被覆直流電力ケーブル支持構造および被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法
【課題】本発明は、被覆直流電力ケーブルの漏れ電流の存在を検知することが容易にできる構造であり、かつ、安価で設備コストの面でも有利な漏れ電流検知技術の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、導電性の導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする。
【解決手段】本発明は、導電性の導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆直流電力ケーブルの支持構造および被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気鉄道の直流電力ケーブルは、「クリート」と呼ばれる電線支持装置により壁や鉄構等の接地構造物に取り付けられている。図３にクリートの一例を示すが、水平配置されている被覆直流電力ケーブル１００を上下から挟み付けるように絶縁物からなるブロック状の支持構成体１０１、１０２が設けられ、これらを上下に貫通したボルト１０３、１０４を壁や鉄構等の接地構造物１０５のネジ穴に螺合することにより支持構成体１０１、１０２が一体化され、接地構造物１０５に固定されている。図３の例ではブロック状の支持構成体１０１、１０２からクリート１０６が構成されている。なお、ブロック状の支持構成体１０１、１０２の対向面中央部には被覆直流電力ケーブル１００を収容するための丸溝型の溝１０７が形成され、これらの溝１０７、１０７を合わせてできる丸型の挿通孔に被覆直流電力ケーブル１００が挿通され、被覆直流電力ケーブル１００が支持構成体１０１、１０２により支持されている。
【０００３】
図３に示す構造のクリート１０６によって支持されている被覆直流電力ケーブル１００は、この例では中心導体１１０とその周囲を順次取り囲む架橋ポリエチレンなどの絶縁被覆層１１１と難燃性絶縁体からなるシース１１２により被覆された複層構造とされている。
ところで、前記構造の被覆直流電力ケーブル１００の絶縁被覆層１１１とシース１１２に亀裂などの損傷部分を生じると、損傷部分から漏電が発生する可能性がある。また、被覆直流電力ケーブル１００の敷設作業時に折り曲げや衝撃等を与えた結果、絶縁被覆層１１１とシース１１２の一部に傷を付けたまま、あるいは歪みを与えたまま設置完了し、これが原因となって、敷設後、経時的に亀裂や損傷につながる場合も考えられる。
上述のような漏電が発生した場合、その初期段階においては数ｍＡ〜数１０ｍＡ程度と小さい電流が流れる程度であるため、漏電を検知することが極めて難しい問題がある。
【０００４】
前記被覆直流電力ケーブル１００の漏電について詳しく説明すると、図４に示す如く絶縁被覆層１１１とシース１１２に亀裂１１４が生じた場合、中心導体１１０に１５００Ｖなどの直流電圧が印加され、被覆直流電力ケーブル１００とその周囲が乾燥していると仮定すると、亀裂１１４が生成したことにより生じる抵抗は数１０〜１０００ＭΩと考えられ、極めて大きいので、漏れ電流は殆ど流れないと想定されるので問題にならない。
ところが、被覆直流電力ケーブル１００に雨水や塩水が触れて亀裂１１４とその周囲に電解質が存在すると仮定すると、被覆直流電力ケーブル１００の表面部分やクリート１０６の表面部分での漏れ抵抗が数１０ｋΩ〜数１０Ωに低下することが考えられ、状況によっては、電圧が異常に上昇し、漏電部分周囲で火花が発生することが考えられる。また、被覆直流電力ケーブル１００を接地した場所が塩害を受ける可能性の高い地域などである場合、特に塩分を含む雨水に恒常的に触れる可能性が高いため、上述の漏電の問題が顕在化する可能性がある。
なお、交流電力ケーブルの場合、電力ケーブルの被覆層の内側に導電性の遮蔽層を有しているので、漏れ電流が発生しても、遮蔽層に漏れ電流が分流するので、問題にならないが、被覆直流電力ケーブル１００の場合、漏れ電流は直接クリート１０６と設置構造物１０５に沿って流れるので、上述の如く火花を発生させるおそれがある。
【０００５】
このような背景から本願出願人は、クリート１０６において被覆直流電力ケーブル１００を挟持した部分に電極を設け、この電極と接地部分との間に生じるケーブル地絡時の漏れ電流を駆動電源とする検知システムについて先に特許出願している。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載した漏れ電流の検知システムは、図５に示す如く、被覆直流電力ケーブル１００が配設されるクリート１０６の溝１０７に第１電極１２０を設け、この第１電極１２０と接地電極１２１との間に漏電検知部１２２を設け、この漏電検知部１２２が検知した漏電情報を出力する処理部１２３を備えている。そして、処理部１２３に接続した発信部１２５のアンテナ１２６から漏電情報を送信し、遠隔地にて監視装置１２７が受信器１２８により漏電情報を受信することによって、漏電情報を監視することができる構成とされている。
前記特許文献１に記載された漏れ電流の検知システムは、検知部１２２が漏れ電流を検知するなら確実な検知が可能であるが、図４を基に上述した如く、被覆直流電力ケーブル１００やクリート１０６の乾燥時に漏れ電流が低い場合は電流検知が難しい場合もあると考えられる。
例えば、漏れ電流が数ｍＡ〜数１０ｍＡのように微弱な場合は、高性能なセンサを適用しなくてはならないが、そのようなセンサを備えた検知システムは、高価な検知装置になるおそれがあり、設備コストの面で問題がある。
また、被覆直流電力ケーブル１００の全長のどの位置に漏れ電流が生じるかは不明なので、被覆直流電力ケーブル１００の長さ方向に相当数の検知システムを設置しなくてはならないが、高価なセンサに加え、検知部１２２、発信部１２５などの電子部品を備えた装置を相当数設置することは、設備コストの面、設置個数の制約の面で問題がある。
【０００８】
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、被覆直流電力ケーブルからの漏れ電流の存在を検知することが容易にできる構造であり、かつ、安価で設備コストの面でも有利な漏れ電流の検知装置と漏れ電流検知方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造は、導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から支持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする。
本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造において、前記ｐＨ表示手段が、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えてなる構成とすることができる。
【００１０】
本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造において、前記直流電力ケーブルを支持する支持クリートの挟持部分に第１の電極が設置され、前記接地構造物の一部に第２の電極が設置されるとともに、前記第１の電極と第２の電極に接続されたｐＨ測定器が前記ｐＨ表示手段とされてなる構成とすることができる。
【００１１】
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブルの漏れ電流を検知する方法であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨを検知して表示するｐＨ表示手段を設置し、このｐＨ表示手段の色変わりを認識して漏れ電流の有無を検知することを特徴とする。
【００１２】
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、前記ｐＨ表示手段として、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えたものを用いることができる。
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、前記ｐＨ表示手段を設置する位置を、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、被覆直流電力ケーブルの支持部分と接地構造物との間の部分にｐＨ表示手段を設けたので、被覆直流電力ケーブルの被覆部に損傷箇所が生じて亀裂や孔が生成し、導体を流れる電流の一部が損傷箇所から被覆部の外表面を伝わり、接地構造物に至る経路で漏れ電流が発生し、地絡電流となった場合、塩分を含む雨水などの電解質の存在と漏れ電流の存在により地絡経路に存在する電解質が電気分解されてアルカリ性に変性する結果、該アルカリ性に変位したことを検出することで、漏れ電流の有無を検知できる。例えば、塩分を含む雨水は、漏れ電流による電気分解により水酸化ナトリウムを生成するので、雨水などの電解質がアルカリ性になり、これをｐＨ検知手段で検知することで、漏れ電流の存在を確認できる。この効果は、特に塩害発生の可能性の高い地域において有効であり、該地域に設置されている被覆直流電力ケーブルの漏れ電流の有無をｐＨ変化を検知することにより確実に検知できる。
【００１４】
乾燥時期において、漏れ電流経路の抵抗が上がった場合に漏れ電流の有無を検出することは難しいが、雨水などの電解質がアルカリ性に変性したところをｐＨ表示手段で検知するならば、ｐＨ表示手段が表示した内容を確認することで、漏れ電流の有無を検知できる。
ｐＨ表示手段としてアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えた構成とするならば、数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルの漏れ電流であったとしても、塩分を含む雨水の存在時にｐＨ表示体が変色する。ここで、一端色変化したｐＨ表示体の色はその後、雨水が乾燥して無くなった後であっても色を保持するので、ｐＨ表示体の色変わりを確認する際に雨水が存在していても、存在していない乾燥状態であっても、支障なく色の確認が出来、漏れ電流の有無の確実な検知ができる。
また、漏れ電流は一端流れ始めると、導体への通電中は常に流れ続け、塩分を含む雨水等の電解質を電気分解してアルカリ性にするとともに、アルカリ性の電解質からｐＨ表示体に時間積でアルカリ分が作用し、ｐＨ表示体の色を変化させるため、微弱な漏れ電流であったとしても、時間積で生じたアルカリ分がｐＨ表示体の色を確実に変化させる。このため、漏れ電流値が小さい漏電の初期状態であってもｐＨ表示体の色観察により漏れ電流の検知が確実にできる。
【００１５】
色変化するｐＨ表示体を備えた構成であれば、高価なセンサは不要であり、極めて安価に提供できる。このため、本発明を被覆直流電力ケーブルに沿って相当数設置される支持構成体の個々に適用することが可能となるので、漏れ電流の検出位置を飛躍的に増大できる結果、検出精度を高くすることができる。
また、ｐＨ表示手段として、第１の電極と第２の電極との間に設置されるｐＨ測定器を用いることによっても塩分を含む雨水等の電解質がアルカリ性に変性したことを検知することが可能であり、この現象を検知することにより漏れ電流の発生の有無を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の一実施形態を示すもので、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は正面図。
【図２】本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の他の実施形態を示す構成図。
【図３】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造の一例を示すもので、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）は正面図。
【図４】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造とその周囲の設置構造物との地絡現象を説明するための回路図。
【図５】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造の提案の一例を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態の被覆直流電力ケーブル支持構造を示すもので、本実施形態において支持しようとするのは、例えば、直流電気鉄道において適用されている被覆直流電力ケーブル１であり、この例の被覆直流電力ケーブル１は、銅線などの導電性の導体２と、この導体２の周面を覆っている架橋ポリエチレンなどの電気絶縁性の樹脂材料からなる被覆層３と、この被覆層３の周面を覆っている電気絶縁性かつ難燃性のビニルシースなどからなる外被５から構成されている。本実施形態の被覆直流電力ケーブル１は、導体２を被覆層３と外被５により覆っている２重被覆構造とされているので、被覆層３と外被５から被覆部４が構成されている。なお、被覆部４の構成は上述の２層構造に限らず、単層被覆構造、３層以上の複合被覆構造のいずれであっても良い。
【００１８】
この形態の被覆直流電力ケーブル１は、図１においては水平に配設された状態として示され、この被覆直流電力ケーブル１の上下をブロック状の第１半体６と第２半体７とからなる支持クリート（支持構成体）８により支持し、この支持クリート８を接地構造物１０に固定して被覆直流電力ケーブル１が支持されている。支持クリート８は被覆直流電力ケーブル１の長さ方向に所定の間隔で複数設けられ、各々の位置において設置構造物１０に固定されて被覆直流電力ケーブル１が支持されている。支持クリート８を設置する間隔などは、一概には規定されないが、被覆直流電力ケーブル１の重量に応じて支持クリート８の大きさ、重量、設置間隔が決められる。
支持クリート８を構成する第１半体６と第２半体７はそれらの突き合わせ面の中央に丸溝型の収容溝６ａ、７ａが形成され、第１半体６の上面と第２半体７の下面を突き合わせて一体化することで両者の溝６ａ、７ａ間に挿通孔８ａが形成され、この挿通孔８ａに被覆直流電力ケーブル１が挿通され挟持されている。また、第１半体６と第２半体７はそれらの両端部を上下に貫通してそれらの下方の設置構造物１０のネジ穴１０ａに螺合されたボルト１１、１２により一体化され、支持クリート８が設置構造物１０にボルト止めされている。
【００１９】
前記接地構造物１０は、壁、地盤、ケーブルラック、床、鉄構等、接地されている構造物に該当する。また、支持クリート８を構成する第１半体６と第２半体７のうち、接地構造物１０に近い側の第２半体７の正面下部、即ち、被覆直流電力ケーブル１の支持部分と接地構造物１０との間の部分に、テープ状のｐＨ表示手段１５が貼着されている。このｐＨ表示手段１５は、この例ではテープ状の本体部１５ａの長さ方向中央部にシート状のｐＨ表示体１６が形成され、このｐＨ表示体１６の両側に本体部１５の長さ方向に沿って間欠的に複数のｐＨ色見本表示部１７が形成されている。
【００２０】
前記ｐＨ表示体１６は、一例として、水素イオン濃度により変色するｐＨ指示薬を吸水性の支持体に含浸させてなり、ｐＨ表示体１６に触れた雨水などの電解質がアルカリ性である場合に色変わりする構成とされている。例えば、リトマスは変色域が４．５〜８．３であり、酸性側において赤色、アルカリ性側において青色を呈する。
このほか、変色域が４．５〜６．８で酸性側で黄色、アルカリ側で紫色を呈するブロモクレゾールパープル、変色域が６．０〜７．６で酸性側で黄色、アルカリ側で青色を呈するブロモチモールブルー、変色域が６．８〜８．４で酸性側で黄色、アルカリ側で赤色を呈するフェノールレッド、変色域が６．８〜８．０で酸性側で赤色、アルカリ側で黄色を呈するニュートラルレッド、変色域が７．３〜８．７で酸性側でやや赤色、アルカリ側で青緑色を呈するナフタノールフタレイン、変色域が７．２〜８．８で酸性側で黄色、アルカリ側で赤紫色を呈するクレゾールレッド、変色域が８．３〜１０．０で酸性側で無色、アルカリ側で桃色を呈するフェノールフタレイン、などのいずれかを単独であるいは適宜組み合わせて構成した指示薬を含むｐＨ表示体のいずれかであっても良い。
【００２１】
ｐＨ色見本表示部１７は、ｐＨ表示体１６の両側に配列されていて、ｐＨ表示体１６の色が変わった場合にその色に応じて酸性であるかアルカリ性であるかの色見本の対比例として配置され、一例としてｐＨ色見本表示部１７の各々にはｐＨの数値と、その数値に対応した色が表記されている。これらのｐＨ色見本表示部１７の存在により、ｐＨ表示体１６が変色した場合、どの程度のアルカリ性であるのか、観察者は色の対比で認識することができる。よって、ｐＨ色見本表示部１７を設けていることにより、ｐＨ表示体１６の変色が電解質のアルカリ性によるものか否かを確実に把握することができる。
なお、より具体的には、変色域が１〜１２の１刻みであって、酸性側で赤色、アルカリ側で青色を呈する指示薬を複数混合したｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（例えば、（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90401）、あるいは、変色域が６．０〜８．１の０．３刻みであって、アルカリ側で青色を呈する指示薬を含むｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（例えば、（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90417）などを用いることができる。
【００２２】
前記ｐＨ表示体１６を備えた複数の支持クリート８で被覆直流電力ケーブル１を支持しているならば、被覆直流電力ケーブル１に何らかの原因によって図１に示すように亀裂や孔などの損傷部１ａが生じ、通電中にこの損傷部１ａから漏れ電流が生じ、塩分を含む雨水などの電解質が損傷部１ａとその周囲に存在することがある。この場合、損傷部１ａから被覆直流電力ケーブル１の外被５の表面部分、支持クリート８を構成する第１半体６、第２半体７の表面、設置構造物１０の表面を経路とする漏れ電流を生じる。ここで塩分を含む雨水などの電解質が漏れ電流により電気分解されると、電解質中に水酸化ナトリウムが生成するので、電解質がアルカリ性に変性し、この結果、電解質に接触しているｐＨ表示体１６の色が変化する。
【００２３】
なお、電解質の電気分解は漏れ電流が生じている限り継続的に進行するので、漏れ電流の電圧が低い状態、即ち、漏電発生の初期状態であったとしても時間積により徐々に確実に電解質がアルカリ性に変性する。即ち、ｐＨ表示体１６の色変化により、漏電発生の初期状態であって、漏れ電流の電圧が低い状態であったとしても、高価なセンサを用いることなく、漏電が発生していることを確実に検知することができる。
上述の漏れ電流が電解質に流れると、電解質中において２Ｈ２Ｏ＋２ｅ→Ｈ２＋２ＯＨ−の反応が起こり、電解質中のＮａにおいて、Ｎａ＋＋ＯＨ−の反応からＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）が生成し、電解質はアルカリ性に変性する。なお、漏れ電流が存在しない状態で電解質が存在すると、現状の日本における一般的な環境においては、大気中のＣＯ２が溶解してｐＨ６．６〜５．６程度となり、酸性雨が発生した状況ではもう少し酸性側へ移行する可能性があるが、漏れ電流が生じると、上述の関係から塩分を含む雨水などの電解質はアルカリ性となる。
【００２４】
前記構成のｐＨ表示体１６を備えたｐＨ表示手段１５により被覆直流電力ケーブル１の漏れ電流を検知する方法は、被覆直流電力ケーブル１を支持している支持クリート８の全てあるいは複数の支持クリート８のいずれかにｐＨ表示手段１５を設けておき、被覆直流電力ケーブル１を定期的に検査する際、支持クリート８に取り付けられているｐＨ表示手段１５の色の変化を観察すれば良い。
被覆直流電力ケーブル１を支持する支持クリート８は、通常、多数設置されているので、被覆直流電力ケーブル１の検査時などに同時に支持クリート８に貼着されているｐＨ表示体１６の色の変化を逐一、作業者が目視で観察するか、観察者等が監視カメラにてｐＨ表示体１６の色の変化を観察し、色の変化が生じている場合は漏電発生の可能性があると認識し、該当する位置の被覆直流電力ケーブル１の被覆部４が損傷していないか検査することにより、漏電発生の有無を調べることができる。
また、上述の方法によれば、被覆直流電力ケーブル１の損傷部分が小さく、漏電発生の初期状態であって、発生している漏れ電流が数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルであっても、塩分を含む雨水などの電解質を導体２への通電中に常時電気分解するように作用させてアルカリ性にすることができ、アルカリ性への反応を時間積で生じさせてｐＨ表示体１６の変色に有効に利用できるので、微弱な漏れ電流であってもｐＨ表示体１６の色変わりを確実に発生させることができ、検出精度を高くすることができる。
【００２５】
ところで、以上説明した第１実施形態において、支持クリート８の設置構造物１０側にｐＨ表示体１６を取り付けた構造としているが、ｐＨ表示体１６を設ける位置は、被覆直流電力ケーブル１の外被５と設置構造物１０との間の任意の位置であれば、いずれの位置に設けても良い。よって、例えば、被覆直流電力ケーブル１を鉄構などの設置構造物１０で支持している構造において、設置構造物１０の少なくとも一部にｐＨ表示体１６を取り付けた構造を採用しても良い。本発明でｐＨ表示体１６を備えたｐＨ表示手段１５を設けるのは、被覆直流電力ケーブル１の導体２を正極側とすると、支持クリート８あるいは設置構造物１０を負極側として、負極側のいずれの位置でも良いので、ｐＨ表示手段１５を設ける位置は、支持クリート８における設置構造物１０側の一部、設置構造部１０の少なくとも一部であれば、設置位置は制限されない。
【００２６】
図２は本発明に係る被覆直流電力ケーブルの支持構造の第２実施形態を示すもので、この実施形態の支持構造は、第１実施形態のｐＨ表示手段１５としてのｐＨ表示体１６の代わりに、ｐＨ測定器３０を設けた点に特徴を有する。
本実施形態の構造においては、支持クリート８を構成するための第２半体７の収容溝７ａの内面に第１の電極３１が配置されるとともに、第２半体７が固定されている設置構造物１０の一部あるいは設置構造部１０側の第２半体７の端部に第２の電極３２が配置され、第１の電極３１と第２の電極３２に接続するように配線３３、３４を介しｐＨ測定器３０が接続されている。なお、ｐＨ測定器３０はそれ自身にｐＨ表示部を設けてｐＨ表示ができるように構成されている。また、ｐＨ測定器３０に送信機３５を接続しておき、ｐＨ測定器３０がアルカリ性を検知した場合、漏れ電流の発生したことを知らせる信号を送信できるように構成しても良い。
【００２７】
このｐＨ測定器３０により上述の塩分を含む雨水などの電解質がアルカリ性に変性することを検出すれば、漏れ電流の存在を検知することができる。
ｐＨ測定器３０であれば、従来技術において使用されていた数ｍＡ〜数１０ｍＡの微弱電流を形成する高価なセンサよりも遙かに安価に提供できるので、実施が容易であり、かつ、第１の実施形態の構成において得られていた確実な漏れ電流の検知ができる。
【００２８】
以上説明したｐＨ測定器３０を適用することにより、被覆直流電力ケーブル１の漏れ電流を検知することができるので、先の第１実施形態の構成を用いて行った漏れ電流の検知と同様に、被覆直流電力ケーブル１を定期的に検査する際、支持クリート８の近傍に取り付けられているｐＨ表示器３０のｐＨ変化を観察すれば、漏れ電流の有無を検知できる。
【００２９】
「通電試験」
本発明者は、電解質の電気分解によって電解質がアルカリ性に変性するか否かを把握するため試験を行った。
樹脂製の容器に５％塩水を満たし、この塩水に図１に示す支持クリート（樹脂製）の下側の第２半体を浸漬し、第２半体の一側端部を貫通した鉄製のボルトに陰極を接続し、第２半体の他側端部に銅板からなる正極を設置し、陰極と陽極間に３０Ｖ−１００ｍＡの直流電圧を２分間印加する通電試験を行った。
２分通電後、変色域が６．０〜８．１の０．３刻みであって、酸性側で黄緑色、アルカリ側で青色を呈する指示薬を含むｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90417）を含むｐＨ表示体を塩水に浸漬させたところ、陰極側のｐＨ表示体の色が青色に変色した。このことから、支持クリートの周囲の陰極側の電解質（塩水）がアルカリ性に変性したことを確認できた。
【００３０】
以上の試験結果から、塩水の電気分解として１００ｍＡの通電試験によるアルカリ性への変性を２分間の通電試験により検知することができた。
この試験結果から、例えば、１５００Ｖもの高電圧を流している直流鉄道用の被覆直流電力ケーブルに亀裂が生じて数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルの漏れ電流が発生し、漏れ電流を生じている箇所に電解質が存在した場合、その電解質のアルカリ性への変性を確実に検知できると想定できるので、本発明の有効性を検証できた。
【符号の説明】
【００３１】
１…被覆直流電力ケーブル、１ａ…損傷部、２…導体、３…被覆層、４…被覆部、５…外被、６…第１半体、６ａ…溝、７…第２半体、７ａ…溝、８…クリート、８ａ…収納孔、１０…設置構造物、１０ａ…ネジ穴、１１、１２…ボルト、１５…ｐＨ表示手段、１５ａ…本体部、１６…ｐＨ表示体、１７…ｐＨ色見本表示部、３０…ｐＨ測定器、３１…第１の電極、３２…第２の電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆直流電力ケーブルの支持構造および被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電気鉄道の直流電力ケーブルは、「クリート」と呼ばれる電線支持装置により壁や鉄構等の接地構造物に取り付けられている。図３にクリートの一例を示すが、水平配置されている被覆直流電力ケーブル１００を上下から挟み付けるように絶縁物からなるブロック状の支持構成体１０１、１０２が設けられ、これらを上下に貫通したボルト１０３、１０４を壁や鉄構等の接地構造物１０５のネジ穴に螺合することにより支持構成体１０１、１０２が一体化され、接地構造物１０５に固定されている。図３の例ではブロック状の支持構成体１０１、１０２からクリート１０６が構成されている。なお、ブロック状の支持構成体１０１、１０２の対向面中央部には被覆直流電力ケーブル１００を収容するための丸溝型の溝１０７が形成され、これらの溝１０７、１０７を合わせてできる丸型の挿通孔に被覆直流電力ケーブル１００が挿通され、被覆直流電力ケーブル１００が支持構成体１０１、１０２により支持されている。
【０００３】
図３に示す構造のクリート１０６によって支持されている被覆直流電力ケーブル１００は、この例では中心導体１１０とその周囲を順次取り囲む架橋ポリエチレンなどの絶縁被覆層１１１と難燃性絶縁体からなるシース１１２により被覆された複層構造とされている。
ところで、前記構造の被覆直流電力ケーブル１００の絶縁被覆層１１１とシース１１２に亀裂などの損傷部分を生じると、損傷部分から漏電が発生する可能性がある。また、被覆直流電力ケーブル１００の敷設作業時に折り曲げや衝撃等を与えた結果、絶縁被覆層１１１とシース１１２の一部に傷を付けたまま、あるいは歪みを与えたまま設置完了し、これが原因となって、敷設後、経時的に亀裂や損傷につながる場合も考えられる。
上述のような漏電が発生した場合、その初期段階においては数ｍＡ〜数１０ｍＡ程度と小さい電流が流れる程度であるため、漏電を検知することが極めて難しい問題がある。
【０００４】
前記被覆直流電力ケーブル１００の漏電について詳しく説明すると、図４に示す如く絶縁被覆層１１１とシース１１２に亀裂１１４が生じた場合、中心導体１１０に１５００Ｖなどの直流電圧が印加され、被覆直流電力ケーブル１００とその周囲が乾燥していると仮定すると、亀裂１１４が生成したことにより生じる抵抗は数１０〜１０００ＭΩと考えられ、極めて大きいので、漏れ電流は殆ど流れないと想定されるので問題にならない。
ところが、被覆直流電力ケーブル１００に雨水や塩水が触れて亀裂１１４とその周囲に電解質が存在すると仮定すると、被覆直流電力ケーブル１００の表面部分やクリート１０６の表面部分での漏れ抵抗が数１０ｋΩ〜数１０Ωに低下することが考えられ、状況によっては、電圧が異常に上昇し、漏電部分周囲で火花が発生することが考えられる。また、被覆直流電力ケーブル１００を接地した場所が塩害を受ける可能性の高い地域などである場合、特に塩分を含む雨水に恒常的に触れる可能性が高いため、上述の漏電の問題が顕在化する可能性がある。
なお、交流電力ケーブルの場合、電力ケーブルの被覆層の内側に導電性の遮蔽層を有しているので、漏れ電流が発生しても、遮蔽層に漏れ電流が分流するので、問題にならないが、被覆直流電力ケーブル１００の場合、漏れ電流は直接クリート１０６と設置構造物１０５に沿って流れるので、上述の如く火花を発生させるおそれがある。
【０００５】
このような背景から本願出願人は、クリート１０６において被覆直流電力ケーブル１００を挟持した部分に電極を設け、この電極と接地部分との間に生じるケーブル地絡時の漏れ電流を駆動電源とする検知システムについて先に特許出願している。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載した漏れ電流の検知システムは、図５に示す如く、被覆直流電力ケーブル１００が配設されるクリート１０６の溝１０７に第１電極１２０を設け、この第１電極１２０と接地電極１２１との間に漏電検知部１２２を設け、この漏電検知部１２２が検知した漏電情報を出力する処理部１２３を備えている。そして、処理部１２３に接続した発信部１２５のアンテナ１２６から漏電情報を送信し、遠隔地にて監視装置１２７が受信器１２８により漏電情報を受信することによって、漏電情報を監視することができる構成とされている。
前記特許文献１に記載された漏れ電流の検知システムは、検知部１２２が漏れ電流を検知するなら確実な検知が可能であるが、図４を基に上述した如く、被覆直流電力ケーブル１００やクリート１０６の乾燥時に漏れ電流が低い場合は電流検知が難しい場合もあると考えられる。
例えば、漏れ電流が数ｍＡ〜数１０ｍＡのように微弱な場合は、高性能なセンサを適用しなくてはならないが、そのようなセンサを備えた検知システムは、高価な検知装置になるおそれがあり、設備コストの面で問題がある。
また、被覆直流電力ケーブル１００の全長のどの位置に漏れ電流が生じるかは不明なので、被覆直流電力ケーブル１００の長さ方向に相当数の検知システムを設置しなくてはならないが、高価なセンサに加え、検知部１２２、発信部１２５などの電子部品を備えた装置を相当数設置することは、設備コストの面、設置個数の制約の面で問題がある。
【０００８】
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、被覆直流電力ケーブルからの漏れ電流の存在を検知することが容易にできる構造であり、かつ、安価で設備コストの面でも有利な漏れ電流の検知装置と漏れ電流検知方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造は、導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から支持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする。
本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造において、前記ｐＨ表示手段が、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えてなる構成とすることができる。
【００１０】
本発明の被覆直流電力ケーブル支持構造において、前記直流電力ケーブルを支持する支持クリートの挟持部分に第１の電極が設置され、前記接地構造物の一部に第２の電極が設置されるとともに、前記第１の電極と第２の電極に接続されたｐＨ測定器が前記ｐＨ表示手段とされてなる構成とすることができる。
【００１１】
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブルの漏れ電流を検知する方法であって、前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨを検知して表示するｐＨ表示手段を設置し、このｐＨ表示手段の色変わりを認識して漏れ電流の有無を検知することを特徴とする。
【００１２】
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、前記ｐＨ表示手段として、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えたものを用いることができる。
本発明の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法は、前記ｐＨ表示手段を設置する位置を、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、被覆直流電力ケーブルの支持部分と接地構造物との間の部分にｐＨ表示手段を設けたので、被覆直流電力ケーブルの被覆部に損傷箇所が生じて亀裂や孔が生成し、導体を流れる電流の一部が損傷箇所から被覆部の外表面を伝わり、接地構造物に至る経路で漏れ電流が発生し、地絡電流となった場合、塩分を含む雨水などの電解質の存在と漏れ電流の存在により地絡経路に存在する電解質が電気分解されてアルカリ性に変性する結果、該アルカリ性に変位したことを検出することで、漏れ電流の有無を検知できる。例えば、塩分を含む雨水は、漏れ電流による電気分解により水酸化ナトリウムを生成するので、雨水などの電解質がアルカリ性になり、これをｐＨ検知手段で検知することで、漏れ電流の存在を確認できる。この効果は、特に塩害発生の可能性の高い地域において有効であり、該地域に設置されている被覆直流電力ケーブルの漏れ電流の有無をｐＨ変化を検知することにより確実に検知できる。
【００１４】
乾燥時期において、漏れ電流経路の抵抗が上がった場合に漏れ電流の有無を検出することは難しいが、雨水などの電解質がアルカリ性に変性したところをｐＨ表示手段で検知するならば、ｐＨ表示手段が表示した内容を確認することで、漏れ電流の有無を検知できる。
ｐＨ表示手段としてアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えた構成とするならば、数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルの漏れ電流であったとしても、塩分を含む雨水の存在時にｐＨ表示体が変色する。ここで、一端色変化したｐＨ表示体の色はその後、雨水が乾燥して無くなった後であっても色を保持するので、ｐＨ表示体の色変わりを確認する際に雨水が存在していても、存在していない乾燥状態であっても、支障なく色の確認が出来、漏れ電流の有無の確実な検知ができる。
また、漏れ電流は一端流れ始めると、導体への通電中は常に流れ続け、塩分を含む雨水等の電解質を電気分解してアルカリ性にするとともに、アルカリ性の電解質からｐＨ表示体に時間積でアルカリ分が作用し、ｐＨ表示体の色を変化させるため、微弱な漏れ電流であったとしても、時間積で生じたアルカリ分がｐＨ表示体の色を確実に変化させる。このため、漏れ電流値が小さい漏電の初期状態であってもｐＨ表示体の色観察により漏れ電流の検知が確実にできる。
【００１５】
色変化するｐＨ表示体を備えた構成であれば、高価なセンサは不要であり、極めて安価に提供できる。このため、本発明を被覆直流電力ケーブルに沿って相当数設置される支持構成体の個々に適用することが可能となるので、漏れ電流の検出位置を飛躍的に増大できる結果、検出精度を高くすることができる。
また、ｐＨ表示手段として、第１の電極と第２の電極との間に設置されるｐＨ測定器を用いることによっても塩分を含む雨水等の電解質がアルカリ性に変性したことを検知することが可能であり、この現象を検知することにより漏れ電流の発生の有無を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の一実施形態を示すもので、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は正面図。
【図２】本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の他の実施形態を示す構成図。
【図３】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造の一例を示すもので、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）は正面図。
【図４】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造とその周囲の設置構造物との地絡現象を説明するための回路図。
【図５】従来の被覆直流電力ケーブル支持構造の提案の一例を示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る被覆直流電力ケーブル支持構造の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態の被覆直流電力ケーブル支持構造を示すもので、本実施形態において支持しようとするのは、例えば、直流電気鉄道において適用されている被覆直流電力ケーブル１であり、この例の被覆直流電力ケーブル１は、銅線などの導電性の導体２と、この導体２の周面を覆っている架橋ポリエチレンなどの電気絶縁性の樹脂材料からなる被覆層３と、この被覆層３の周面を覆っている電気絶縁性かつ難燃性のビニルシースなどからなる外被５から構成されている。本実施形態の被覆直流電力ケーブル１は、導体２を被覆層３と外被５により覆っている２重被覆構造とされているので、被覆層３と外被５から被覆部４が構成されている。なお、被覆部４の構成は上述の２層構造に限らず、単層被覆構造、３層以上の複合被覆構造のいずれであっても良い。
【００１８】
この形態の被覆直流電力ケーブル１は、図１においては水平に配設された状態として示され、この被覆直流電力ケーブル１の上下をブロック状の第１半体６と第２半体７とからなる支持クリート（支持構成体）８により支持し、この支持クリート８を接地構造物１０に固定して被覆直流電力ケーブル１が支持されている。支持クリート８は被覆直流電力ケーブル１の長さ方向に所定の間隔で複数設けられ、各々の位置において設置構造物１０に固定されて被覆直流電力ケーブル１が支持されている。支持クリート８を設置する間隔などは、一概には規定されないが、被覆直流電力ケーブル１の重量に応じて支持クリート８の大きさ、重量、設置間隔が決められる。
支持クリート８を構成する第１半体６と第２半体７はそれらの突き合わせ面の中央に丸溝型の収容溝６ａ、７ａが形成され、第１半体６の上面と第２半体７の下面を突き合わせて一体化することで両者の溝６ａ、７ａ間に挿通孔８ａが形成され、この挿通孔８ａに被覆直流電力ケーブル１が挿通され挟持されている。また、第１半体６と第２半体７はそれらの両端部を上下に貫通してそれらの下方の設置構造物１０のネジ穴１０ａに螺合されたボルト１１、１２により一体化され、支持クリート８が設置構造物１０にボルト止めされている。
【００１９】
前記接地構造物１０は、壁、地盤、ケーブルラック、床、鉄構等、接地されている構造物に該当する。また、支持クリート８を構成する第１半体６と第２半体７のうち、接地構造物１０に近い側の第２半体７の正面下部、即ち、被覆直流電力ケーブル１の支持部分と接地構造物１０との間の部分に、テープ状のｐＨ表示手段１５が貼着されている。このｐＨ表示手段１５は、この例ではテープ状の本体部１５ａの長さ方向中央部にシート状のｐＨ表示体１６が形成され、このｐＨ表示体１６の両側に本体部１５の長さ方向に沿って間欠的に複数のｐＨ色見本表示部１７が形成されている。
【００２０】
前記ｐＨ表示体１６は、一例として、水素イオン濃度により変色するｐＨ指示薬を吸水性の支持体に含浸させてなり、ｐＨ表示体１６に触れた雨水などの電解質がアルカリ性である場合に色変わりする構成とされている。例えば、リトマスは変色域が４．５〜８．３であり、酸性側において赤色、アルカリ性側において青色を呈する。
このほか、変色域が４．５〜６．８で酸性側で黄色、アルカリ側で紫色を呈するブロモクレゾールパープル、変色域が６．０〜７．６で酸性側で黄色、アルカリ側で青色を呈するブロモチモールブルー、変色域が６．８〜８．４で酸性側で黄色、アルカリ側で赤色を呈するフェノールレッド、変色域が６．８〜８．０で酸性側で赤色、アルカリ側で黄色を呈するニュートラルレッド、変色域が７．３〜８．７で酸性側でやや赤色、アルカリ側で青緑色を呈するナフタノールフタレイン、変色域が７．２〜８．８で酸性側で黄色、アルカリ側で赤紫色を呈するクレゾールレッド、変色域が８．３〜１０．０で酸性側で無色、アルカリ側で桃色を呈するフェノールフタレイン、などのいずれかを単独であるいは適宜組み合わせて構成した指示薬を含むｐＨ表示体のいずれかであっても良い。
【００２１】
ｐＨ色見本表示部１７は、ｐＨ表示体１６の両側に配列されていて、ｐＨ表示体１６の色が変わった場合にその色に応じて酸性であるかアルカリ性であるかの色見本の対比例として配置され、一例としてｐＨ色見本表示部１７の各々にはｐＨの数値と、その数値に対応した色が表記されている。これらのｐＨ色見本表示部１７の存在により、ｐＨ表示体１６が変色した場合、どの程度のアルカリ性であるのか、観察者は色の対比で認識することができる。よって、ｐＨ色見本表示部１７を設けていることにより、ｐＨ表示体１６の変色が電解質のアルカリ性によるものか否かを確実に把握することができる。
なお、より具体的には、変色域が１〜１２の１刻みであって、酸性側で赤色、アルカリ側で青色を呈する指示薬を複数混合したｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（例えば、（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90401）、あるいは、変色域が６．０〜８．１の０．３刻みであって、アルカリ側で青色を呈する指示薬を含むｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（例えば、（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90417）などを用いることができる。
【００２２】
前記ｐＨ表示体１６を備えた複数の支持クリート８で被覆直流電力ケーブル１を支持しているならば、被覆直流電力ケーブル１に何らかの原因によって図１に示すように亀裂や孔などの損傷部１ａが生じ、通電中にこの損傷部１ａから漏れ電流が生じ、塩分を含む雨水などの電解質が損傷部１ａとその周囲に存在することがある。この場合、損傷部１ａから被覆直流電力ケーブル１の外被５の表面部分、支持クリート８を構成する第１半体６、第２半体７の表面、設置構造物１０の表面を経路とする漏れ電流を生じる。ここで塩分を含む雨水などの電解質が漏れ電流により電気分解されると、電解質中に水酸化ナトリウムが生成するので、電解質がアルカリ性に変性し、この結果、電解質に接触しているｐＨ表示体１６の色が変化する。
【００２３】
なお、電解質の電気分解は漏れ電流が生じている限り継続的に進行するので、漏れ電流の電圧が低い状態、即ち、漏電発生の初期状態であったとしても時間積により徐々に確実に電解質がアルカリ性に変性する。即ち、ｐＨ表示体１６の色変化により、漏電発生の初期状態であって、漏れ電流の電圧が低い状態であったとしても、高価なセンサを用いることなく、漏電が発生していることを確実に検知することができる。
上述の漏れ電流が電解質に流れると、電解質中において２Ｈ２Ｏ＋２ｅ→Ｈ２＋２ＯＨ−の反応が起こり、電解質中のＮａにおいて、Ｎａ＋＋ＯＨ−の反応からＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）が生成し、電解質はアルカリ性に変性する。なお、漏れ電流が存在しない状態で電解質が存在すると、現状の日本における一般的な環境においては、大気中のＣＯ２が溶解してｐＨ６．６〜５．６程度となり、酸性雨が発生した状況ではもう少し酸性側へ移行する可能性があるが、漏れ電流が生じると、上述の関係から塩分を含む雨水などの電解質はアルカリ性となる。
【００２４】
前記構成のｐＨ表示体１６を備えたｐＨ表示手段１５により被覆直流電力ケーブル１の漏れ電流を検知する方法は、被覆直流電力ケーブル１を支持している支持クリート８の全てあるいは複数の支持クリート８のいずれかにｐＨ表示手段１５を設けておき、被覆直流電力ケーブル１を定期的に検査する際、支持クリート８に取り付けられているｐＨ表示手段１５の色の変化を観察すれば良い。
被覆直流電力ケーブル１を支持する支持クリート８は、通常、多数設置されているので、被覆直流電力ケーブル１の検査時などに同時に支持クリート８に貼着されているｐＨ表示体１６の色の変化を逐一、作業者が目視で観察するか、観察者等が監視カメラにてｐＨ表示体１６の色の変化を観察し、色の変化が生じている場合は漏電発生の可能性があると認識し、該当する位置の被覆直流電力ケーブル１の被覆部４が損傷していないか検査することにより、漏電発生の有無を調べることができる。
また、上述の方法によれば、被覆直流電力ケーブル１の損傷部分が小さく、漏電発生の初期状態であって、発生している漏れ電流が数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルであっても、塩分を含む雨水などの電解質を導体２への通電中に常時電気分解するように作用させてアルカリ性にすることができ、アルカリ性への反応を時間積で生じさせてｐＨ表示体１６の変色に有効に利用できるので、微弱な漏れ電流であってもｐＨ表示体１６の色変わりを確実に発生させることができ、検出精度を高くすることができる。
【００２５】
ところで、以上説明した第１実施形態において、支持クリート８の設置構造物１０側にｐＨ表示体１６を取り付けた構造としているが、ｐＨ表示体１６を設ける位置は、被覆直流電力ケーブル１の外被５と設置構造物１０との間の任意の位置であれば、いずれの位置に設けても良い。よって、例えば、被覆直流電力ケーブル１を鉄構などの設置構造物１０で支持している構造において、設置構造物１０の少なくとも一部にｐＨ表示体１６を取り付けた構造を採用しても良い。本発明でｐＨ表示体１６を備えたｐＨ表示手段１５を設けるのは、被覆直流電力ケーブル１の導体２を正極側とすると、支持クリート８あるいは設置構造物１０を負極側として、負極側のいずれの位置でも良いので、ｐＨ表示手段１５を設ける位置は、支持クリート８における設置構造物１０側の一部、設置構造部１０の少なくとも一部であれば、設置位置は制限されない。
【００２６】
図２は本発明に係る被覆直流電力ケーブルの支持構造の第２実施形態を示すもので、この実施形態の支持構造は、第１実施形態のｐＨ表示手段１５としてのｐＨ表示体１６の代わりに、ｐＨ測定器３０を設けた点に特徴を有する。
本実施形態の構造においては、支持クリート８を構成するための第２半体７の収容溝７ａの内面に第１の電極３１が配置されるとともに、第２半体７が固定されている設置構造物１０の一部あるいは設置構造部１０側の第２半体７の端部に第２の電極３２が配置され、第１の電極３１と第２の電極３２に接続するように配線３３、３４を介しｐＨ測定器３０が接続されている。なお、ｐＨ測定器３０はそれ自身にｐＨ表示部を設けてｐＨ表示ができるように構成されている。また、ｐＨ測定器３０に送信機３５を接続しておき、ｐＨ測定器３０がアルカリ性を検知した場合、漏れ電流の発生したことを知らせる信号を送信できるように構成しても良い。
【００２７】
このｐＨ測定器３０により上述の塩分を含む雨水などの電解質がアルカリ性に変性することを検出すれば、漏れ電流の存在を検知することができる。
ｐＨ測定器３０であれば、従来技術において使用されていた数ｍＡ〜数１０ｍＡの微弱電流を形成する高価なセンサよりも遙かに安価に提供できるので、実施が容易であり、かつ、第１の実施形態の構成において得られていた確実な漏れ電流の検知ができる。
【００２８】
以上説明したｐＨ測定器３０を適用することにより、被覆直流電力ケーブル１の漏れ電流を検知することができるので、先の第１実施形態の構成を用いて行った漏れ電流の検知と同様に、被覆直流電力ケーブル１を定期的に検査する際、支持クリート８の近傍に取り付けられているｐＨ表示器３０のｐＨ変化を観察すれば、漏れ電流の有無を検知できる。
【００２９】
「通電試験」
本発明者は、電解質の電気分解によって電解質がアルカリ性に変性するか否かを把握するため試験を行った。
樹脂製の容器に５％塩水を満たし、この塩水に図１に示す支持クリート（樹脂製）の下側の第２半体を浸漬し、第２半体の一側端部を貫通した鉄製のボルトに陰極を接続し、第２半体の他側端部に銅板からなる正極を設置し、陰極と陽極間に３０Ｖ−１００ｍＡの直流電圧を２分間印加する通電試験を行った。
２分通電後、変色域が６．０〜８．１の０．３刻みであって、酸性側で黄緑色、アルカリ側で青色を呈する指示薬を含むｐＨ表示体であるストライプｐＨ試験紙（（株）三商、製品名：PEHANON pH Indicator Papers MN90417）を含むｐＨ表示体を塩水に浸漬させたところ、陰極側のｐＨ表示体の色が青色に変色した。このことから、支持クリートの周囲の陰極側の電解質（塩水）がアルカリ性に変性したことを確認できた。
【００３０】
以上の試験結果から、塩水の電気分解として１００ｍＡの通電試験によるアルカリ性への変性を２分間の通電試験により検知することができた。
この試験結果から、例えば、１５００Ｖもの高電圧を流している直流鉄道用の被覆直流電力ケーブルに亀裂が生じて数ｍＡ〜数１０ｍＡレベルの漏れ電流が発生し、漏れ電流を生じている箇所に電解質が存在した場合、その電解質のアルカリ性への変性を確実に検知できると想定できるので、本発明の有効性を検証できた。
【符号の説明】
【００３１】
１…被覆直流電力ケーブル、１ａ…損傷部、２…導体、３…被覆層、４…被覆部、５…外被、６…第１半体、６ａ…溝、７…第２半体、７ａ…溝、８…クリート、８ａ…収納孔、１０…設置構造物、１０ａ…ネジ穴、１１、１２…ボルト、１５…ｐＨ表示手段、１５ａ…本体部、１６…ｐＨ表示体、１７…ｐＨ色見本表示部、３０…ｐＨ測定器、３１…第１の電極、３２…第２の電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、
前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項２】
前記ｐＨ表示手段が、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項３】
前記ｐＨ表示手段を設置する位置が、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項４】
前記直流電力ケーブルを挟持する支持クリートの支持部分に第１の電極が設置され、前記接地構造物の一部に第２の電極が設置されるとともに、前記第１の電極と第２の電極に接続されたｐＨ測定器が前記ｐＨ表示手段とされてなることを特徴とする請求項１に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項５】
導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から支持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブルの漏れ電流を検知する方法であって、
前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨを検知して表示するｐＨ表示手段を設置し、このｐＨ表示手段の色変わりを認識して漏れ電流の有無を検知することを特徴とする被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【請求項６】
前記ｐＨ表示手段として、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えたものを用いることを特徴とする請求項５に記載の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【請求項７】
前記ｐＨ表示手段を設置する位置を、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部とすることを特徴とする請求項５または６に記載の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【請求項１】
導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から挟持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブル支持構造であって、
前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨ変化を検知して表示するｐＨ表示手段が設置されたことを特徴とする被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項２】
前記ｐＨ表示手段が、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項３】
前記ｐＨ表示手段を設置する位置が、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項４】
前記直流電力ケーブルを挟持する支持クリートの支持部分に第１の電極が設置され、前記接地構造物の一部に第２の電極が設置されるとともに、前記第１の電極と第２の電極に接続されたｐＨ測定器が前記ｐＨ表示手段とされてなることを特徴とする請求項１に記載の被覆直流電力ケーブル支持構造。
【請求項５】
導体が絶縁性の被覆部で覆われた被覆直流電力ケーブルを被覆部の外側から支持して該被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートを備え、該支持クリートの一部が接地構造物に取り付けられた被覆直流電力ケーブルの漏れ電流を検知する方法であって、
前記被覆直流電力ケーブルを支持する部分と前記接地構造物との間に、設置位置のｐＨを検知して表示するｐＨ表示手段を設置し、このｐＨ表示手段の色変わりを認識して漏れ電流の有無を検知することを特徴とする被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【請求項６】
前記ｐＨ表示手段として、テープ状の本体部の少なくとも一部にアルカリ性に反応して色変化するｐＨ表示体を備えたものを用いることを特徴とする請求項５に記載の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【請求項７】
前記ｐＨ表示手段を設置する位置を、被覆直流電力ケーブルを支持する支持クリートの一部か、あるいは、該支持クリートを支持する設置構造物の一部とすることを特徴とする請求項５または６に記載の被覆直流電力ケーブルの漏れ電流検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０００５９（Ｐ２０１２−２０００５９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１４００（Ｐ２０１１−６１４００）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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