試料１〜３とし、上述した劣化判定を行った。図３に試料１〜３の圧縮スリーブ１２１を示す。圧縮スリーブ１２１は、図１の圧縮接続管２１における接触面２１ａと同様の接触面１２１ａ，１２１ｂを備えており、それぞれＡＣＳＲ４１０ｍｍ2の電線１１０，１１１を圧縮接続している。圧縮スリーブ１２１の左口元部（図３の位置Ｂ）から中央（図３の位置Ｄ）までの抵抗値及び同長電線抵抗比をそれぞれ試料１〜３について測定した結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から、試料１が最も抵抗値が小さく健全な状態であり、試料３が最も抵抗値が大きく最も劣化した状態であることがわかる。次に、素線径０．２ｍｍ，内径５８ｍｍ，巻数５ターンのコイルを２０個用意し、図３の位置Ｂに１個、図３の位置Ｂから位置Ｃまで２０ｍｍ間隔で計１５個、図３の位置Ｂから位置Ａまで２０ｍｍ間隔で計４個を図１のコイル３１ａ〜３１ｃように電線１０及び圧縮スリーブ１２１を貫通させて配置した。そして、電線１１０及び電線１２１ａに６０Ｈｚ，３００Ａの交流電流を流した状態で、各コイルの両端の誘導電圧をＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ製のＡＤ変換器ＮＩＵＳＢ−６２１８により測定した。測定した試料１〜３における各誘導電圧の波形を図４〜６に示し、各誘導電圧の位相を図７〜９に示す。図４〜９における−８０〜３００ｍｍの数値は、位置Ｂを０ｍｍとして位置Ｂから位置Ｃへ向かう方向を正とした場合のコイルの位置を表している。また、図４〜５では、２０個のコイルの誘導電圧のうち０ｍｍ，４０ｍｍ，８０ｍｍ，１２０ｍｍ，１６０ｍｍ，２００ｍｍの位置にあるコイルの誘導電圧の波形のみ示し、図６では、２０個のコイルの誘導電圧のうち−４０ｍｍ，０ｍｍ，２０ｍｍ，６０ｍｍ，８０ｍｍ，１２０ｍｍ，１６０ｍｍ，２００ｍｍの位置にあるコイルの誘導電圧の波形のみ示している。なお、図７〜９における位相は、測定に用いたＡＤ変換器の電源（６０Ｈｚ，１００Ｖ）の位相を基準として示している。
【００３９】
図４〜９からわかるように、抵抗値の高い試料ほどコイルの位置による誘導電圧の位相差が大きくなっている。また、電線１１０の周囲（−８０ｍｍ〜−２０ｍｍの位置）の誘導電圧間の位相差は抵抗値の高い試料でも比較的小さくなっている。ここで、試料１〜３の各誘導電圧の位相差の最大値θｍａｘ１〜θｍａｘ３は、図７〜９に示すように、θｍａｘ１＝０．２５ｒａｄ，θｍａｘ２＝０．４５ｒａｄ，θｍａｘ３＝πｒａｄであった。なお、図９に示すように試料３では各コイルの位相がπｒａｄ以上に渡って分布しており、位相差は一般に０〜πｒａｄで表すため、θｍａｘ３は位相差のとりうる最大値であるπｒａｄとした。このように劣化している圧縮スリーブほど各誘導電圧の位相差が増大するため、この位相差と基準値とを比較することで劣化の判定を行うことができる。例えば、健全な状態の試料１のθｍａｘ１の値０．２５ｒａｄを基準値としておき、基準値と試料１の劣化判定時の各誘導電圧の位相差の最大値が所定の閾値以上であるときに劣化していると判定することができる。また、例えば劣化の程度が試料２以上であるときに劣化したと判定したいときには、θｍａｘ２の値を基準値としておき、劣化判定時の各誘導電圧の位相差の最大値が基準値以上のときに劣化したと判定することもできる。
【００４０】
なお、このような劣化の程度により誘導電圧の位相差が増大する現象が発生する理由は明確にはなっていないが、例えば次のような理由により発生していると考えることができる。圧縮接続管が劣化すると、電線と圧縮接続管との接触面において酸化が起こり、圧縮接続管や電線を構成する金属（例えばアルミニウム）の酸化物が発生する。この酸化物が絶縁物である場合、電流路における容量成分として働くため、接触面を流れる電流に位相差が生じる。これがコイルの発生電圧の位相差となって測定されるものと考えられる。また、通電下でアルミニウムが酸化する場合、圧縮接続管と電線との界面の溶媒の影響により陽極酸化が進む可能性があり、これにより界面は水酸化アルミニウム（Al(OH3))と酸化アルミナとの２重層になる。一般にアルミニウムの陽極酸化膜はダイオード特性を持つことが知られており、抵抗が非線形となってある一定以上に電圧がかからないと電流が流れない場合が生じる。そのため、この電圧に依存して界面近傍での電流分布が経時的に変化する。この電流分布の乱れがコイルの発生電圧の位相差となって測定されるとも考えられる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１１０，１１１ 電線、２０ 引き留めクランプ、２１ 圧縮接続管、２１ａ 接触面、２２ 接続端子、２３ クランプ本体、２４ ジャンパーソケット、２４ａ 接触面、２５，２６ ボルト、３０ 測定装置、３１ａ〜３１ｃ コイル、３２ 電圧検出部、３３ 演算部、３４ 記憶部、１２１ 圧縮スリーブ、１２１ａ，１２１ｂ 接触面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続管の劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、架空送電線を鉄塔に引き留めるための部材として、圧縮接続管を備える引き留めクランプが用いられている。この圧縮接続管の内面と電線表面との接触部分は経年劣化により抵抗値が増大し、電流に流れる潮流によって接触部分が過熱することが知られている。そのため、赤外線カメラにより圧縮接続管の温度測定を行い、過熱の状況により劣化の有無を判定することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような赤外線カメラでの温度測定による劣化判定方法では、送電線及び圧縮接続管を流れる電流値の大小によって接触部分の発熱量が異なるため、劣化の判定が難しいという問題があった。例えば、劣化している圧縮接続管であっても測定時の電流値が小さければそれほど温度が上昇しないため、接触部分の過熱の有無を判定できない。そのため、赤外線カメラでの温度測定による劣化判定は、送電線の電流値が大きくなる夏期など重負荷期に行う必要が生じていた。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、電線及び接続管を流れる電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、接続管及び電線に交流電流が流れた状態で接続管又は電線の周囲のうち少なくとも接続管の周囲を含む複数箇所における電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を行ったときに、誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差が、接続管が劣化しているほど増大することを発見した。また、この劣化により位相差が増大する現象は、接続管及び電線に流れる交流電流の電流値の大小に関わらず現れることがわかった。
【０００７】
すなわち、本発明の接続管の劣化判定方法は、
電線に接続されている接続管の劣化判定方法であって、
前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で該接続管又は該電線の周囲のうち少なくとも該接続管の周囲を含む複数箇所における該電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を該接続管の劣化判定時に行い、該劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて前記接続管の劣化を判定する、
ものである。
【０００８】
このように、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて劣化を判定することで、電線及び接続管を流れる電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定することができる。また、電流値の大小に関わりなく接続管の劣化を判定できるため、赤外線カメラによる劣化判定と比較して、劣化判定時の測定時期の制限が少ない。なお、誘導電圧を測定する箇所は、少なくとも接続管の周囲における誘導電圧の測定を含んでいればよく、例えば電線の周囲における誘導電圧を行わずに接続管の周囲における誘導電圧を複数箇所で同時に測定してもよい。また、基準値は、例えば予め定めた閾値としてもよい。
【０００９】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記判定は、前記劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と前記基準値とを比較することにより行うものとしてもよい。こうすれば、位相差に基づく劣化の判定がしやすくなる。
【００１０】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記基準値は、前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で前記複数箇所における前記誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を前記接続管の健全時に行い、該健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値としてもよい。こうすれば、接続管の個体差により生ずる位相差など接続管の劣化以外の要因による位相差が相殺されより確実に劣化を判定することができる。また、この場合において、前記基準値は、前記健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値としてもよい。こうすれば、基準値に基づく劣化の判定がしやすくなる。
【００１１】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記複数箇所は、前記接続管の周囲と前記電線の周囲とを共に含む複数箇所としてもよい。電線の周囲は接続管の劣化の有無による位相の変動が起こりにくいため、電線の周囲の誘導電圧と接続管の周囲の誘導電圧との位相差には特に劣化による位相差の増大が現れやすく、この位相差を判定に用いることで、劣化の判定精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明の接続管の劣化判定方法において、前記接続管の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記接続管が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行い、前記電線の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記電線が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行うものとしてもよい。こうすれば、接続管及び電線の周囲における誘導電圧を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】引き留めクランプ２０及び測定装置３０の構成の概略を示す構成図。
【図２】電線の電流成分と貫通コイルとの位置関係の一例を示す説明図。
【図３】実施例の圧縮スリーブ１２１の構成の概略を示す構成図。
【図４】試料１における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図５】試料２における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図６】試料３における各誘導電圧の波形を示す説明図。
【図７】試料１における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【図８】試料２における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【図９】試料３における各誘導電圧の位相を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は劣化の判定対象となる引き留めクランプ２０及び誘導電圧を測定する測定装置３０の構成の概略を示す構成図である。
【００１５】
図１に示すように、引き留めクランプ２０は、電線１０が内部に挿入されておりこの電線１０を圧縮して保持している圧縮接続管２１と、電線１０を架線するための鉄塔に図示しない絶縁碍子装置を介して接続される接続端子２２と、圧縮接続管２１を保持するクランプ本体２３と、ジャンパー線１１を圧縮して保持するジャンパーソケット２４と、を備えている。クランプ本体２３とジャンパーソケット２４とはボルト２５，２６により電気的・機械的に接続されている。なお、電線１０はＡＣＳＲをはじめとする鋼心アルミ撚り線系の電線で構成された架空送電線である。また、ジャンパー線１１は、図示しない他の引き留めクランプへ接続されている。この引き留めクランプ２０では、電線１０を流れる交流電流は圧縮接続管２１の接触面２１ａから圧縮接続管２１に流れ、クランプ本体２３，ジャンパーソケット２４を経由してジャンパーソケット２４の接触面２４ａからジャンパー線１１に流れていくようになっている。
【００１６】
測定装置３０は、電線１０の周囲における誘導電圧を測定するためのコイル３１ａと、圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧を測定するためのコイル３１ｂ，３１ｃと、コイル３１ａ〜３１ｃの各巻線の両端とリード線で接続され各コイルに発生する誘導電圧を同時に検出する電圧検出部３２と、電圧検出部３２で検出した誘導電圧をＡ／Ｄ変換したりコイル３１ａ〜３１ｃの誘導電圧の位相差を算出したりする演算部３３と、演算部３３がＡ／Ｄ変換したコイル３１ａ〜３１ｃの誘導電圧や演算部３３が算出した位相差を記憶する記憶部３４と、を備えている。なお、コイル３１ａ〜３１ｃは、巻線を絶縁物からなる枠体で覆った円環状の部材であり、内径は電線１０及び圧縮接続管２１の外径よりも大きく、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通するように配置されている。また、コイル３１ａ〜３１ｃは円環の１箇所に分離・接続可能な開閉構造を備えており、これにより電線１０及び圧縮接続管２１が電力供給路として使用されている最中であっても、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通するようにコイル３１ａ〜３１ｃを取り付けることができるようになっている。
【００１７】
次に、こうして構成された本実施形態の測定装置３０により圧縮接続管２１の劣化を判定する方法について説明する。まず、電線１０及び圧縮接続管２１の使用開始直後など、圧縮接続管２１の健全時において、電線１０及び圧縮接続管２１に交流電流が流れている状態で、図１のようにコイル３１ａ〜３１ｃを配置する。すると、電線１０及び圧縮接続管２１を流れる電流によりコイル３１ａ〜３１ｃに誘導電圧が発生し、この誘導電圧を電圧検出部３２が検出し、演算部３３がＡ／Ｄ変換や位相差の算出を行って記憶部３４に誘導電圧の電圧波形のデータや各誘導電圧の位相差のデータを記憶する。具体的には、健全時のコイル３１ａ〜３１ｃの電圧波形Ｖａ１〜Ｖｃ１，Ｖａ１とＶｂ１との位相差θａｂ１，Ｖｂ１とＶｃ１との位相差θｂｃ１，Ｖａ１とＶｃ１との位相差θａｃ１が記憶される。次に、使用開始から所定期間経過後など電線１０及び圧縮接続管２１の劣化判定時においても、電線１０及び圧縮接続管２１に交流電流が流れている状態で健全時と同様に図１のようにコイル３１ａ〜３１ｃを配置して誘導電圧及び位相差を記憶部３４に記憶させる。具体的には、劣化判定時のコイル３１ａ〜３１ｃの電圧波形Ｖａ２〜Ｖｃ２，Ｖａ２とＶｂ２との位相差θａｂ２，Ｖｂ２とＶｃ２との位相差θｂｃ２，Ｖａ２とＶｃ２との位相差θａｃ２が記憶される。
【００１８】
そして、記憶部３４に記憶された健全時のコイル３１ａ〜３１ｃの各誘導電圧の位相差のデータを基準値として、基準値と劣化判定時のコイル３１ａ〜３１ｃの各誘導電圧の位相差のデータとを比較することにより圧縮接続管２１の劣化を判定する。具体的には、θａｂ１，θｂｃ１，θａｃ１のうちの最大値とθａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値との差が、所定の閾値以上であるときには圧縮接続管２１が劣化していると判定する。ここで、所定の閾値は、例えば、予め測定した健全な圧縮接続管と劣化した圧縮接続管とにおける各誘導電圧の位相差などに基づいて設定することができる。なお、圧縮接続管２１が劣化するほど各誘導電圧の位相差が増大する現象は圧縮接続管２１及び電線１０に流れる交流電流の電流値の大小に関わらず現れるため、健全時と劣化判定時とで電流値が異なっていてもよい。
【００１９】
ここで、電線１０及び圧縮接続管２１が内部を貫通しているコイル（以下、貫通コイル）に発生する誘導電圧について説明する。貫通コイルは、電線１０の軸方向に垂直な平面、すなわち電線１０を法線とする面（以下、法線面）上に巻き付けられている。そのため、電線１０の軸方向に流れる主たる電流から発生する磁束ベクトルは貫通コイルを横切ることはなく、誘導電圧発生の原因とはならない。一方、法線面上に存在する電流成分から発生する磁束ベクトルは貫通コイルを横切ることから、交流電流によって生じるこの磁束ベクトルの時間変化により、貫通コイルに誘導電圧が発生する。また、この誘導電圧の向きは、法線面に存在する電流の渦度（ローテーション）に依存する。例えば、電流の進行する軸方向から見て反時計回りの渦度を持つ電流成分が存在した場合、磁束ベクトルが電流の進行する軸方向に発生し、この磁束ベクトルを打ち消すように電流の進行する軸方向からみて時計回りの渦度を持つ誘導電圧が貫通コイルに発生する。このような渦度を持つ電流成分が発生する要因は、電線１０のような通常の送電線においては、撚り線に沿った電流が持つ渦度であり、接触面２１ａのような接続部においては劣化した接続部を通る電流の持つ渦度である。
【００２０】
図２は、電線の軸方向の法線面上に存在する電流成分と貫通コイルとの位置関係の一例を示す説明図である。図２に示すように、電線の軸方向の法線面上に存在する交流の電流成分が半径ｒ1の円周をなしており、貫通コイルが半径ｒ2のＮ2巻きであり、電流成分
と貫通コイルとが距離ｄだけ離れているとすると、相互インダクタンスＭは以下の式（１）で表すことができる。なお、式（１）においてφは磁束，Ｉは電流，μ0は真空の透磁率を表す。また、半径ｒ1は、送電線を構成する各撚り線の半径となり，電線の半径以下となる。そして、このような法線面上に存在する電流成分は電線上の各位置に存在すると考えられることから、貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅは、式（１）の軸方向の積分値となる。そこで、軸方向の単位長さあたりの電流密度をρ（Ａ・ｍ-1）とすると磁束φの原始関数は以下の式（２）のように表される。この式（２）から半無限に続く電線上の磁束φを求めると、以下の式（３）が得られ、周波数ｆの交流電流で貫通コイルに励起される誘導電圧Ｅaは以下の式（４）と表される。また、電線を保持する圧縮接続管がある場合、圧縮接続管の軸方向端部から長さｈだけ圧縮接続管側に位置する貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅbは、以下の式（５）で表される。一方、圧縮接続管と電線との接続部において、圧縮接続管の劣化に起因して電線の軸方向の法線面上に存在する電流が存在した場合、圧縮接続管側に位置する貫通コイルに発生する誘導電圧Ｅは、式（５）にこれらの寄与が付加された値となる。局所的な電流による磁束は、式（２）で表されることから、圧縮接続管の各劣化部により誘導される各誘導電圧Ｅcはそれぞれ以下の式（６）となり、上述した各コイル３１ａ〜３１ｃに発生する誘導電圧Ｅは、この式（５）の誘導電圧Ｅbに各劣化部からの寄与である式（６）の誘導電圧Ｅcを合計した値となる。圧縮接続管での劣化に起因する電流が複数ある場合は、各々の劣化部からの寄与を合計した値となる。また電線との接続部から離れた位置では、式（５）で表される電線からの誘導電圧Ｅbの寄与が小さくなるため、圧縮接続管での各劣化部からの寄与が主となる。
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】
【数５】
【００２６】
【数６】
【００２７】
以上詳述した本実施形態によれば、圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で圧縮接続管２１及び電線１０の周囲を含む複数箇所における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の劣化判定時に行い、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて圧縮接続管２１の劣化を判定する。これにより、圧縮接続管２１及び電線１０を流れる電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定することができる。また、電流値の大小に関わりなく圧縮接続管２１の劣化を判定できるため、赤外線カメラによる劣化判定と比較して、劣化判定時の測定時期の制限が少ない。また、劣化の判定は、劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と基準値とを比較することにより行うため、位相差に基づく劣化の判定がしやすい。
【００２８】
さらに、基準値は、圧縮接続管２１及び電線１０に交流電流が流れた状態で複数箇所における誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を圧縮接続管２１の健全時に行い、健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値としているため、圧縮接続管２１の個体差により生ずる位相差など圧縮接続管２１の劣化以外の要因による位相差を相殺してより確実に劣化を判定することができる。また、基準値を健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値としているため、基準値に基づく劣化の判定がしやすい。
【００２９】
さらにまた、圧縮接続管２１の周囲と電線１０の周囲とを共に含む複数箇所において誘導電圧測定を行っている。電線１０の周囲は圧縮接続管２１の劣化の有無による位相の変動が起こりにくいため、電線１０の周囲の誘導電圧と圧縮接続管２１の周囲の誘導電圧との位相差には特に劣化による位相差の増大が現れやすく、この位相差を判定に用いることで、劣化の判定精度を向上させることができる。
【００３０】
そしてまた、圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧の測定は、圧縮接続管２１が貫通するように配置したコイル３１ｂ〜３１ｃに発生する誘導電圧を測定することにより行い、電線１０の周囲における誘導電圧の測定は、電線１０が貫通するように配置したコイル３１ａに発生する誘導電圧を測定することにより行うため、圧縮接続管２１及び電線１０の周囲における電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を確実に測定することができる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３２】
例えば、上述した実施形態では、θａｂ１，θｂｃ１，θａｃ１のうちの最大値とθａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値との差が、所定の閾値以上であるときには圧縮接続管２１が劣化していると判定したが、他の手法により判定しても良い。例えば、θａｂ１とθａｂ２との差，θｂｃ１とθｂｃ２との差，θａｃ１とθａｃ２との差のうちいずれかが所定の閾値以上となったときに劣化していると判定してもよい。また、隣り合うコイルの位相差（上述した実施形態ではθａｂ１，θｂｃ１）のみに基づいて劣化の判定を行ってもよい。さらにまた、健全時の誘導電圧の測定は行わず所定の閾値を基準値として、θａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうちの最大値がこの基準値以上であったときに劣化していると判定したり、θａｂ２，θｂｃ２，θａｃ２のうち値が基準値以上であるものが所定数（例えば２個）あったときに劣化していると判定したりしてもよい。こうすれば、健全時の誘導電圧の測定が不要となる。なお、このような閾値も、例えば実験により予め定めることができる。
【００３３】
上述した実施形態では、コイル３１ａ〜３１ｃにより誘導電圧を測定するものとしたが、誘導電圧の測定は少なくとも圧縮接続管２１の周囲における誘導電圧の測定を含むように行えばよく、例えば測定装置３０がコイル３１ａ〜３１ｃのいずれかを備えないものとしても良い。また、圧縮接続管２１や電線１０の周囲における誘導電圧を測定するコイルをさらに複数備えるものとしても良い。誘導電圧を測定する箇所を増やすことで、測定の信頼度を高めることができる。また、各コイルの配置間隔には特に制限はなく、均等に配置しなくともよいが、コイルの間隔は電線１０の半径程度にすることが好ましい。この理由は以下による。例えば、上述した式（６）において、距離ｄが値０のときの誘導電圧ＥcをＥ0とすると、距離ｄが半径ｒ1と等しいときの誘導電圧Ｅcは約０．７Ｅ0，距離ｄが半径ｒ1の２倍のときの誘導電圧Ｅcは約０．４５Ｅ0となる。このように、電線上のある位置における法線面上の電流成分とコイルとの距離が離れるほど、電流成分からの磁束が減衰することでコイルに発生する誘導電圧は小さくなる。０．７倍程度に小さくなった電圧でもコイルに発生する誘導電圧の強度としては十分なため、圧縮接続管２１のうちコイルからの軸方向の距離が電線１０の半径程度以下の領域は、１つのコイルに発生する誘導電圧によりその状態を検出可能と考えられる。そのため、各コイルを電線１０の半径程度の間隔で配置すれば、コイルとコイルとの間に状態を検出できない領域が存在しなくなり、好ましい劣化検出精度が得られる。また、各コイルを電線１０の半径よりも狭い間隔で配置しても、各コイルが状態を検出する領域が重複するだけで、劣化の検出精度の向上にはそれほど寄与しないと考えられる。
【００３４】
上述した実施形態では、コイル３１ａ〜３１ｃを電線１０や圧縮接続管２１が貫通するように配置して誘導電圧を測定するものとしたが、電線１０の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を測定可能であればどのようにコイルを配置してもよい。例えば、貫通させずにコイル３１ａ〜３１ｃを電線１０や圧縮接続管２１の周囲に配置して誘導電圧を測定するものとしてもよい。
【００３５】
上述した実施形態では、電線１０に接続された引き留めクランプ２０の圧縮接続管２１の劣化を判定するものとしたが、劣化を判定する対象は電線に接続された接続管であればよい。例えば圧縮スリーブであってもよい。
【実施例】
【００３６】
実施例として、劣化状態の異なる旭電機株式会社製の圧縮スリーブ（ＣＳ−ＡＣ４１０）を試料１〜３とし、上述した劣化判定を行った。図３に試料１〜３の圧縮スリーブ１２１を示す。圧縮スリーブ１２１は、図１の圧縮接続管２１における接触面２１ａと同様の接触面１２１ａ，１２１ｂを備えており、それぞれＡＣＳＲ４１０ｍｍ2の電線１１０，１１１を圧縮接続している。圧縮スリーブ１２１の左口元部（図３の位置Ｂ）から中央（図３の位置Ｄ）までの抵抗値及び同長電線抵抗比をそれぞれ試料１〜３について測定した結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から、試料１が最も抵抗値が小さく健全な状態であり、試料３が最も抵抗値が大きく最も劣化した状態であることがわかる。次に、素線径０．２ｍｍ，内径５８ｍｍ，巻数５ターンのコイルを２０個用意し、図３の位置Ｂに１個、図３の位置Ｂから位置Ｃまで２０ｍｍ間隔で計１５個、図３の位置Ｂから位置Ａまで２０ｍｍ間隔で計４個を図１のコイル３１ａ〜３１ｃように電線１０及び圧縮スリーブ１２１を貫通させて配置した。そして、電線１１０及び電線１２１ａに６０Ｈｚ，３００Ａの交流電流を流した状態で、各コイルの両端の誘導電圧をＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ製のＡＤ変換器ＮＩＵＳＢ−６２１８により測定した。測定した試料１〜３における各誘導電圧の波形を図４〜６に示し、各誘導電圧の位相を図７〜９に示す。図４〜９における−８０〜３００ｍｍの数値は、位置Ｂを０ｍｍとして位置Ｂから位置Ｃへ向かう方向を正とした場合のコイルの位置を表している。また、図４〜５では、２０個のコイルの誘導電圧のうち０ｍｍ，４０ｍｍ，８０ｍｍ，１２０ｍｍ，１６０ｍｍ，２００ｍｍの位置にあるコイルの誘導電圧の波形のみ示し、図６では、２０個のコイルの誘導電圧のうち−４０ｍｍ，０ｍｍ，２０ｍｍ，６０ｍｍ，８０ｍｍ，１２０ｍｍ，１６０ｍｍ，２００ｍｍの位置にあるコイルの誘導電圧の波形のみ示している。なお、図７〜９における位相は、測定に用いたＡＤ変換器の電源（６０Ｈｚ，１００Ｖ）の位相を基準として示している。
【００３９】
図４〜９からわかるように、抵抗値の高い試料ほどコイルの位置による誘導電圧の位相差が大きくなっている。また、電線１１０の周囲（−８０ｍｍ〜−２０ｍｍの位置）の誘導電圧間の位相差は抵抗値の高い試料でも比較的小さくなっている。ここで、試料１〜３の各誘導電圧の位相差の最大値θｍａｘ１〜θｍａｘ３は、図７〜９に示すように、θｍａｘ１＝０．２５ｒａｄ，θｍａｘ２＝０．４５ｒａｄ，θｍａｘ３＝πｒａｄであった。なお、図９に示すように試料３では各コイルの位相がπｒａｄ以上に渡って分布しており、位相差は一般に０〜πｒａｄで表すため、θｍａｘ３は位相差のとりうる最大値であるπｒａｄとした。このように劣化している圧縮スリーブほど各誘導電圧の位相差が増大するため、この位相差と基準値とを比較することで劣化の判定を行うことができる。例えば、健全な状態の試料１のθｍａｘ１の値０．２５ｒａｄを基準値としておき、基準値と試料１の劣化判定時の各誘導電圧の位相差の最大値が所定の閾値以上であるときに劣化していると判定することができる。また、例えば劣化の程度が試料２以上であるときに劣化したと判定したいときには、θｍａｘ２の値を基準値としておき、劣化判定時の各誘導電圧の位相差の最大値が基準値以上のときに劣化したと判定することもできる。
【００４０】
なお、このような劣化の程度により誘導電圧の位相差が増大する現象が発生する理由は明確にはなっていないが、例えば次のような理由により発生していると考えることができる。圧縮接続管が劣化すると、電線と圧縮接続管との接触面において酸化が起こり、圧縮接続管や電線を構成する金属（例えばアルミニウム）の酸化物が発生する。この酸化物が絶縁物である場合、電流路における容量成分として働くため、接触面を流れる電流に位相差が生じる。これがコイルの発生電圧の位相差となって測定されるものと考えられる。また、通電下でアルミニウムが酸化する場合、圧縮接続管と電線との界面の溶媒の影響により陽極酸化が進む可能性があり、これにより界面は水酸化アルミニウム（Al(OH3))と酸化アルミナとの２重層になる。一般にアルミニウムの陽極酸化膜はダイオード特性を持つことが知られており、抵抗が非線形となってある一定以上に電圧がかからないと電流が流れない場合が生じる。そのため、この電圧に依存して界面近傍での電流分布が経時的に変化する。この電流分布の乱れがコイルの発生電圧の位相差となって測定されるとも考えられる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１１０，１１１ 電線、２０ 引き留めクランプ、２１ 圧縮接続管、２１ａ 接触面、２２ 接続端子、２３ クランプ本体、２４ ジャンパーソケット、２４ａ 接触面、２５，２６ ボルト、３０ 測定装置、３１ａ〜３１ｃ コイル、３２ 電圧検出部、３３ 演算部、３４ 記憶部、１２１ 圧縮スリーブ、１２１ａ，１２１ｂ 接触面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線に接続されている接続管の劣化判定方法であって、
前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で該接続管又は該電線の周囲のうち少なくとも該接続管の周囲を含む複数箇所における該電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を該接続管の劣化判定時に行い、該劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて前記接続管の劣化を判定する、
接続管の劣化判定方法。
【請求項２】
前記判定は、前記劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と前記基準値とを比較することにより行う、
請求項１に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項３】
前記基準値は、前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で前記複数箇所における前記誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を前記接続管の健全時に行い、該健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値である、
請求項１又は２に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項４】
前記基準値は、前記健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値である、
請求項３に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項５】
前記複数箇所は、前記接続管の周囲と前記電線の周囲とを共に含む複数箇所である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項６】
前記接続管の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記接続管が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行い、
前記電線の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記電線が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行う、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項１】
電線に接続されている接続管の劣化判定方法であって、
前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で該接続管又は該電線の周囲のうち少なくとも該接続管の周囲を含む複数箇所における該電線の軸方向と垂直な平面上に存在する電流成分によって励起される誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を該接続管の劣化判定時に行い、該劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差と基準値とに基づいて前記接続管の劣化を判定する、
接続管の劣化判定方法。
【請求項２】
前記判定は、前記劣化判定時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値と前記基準値とを比較することにより行う、
請求項１に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項３】
前記基準値は、前記接続管及び前記電線に交流電流が流れた状態で前記複数箇所における前記誘導電圧を同時に測定する誘導電圧測定を前記接続管の健全時に行い、該健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差に基づいて定められる値である、
請求項１又は２に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項４】
前記基準値は、前記健全時の誘導電圧測定で得られた各誘導電圧の位相差のうち最大の値である、
請求項３に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項５】
前記複数箇所は、前記接続管の周囲と前記電線の周囲とを共に含む複数箇所である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の接続管の劣化判定方法。
【請求項６】
前記接続管の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記接続管が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行い、
前記電線の周囲における前記誘導電圧の測定は、前記電線が貫通するように配置したコイルに発生する誘導電圧を測定することにより行う、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の接続管の劣化判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１０９７４４（Ｐ２０１１−１０９７４４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５９６０６（Ｐ２００９−２５９６０６）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（３０４０２６６９６）国立大学法人三重大学 (270)
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（３０４０２６６９６）国立大学法人三重大学 (270)
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