絶縁不良検出用電極構造および絶縁不良検出方法
【課題】絶縁被覆の不良箇所を破壊することなく、安全に、また確実に絶縁電線の絶縁被覆の不良箇所を検出することができる絶縁不良検出用電極構造を提供する。
【解決手段】金属導体４に少なくとも一つの絶縁層３を被覆して形成された絶縁電線２に対して、製造ライン上で絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極１を備えた絶縁不良検出用電極構造において、所定の電圧を印加したときに、絶縁電線２に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように絶縁電線２との間に所定の距離５を有するように、電極１を絶縁電線２に近接配置する。
【解決手段】金属導体４に少なくとも一つの絶縁層３を被覆して形成された絶縁電線２に対して、製造ライン上で絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極１を備えた絶縁不良検出用電極構造において、所定の電圧を印加したときに、絶縁電線２に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように絶縁電線２との間に所定の距離５を有するように、電極１を絶縁電線２に近接配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造中や巻返し中の電線走行中に、ピンホールや耐圧不足などの絶縁電線の絶縁被膜の電気的な不良箇所を検出する絶縁不良検出用電極構造、絶縁不良検出システムならびに絶縁不良検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器のトランスの巻線として使用される絶縁電線に対し、製造ライン上で、そのピンホールや異物混入などによる耐圧不足による絶縁被膜の不良箇所を検出する技術には、破壊検査と非破壊検査がある。
【０００３】
破壊検査としては、従来より行われているスパークテスタを用いた絶縁耐圧試験がある。これは、スパークテストの規格に準じる電圧を規定の周波数で印加して、ピンホールや耐圧不足などによる絶縁被膜の不良箇所が破壊されることにより流れる異常電流を検出し良否を判定する技術である。
【０００４】
また、非破壊検査としては、静電容量測定装置（キャパシタンスモニタ）を用いて、電線の静電容量を測定し、一定の閾値と比較することで電線の良否判定を行う技術や、高電圧ケーブルの検査用に、試験電圧を印加し絶縁被覆内の部分放電を検出する方法が知られている（特許文献１を参照のこと）。
【特許文献１】特公平７−６６０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スパークテスタを用いた絶縁耐圧試験では、絶縁電線の絶縁被覆に不良箇所があった場合、その不良箇所は破壊されてしまい、異常部分の解析や原因追及が困難である。加えて、この絶縁耐圧試験では、例えば、絶縁耐圧約３ｋＶの電線に対して約１０ｋＶの高電圧を印加するが、電線の絶縁耐圧が高くなるとその電圧をより高く設定しなければならず、その結果、良品電線へストレスが与えられるといった問題や、装置を大型化しなければならないといった問題や、さらに高電圧を印加することによる安全上の制約といった問題がある。
【０００６】
また、静電容量測定装置を用いた場合は、原理的に測定される静電容量が平均値であるため、絶縁被覆の耐圧不足を局所的に検出することは困難であり、全長保証としては不十分である。特に、断面四角形の電線の場合には、欠陥が無くても、導体の回転による静電容量の変化を絶縁被覆の欠陥として誤って検出してしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、上述の部分放電を検出する方法では、外部半導電層と中心導体間への電圧印加が必要であり、外部半導電層を持たない一般的な絶縁電線に適用することは困難である。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁被覆の不良箇所を破壊することなく、また破壊電圧より低い電圧で確実に絶縁電線の絶縁被覆の不良箇所を検出することができる絶縁不良検出用電極構造、絶縁不良検出システムならびに絶縁不良検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の絶縁不良検出用電極構造の第１の態様は、金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極を備えた絶縁不良検出用電極構造であって、前記電極が、所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように前記絶縁電線に近接配置されている絶縁不良検出用電極構造である。
【００１０】
ここで、電極が絶縁電線との間に所定の距離を有するように近接配置されているというのは、電極が絶縁電線と少なくとも一部で所定の距離をあけて配置され、他の部分で接する場合も含むものとする。
【００１１】
このように絶縁電線と電極との間に所定の距離を設け、所定の電圧を印加して絶縁不良箇所にコロナ放電を生じさせることにより絶縁不良を検出するので、絶縁電線の走行中での検査が可能である。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【００１２】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第２の態様は、前記電極に、前記所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線の表面電界が勾配を持つように前記所定の距離に傾斜が設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、所定の距離に傾斜が設けられているので、検出範囲を広くすることができる。
【００１３】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第３の態様は、前記電極が前記電線を覆うように設けられた一つの管状の電極からなることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、絶縁電線の一部において、その外周全体を電極が覆うので、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００１４】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第４の態様は、前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、一対の電極からなる絶縁不良検出用電極構造を複数の箇所に設けることによって、電線の外周に渡って絶縁不良を検出しても良いし、一対の電極を複数設けて、それらを接続して絶縁不良を検出しても良い。
【００１５】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第５の態様は、前記電極がループ形状電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、電極が絶縁電線を巻いているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００１６】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第６の態様は、前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように配置されていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、略円柱状の複数の電極が絶縁電線の外周を覆っているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００１７】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第７の態様は、前記電線の断面形状が略四角形であることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。
【００１８】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第８の態様は、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。
【００１９】
この発明の絶縁不良検出システムの第１の態様は、上述した絶縁不良検出用電極構造と、前記電極に電圧を印加するための電圧印加部、放電を検出するための放電検出回路および放電検出結果を表示するための表示部を少なくとも備えた部分放電検出装置と、を備える絶縁不良検出システムである。
【００２０】
この発明の絶縁不良検出方法の第１の態様は、金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出する絶縁不良検出方法であって、前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように少なくとも一つの電極を該絶縁電線に近接配置する電極配置工程と、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように電圧を印加する電圧印加工程と、を具備する絶縁不良検出方法である。
【００２１】
ここで、電極が絶縁電線との間に所定の距離を有するように近接配置されているというのは、電極が絶縁電線と少なくとも一部で所定の距離をあけて配置され、他の部分で接する場合も含むものとする。
【００２２】
このように絶縁電線と電極との間に所定の距離を設け、所定の電圧を印加して絶縁不良箇所にコロナ放電を生じさせることにより絶縁不良を検出するので、絶縁電線の走行中での検査が可能である。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【００２３】
この発明の絶縁不良検出方法の第２の態様は、前記電極が一つの管状の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線を覆うように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、絶縁電線の一部において、その外周全体を電極が覆うので、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００２４】
この発明の絶縁不良検出方法の第３の態様は、前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、一対の電極を複数の箇所に設けることによって、電線の外周に渡って絶縁不良を検出しても良い。
【００２５】
この発明の絶縁不良検出方法の第４の態様は、前記電極がループ形状電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、電極が絶縁電線を巻いているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００２６】
この発明の絶縁不良検出方法の第５の態様は、前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、略円柱状の複数の電極が絶縁電線の外周を覆っているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００２７】
この発明の絶縁不良検出方法の第６の態様は、前記電極の断面形状が略四角形であることを特徴とする絶縁不良検出方法である。
【００２８】
この発明の絶縁不良検出方法の第７の態様は、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする絶縁不良検出方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、絶縁電線を走行中に全長に渡り絶縁不良を検出することができる。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本書において、絶縁電線の絶縁被覆におけるボイド、ピンホール、外部からの異物混入、材料となる樹脂の変性、樹脂自体への不純物混入、絶縁被覆の傷や削れなどによる絶縁不足や絶縁不良をまとめて絶縁不良と称する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態による電極構造と絶縁電線を示す図であり、図１（Ａ）はその短手断面図であり、図１（Ｂ）はその長手断面図である。図１において、１は電極、２は絶縁電線を示す。
【００３２】
本書において、絶縁電線２は、中心に位置して銅等からなる金属導体４と、金属導体４を覆う絶縁層３からなる。絶縁層３は、エナメルまたは樹脂のいずれかからなる単層でもよく、またその両方による複層でもよく、要求される絶縁性に応じて選択される。
【００３３】
図１に示すように、電極１は絶縁電線２を覆うように設けられている。したがって、電極１は円管状であり、その内径が絶縁電線２の外径よりも僅かに（例えば、０．１ｍｍ程度）大きく設定されている。
【００３４】
絶縁電線２と電極１は、絶縁電線２の絶縁層３と電極１の間に空気ギャップ５を有して近接配置されている。この空気ギャップ５は、その絶縁層３と電極１の内周の間の幅（距離）が、絶縁層３の全周に渡ってほぼ等しくなるように形成されている。後述するが、この空気ギャップ５の幅（距離）は、印加した電圧により、電極１と絶縁電線２との間に電界が生じるが、この電界強度が、絶縁電線２に絶縁不良がなければコロナ放電を生じず、絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じる大きさになるように設定されるものであり、本発明によれば、そのコロナ放電の有無によって絶縁電線２の絶縁不良の有無を判定し、したがって絶縁電線２の良否を断定することができる。
【００３５】
次に、この一実施形態による電極構造を用いた場合の絶縁電線２の絶縁不良検出について図８を用いて説明する。
【００３６】
図８は、絶縁電線２と空気ギャップ５の幅（電極１の内径と絶縁電線２の絶縁層３の外径の間の距離）に対する放電の関係を示すグラフである。空気ギャップ５の幅としては、使用する絶縁電線の寸法等から、５０〜１００μｍが好ましい。図８において、所定の電圧を印加したときの絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線の表面電界がＥ１であり、絶縁電線２に絶縁不良がある場合の絶縁電線の表面電界がＥ２である。グラフ中の太線は放電開始電界を示し、太線より上の領域が放電する領域を示す。たとえば、図１における空気ギャップ５の幅から、絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線２の表面電界が点Ａであるとすると、絶縁電線２に絶縁不良があった場合、表面電界は点Ａ’になり、放電開始電界を越えることになる。したがって放電が発生する。このように、発生する放電の有無を観測することによりに絶縁不良の有無を判断することが可能となる。
【００３７】
ここで、実際にコロナ放電を検出するには、放電の電荷量の閾値を、たとえば１０ｐＣとする。１０ｐＣの電荷量を得るためには、８００Ｖの電圧が必要であるとすると、電極には７５０Ｖの電圧を印加する。７５０Ｖの電圧では、絶縁電線に絶縁不良がない場合には、１０ｐＣの閾値を超えることはないが、絶縁不良があった場合には、１０ｐＣを超える電荷量が検出され、放電を確認することができる。また、本発明によると、１０ｐＣの電荷量によって放電を確認することができるので、従来の破壊検査による方法に比べて、非常にわずかな電荷量から確実に絶縁不良を検出することが可能となる。
【００３８】
図２は、図１の電極構造の変形例を示す図であり、（Ａ）はその斜視図であり、（Ｂ）は短手断面図である。図１では、絶縁電線２が断面円形状であり、絶縁電線２を覆う電極１も円管状であったが、図２の絶縁電線２は断面略四角形であり、同じく絶縁電線２を覆う電極１も断面略四角形の管状である。図１の電極同様、図２の電極１も絶縁電線２との間に空気ギャップ５を設けて近接配置されており、空気ギャップ５はその幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）が絶縁電線２の全周に渡ってほぼ等しくなるように設定されている。
【００３９】
図２に示す電極構造においても、例えば、絶縁電線２に絶縁不良がないとき、印加する電圧と空気ギャップ５の幅により絶縁電線２の表面電界の強度が図８の点Ａであるとすると、絶縁電線２に絶縁不良があるときは表面電界が点Ａ’となり、コロナ放電が生じる。これにより、絶縁不良の有無を判定することができる。
【００４０】
なお、図２の電極１は電線の金属導体４が接地されており、電極１には部分放電検出装置と交流電源が接続されているが、この接続については全ての実施形態の電極構造に当てはまる。
【００４１】
図３は、本発明の第二の実施形態による電極構造を示す図であり、（Ａ）はその短手断面図であり、（Ｂ）はその長手断面図である。図１同様、１は断面円形の電極、２は断面円形の絶縁電線、３は絶縁層、４は金属導体、そして５は空気ギャップを示す。この実施形態においても、電極１は絶縁電線２との間に空気ギャップ５を設けて近接配置されている。
【００４２】
第一の実施形態による電極構造と異なる点として、図３（Ｂ）に示すように、第二の実施形態による電極構造では、その空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）が、絶縁電線２の長手方向に沿って傾斜を有するように、すなわち、図の右から左に向かって幅が狭まるように形成されている。
【００４３】
このような形状の空気ギャップ５を設けた電極構造について、絶縁電線２の絶縁不良検出を、図８を用いて説明する。図８において、図３の空気ギャップ５の幅の変動から、所定の電圧を印加したとき、絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線２の表面電界が点Ａから点Ｂの範囲にあるとする。絶縁電線２に絶縁不良があった場合、点Ａ〜点Ｂは、点Ａ’〜点Ｂ’になり、放電開始電界を越えて放電が発生することとなる。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に勾配を設けた場合には、点Ａ’から点Ｂ’の範囲で放電の有無を観測することができ、つまりは検出範囲を広くすることができる。
【００４４】
なお、図３（Ｂ）において、電極１はその図中左端において、幅が最小になっているが、その空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接してもよいし、接しなくても良い。電極１が絶縁電線２に近接配置されるとは、このように、部分的に電極１と絶縁電線２が接する場合も含むものとし、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００４５】
図４は、図３に示す本発明の第二の実施形態による電極構造の変形例を示す図であり、（Ａ）はその短手断面図であり、（Ｂ）はその長手断面図である。この変形例における絶縁電線３は、断面略四角形の電線である。また、図３に示した電極構造は、断面円形の絶縁電線２を覆う一つの円管状の電極１から構成されていたが、図４の電極構造は、円柱形状で二本の電極１からなる。この二本の電極１は絶縁電線２に対し、水平面において直交する方向に、絶縁電線２の上下に一本ずつ近接配置される。このとき、絶縁電線２と各電極１との間には、図４（Ｂ）に示すように、円弧と直線を組み合わせた形状の空気ギャップ５が形成される。この空気ギャップ５は、電極１の断面における中心から図中左右方向に向かって幅が広くなり、略くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００４６】
なお、電極１は、必要に応じて、各辺や角に配置しても良い。絶縁電線が断面略四角形状の場合には、このように一対の電極１を複数用意して、各辺と角部に設けることで、絶縁電線外周に渡って絶縁不良を検知することができる。さらに、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくても良く、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００４７】
図５は、図４における一対の電極１を二組設けた電極構造を示す図であり、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５を詳細に示す図である。この例において、絶縁電線２は断面略四角形であり、電極１（１ａ〜１ｄ）は円柱形状である。電極１（１ａ〜１ｄ）は絶縁電線２の長手方向の２箇所に一組ずつ設けられている。一組の電極１ａおよび１ｂは図４に示したように絶縁電線２に対し水平面において直交する方向に絶縁電線２を挟んで設けられており、もう一組の電極１ｃおよび１ｄは垂直平面において直交する方向に絶縁電線２を挟んで設けられている。電極１ａ〜１ｄは図５（Ａ）に示すように接続されている。電極１ａ〜１ｄをこのように設けることで、断面四角形の電線の上下面と両側面の両方において、絶縁電線２の絶縁不良を検出することができる。また、電極１ａ，１ｂと電極１ｃ，１ｄを一定の距離を置いて設けることで、絶縁不良が上下面と側面のいずれかにあったのか確認することもできる。
【００４８】
図５（Ｂ）に示すように、この例における空気ギャップ５は、図４の例同様、略くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００４９】
なお、電極１の形状は円柱に限られず、楕円柱、角が丸く削られた四角柱を含む角柱等、さまざまな形状の電極を用いることができる。
【００５０】
また、電極１の数はこれに限られず、必要に応じて適宜決めることができる。また、電極１は、必要に応じて、角に配置しても良い。さらに、電極１ａ〜１ｄはその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくても良く、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。また、複数組の電極を設けた場合には、絶縁電線２に接する電極と接しない電極を併せ持つように構成することもできる。
【００５１】
図６は、第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図である。図６において、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５を示す図である。図６において、断面略円形の絶縁電線２に対し、ループ形状の電極１を一巻きするように配置している。このように電極１を巻きつけることで、絶縁電線２の全周に渡って絶縁不良を検出することが可能となる。
【００５２】
図６（Ｂ）に示すように、この例においても、近接配置された絶縁電線２と電極１の間には所定の距離（空気ギャップ５）が設けられ、この空気ギャップ５も、図４の例同様、くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００５３】
なお、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくてもよく、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００５４】
また、この例のループ形状の電極１は断面が略円形であるが、この形状に限らず、略四角や略三角など、電極１と絶縁電線２の間の少なくとも一部に所定の距離をあけて、絶縁電線２を巻くように配置される電極１であればよい。
【００５５】
図７は、第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図である。図７において、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５の形状を示す図である。なお、図７（Ｂ）において、電極１の一部を省略している。
【００５６】
図７に示す絶縁電線２は断面略四角形である。その絶縁電線２に略平行に、また絶縁電線を覆うように、円柱状の複数の電極１が横並びに配置されている。このように、複数の電極１が絶縁電線２の外周を覆うように設けられているので、絶縁電線２の全周に渡って絶縁不良を検出することができるとともに、長手方向に電極１を絶縁電線２に沿うように配置することで、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００５７】
また、この例においても、絶縁電線２と電極１はその間に所定の距離（空気ギャップ５）が設けて近接配置されている。この空気ギャップ５の形状は、図７（Ｂ）に示すように、絶縁電線２の平面の直線と電極１の円柱外周の円弧からなる形状で、勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００５８】
なお、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくてもよく、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００５９】
また、この例の電極１は円柱形であるが、この形状に限らず、楕円柱、角が丸く削られた四角柱を含む角柱等、さまざまな形状の電極を用いることができ、電極１と絶縁電線２の間の少なくとも一部に所定の距離をあけて、絶縁電線２を覆うように配置される電極１であればよい。
【００６０】
さらに、複数の電極１は互いに接しても接しなくてもよく、少なくとも、絶縁電線２に略平行に近接配置された複数の電極１が、絶縁電線２を部分的にも覆うような構造を保つことができればよい。
【００６１】
次に、図９を用いて、本発明の電極構造を用いた絶縁電線の押出製造ラインでの絶縁不良検出システムの例を説明する。図９において、２は絶縁電線、７は押出機、８は引取機、そして９は巻取機である。絶縁電線２は、押出機７によって、金属導体４に絶縁被覆が施され、引取機８によって連続的に引き取られる。本発明の絶縁不良検出システムとしては、電極（電極構造）１と部分放電検出装置６が含まれる。
【００６２】
部分放電検出装置６は、その測定端子の一方を、絶縁電線２の一端の絶縁被覆３を取り除いた金属導体４に接続し、その測定端子の他方を電極１に接続する。使用する部分放電検出装置６は、高電圧を印加するための高圧トランス（電圧印加部）を内蔵し、放電を検出する回路を持つものが望ましい。また、放電を検出した結果を表示する表示部を備えていても良い。
【００６３】
電極１の設置箇所は、押出機７と引取機８の間が望ましい。このように配置することで、電線の製造中に全長を保障する検査が可能となる。
【００６４】
電極１は、印加される電圧に対し、絶縁電線２が正常であれば、すなわち絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しない電界になるように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、絶縁電線２との間に所定の距離（空気ギャップ）が設けられている。
【００６５】
また、部分放電検出装置６は、電極１と絶縁電線２の間の距離（空気ギャップ）において、絶縁電線２に絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しないように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、印加する電圧を設定する。
【００６６】
このように、電極１と絶縁電線２の間の距離（空気ギャップ）と、部分放電検出装置６により印加される電圧を、絶縁電線２に絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しないように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、設定することで、放電の有無を検出するだけで、絶縁電線の良否を連続的に判定することができる。
【００６７】
また、放電の有無により絶縁電線の良否を判定するので、破壊電圧に比べて低い部分放電開始電圧を印加すればよく、これにより異常個所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることはなくなり、電線に異常があった場合、該当箇所の原因解明に役立つことになる。また、破壊されないので、絶縁電線を走行中に全長に渡り検査することが可能である。
【００６８】
本発明は上記実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施形態において、絶縁電線は、断面が略円形、略角形などさまざまな形状の絶縁電線に使用することができ、また電極の形状も、円柱形、楕円柱形、角が丸く削られた角形等、さまざまな電極を用いることができる。また、絶縁電線や電極の配置や電極の数も、図示した形態に限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第一の実施形態による電極構造を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図２】上記第一の実施形態による電極構造の変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は短手断面図である）
【図３】本発明の第二の実施形態による電極構造を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図４】上記第二の実施形態による電極構造の変形例を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図５】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図６】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図７】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図８】空気ギャップの幅に対する放電の関係を示すグラフ
【図９】本発明の電極構造を用いた電気試験装置の一例を示す図
【符号の説明】
【００７０】
１，１ａ〜１ｄ．電極 ６．部分放電検出装置
２．絶縁電線 ７．押出機
３．絶縁被覆 ８．引取機
４．金属導体 ９．巻取機
５．空気ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造中や巻返し中の電線走行中に、ピンホールや耐圧不足などの絶縁電線の絶縁被膜の電気的な不良箇所を検出する絶縁不良検出用電極構造、絶縁不良検出システムならびに絶縁不良検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器のトランスの巻線として使用される絶縁電線に対し、製造ライン上で、そのピンホールや異物混入などによる耐圧不足による絶縁被膜の不良箇所を検出する技術には、破壊検査と非破壊検査がある。
【０００３】
破壊検査としては、従来より行われているスパークテスタを用いた絶縁耐圧試験がある。これは、スパークテストの規格に準じる電圧を規定の周波数で印加して、ピンホールや耐圧不足などによる絶縁被膜の不良箇所が破壊されることにより流れる異常電流を検出し良否を判定する技術である。
【０００４】
また、非破壊検査としては、静電容量測定装置（キャパシタンスモニタ）を用いて、電線の静電容量を測定し、一定の閾値と比較することで電線の良否判定を行う技術や、高電圧ケーブルの検査用に、試験電圧を印加し絶縁被覆内の部分放電を検出する方法が知られている（特許文献１を参照のこと）。
【特許文献１】特公平７−６６０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スパークテスタを用いた絶縁耐圧試験では、絶縁電線の絶縁被覆に不良箇所があった場合、その不良箇所は破壊されてしまい、異常部分の解析や原因追及が困難である。加えて、この絶縁耐圧試験では、例えば、絶縁耐圧約３ｋＶの電線に対して約１０ｋＶの高電圧を印加するが、電線の絶縁耐圧が高くなるとその電圧をより高く設定しなければならず、その結果、良品電線へストレスが与えられるといった問題や、装置を大型化しなければならないといった問題や、さらに高電圧を印加することによる安全上の制約といった問題がある。
【０００６】
また、静電容量測定装置を用いた場合は、原理的に測定される静電容量が平均値であるため、絶縁被覆の耐圧不足を局所的に検出することは困難であり、全長保証としては不十分である。特に、断面四角形の電線の場合には、欠陥が無くても、導体の回転による静電容量の変化を絶縁被覆の欠陥として誤って検出してしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、上述の部分放電を検出する方法では、外部半導電層と中心導体間への電圧印加が必要であり、外部半導電層を持たない一般的な絶縁電線に適用することは困難である。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁被覆の不良箇所を破壊することなく、また破壊電圧より低い電圧で確実に絶縁電線の絶縁被覆の不良箇所を検出することができる絶縁不良検出用電極構造、絶縁不良検出システムならびに絶縁不良検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の絶縁不良検出用電極構造の第１の態様は、金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極を備えた絶縁不良検出用電極構造であって、前記電極が、所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように前記絶縁電線に近接配置されている絶縁不良検出用電極構造である。
【００１０】
ここで、電極が絶縁電線との間に所定の距離を有するように近接配置されているというのは、電極が絶縁電線と少なくとも一部で所定の距離をあけて配置され、他の部分で接する場合も含むものとする。
【００１１】
このように絶縁電線と電極との間に所定の距離を設け、所定の電圧を印加して絶縁不良箇所にコロナ放電を生じさせることにより絶縁不良を検出するので、絶縁電線の走行中での検査が可能である。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【００１２】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第２の態様は、前記電極に、前記所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線の表面電界が勾配を持つように前記所定の距離に傾斜が設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、所定の距離に傾斜が設けられているので、検出範囲を広くすることができる。
【００１３】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第３の態様は、前記電極が前記電線を覆うように設けられた一つの管状の電極からなることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、絶縁電線の一部において、その外周全体を電極が覆うので、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００１４】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第４の態様は、前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、一対の電極からなる絶縁不良検出用電極構造を複数の箇所に設けることによって、電線の外周に渡って絶縁不良を検出しても良いし、一対の電極を複数設けて、それらを接続して絶縁不良を検出しても良い。
【００１５】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第５の態様は、前記電極がループ形状電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように設けられていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、電極が絶縁電線を巻いているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００１６】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第６の態様は、前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように配置されていることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。この場合、略円柱状の複数の電極が絶縁電線の外周を覆っているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００１７】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第７の態様は、前記電線の断面形状が略四角形であることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。
【００１８】
この発明の絶縁不良検出用電極構造の第８の態様は、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする絶縁不良検出用電極構造である。
【００１９】
この発明の絶縁不良検出システムの第１の態様は、上述した絶縁不良検出用電極構造と、前記電極に電圧を印加するための電圧印加部、放電を検出するための放電検出回路および放電検出結果を表示するための表示部を少なくとも備えた部分放電検出装置と、を備える絶縁不良検出システムである。
【００２０】
この発明の絶縁不良検出方法の第１の態様は、金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出する絶縁不良検出方法であって、前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように少なくとも一つの電極を該絶縁電線に近接配置する電極配置工程と、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように電圧を印加する電圧印加工程と、を具備する絶縁不良検出方法である。
【００２１】
ここで、電極が絶縁電線との間に所定の距離を有するように近接配置されているというのは、電極が絶縁電線と少なくとも一部で所定の距離をあけて配置され、他の部分で接する場合も含むものとする。
【００２２】
このように絶縁電線と電極との間に所定の距離を設け、所定の電圧を印加して絶縁不良箇所にコロナ放電を生じさせることにより絶縁不良を検出するので、絶縁電線の走行中での検査が可能である。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【００２３】
この発明の絶縁不良検出方法の第２の態様は、前記電極が一つの管状の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線を覆うように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、絶縁電線の一部において、その外周全体を電極が覆うので、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００２４】
この発明の絶縁不良検出方法の第３の態様は、前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、一対の電極を複数の箇所に設けることによって、電線の外周に渡って絶縁不良を検出しても良い。
【００２５】
この発明の絶縁不良検出方法の第４の態様は、前記電極がループ形状電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、電極が絶縁電線を巻いているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００２６】
この発明の絶縁不良検出方法の第５の態様は、前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記電極配置工程において、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように前記電極を配置することを特徴とする絶縁不良検出方法である。この場合、略円柱状の複数の電極が絶縁電線の外周を覆っているので、電線の外周に渡って確実に絶縁不良を検出することができる。
【００２７】
この発明の絶縁不良検出方法の第６の態様は、前記電極の断面形状が略四角形であることを特徴とする絶縁不良検出方法である。
【００２８】
この発明の絶縁不良検出方法の第７の態様は、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする絶縁不良検出方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、絶縁電線を走行中に全長に渡り絶縁不良を検出することができる。また、絶縁不良による異常箇所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることがないので、該当箇所の原因を突きとめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本書において、絶縁電線の絶縁被覆におけるボイド、ピンホール、外部からの異物混入、材料となる樹脂の変性、樹脂自体への不純物混入、絶縁被覆の傷や削れなどによる絶縁不足や絶縁不良をまとめて絶縁不良と称する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態による電極構造と絶縁電線を示す図であり、図１（Ａ）はその短手断面図であり、図１（Ｂ）はその長手断面図である。図１において、１は電極、２は絶縁電線を示す。
【００３２】
本書において、絶縁電線２は、中心に位置して銅等からなる金属導体４と、金属導体４を覆う絶縁層３からなる。絶縁層３は、エナメルまたは樹脂のいずれかからなる単層でもよく、またその両方による複層でもよく、要求される絶縁性に応じて選択される。
【００３３】
図１に示すように、電極１は絶縁電線２を覆うように設けられている。したがって、電極１は円管状であり、その内径が絶縁電線２の外径よりも僅かに（例えば、０．１ｍｍ程度）大きく設定されている。
【００３４】
絶縁電線２と電極１は、絶縁電線２の絶縁層３と電極１の間に空気ギャップ５を有して近接配置されている。この空気ギャップ５は、その絶縁層３と電極１の内周の間の幅（距離）が、絶縁層３の全周に渡ってほぼ等しくなるように形成されている。後述するが、この空気ギャップ５の幅（距離）は、印加した電圧により、電極１と絶縁電線２との間に電界が生じるが、この電界強度が、絶縁電線２に絶縁不良がなければコロナ放電を生じず、絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じる大きさになるように設定されるものであり、本発明によれば、そのコロナ放電の有無によって絶縁電線２の絶縁不良の有無を判定し、したがって絶縁電線２の良否を断定することができる。
【００３５】
次に、この一実施形態による電極構造を用いた場合の絶縁電線２の絶縁不良検出について図８を用いて説明する。
【００３６】
図８は、絶縁電線２と空気ギャップ５の幅（電極１の内径と絶縁電線２の絶縁層３の外径の間の距離）に対する放電の関係を示すグラフである。空気ギャップ５の幅としては、使用する絶縁電線の寸法等から、５０〜１００μｍが好ましい。図８において、所定の電圧を印加したときの絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線の表面電界がＥ１であり、絶縁電線２に絶縁不良がある場合の絶縁電線の表面電界がＥ２である。グラフ中の太線は放電開始電界を示し、太線より上の領域が放電する領域を示す。たとえば、図１における空気ギャップ５の幅から、絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線２の表面電界が点Ａであるとすると、絶縁電線２に絶縁不良があった場合、表面電界は点Ａ’になり、放電開始電界を越えることになる。したがって放電が発生する。このように、発生する放電の有無を観測することによりに絶縁不良の有無を判断することが可能となる。
【００３７】
ここで、実際にコロナ放電を検出するには、放電の電荷量の閾値を、たとえば１０ｐＣとする。１０ｐＣの電荷量を得るためには、８００Ｖの電圧が必要であるとすると、電極には７５０Ｖの電圧を印加する。７５０Ｖの電圧では、絶縁電線に絶縁不良がない場合には、１０ｐＣの閾値を超えることはないが、絶縁不良があった場合には、１０ｐＣを超える電荷量が検出され、放電を確認することができる。また、本発明によると、１０ｐＣの電荷量によって放電を確認することができるので、従来の破壊検査による方法に比べて、非常にわずかな電荷量から確実に絶縁不良を検出することが可能となる。
【００３８】
図２は、図１の電極構造の変形例を示す図であり、（Ａ）はその斜視図であり、（Ｂ）は短手断面図である。図１では、絶縁電線２が断面円形状であり、絶縁電線２を覆う電極１も円管状であったが、図２の絶縁電線２は断面略四角形であり、同じく絶縁電線２を覆う電極１も断面略四角形の管状である。図１の電極同様、図２の電極１も絶縁電線２との間に空気ギャップ５を設けて近接配置されており、空気ギャップ５はその幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）が絶縁電線２の全周に渡ってほぼ等しくなるように設定されている。
【００３９】
図２に示す電極構造においても、例えば、絶縁電線２に絶縁不良がないとき、印加する電圧と空気ギャップ５の幅により絶縁電線２の表面電界の強度が図８の点Ａであるとすると、絶縁電線２に絶縁不良があるときは表面電界が点Ａ’となり、コロナ放電が生じる。これにより、絶縁不良の有無を判定することができる。
【００４０】
なお、図２の電極１は電線の金属導体４が接地されており、電極１には部分放電検出装置と交流電源が接続されているが、この接続については全ての実施形態の電極構造に当てはまる。
【００４１】
図３は、本発明の第二の実施形態による電極構造を示す図であり、（Ａ）はその短手断面図であり、（Ｂ）はその長手断面図である。図１同様、１は断面円形の電極、２は断面円形の絶縁電線、３は絶縁層、４は金属導体、そして５は空気ギャップを示す。この実施形態においても、電極１は絶縁電線２との間に空気ギャップ５を設けて近接配置されている。
【００４２】
第一の実施形態による電極構造と異なる点として、図３（Ｂ）に示すように、第二の実施形態による電極構造では、その空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）が、絶縁電線２の長手方向に沿って傾斜を有するように、すなわち、図の右から左に向かって幅が狭まるように形成されている。
【００４３】
このような形状の空気ギャップ５を設けた電極構造について、絶縁電線２の絶縁不良検出を、図８を用いて説明する。図８において、図３の空気ギャップ５の幅の変動から、所定の電圧を印加したとき、絶縁電線２に絶縁不良がない場合の絶縁電線２の表面電界が点Ａから点Ｂの範囲にあるとする。絶縁電線２に絶縁不良があった場合、点Ａ〜点Ｂは、点Ａ’〜点Ｂ’になり、放電開始電界を越えて放電が発生することとなる。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に勾配を設けた場合には、点Ａ’から点Ｂ’の範囲で放電の有無を観測することができ、つまりは検出範囲を広くすることができる。
【００４４】
なお、図３（Ｂ）において、電極１はその図中左端において、幅が最小になっているが、その空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接してもよいし、接しなくても良い。電極１が絶縁電線２に近接配置されるとは、このように、部分的に電極１と絶縁電線２が接する場合も含むものとし、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００４５】
図４は、図３に示す本発明の第二の実施形態による電極構造の変形例を示す図であり、（Ａ）はその短手断面図であり、（Ｂ）はその長手断面図である。この変形例における絶縁電線３は、断面略四角形の電線である。また、図３に示した電極構造は、断面円形の絶縁電線２を覆う一つの円管状の電極１から構成されていたが、図４の電極構造は、円柱形状で二本の電極１からなる。この二本の電極１は絶縁電線２に対し、水平面において直交する方向に、絶縁電線２の上下に一本ずつ近接配置される。このとき、絶縁電線２と各電極１との間には、図４（Ｂ）に示すように、円弧と直線を組み合わせた形状の空気ギャップ５が形成される。この空気ギャップ５は、電極１の断面における中心から図中左右方向に向かって幅が広くなり、略くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００４６】
なお、電極１は、必要に応じて、各辺や角に配置しても良い。絶縁電線が断面略四角形状の場合には、このように一対の電極１を複数用意して、各辺と角部に設けることで、絶縁電線外周に渡って絶縁不良を検知することができる。さらに、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくても良く、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００４７】
図５は、図４における一対の電極１を二組設けた電極構造を示す図であり、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５を詳細に示す図である。この例において、絶縁電線２は断面略四角形であり、電極１（１ａ〜１ｄ）は円柱形状である。電極１（１ａ〜１ｄ）は絶縁電線２の長手方向の２箇所に一組ずつ設けられている。一組の電極１ａおよび１ｂは図４に示したように絶縁電線２に対し水平面において直交する方向に絶縁電線２を挟んで設けられており、もう一組の電極１ｃおよび１ｄは垂直平面において直交する方向に絶縁電線２を挟んで設けられている。電極１ａ〜１ｄは図５（Ａ）に示すように接続されている。電極１ａ〜１ｄをこのように設けることで、断面四角形の電線の上下面と両側面の両方において、絶縁電線２の絶縁不良を検出することができる。また、電極１ａ，１ｂと電極１ｃ，１ｄを一定の距離を置いて設けることで、絶縁不良が上下面と側面のいずれかにあったのか確認することもできる。
【００４８】
図５（Ｂ）に示すように、この例における空気ギャップ５は、図４の例同様、略くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００４９】
なお、電極１の形状は円柱に限られず、楕円柱、角が丸く削られた四角柱を含む角柱等、さまざまな形状の電極を用いることができる。
【００５０】
また、電極１の数はこれに限られず、必要に応じて適宜決めることができる。また、電極１は、必要に応じて、角に配置しても良い。さらに、電極１ａ〜１ｄはその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくても良く、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。また、複数組の電極を設けた場合には、絶縁電線２に接する電極と接しない電極を併せ持つように構成することもできる。
【００５１】
図６は、第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図である。図６において、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５を示す図である。図６において、断面略円形の絶縁電線２に対し、ループ形状の電極１を一巻きするように配置している。このように電極１を巻きつけることで、絶縁電線２の全周に渡って絶縁不良を検出することが可能となる。
【００５２】
図６（Ｂ）に示すように、この例においても、近接配置された絶縁電線２と電極１の間には所定の距離（空気ギャップ５）が設けられ、この空気ギャップ５も、図４の例同様、くさび型の勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００５３】
なお、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくてもよく、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００５４】
また、この例のループ形状の電極１は断面が略円形であるが、この形状に限らず、略四角や略三角など、電極１と絶縁電線２の間の少なくとも一部に所定の距離をあけて、絶縁電線２を巻くように配置される電極１であればよい。
【００５５】
図７は、第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図である。図７において、（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）はその空気ギャップ５の形状を示す図である。なお、図７（Ｂ）において、電極１の一部を省略している。
【００５６】
図７に示す絶縁電線２は断面略四角形である。その絶縁電線２に略平行に、また絶縁電線を覆うように、円柱状の複数の電極１が横並びに配置されている。このように、複数の電極１が絶縁電線２の外周を覆うように設けられているので、絶縁電線２の全周に渡って絶縁不良を検出することができるとともに、長手方向に電極１を絶縁電線２に沿うように配置することで、絶縁不良を確実に検出することができる。
【００５７】
また、この例においても、絶縁電線２と電極１はその間に所定の距離（空気ギャップ５）が設けて近接配置されている。この空気ギャップ５の形状は、図７（Ｂ）に示すように、絶縁電線２の平面の直線と電極１の円柱外周の円弧からなる形状で、勾配を持つ。このように、空気ギャップ５の幅（絶縁電線２と電極１の間の距離）に傾斜を設けることで、図３に示した電極構造のように、検出範囲を広くすることができる。
【００５８】
なお、電極１はその空気ギャップの最小の位置で絶縁電線２に接しても接しなくてもよく、少なくとも一部において、電極１と絶縁電線２の間に所定の距離があいていればよい。
【００５９】
また、この例の電極１は円柱形であるが、この形状に限らず、楕円柱、角が丸く削られた四角柱を含む角柱等、さまざまな形状の電極を用いることができ、電極１と絶縁電線２の間の少なくとも一部に所定の距離をあけて、絶縁電線２を覆うように配置される電極１であればよい。
【００６０】
さらに、複数の電極１は互いに接しても接しなくてもよく、少なくとも、絶縁電線２に略平行に近接配置された複数の電極１が、絶縁電線２を部分的にも覆うような構造を保つことができればよい。
【００６１】
次に、図９を用いて、本発明の電極構造を用いた絶縁電線の押出製造ラインでの絶縁不良検出システムの例を説明する。図９において、２は絶縁電線、７は押出機、８は引取機、そして９は巻取機である。絶縁電線２は、押出機７によって、金属導体４に絶縁被覆が施され、引取機８によって連続的に引き取られる。本発明の絶縁不良検出システムとしては、電極（電極構造）１と部分放電検出装置６が含まれる。
【００６２】
部分放電検出装置６は、その測定端子の一方を、絶縁電線２の一端の絶縁被覆３を取り除いた金属導体４に接続し、その測定端子の他方を電極１に接続する。使用する部分放電検出装置６は、高電圧を印加するための高圧トランス（電圧印加部）を内蔵し、放電を検出する回路を持つものが望ましい。また、放電を検出した結果を表示する表示部を備えていても良い。
【００６３】
電極１の設置箇所は、押出機７と引取機８の間が望ましい。このように配置することで、電線の製造中に全長を保障する検査が可能となる。
【００６４】
電極１は、印加される電圧に対し、絶縁電線２が正常であれば、すなわち絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しない電界になるように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、絶縁電線２との間に所定の距離（空気ギャップ）が設けられている。
【００６５】
また、部分放電検出装置６は、電極１と絶縁電線２の間の距離（空気ギャップ）において、絶縁電線２に絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しないように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、印加する電圧を設定する。
【００６６】
このように、電極１と絶縁電線２の間の距離（空気ギャップ）と、部分放電検出装置６により印加される電圧を、絶縁電線２に絶縁不良が無ければコロナ放電を発生しないように、また絶縁電線２に絶縁不良があればコロナ放電を生じるように、設定することで、放電の有無を検出するだけで、絶縁電線の良否を連続的に判定することができる。
【００６７】
また、放電の有無により絶縁電線の良否を判定するので、破壊電圧に比べて低い部分放電開始電圧を印加すればよく、これにより異常個所に過度な電気的なストレスを与えたり、破壊したりすることはなくなり、電線に異常があった場合、該当箇所の原因解明に役立つことになる。また、破壊されないので、絶縁電線を走行中に全長に渡り検査することが可能である。
【００６８】
本発明は上記実施形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施形態において、絶縁電線は、断面が略円形、略角形などさまざまな形状の絶縁電線に使用することができ、また電極の形状も、円柱形、楕円柱形、角が丸く削られた角形等、さまざまな電極を用いることができる。また、絶縁電線や電極の配置や電極の数も、図示した形態に限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第一の実施形態による電極構造を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図２】上記第一の実施形態による電極構造の変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は短手断面図である）
【図３】本発明の第二の実施形態による電極構造を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図４】上記第二の実施形態による電極構造の変形例を示す図（（Ａ）は短手断面図であり、（Ｂ）は長手断面図である）
【図５】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図６】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図７】上記第二の実施形態による電極構造の更なる変形例を示す図（（Ａ）は電極構造の斜視図であり、（Ｂ）は空気ギャップの詳細図である）
【図８】空気ギャップの幅に対する放電の関係を示すグラフ
【図９】本発明の電極構造を用いた電気試験装置の一例を示す図
【符号の説明】
【００７０】
１，１ａ〜１ｄ．電極 ６．部分放電検出装置
２．絶縁電線 ７．押出機
３．絶縁被覆 ８．引取機
４．金属導体 ９．巻取機
５．空気ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極を備えた絶縁不良検出用電極構造であって、前記電極が、所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように前記絶縁電線に近接配置されている絶縁不良検出用電極構造。
【請求項２】
前記電極に、前記所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線の表面電界が勾配を持つように前記所定の距離に傾斜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項３】
前記電極が前記電線を覆うように設けられた一つの管状の電極からなることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項４】
前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項５】
前記電極がループ形状電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項６】
前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項７】
前記電線の断面形状が略四角形であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項８】
前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部、放電を検出するための放電検出回路および放電検出結果を表示するための表示部を少なくとも備えた部分放電検出装置と、
を備える絶縁不良検出システム。
【請求項１０】
金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出する絶縁不良検出方法であって、
前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように少なくとも一つの電極を該絶縁電線に近接配置する電極配置工程と、
前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように電圧を印加する電圧印加工程と、を具備する絶縁不良検出方法。
【請求項１１】
前記電極が一つの管状の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線を覆うように前記電極を配置することを特徴とする請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１２】
前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように前記電極を配置することを特徴とする請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１３】
前記電極がループ形状電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように前記電極を配置することを特徴とする、請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１４】
前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように前記電極を配置することを特徴とする、請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１５】
前記電極の断面形状が略四角形であることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれかに記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１６】
前記電極配置工程において、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１】
金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出するための少なくとも一つの電極を備えた絶縁不良検出用電極構造であって、前記電極が、所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように前記絶縁電線に近接配置されている絶縁不良検出用電極構造。
【請求項２】
前記電極に、前記所定の電圧を印加したときに、前記絶縁電線の表面電界が勾配を持つように前記所定の距離に傾斜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項３】
前記電極が前記電線を覆うように設けられた一つの管状の電極からなることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項４】
前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項５】
前記電極がループ形状電極からなり、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項６】
前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項７】
前記電線の断面形状が略四角形であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項８】
前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の絶縁不良検出用電極構造と、
前記電極に電圧を印加するための電圧印加部、放電を検出するための放電検出回路および放電検出結果を表示するための表示部を少なくとも備えた部分放電検出装置と、
を備える絶縁不良検出システム。
【請求項１０】
金属導体に少なくとも一つの絶縁層を被覆して形成された絶縁電線の製造ライン上で、該絶縁電線の絶縁不良を検出する絶縁不良検出方法であって、
前記絶縁電線との間に所定の距離を有するように少なくとも一つの電極を該絶縁電線に近接配置する電極配置工程と、
前記絶縁電線に絶縁不良がある場合にはコロナ放電が生じるように電圧を印加する電圧印加工程と、を具備する絶縁不良検出方法。
【請求項１１】
前記電極が一つの管状の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線を覆うように前記電極を配置することを特徴とする請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１２】
前記電極が、それぞれが略円柱形状の少なくとも一対の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に、前記絶縁電線を挟むように前記電極を配置することを特徴とする請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１３】
前記電極がループ形状電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の短手方向に前記絶縁電線を巻くように前記電極を配置することを特徴とする、請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１４】
前記電極が略円柱形状の複数の電極からなり、
前記電極配置工程において、前記絶縁電線の長手方向に平行に、前記絶縁電線の外周を覆うように前記電極を配置することを特徴とする、請求項１０に記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１５】
前記電極の断面形状が略四角形であることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれかに記載の絶縁不良検出方法。
【請求項１６】
前記電極配置工程において、前記所定の距離が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の絶縁不良検出方法。
【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２００９−２３６８８７（Ｐ２００９−２３６８８７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６９７８（Ｐ２００８−８６９７８）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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