JPS5827040A - 導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、給湯管の如き断熱管であって特にその外周に
同軸状に導電性外被材が被覆された導電体被覆断熱管の
新規な短絡箇所探知方法を提供するものである。

一般に給湯管は屋内においては床下の如き容易に視認し
難い場所を選んで配管される関係上、その配管後に室内
の内装を施こす際、これに用いた釘を誤まって給湯管に
打込むことがあっても気付かず、ために上記内装作業完
了後に上記釘打ちによる給湯管の破損箇所の有無、およ
び破損箇所の所在を探知してこれを補修し、給湯管の湯
漏れ事故を未然に防ぐことか必要となる。そのため第８
図に示すような導電性被覆断熱管（以後断熱管と略称す
る）１を給湯管に用いることが提案されている。この断
熱管１１ｄ釘管からなる芯管２にポリウレタン発泡材の
如き絶縁性断熱材３を介してカーボン系ゴムの如き導電
性外被材４を被覆してなるもので、これの芯管２と外被
材４との間に直流電圧を印加すれば、上記釘打ちによっ
て芯管２と外被材４とが釘５で短絡されている場合は電
流が流れ、釘打ちされていない時は絶縁抵抗によって電
流が流れず、これがため釘打ちの有無が簡単に判別でき
る。また断熱管４の直流抵抗を測定して短絡事故をおこ
している釘打ち箇所までの距離を測定抵抗値から算出す
るようにすれば、測定点から釘打ち箇所までの距離を知
ることができて、釘打ち箇所の発見および補修が容易と
なる。しがし現実にけ外被材４の抵抗値は一定ではなく
バラツキがあること、また断熱管１の配管路中の継手部
分では抵抗値が一定でないことにより、上記直流抵抗法
によって得られる短絡箇所までの算出距離は正確を期し
かたい難点があった。更に配管路に釘打ちによる短絡箇
所が一箇所以上ある時、あるいは配管路が分岐している
時は測定抵抗値がら算出した距離は全く意味をなさない
。つまり上記断熱管１を用いても従来の方法では短絡の
有無を判別できるにすぎず、短絡箇所の位置探索には依
然無策であった。

本発明はかかる短絡箇所の位置探索を可能とするもので
ある。

本発明の発明者がまず最初に着目したのは電線等の短絡
箇所を検出する方法を応用することであった。これは電
線に地絡事故等が生じた時に該電線に断続電流を通電す
ると共に、この断続電流を検出する検出器を電線に沿っ
て移動させて検出器が断続電流を検出しなくなった点を
求めて地絡箇所を探知する方法である。しかし、この方
法は前述の断熱管１に応用しても全く効果がなかった。

これは上記方法が架空配電線又は単線による配線もしく
は平行電線には有効であっても、芯管１と外被材３とを
同軸に配置した上記断熱管１は同軸ケーブル状となって
、芯管１と外被材３とが発する磁束が相互に打消し合う
ためと考えられる。しかし乍ら、導電体被覆断熱管１の
電気的構造を見てみるならば、同軸ケーブルの場合は内
部導体と外部導体の抵抗が無視できるように設定されて
いるのに対し、上記断熱管１では鋼管からなる芯管２の
抵抗は無視し得る程度に小さく、一方外被材４け完全な
抵抗体であって、その抵抗がコＫｎ／ｍ。

静電容量がθ、ＪグｊＰＦ／ｍ、そして芯管２と外被材
４との絶縁抵抗がコｏｏＭｎ／ｍ以上で、集中定数回路
であられせば、絶縁抵抗が釘打ち事故における接触抵抗
に比し極めて大きいので該接触抵抗を無視すると第９図
の如くなり、完全な同軸ケーブルではない。、そこでこ
の断熱管１において漏洩電界および漏洩磁界が発生して
いるのではないかと考え、この漏洩電界および漏洩磁界
を利用して短絡箇所を探知する方法を求めて試行錯誤を
重ねたところ、芯管２をアースした場合に、上記短絡箇
所において漏洩電界および漏洩磁界が消失し、この消失
点を電界誘導および磁界誘導によって検出することによ
って短絡箇所を探知できることを発見するに至った。

これを第１図において説明すると、Ａ点に短絡事故が生
じている断熱管１において、芯管２をアース６し、外被
材４と芯管２にわたって可聴周波数の交流７を印加し、
一方漏洩電界を拾う周知構造の電界誘導検出器８であっ
て、その出力を増幅器９を介しスピーカ１０に入力すべ
く結線してなる検出器８を上記断熱管１に近すけ、且つ
断熱管１の端部Ｂから短絡箇所Ａに向けて移動させてい
ったところ、スピーカｉｏｈ鳴音を発し続け、検出器８
が短絡箇所Ａに近ずくに従って音量が低下し該短絡箇所
を通過した際に鳴音が停止した。これは断熱管１の端部
Ｂがら短絡箇所Ａまで断熱管１に漏洩電界が生じていて
、検出器９に電界誘導電圧が生じ、短絡箇所Ａにおいて
漏洩電界が消失したことを意味している。これは上記電
界誘導検出器８を電磁誘導検出器に代えて、漏洩電界に
リンケージする漏洩磁界を検出しても同じであった。

何故、上記アース６によってがような現象が生じるのか
未だ分明でないが、以下本発明を実験データによって立
証する。

○　芯管２に外径が／ｊ、／ｃｍの銅管、外被材４に外
径カニ　ｉＪ、、ｒ　ｃｍのカーボン系ゴムを用いた長
さ２ｍの導電体被覆断熱管１であって、芯管２の導電度
が２ｊ〜りＪ％、外被材４の抵抗がコにΩ／ｍ　％静電
容量がθ、ＪダｓＰＦ／ｍ、そして芯管２と外被材４と
の絶縁抵抗がｒｏｏＭｎ／ｍの上記断熱管１に対し、第
１図に示す方法によって１０ｏ■、１０ｏθＨ２の交流
を印加すると共に、その芯管２をアースして電界誘導検
出器８により短Ｉ＠箇所を速めたところ第２図乃至第４
図に示す如き実験データが得られた。第２図のａ、ｂけ
短絡筒所Ｎを断熱管１の端部Ｂがらコｍのところに設定
した時、第３図のａ、ｂ／′ｉダｍのところに設定した
時、第４図のａ、ｌ）は７ｍのところに設定した時のデ
ータを示し、更に第２図乃至第４図の各ａは断熱管１か
ら検出器８を／ｊｃｍｌｌｉして探知した時、第２図乃
至第４図の各すは検出器８をＪＯＣｍ離して探知した時
のデータを示している。此等第２図乃至第４図のグラフ
に示すように検出器８の出力電圧は短絡箇所に至って急
速に減衰して短絡箇所とほぼ一致する時点で消失してお
り、本発明方法によって正確に短絡箇所を探知できるこ
とを立証している。これは実際に配管されたＳＯｍ長の
断熱管に対し実験を施こしても、同様な結果が得られた
。

上記の実験は断熱管１の芯管２と外被ｉ４とが釘によっ
て短絡した場合であるが、この釘打ちによっても芯管２
と外被材４とが釘５によって短絡しない場合が考えられ
る。例えば上記断熱管１が配管時の屈曲加工により外被
材４に裂は目が生じ、この裂は目に釘５が打込まれた場
合であり、釘５が芯管２に突き刺さっているにもががゎ
らず、釘５が外被材４に接触せず、ため短絡が発生しな
い。

しかしこの時でも該断熱管１の釘打ち箇所がら水漏れが
生じて、釘５と外被材４とが漏水により短絡されれば本
発明方法によって該釘抜き箇所が発見できないかと考え
、次のような実験を行なった。

つまり、釘５によって芯管２と外被材４とが直接短絡し
た場合の膝部の接触抵抗Ｆ′ｉ／θ乃至コ□Ωと極めて
小さい。これに対し水漏れによって間接的に短絡した場
合の膝部の接触抵抗け／θにΩ乃至、ｉｏＫΩ程度であ
る。そこで第５図のように断熱管１において外被材４に
穴１１をあけて該部１１を通して釘５を芯管２に打込み
、且つ釘５と外被材４との間に水に代えて可変抵抗器１
２を介在させ、その抵抗値を変化させ乍ら本発明探知方
法を試みたところ、芯管２と外被材４に印加する電圧に
よって異なるが、実験によれば可変抵抗器１２によって
変化させた抵抗値がＪＭΩ乃至１０ＭΩであっても、上
記釘打ちによって漏水が発生し、これによって外被材４
と芯管２とが漏水および釘５によって短絡されればその
釘打ち箇所を探知できることが分かった。

従って、建造物の構築後の完工検査時には上記断熱管１
に１０　ｋｇ／ｃｒｒｚの圧力をかけて漏水検査を行な
うのを通例するから、その漏水検査後に本発明方法を用
いることが好ましい。また、上記探知に必要な上記印加
電圧を変化させたところ、人体に安全なＪｙＶ程度の低
電圧によって充分探知できた。

更に本発明方法においては芯管２と外被材４とに印加さ
せる電圧は、交流（正弦波、その他のパルス波、短形波
、三角波を含む）と脈流（余波整流波、片波整流波その
他の脈流、パルス波を含む）の周期的電圧を用いるが、
この交流と脈流とを選択使用することによって次のよう
な相違が生じる。

第１図においてスイッチ１３を閉成して正弦波交流電圧
を印加した場合第９ｒｇＪに示す回路の容量Ｃには変位
電流が流れるために、断熱管１に電界誘導検出器８を近
ずければ、短絡箇所の有無にかかわらず漏洩電界を検出
してスピーカ１０が鳴音を発する。しかし、スイッチ１
３を開成し且つダイオード１４を通して半波整流電圧（
もしくはブリッジ回路を通した余波整流波）を印加すれ
ば、断熱管１に短絡箇所がなければ容量Ｃが充電された
以後は電流は流れず、従って漏洩電界検出器８を近すけ
でも漏洩電界を検出せず、スピーカ１ｏが鳴らないが、
短絡箇所がある時には電流が流れるからスピーカ１０が
鳴音を発する。故に、脈流を使用する時は短絡箇所の有
無が判別でき、冒頭に述べた直流抵抗法による機能を併
せもっことになり、短絡箇所が有李ることが判別された
時のみ該短絡箇所の探知作業を行なえば良いことになる
。

逆に印加電圧に交流を用いる時は、この交流電圧を印加
するに先立って直流抵抗法で短絡箇所の有無を判別し、
短絡箇所の有るものに対してのみ交流電圧を印加し短絡
箇所を探知してゆけば良い。

尚、アース６は大地との静電容量を利用するカウンター
ボイズを含み、これには絶縁電線を大地に這わして利用
するもの、ｇ０Ｃｍ×りθａｍ程度のアルミ箔に導線を
接続して利用するものおよび後記する第６図回路のケー
スｆ金属から構成して利用するものが考えられる。

次に本発明方法に用いる一実施例回路を第６図および第
７図で説明する。第６図は電圧印加装置で、音叉発振器
（商標名マイクロフォーク）１５にこれの専用ＩＣであ
る増幅器１６とを含む発振段１７、その発振出力が発振
出力調整用可変抵抗器１８を介して人力される出力増幅
器１９、出力増幅器１９の出力を昇圧し且つインピーダ
ンス整合する変圧器２０゜第１図で示した切換えスイッ
チ１３およびダイオード°１４、および定電流抵抗２１
を具備しており、直流電源子Ｂによって発振段イ１７か
ら出力される発振出力を端子２２．２３から芯管２と外
被材４に印加するものである。

第７図は短絡箇所検出装置で、第１図に示す電界誘導検
出器（もしくけ磁界誘導検出器）８が接続されるジャッ
ク２４、電界誘導検出器と磁界誘導検出器とを選択使用
するために用いるインピーダンス整合用手段２５、前置
増幅器２６、この前置増幅器２６の出力を増幅するマク
テイブフィルタ（オペ・を介して人力される出力増幅器
２９、この出力増幅器２９の出力で駆動されるスピーカ
３０、および上記マクテイブフィルタ２７の出力が増幅
器３１を介して入力される直流電流計３２を有している
。更に芯管２と外被材４に接触される測定端子３３．３
４、増幅器３５、および発振器３６とを有する抵抗測定
部３７が構成され、前述の出力増幅器２９の入力端を抵
抗測定部３７の出力端子３８と可変抵抗器２８の出力端
子３９とにわたって選択的に切換えるスイッチ４ｏが設
けられている。

第７図回路では、まず切換えスイッチ４０を実線に示す
如く抵抗測定部３７の出力端子３８に切換えて、抵抗測
定部３７を出力増幅器２９に接続した状態から、測定端
子３３．３４を被検査物である断熱管１の芯管２と外被
材４とに接触させて直流電源子Ｂを該断熱管１に印加す
る。短絡箇所がない場合は芯管２と外被材４との絶縁抵
抗故に増幅器３５に入力電圧がないが、短絡箇所がある
場合はその短絡箇所までの抵抗に応じた電圧が増幅器３
５に入り、その増幅出力で発振器３６が作動して発振出
力が切換えスイッチ４０から出力増幅器２９に入力し、
従ってスピーカ３０が鳴る。これがためスピーカ３０の
鳴音の有無によって短絡箇所の有無が判別されるから、
スピーカ３０が鳴った時は切換えスイッチ４０を破線の
ように可変抵抗器２８の出力端子３９に接続したのち、
第６図の電圧印加装置によって発振出力を芯管２と外被
材４に印加し、電界誘導検出器（もしくは磁界誘導検出
器）８を導電体被覆断熱管１に沿って移動させてゆく。

この電界誘導検出器（もしくけ磁界誘導検出器）８が漏
洩電界（もしくは漏洩磁界）をひろうと、その誘導電流
が前置増幅器２６、マクテイプフィルタ２７、可変抵抗
器２８、および出力増幅器２９を経てスピーカ３０に入
って鳴音が発せられる一方、増幅器３１を経て直流電流
計３２で漏洩電界（もしくけ漏洩磁界）の強さがメータ
表示される。そして上記電界誘導検出器（もしくは磁界
誘導検出器８が短絡箇所に至って漏洩電界（もしくけ漏
洩磁界）が消失すると、スピーカ３０が鳴りやみ、直流
電流計３２が０点付近を指示し、これによって短絡箇所
が探知できる。

尚、導電体被覆断熱管１に印加する電圧は低周波、高周
波“、可聴周波数で変調された高周波等を用いることが
できる。

以上のように本発明け、導電体被覆断熱管においてその
芯管をアースすると共に、外被材と芯管とにわたり周期
的電圧を印加した状態がら、上記断熱管の漏洩電界変化
をとらえる電界誘導検出器または漏洩磁界変化をとらえ
る磁界誘導検出器を該断熱管に沿って移動させて、漏洩
電界またけ漏洩磁界の消失点から短絡箇所を探知するも
のであるから、導電体被覆断熱管の抵抗のバラツキ、配
管路の継手部分の抵抗変化に影響なく短絡箇所を正確に
探知できる利点があり、また配管路に一箇所以上の釘打
ちによる短絡箇所があっても、上記断熱管の電圧印加端
から検出器を移動させて短絡箇所を順番に／箇所ずつ見
つけ、そのたびに釘を抜いてゆけば全ての短絡箇所を探
知できると共に、配管路が分岐していても各分岐管路に
沿って上記電界誘導検出器またけ磁界誘導検出器を移動
させることによって容易に短絡箇所を探知できる。

また、導電体被覆断熱管に印加する電圧が脈流である時
は、該断熱管に短絡箇所が無いと充電電流が流れた以後
は電流は流れず、故に電界誘導検出器または磁界誘導検
出器を近ずけても漏洩電界または漏洩磁界をひろわない
から、導電体被覆断熱管の短絡箇所の有無を該短絡箇所
の探知に先立って判別できる利点がある。

更に導電体被覆断熱管に印加する電圧が交流である時は
、この電圧臼“加に先立って、直流抵抗法により短絡箇
所の有無を判別すれば、上記断熱管の短絡箇所探知作業
が簡易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を示す概略図、第２図乃至第４図は
実験データを示すグラフ、第５図は水洩れ実験方法を示
す図、第６図は本発明の一実施例を示す電圧印加装置の
回路図、第７図は同じく短絡箇所検出装置の回路図、第
８図は本発明を適用する導電体被覆断熱管の断面図、第
９図は第８図断熱管の集中定数回路である。 １・・・導電体被覆断熱管、２・Ｏ・導電性芯管、３・
・・絶縁性断熱管、４・・・導電性外被材、６・・・ア
ース、８・・・電界誘導検出器または磁界誘導検出器。 咄ｆ爲 一−−◆諏絨 一−−◆聾き１ ｊ１力４ 一−−◆碑錬 一一一伽チ籠 →ｖｉ燻 一−ツ淋。 −一瀝楓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 八　導電性芯管の外周に絶縁性断熱材を介し導電性外被
   材を被覆してなる導電体被覆断熱管において、その芯管
   をアースすると共に、外被材と芯管にわたり周期的電圧
   を印加して上記断熱管の漏洩電界変化をとらえる電界誘
   導検出器または漏洩磁界変化をとらえる砒界誘導検／ｆ
   ｌ器により、上記外被材と芯管との短絡箇所を探知する
   ことを特徴とする導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法
   。 コ、周期的電圧が交流である特許請求の範囲第７項記載
   の導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法。 ！、周期的電圧が脈流である特許請求の範囲第７項記載
   の導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法。 ダ、周期的電圧の印加に先立って、導電体被覆断熱管の
   外被材と芯管とにわたり直流電圧を印加して直流抵抗に
   より外被材と芯管との短絡箇所の頁無を判別する直流抵
   抗法を含む特許請求の範囲第１項記載の導電体被覆断熱
   管の短絡箇所探知方法。