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JP2008151575A - Disconnection detection method and apparatus - Google Patents

Disconnection detection method and apparatus Download PDF

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JP2008151575A
JP2008151575A JP2006338387A JP2006338387A JP2008151575A JP 2008151575 A JP2008151575 A JP 2008151575A JP 2006338387 A JP2006338387 A JP 2006338387A JP 2006338387 A JP2006338387 A JP 2006338387A JP 2008151575 A JP2008151575 A JP 2008151575A
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Japan
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disconnection
partial
cable
waveform
electric
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Application number
JP2006338387A
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Japanese (ja)
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Osamu Tazaki
修 田崎
Kazuo Kotani
一夫 小谷
Yukio Ikeda
幸雄 池田
Kiyoshi Yoshida
清 吉田
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Hitachi Cable Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】高周波パルスの伝搬速度が不均一でも断線位置を正確に推定できる断線検出方法を提供する。
【解決手段】電線ケーブル3に高周波パルスを反射する反射部材10を取り付け、その電線ケーブル3に高周波パルスを注入して、該電線ケーブル3から戻ってくる反射波の波形を受信し、その反射波の波形から上記反射部材10による部分波形と上記電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出し、上記反射部材10による部分波形を基準にして上記断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定する。
【選択図】図6
Disclosed is a disconnection detection method capable of accurately estimating a disconnection position even when the propagation speed of a high-frequency pulse is not uniform.
A reflection member for reflecting a high frequency pulse is attached to an electric wire cable, a high frequency pulse is injected into the electric wire cable, a waveform of a reflected wave returning from the electric wire cable is received, and the reflected wave is received. A partial waveform due to the reflection member 10 and a partial waveform due to the disconnection of the electric cable are extracted from the waveform, and the partial waveform due to the disconnection is evaluated on the basis of the partial waveform due to the reflection member 10 to estimate the disconnection position. To do.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、高周波パルスの伝搬速度が不均一でも断線位置を正確に推定できる断線検出方法及びその装置に関する。   The present invention relates to a disconnection detection method and apparatus capable of accurately estimating the disconnection position even when the propagation speed of a high-frequency pulse is not uniform.

電線ケーブルは複数本の素線を撚り合わせて構成される。素線が若干本断線しても電線ケーブルが完全に断線したことにはならず、部分断線という。電線ケーブルの断線検出は、完全な断線はもとより、部分断線(=素線の断線)も検出できることが望ましい。   The electric cable is formed by twisting a plurality of strands. Even if the wire is slightly broken, the electric cable is not completely broken, which is called partial breakage. It is desirable that the disconnection detection of the electric cable can detect not only complete disconnection but also partial disconnection (= element wire disconnection).

従来の断線検出方法として、一般に、電線ケーブルの電気抵抗を測定する方法が用いられている。   As a conventional disconnection detection method, a method of measuring the electrical resistance of an electric cable is generally used.

このうち、第一の方法は、電線ケーブルの両端間に直流電圧を印加し、電線ケーブルに流れる電流と印加電圧とから直流抵抗を測定し、その直流抵抗が初期値(断線がないときの値)から変化したことで、部分断線が起きたことを検出する。   Of these, the first method applies a DC voltage across the cable, measures the DC resistance from the current flowing through the cable and the applied voltage, and the DC resistance is the initial value (value when there is no disconnection). ) To detect that a partial disconnection has occurred.

第二の方法は、特許文献1に記載のもので、電線ケーブルの両端間に交流電圧を印加し、電線ケーブルに流れる電流と印加電圧とから交流抵抗を測定し、その交流抵抗が初期値(断線がないときの値)から変化したことで、部分断線が起きたことを検出する。   The second method is described in Patent Document 1, in which an AC voltage is applied between both ends of the cable, the AC resistance is measured from the current flowing through the cable and the applied voltage, and the AC resistance is an initial value ( It is detected that a partial disconnection has occurred by changing from the value when there is no disconnection.

特公平7−69375号公報Japanese Examined Patent Publication No. 7-69375

従来の断線検出方法では、電線ケーブルの両端間に直流電圧又は交流電圧を印加して行うことから、電線ケーブルが活線状態(利用用途上での電圧が印加されている状態)では実施できない。そこで、活線状態でも行うことができる断線検出方法を本出願人は研究している。   In the conventional disconnection detection method, since a DC voltage or an AC voltage is applied between both ends of the electric cable, the electric cable cannot be performed in a live line state (a state in which a voltage for use is applied). Therefore, the present applicant is researching a disconnection detection method that can be performed even in a live line state.

すなわち、本出願人の研究によれば、電線ケーブルに高周波パルスを注入して、該電線ケーブルから戻ってくる反射波の波形を受信し、その反射波の波形から該電線ケーブルの断線による部分波形を抽出して断線を検出することができる。この方法は、活線状態でも実施可能であるだけでなく、反射波の全体波形中における断線による部分波形の時間が受信位置から断線位置までの距離に比例しているので、断線位置を推定できる。   That is, according to the applicant's research, a high frequency pulse is injected into an electric wire cable, a waveform of a reflected wave returning from the electric wire cable is received, and a partial waveform due to disconnection of the electric wire cable is obtained from the reflected wave waveform. Can be extracted to detect disconnection. This method can be implemented not only in a live line state, but also because the time of the partial waveform due to disconnection in the entire waveform of the reflected wave is proportional to the distance from the reception position to the disconnection position, the disconnection position can be estimated. .

しかしながら、この方法は、高周波パルスの伝搬速度が電線ケーブルのどこでも均一であるという前提に立っている。高周波パルスの伝搬速度が電線ケーブルの長手方向に異なっていると、断線位置の推定は不正確になる。   However, this method is based on the premise that the propagation speed of the high frequency pulse is uniform everywhere in the electric cable. If the propagation speed of the high-frequency pulse is different in the longitudinal direction of the electric cable, the disconnection position is not accurately estimated.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高周波パルスの伝搬速度が不均一でも断線位置を正確に推定できる断線検出方法及びその装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a disconnection detection method and apparatus capable of accurately estimating the disconnection position even if the propagation speed of the high frequency pulse is not uniform.

上記目的を達成するために本発明の方法は、電線ケーブルに高周波パルスを反射する反射部材を取り付け、その電線ケーブルに高周波パルスを注入して、該電線ケーブルから戻ってくる反射波の波形を受信し、その反射波の波形から上記反射部材による部分波形と上記電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出し、上記反射部材による部分波形を基準にして上記断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定するものである。   In order to achieve the above object, the method of the present invention attaches a reflection member that reflects a high frequency pulse to an electric cable, injects the high frequency pulse into the electric cable, and receives the waveform of the reflected wave returning from the electric cable. And extracting the partial waveform due to the reflection member and the partial waveform due to the disconnection of the electric cable from the waveform of the reflected wave, and evaluating the partial waveform due to the disconnection based on the partial waveform due to the reflection member, The position is estimated.

上記目的を達成するために本発明の装置は、電線ケーブルに取り付けた高周波パルスを反射する反射部材と、その電線ケーブルに高周波パルスを注入する高周波パルス注入手段と、該電線ケーブルから戻ってくる反射波を受信する反射波受信手段と、その反射波の波形から上記反射部材による部分波形と上記電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出する部分波形抽出手段と、上記反射部材による部分波形を基準にして上記断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定する断線位置推定手段とを備えたものである。   In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention includes a reflecting member that reflects a high-frequency pulse attached to an electric cable, high-frequency pulse injection means that injects the high-frequency pulse into the electric cable, and a reflection that returns from the electric cable. Based on the reflected wave receiving means for receiving the wave, the partial waveform extracting means for extracting the partial waveform by the reflecting member and the partial waveform by the disconnection of the electric cable from the waveform of the reflected wave, and the partial waveform by the reflecting member And a disconnection position estimating means for estimating the disconnection position by evaluating the partial waveform due to the disconnection.

上記反射部材は、上記電線ケーブルを長手方向に複数の部分ケーブルに分割してこの部分ケーブルを継ぎ合わせて構成し、その継ぎ合わせ部に挿入することで取り付けてもよい。   The reflection member may be attached by dividing the electric wire cable into a plurality of partial cables in the longitudinal direction and joining the partial cables, and inserting the partial cables into the joining portion.

上記反射部材は、上記部分ケーブル間に直列に挿入したインダクタであってもよい。   The reflecting member may be an inductor inserted in series between the partial cables.

上記反射部材は、上記電線ケーブルを並列に複数本設け、これら電線ケーブル間に掛け渡すことで取り付けてもよい。   The reflection member may be attached by providing a plurality of the electric cable in parallel and spanning between the electric cables.

上記反射部材は、上記複数の電線ケーブル間に挿入したコンデンサであってもよい。   The reflecting member may be a capacitor inserted between the plurality of electric cables.

上記反射部材は、上記電線ケーブルの外周を覆うフェライトコアであってもよい。   The reflection member may be a ferrite core that covers the outer periphery of the electric cable.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)高周波パルスの伝搬速度が不均一でも断線位置を正確に推定できる。   (1) The disconnection position can be accurately estimated even if the propagation speed of the high-frequency pulse is not uniform.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の基礎として本出願人が研究した断線検出方法を説明する。   First, the disconnection detection method studied by the present applicant as the basis of the present invention will be described.

図1に示されるように、移動する機器1とその機器1に電源を供給する商用周波数電源2との間を繋ぐ移動用ケーブル3を断線検出対象の電線ケーブル3とし、この移動用ケーブル3に高周波パルス注入用コンデンサ4を介して高周波パルス発生器5からの高周波パルスを注入し、移動用ケーブル3から戻ってくる反射波の波形を高周波パルス注入用コンデンサ4を介して高周波CT6で受信し高周波波形記録測定器7に記録する。移動用ケーブル3には、機器1側の端部と商用周波数電源2側の端部に、それぞれ高周波阻止用インダクタ8を取り付けるので、高周波パルスが機器1や商用周波数電源2にダメージ、誤動作等の悪影響を与えることがなく、商用周波数成分は高周波パルス注入用コンデンサ4で遮断されるので断線検出の障害とならない。   As shown in FIG. 1, a moving cable 3 that connects between a moving device 1 and a commercial frequency power supply 2 that supplies power to the device 1 is used as a wire cable 3 that is a disconnection detection target. The high frequency pulse from the high frequency pulse generator 5 is injected through the high frequency pulse injection capacitor 4, and the waveform of the reflected wave returning from the moving cable 3 is received by the high frequency CT 6 through the high frequency pulse injection capacitor 4. Record in waveform recording measuring instrument 7. Since the high frequency blocking inductor 8 is attached to the moving cable 3 at the end on the device 1 side and the end on the commercial frequency power supply 2 side, the high frequency pulse damages the device 1 or the commercial frequency power supply 2 and causes malfunction. There is no adverse effect, and the commercial frequency component is blocked by the high-frequency pulse injection capacitor 4, so that it does not hinder disconnection detection.

断線検出の原理を簡単に述べると、高周波パルスの注入と反射波の波形の記録を適宜な時間間隔で繰り返すと、毎回、同じ波形が得られるが、もし、電線ケーブル3になんらかの経時変化があれば異なる波形が得られる。部分断線が生じた場合には、その断線箇所からのパルス反射による部分波形が出現するので、前回の波形との差異から部分波形が抽出され、部分断線が生じているという事象が検出できると共に、全体波形中の部分波形の時間的位置から断線位置を推定できる。   Briefly describing the principle of disconnection detection, the same waveform can be obtained each time the injection of the high frequency pulse and the recording of the waveform of the reflected wave are repeated at an appropriate time interval. Different waveforms can be obtained. When a partial disconnection occurs, a partial waveform due to pulse reflection from the disconnection location appears, so the partial waveform is extracted from the difference from the previous waveform, and an event that a partial disconnection occurs can be detected, The disconnection position can be estimated from the temporal position of the partial waveform in the entire waveform.

詳しく述べると、高周波パルスは、機器1や商用周波数電源2にダメージ、誤動作等の悪影響を与えることがない信号であって、かつ、商用周波数成分からたやすく分離できる信号である必要がある。また、パソコン等のCPU内蔵機器で構成される部分波形抽出手段、断線位置推定手段や高周波波形記録測定器7などの電子機器が誤動作しないことも高周波パルスの条件である。   More specifically, the high-frequency pulse is a signal that does not adversely affect the device 1 or the commercial frequency power supply 2 such as damage or malfunction and can be easily separated from the commercial frequency component. Further, it is also a condition of the high frequency pulse that electronic devices such as partial waveform extraction means, disconnection position estimation means, and high frequency waveform recording / measuring instrument 7 constituted by a CPU built-in device such as a personal computer do not malfunction.

高周波パルスは、伝搬路を伝搬する場合には、その伝搬路が持つLCのインピーダンスの影響を大きく受ける。このため、高周波パルスを用いた断線検出方法は、直流や商用周波数信号を用いた抵抗Rの測定による方法と比較して断線時のLC変化に対する検出感度が向上する。高周波パルスを用いた断線検出方法は、抵抗Rを加えた断線時のLCRのインピーダンス変化を検出することになるので、直流や商用周波数信号を用いた抵抗Rの変化のみによる断線検出方法より、検出感度が向上する。   When propagating through a propagation path, the high-frequency pulse is greatly affected by the impedance of the LC of the propagation path. For this reason, the disconnection detection method using a high-frequency pulse improves the detection sensitivity with respect to LC change at the time of disconnection compared with the method based on the measurement of the resistance R using a direct current or a commercial frequency signal. The disconnection detection method using the high frequency pulse detects the change in the impedance of the LCR when the resistor R is disconnected. Therefore, the disconnection detection method using only a change in the resistance R using a direct current or a commercial frequency signal is detected. Sensitivity is improved.

一方、ケーブルの屈曲による断線は、素線を集合してなるケーブル導体の最外周部から起こり、高周波信号が表皮効果によりケーブル導体外表面を流れることから、直流や商用周波数信号より高周波パルスの方が断線の検出に好適であり、高周波パルスを用いることにより検出感度が向上する。   On the other hand, the disconnection due to the bending of the cable occurs from the outermost periphery of the cable conductor formed by assembling the strands, and the high-frequency signal flows on the outer surface of the cable conductor due to the skin effect. Is suitable for detecting disconnection, and detection sensitivity is improved by using a high-frequency pulse.

さて、図1の構成において、高周波パルス発生器5で発生した高周波パルスは、高周波CT6を通過し、高周波パルス注入用コンデンサ4を介して移動用ケーブル3に注入される。この高周波パルスは、移動用ケーブル3のケーブル導体を伝搬し、機器1側の端部と商用周波数電源2側の端部において、それぞれ高周波阻止用インダクタ8が挿入されていることによるインピーダンス変化部で反射する。移動用ケーブル3から戻ってくる反射波は、高周波パルス注入用コンデンサ4を介して高周波CT6で受信される。高周波波形記録測定器7では、それぞれの高周波阻止用インダクタ8から戻ってきた反射波が記録できるよう、十分な時間、記録を続ける。   In the configuration of FIG. 1, the high-frequency pulse generated by the high-frequency pulse generator 5 passes through the high-frequency CT 6 and is injected into the moving cable 3 through the high-frequency pulse injection capacitor 4. This high-frequency pulse propagates through the cable conductor of the moving cable 3, and at the impedance changing portion due to insertion of the high-frequency blocking inductor 8 at the end portion on the device 1 side and the end portion on the commercial frequency power supply 2 side, respectively. reflect. The reflected wave returning from the moving cable 3 is received by the high frequency CT 6 via the high frequency pulse injection capacitor 4. The high-frequency waveform recording / measuring instrument 7 continues the recording for a sufficient time so that the reflected waves returned from the respective high-frequency blocking inductors 8 can be recorded.

反射波の波形の記録を一定時間ごとに行い、最初に記録した初期波形(断線がないときの波形であればよい)と、時間が経過した後の波形を比較することにより、波形の変化分が部分波形として抽出できる。有意の部分波形の有無(例えば、あらかじめ決めた基準値より大きい部分波形があれば部分波形有りとする)から部分断線(素線の断線)の発生を判定することができる。さらに、時間軸上で部分波形が存在する位置は、高周波パルスが断線の生じている箇所まで伝搬して反射して戻ってくる時間を表しているので、その時間から断線位置を推定することができる。   The reflected waveform is recorded at regular intervals, and the initial recorded waveform (which can be any waveform without disconnection) and the waveform after the passage of time are compared with the waveform change. Can be extracted as a partial waveform. The occurrence of a partial disconnection (wire disconnection) can be determined from the presence or absence of a significant partial waveform (for example, if there is a partial waveform larger than a predetermined reference value, the partial waveform is present). Furthermore, since the position where the partial waveform exists on the time axis represents the time when the high-frequency pulse propagates to the location where the disconnection occurs and is reflected and returned, the disconnection position can be estimated from that time. it can.

なお、初期波形において、移動用ケーブル3が使用済みであったため、部分断線が既に生じている疑いがある場合もある。このときは、同一構造の別の移動用ケーブル3との波形の差違、あるいは図1のように、1本の移動用ケーブル3内に独立した複数本の電線が並列に存在する場合は、2本の電線で得られた反射波の波形の差違から部分断線を判定することができる。   In the initial waveform, since the moving cable 3 has been used, there may be a possibility that a partial disconnection has already occurred. At this time, if there is a difference in waveform with another moving cable 3 having the same structure, or if there are a plurality of independent wires in parallel in one moving cable 3 as shown in FIG. The partial disconnection can be determined from the difference in the waveform of the reflected wave obtained with the electric wire.

図2に、記録された波形の一例を示す。この図には、健全品(部分断線がない一方の電線)から得られた波形21と部分断線品(部分断線が生じた他方の電線)から得られた波形22が描かれている。これらの波形の関係は、同一電線における初期波形と経時変化(断線)後の波形の関係と同等に見なせる。2つの波形21,22はほとんど同じのため、大部分で1つのように重なっているが、両者に差異のある部分波形23が表れているのが分かる。   FIG. 2 shows an example of the recorded waveform. In this figure, a waveform 21 obtained from a sound product (one electric wire without partial disconnection) and a waveform 22 obtained from a partial disconnection product (the other electric wire with partial disconnection) are drawn. The relationship between these waveforms can be regarded as equivalent to the relationship between the initial waveform and the waveform after change (disconnection) in the same wire. Since the two waveforms 21 and 22 are almost the same, most of them overlap like one, but it can be seen that a partial waveform 23 having a difference between them appears.

この部分波形23は、断線箇所のインピーダンス変化によって生じたものである。高周波パルスがそのインピーダンス変化箇所、つまり断線箇所で反射して戻ってきたことにより、健全品の波形にはなかった部分波形23が生じたのである。時間50ns近傍から時間100ns近傍の部分波形23までの横軸に、高周波CT6から断線箇所までの往復伝搬時間tXが表れている。一方、時間50ns近傍から時間130ns近傍までの横軸に、高周波CT6から機器1側の高周波阻止用インダクタ8までの往復伝搬時間tYが表れている。この往復伝搬時間tYと移動用ケーブル3の長さ(高周波パルスが伝搬した距離のこと)とから高周波パルスの伝搬速度が得られるので、往復伝搬時間tXから断線箇所の位置が推定できる。高周波CT6からの距離計算式は、伝搬速度×往復伝搬時間tX/2である。   This partial waveform 23 is generated by the impedance change at the disconnection portion. The high-frequency pulse was reflected and returned at the impedance change location, that is, the disconnection location, and the partial waveform 23 that was not found in the waveform of the healthy product was generated. On the horizontal axis from the vicinity of the time 50 ns to the partial waveform 23 near the time 100 ns, the round-trip propagation time tX from the high frequency CT 6 to the disconnection point appears. On the other hand, a round-trip propagation time tY from the high frequency CT 6 to the high frequency blocking inductor 8 on the device 1 side appears on the horizontal axis from about 50 ns to about 130 ns. Since the propagation speed of the high-frequency pulse can be obtained from the round-trip propagation time tY and the length of the moving cable 3 (the distance traveled by the high-frequency pulse), the position of the broken line can be estimated from the round-trip propagation time tX. The formula for calculating the distance from the high-frequency CT 6 is propagation speed × round-trip propagation time tX / 2.

ところで、上記の位置推定は、移動用ケーブル3等の被検出電線ケーブル3が該電線ケーブル長手方向に高周波パルスの伝搬速度が均一であるという前提に立っている。高周波パルスの伝搬速度が電線ケーブル長手方向で異なっていると、位置推定に誤差が生じる。このように伝搬速度が長手方向で異なる例として、互いに構造が異なる複数種類の電線を直列接続して電線ケーブルが構成されている場合や、構造が長手方向に均一の電線ケーブルであっても長手方向に温度差がある場合などがある。また、初期波形と経時変化後の波形を比較する際に、両波形を記録したときの電線ケーブル温度に差がある場合は、同一電線ケーブルでも伝搬速度が異なる。   By the way, the position estimation is based on the premise that the detected electric wire cable 3 such as the moving cable 3 has a uniform high-frequency pulse propagation speed in the longitudinal direction of the electric wire cable. If the propagation speed of the high frequency pulse is different in the longitudinal direction of the electric cable, an error occurs in position estimation. As examples in which the propagation speed is different in the longitudinal direction as described above, when a wire cable is configured by connecting a plurality of types of electric wires having different structures in series, or even if the structure is a uniform electric cable in the longitudinal direction, There may be a temperature difference in the direction. In addition, when comparing the initial waveform and the waveform after change with time, if there is a difference in the cable temperature when both waveforms are recorded, the propagation speed is different even for the same cable.

図3に示した電線ケーブル31は、左の入射端32からn本の電線を直列に繋いだもので、入射端32から順に、電線33a、中継部34a、電線33b、…、電線33m、中継部34m、電線33nが並び、右が終端35となっている。中継部34a〜34mにおいて、電線33a〜33n同士がインピーダンス整合していないとき、反射波が生じる。インピーダンスが整合している中継部からは反射波が生じない。   The electric wire cable 31 shown in FIG. 3 is obtained by connecting n electric wires in series from the left incident end 32, and in order from the incident end 32, the electric wire 33a, the relay portion 34a, the electric wire 33b,. The part 34m and the electric wire 33n are arranged, and the right end is a terminal end 35. In the relay portions 34a to 34m, when the electric wires 33a to 33n are not impedance matched, a reflected wave is generated. A reflected wave is not generated from the relay section where the impedance is matched.

ここで、電線33nにおいて中継部34m近傍に部分断線36が生じたとし、そのとき記録される反射波波形のタイムチャートを図4に示す。この図には、時間0に入射端32へ注入した高周波パルス41が実線で示されるほかに、参考までに、中継部34a,34mからの反射波による部分波形42a,42m、終端35からの反射波による部分波形43が時間ta,tm,tnに破線で示されている。これに加え、部分断線36からの反射波による部分波形44が時間txに示されている。   Here, assuming that a partial disconnection 36 occurs in the vicinity of the relay portion 34m in the electric wire 33n, a time chart of the reflected wave waveform recorded at that time is shown in FIG. In this figure, the high-frequency pulse 41 injected to the incident end 32 at time 0 is indicated by a solid line, and for reference, the partial waveforms 42a and 42m due to the reflected waves from the relay portions 34a and 34m and the reflection from the terminal end 35 are shown. A partial waveform 43 due to the waves is shown by broken lines at times ta, tm and tn. In addition, a partial waveform 44 due to a reflected wave from the partial disconnection 36 is shown at time tx.

実際には、中継部34a〜34mでインピーダンスが整合され、終端35で終端整合されているときは破線の部分波形は存在せず、時間計測の基準としての時間ta,tm,tnが定義されるだけである。このとき、時間txは時間tmよりも時間的に後ろにあるので部分断線36は中継部34mより遠いところ、すなわち電線33nに生じたと判断される。   Actually, when the impedance is matched by the relay units 34a to 34m and the termination is matched by the terminal 35, there is no broken partial waveform, and times ta, tm, and tn are defined as time measurement standards. Only. At this time, since the time tx is behind the time tm in time, it is determined that the partial disconnection 36 has occurred farther than the relay unit 34m, that is, the electric wire 33n.

次に、電線33a〜33mの周囲温度が電線33nの周囲温度と極端に異なってきたために、電線33a〜33mにおける高周波パルスの伝搬速度が変化した場合を考える。そのとき記録される反射波波形のタイムチャートを図5に示す。破線で示した部分波形42a,42m,43は図4に示したのと同じ周囲温度が長手方向に均一なときのもので、時間計測の基準としての時間ta,tm,tnを定義するものである。一方、縦棒で区切って示した時間は、上記周囲温度の相違時に仮想的に中継部34a,34m及び終端35から反射波が戻ったとしたときの部分波形(図示せず)の時間(例えば、時間tmα)である。   Next, consider a case where the propagation speed of the high-frequency pulse in the wires 33a to 33m changes because the ambient temperature of the wires 33a to 33m has become extremely different from the ambient temperature of the wire 33n. FIG. 5 shows a time chart of the reflected wave waveform recorded at that time. Partial waveforms 42a, 42m, and 43 shown by broken lines are obtained when the same ambient temperature as shown in FIG. 4 is uniform in the longitudinal direction, and define times ta, tm, and tn as time measurement standards. is there. On the other hand, the time indicated by the vertical bars is the time of a partial waveform (not shown) when the reflected wave is virtually returned from the relay units 34a and 34m and the terminal 35 when the ambient temperature is different (for example, Time tmα).

図5に示されるように、上記周囲温度の相違時に入射端22に高周波パルス41を注入してから中継部34mによる部分波形が戻るまでに実際にかかるであろう時間tmαが当初想定された時間tmよりも時間軸の左に移動し、部分断線36からの反射波による部分波形54の時間txもそれに伴い左に移動し、このとき時間txは時間計測の基準である時間tmよりも左にあるため電線33nでなく電線33mに部分断線が生じたと誤検出してしまう。   As shown in FIG. 5, when the ambient temperature is different, the time tmα that would be actually taken from the injection of the high frequency pulse 41 to the incident end 22 until the partial waveform by the relay unit 34m returns is initially assumed. The time tx of the partial waveform 54 due to the reflected wave from the partial disconnection 36 also moves to the left along with the movement of the time tx to the left of the time axis. Therefore, it is erroneously detected that a partial disconnection occurs in the electric wire 33m instead of the electric wire 33n.

そこで、本発明に係る断線検出方法においては、図6に示されるように、電線ケーブル3に高周波パルスを反射する反射部材10を取り付け、その反射部材10による部分波形を基準にして部分断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定するようにした。反射部材10は、高周波CT6で受信し高周波波形記録測定器7に記録した反射波の波形中に、有意の部分波形が得られる程度の反射能力があれば、どのような部材でもよく、具体例は後述する。   Therefore, in the disconnection detection method according to the present invention, as shown in FIG. 6, a reflection member 10 that reflects a high-frequency pulse is attached to the electric cable 3, and a portion due to partial disconnection is based on the partial waveform of the reflection member 10. The disconnection position was estimated by evaluating the waveform. The reflection member 10 may be any member as long as it has a reflection capability sufficient to obtain a significant partial waveform in the reflected wave waveform received by the high frequency CT 6 and recorded in the high frequency waveform recording / measuring instrument 7. Will be described later.

なお、図6において図1と符号の同じものは同一の部材であるから、説明は省略する。   In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG.

部分波形抽出手段及び断線位置推定手段(図示せず)は、高周波波形記録測定器7に接続されたパソコン、専用のコンピュータ等で構成することができる。本発明では、基本的には図2で説明した方法で断線位置を推定するが、部分波形抽出手段が反射波の波形から反射部材10による部分波形と電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出し、断線位置推定手段は、反射部材10による部分波形を基準にして断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定する。   The partial waveform extraction means and the disconnection position estimation means (not shown) can be constituted by a personal computer connected to the high-frequency waveform recording measuring instrument 7, a dedicated computer, or the like. In the present invention, the disconnection position is basically estimated by the method described with reference to FIG. 2, but the partial waveform extracting means extracts the partial waveform due to the reflecting member 10 and the partial waveform due to the disconnection of the electric cable from the waveform of the reflected wave. The disconnection position estimation means estimates the disconnection position by evaluating the partial waveform due to disconnection with reference to the partial waveform by the reflecting member 10.

反射部材10は、電線ケーブル3の長手方向任意の位置に、1個だけ設けてもよいし、2個以上を分散して設けてもよい。そこで、図3に示した電線ケーブル31に複数の反射部材を取り付けた形態を図7により説明する。   Only one reflecting member 10 may be provided at an arbitrary position in the longitudinal direction of the electric cable 3 or two or more reflecting members 10 may be provided in a distributed manner. Therefore, an embodiment in which a plurality of reflecting members are attached to the electric cable 31 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.

図7に示されるように、中継部34aの直近(ほぼ同じ位置という意味;直前でも直後でも全く同じ位置でも構わない)に反射部材37aを取り付け、中継部34mの直近に反射部材37mを取り付け、終端35の直近に反射部材38を取り付けた。   As shown in FIG. 7, a reflective member 37a is attached in the immediate vicinity of the relay portion 34a (meaning substantially the same position; it may be the same position immediately before or immediately after), and a reflective member 37m is attached in the immediate vicinity of the relay portion 34m. A reflective member 38 is attached in the immediate vicinity of the terminal end 35.

この電線ケーブル31において、電線33a〜33mの周囲温度が電線33nの周囲温度と極端に異なってきたために、電線33a〜33mにおける高周波パルスの伝搬速度が変化した場合を考える。そのとき記録される反射波波形のタイムチャートを図8に示す。図8には、図5と同様に、周囲温度が長手方向に均一なときの部分波形を破線で示し、時間ta,tm,tnを付記してある。   In this electric wire cable 31, the case where the propagation speed of the high frequency pulse in the electric wires 33a to 33m changes because the ambient temperature of the electric wires 33a to 33m has become extremely different from the ambient temperature of the electric wire 33n will be considered. FIG. 8 shows a time chart of the reflected wave waveform recorded at that time. In FIG. 8, as in FIG. 5, a partial waveform when the ambient temperature is uniform in the longitudinal direction is indicated by a broken line, and times ta, tm, and tn are added.

図8に示されるように、周囲温度の相違時には、入射端32に高周波パルス81を注入してから中継部34mによる部分波形が戻るまでに実際にかかるであろう時間tmαが当初想定された時間tmよりも時間軸の左に移動し、部分断線36からの反射波による部分波形84の時間txもそれに伴い左に移動する。しかし、このとき、実線で示したように、反射部材37a,37m,38からの部分波形82a,82m,83が得られている。これらの部分波形は、図5や図4の破線の部分波形のように仮想的なものでなく、実際に得られたものである。   As shown in FIG. 8, when the ambient temperature is different, the time tmα that would actually be taken from the time when the high frequency pulse 81 is injected into the incident end 32 until the partial waveform by the relay unit 34m returns is initially assumed. The time tx of the partial waveform 84 due to the reflected wave from the partial disconnection 36 also moves to the left along with the movement to the left of the time axis from tm. However, at this time, as shown by the solid lines, partial waveforms 82a, 82m, and 83 are obtained from the reflecting members 37a, 37m, and 38. These partial waveforms are not imaginary like the partial waveforms shown by broken lines in FIGS. 5 and 4, but are actually obtained.

図8のように、周囲温度の相違時には、中継部34m(反射部材37m)による部分波形の時間tmαは、周囲温度が長手方向に均一なときの時間tmよりも時間軸の左に移動している。   As shown in FIG. 8, when the ambient temperature is different, the time tmα of the partial waveform by the relay unit 34m (reflecting member 37m) moves to the left of the time axis rather than the time tm when the ambient temperature is uniform in the longitudinal direction. Yes.

部分断線36による部分波形84と反射部材37mによる部分波形82mの時間を比較すると、時間txは時間tmαよりも右にある、つまり、部分断線36は反射部材37mより遠い位置にあることが分かり、電線33nに部分断線が生じたことが正しく判定できる。   Comparing the time of the partial waveform 84 due to the partial break 36 and the partial waveform 82m due to the reflecting member 37m, it can be seen that the time tx is to the right of the time tmα, that is, the partial break 36 is at a position farther than the reflecting member 37m. It can be correctly determined that a partial disconnection has occurred in the electric wire 33n.

図9に示した電線ケーブル91は、長手方向に複数の部分ケーブル91a,91b,…(以下は図示せず)に分割してこの部分ケーブル91a,91b,…を直列に継ぎ合わせて構成したものである。この継ぎ合わせ部92に反射部材93を挿入して取り付ける。反射部材93はインダクタで構成し、部分ケーブル91a,91bの導体間に直列に挿入する。このように直列に接続されたインダクタからなる反射部材93が部分ケーブル91a,91b,…とインピーダンスが異なるため、高周波パルスを反射することができる。反射部材93は、高周波パルスをよく反射し、商用周波数成分やその他の信号成分は透過させるものが好ましい。   The electric cable 91 shown in FIG. 9 is formed by dividing a plurality of partial cables 91a, 91b,... (Not shown below) in the longitudinal direction and joining the partial cables 91a, 91b,. It is. The reflection member 93 is inserted and attached to the joint portion 92. The reflecting member 93 is composed of an inductor and is inserted in series between the conductors of the partial cables 91a and 91b. Since the reflection member 93 made of the inductors connected in series in this way has impedance different from that of the partial cables 91a, 91b,..., It can reflect a high frequency pulse. The reflecting member 93 preferably reflects high-frequency pulses well and transmits commercial frequency components and other signal components.

電線ケーブル91は、互いに絶縁された複数本の電線94を束にしたものであってもよい。そのうちの適宜な電線94の継ぎ合わせ部92に反射部材93を挿入する。この場合、反射部材93からの反射波の部分波形を時間基準とすることで、当該電線94のみならず、反射部材93を挿入しない他の電線94の断線検出にも利用することができる。   The electric cable 91 may be a bundle of a plurality of electric wires 94 insulated from each other. The reflecting member 93 is inserted into the joining portion 92 of the appropriate electric wire 94 among them. In this case, by using the partial waveform of the reflected wave from the reflecting member 93 as a time reference, it can be used not only for detecting the breakage of not only the electric wire 94 but also another electric wire 94 in which the reflecting member 93 is not inserted.

図10に示した電線ケーブル91は、図9のものと同様に、長手方向に複数の部分ケーブル91a,91bに分割して直列に継ぎ合わせたものであり、かつ、互いに絶縁された並列な複数本の電線94を束にしたものである。そのうちの適宜な2本の電線94間に反射部材103を掛け渡して取り付ける。反射部材103はコンデンサで構成し、一方の電線94における部分ケーブル91a,91bの導体同士の接続箇所と他方の電線94における部分ケーブル91a,91bの導体同士の接続箇所との間に挿入する。このように電線94間に挟み込まれた反射部材103と部分ケーブル91a,91bとのインピーダンスが異なるため、高周波パルスを反射することができる。   The electric wire cable 91 shown in FIG. 10 is divided into a plurality of partial cables 91a and 91b in the longitudinal direction and joined in series in the same manner as in FIG. It is a bundle of electric wires 94 of books. The reflective member 103 is installed between two appropriate electric wires 94 among them. The reflecting member 103 is formed of a capacitor, and is inserted between the connection portion between the conductors of the partial cables 91a and 91b in one electric wire 94 and the connection portion between the conductors of the partial cables 91a and 91b in the other electric wire 94. Thus, since the impedance of the reflecting member 103 and the partial cables 91a and 91b sandwiched between the electric wires 94 is different, the high-frequency pulse can be reflected.

図11に示した電線ケーブル111は、特に長手方向に分割したものではないが、反射部材113を境界に部分ケーブル111a,111bと見なす。反射部材113は、電線ケーブル111の外周を覆うフェライトコアで構成する。この場合、電線ケーブル111を長手方向に分割する必要がないという利点がある。   The electric wire cable 111 shown in FIG. 11 is not particularly divided in the longitudinal direction, but is regarded as the partial cables 111a and 111b with the reflecting member 113 as a boundary. The reflection member 113 is formed of a ferrite core that covers the outer periphery of the electric cable 111. In this case, there is an advantage that it is not necessary to divide the electric cable 111 in the longitudinal direction.

本発明の基礎となる断線検出方法を実施するための装置構成図である。It is an apparatus block diagram for enforcing the disconnection detection method used as the foundation of the present invention. 図1の装置によって記録された波形のグラフであり、横軸は時間、縦軸は電流の大きさを示す。It is a graph of the waveform recorded by the apparatus of FIG. 1, a horizontal axis shows time and a vertical axis | shaft shows the magnitude | size of an electric current. 断線検出対象とする電線ケーブルの長手方向構成図である。It is a longitudinal direction block diagram of the electric wire cable made into a disconnection detection object. 高周波パルスの伝搬速度が所定のとき、図3の電線ケーブルから得られる反射波の部分波形のタイムチャートである。It is a time chart of the partial waveform of the reflected wave obtained from the electric wire cable of FIG. 3 when the propagation speed of a high frequency pulse is predetermined. 高周波パルスの伝搬速度が変化したとき、図3の電線ケーブルから得られる反射波の部分波形のタイムチャートである。It is a time chart of the partial waveform of the reflected wave obtained from the electric wire cable of FIG. 3 when the propagation speed of a high frequency pulse changes. 本発明の断線検出方法を実施するための装置構成図である。It is an apparatus block diagram for enforcing the disconnection detection method of this invention. 本発明における断線検出対象とする電線ケーブルの長手方向構成図である。It is a longitudinal direction block diagram of the electric wire cable made into the disconnection detection object in this invention. 高周波パルスの伝搬速度が変化したとき、図7の電線ケーブルから得られる反射波の部分波形のタイムチャートである。It is a time chart of the partial waveform of the reflected wave obtained from the electric wire cable of FIG. 7 when the propagation speed of the high frequency pulse changes. 本発明に用いる反射部材の実施形態を示す実体回路図である。It is a substantial circuit diagram which shows embodiment of the reflective member used for this invention. 本発明に用いる反射部材の実施形態を示す実体回路図である。It is a substantial circuit diagram which shows embodiment of the reflective member used for this invention. 本発明に用いる反射部材の実施形態を示す実体回路図である。It is a substantial circuit diagram which shows embodiment of the reflective member used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

3 電線ケーブル
5 高周波パルス発生器
7 高周波波形記録測定器
10 反射部材
3 Electric wire cable 5 High frequency pulse generator 7 High frequency waveform recording measuring instrument 10 Reflective member

Claims (7)

電線ケーブルに高周波パルスを反射する反射部材を取り付け、その電線ケーブルに高周波パルスを注入して、該電線ケーブルから戻ってくる反射波の波形を受信し、その反射波の波形から上記反射部材による部分波形と上記電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出し、上記反射部材による部分波形を基準にして上記断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定することを特徴とする断線検出方法。   A reflection member that reflects a high-frequency pulse is attached to the electric wire cable, a high-frequency pulse is injected into the electric wire cable, and a waveform of a reflected wave returning from the electric wire cable is received. A disconnection detection method characterized in that a disconnection position is estimated by extracting a waveform and a partial waveform due to disconnection of the electric cable and evaluating the partial waveform due to the disconnection with reference to the partial waveform due to the reflection member. 電線ケーブルに取り付けた高周波パルスを反射する反射部材と、その電線ケーブルに高周波パルスを注入する高周波パルス注入手段と、該電線ケーブルから戻ってくる反射波を受信する反射波受信手段と、その反射波の波形から上記反射部材による部分波形と上記電線ケーブルの断線による部分波形とを抽出する部分波形抽出手段と、上記反射部材による部分波形を基準にして上記断線による部分波形を評価することにより、断線位置を推定する断線位置推定手段とを備えたことを特徴とする断線検出装置。   Reflective member for reflecting high-frequency pulses attached to the electric cable, high-frequency pulse injection means for injecting high-frequency pulses into the electric cable, reflected wave receiving means for receiving the reflected wave returning from the electric cable, and the reflected wave A partial waveform extracting means for extracting a partial waveform due to the reflecting member and a partial waveform due to the disconnection of the electric cable from the waveform, and evaluating the partial waveform due to the disconnection based on the partial waveform due to the reflecting member. A disconnection detecting device comprising: a disconnection position estimating means for estimating a position. 上記反射部材は、上記電線ケーブルを長手方向に複数の部分ケーブルに分割してこの部分ケーブルを継ぎ合わせて構成し、その継ぎ合わせ部に挿入することで取り付けることを特徴とする請求項2記載の断線検出装置。   The said reflecting member divides | segments the said electric wire cable into a some partial cable in a longitudinal direction, it comprises this partial cable, and it attaches it by inserting in the joint part, The attachment of Claim 2 characterized by the above-mentioned. Disconnection detection device. 上記反射部材は、上記部分ケーブル間に直列に挿入したインダクタであることを特徴とする請求項3記載の断線検出装置。   The disconnection detecting device according to claim 3, wherein the reflecting member is an inductor inserted in series between the partial cables. 上記反射部材は、上記電線ケーブルを並列に複数本設け、これら電線ケーブル間に掛け渡すことで取り付けることを特徴とする請求項2記載の断線検出装置。   The disconnection detecting device according to claim 2, wherein the reflection member is attached by providing a plurality of the electric cables in parallel and spanning between the electric cables. 上記反射部材は、上記複数の電線ケーブル間に挿入したコンデンサであることを特徴とする請求項5記載の断線検出装置。   6. The disconnection detecting device according to claim 5, wherein the reflecting member is a capacitor inserted between the plurality of electric cables. 上記反射部材は、上記電線ケーブルの外周を覆うフェライトコアであることを特徴とする請求項2記載の断線検出装置。   The disconnection detecting device according to claim 2, wherein the reflecting member is a ferrite core that covers an outer periphery of the electric cable.
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