JPS6316701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、給湯管の如き断熱管であつて特にそ
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
に視認し難い場合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
釘を誤まつて給湯管に打込むことがあつても気付
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が必要となる。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１は銅管からなる芯管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、上記釘打ちによつて芯管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つて
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。しかし
現実には外被材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
抵抗法によつて得られる短絡箇所までの算出距離
は正確を期しがたい難点があつた。更に配管路に
釘打ちによる短絡箇所が２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から算
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
無策であつた。

本発明はかかる短絡箇所の位置探策を可能とす
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
つた。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つて移動させて検出器
が断続電流を検出しなくなつ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つた。
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つても、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
ケーブル状となつて、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では銅管からなる芯管
２の抵抗は無視し得る程度に小さく、一方外被材
４は完全な抵抗体であつて、その抵抗が2KΩ／
ｍ、静電容量が0.345PF／ｍ、そして芯管２と外
被材４との絶縁抵抗が200MΩ／ｍ以上で、集中
定数回路であらわせば、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つ
て検出することによつて短絡箇所を探知できるこ
とを発見するに至つた。

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にわたつて可聴周波
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であつて、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に近ずけ、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
つたところ、スピーカ１０は鳴音を発し続け、検
出路８が短絡箇所Ａに近ずくに従つて音量が低下
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から短絡箇所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
電圧を生じ、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を電誘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つ
た。

何故、上記アース６によつてかような現象が生
じるのか未だ分明でないが、以下本発明を実験デ
ータによつて立証する。

Γ芯管２に外径が15.8cmの銅管、外被材４に外径
が23.3cmのカーボン系ゴムを用いた長さ７ｍの
導電体被覆断熱管１であつて、芯管２の導電度
が75〜93％、外被材４の抵抗が2KΩ／ｍ、静
電容量が0.345PF／ｍ、そして芯管２と外被材
４との絶縁抵抗が200MΩ／ｍの上記断熱管１
に対し、第１図に示す方法によつて100V、
1000Hz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により短絡箇所を
求めたところ第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は短絡箇所
Ａを断熱管１の端部Ｂから２ｍのところに設定
した時、第３図のａ，ｂは４ｍのところに設定
した時、第４図のａ，ｂは６ｍ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15cm離して探
知した時、第２図乃至第４図の各ｂは検出器８
を30cm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つて急速
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、本発明方法によつて正確に短絡箇所
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50ｍ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と外被材４とが
釘によつて短絡した場合であるが、この釘打ちに
よつても芯管２と外被材４とが釘５によつて短絡
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に裂け目が生
じ、この裂け目に釘５が打込まれた場合であり、
釘５が芯管２に突き刺さつているにもかかわら
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
所から水漏れが生じて、釘５と外被材４とが漏水
によつて短絡されれば本発明方法によつて該釘抜
き箇所が発見できないかと考え、次のような実験
を行なつた。つまり、釘５によつて芯管２と外被
材４とが直接短絡した場合の該部の接触抵抗は10
乃至20Ωと極めて小さい。これに対し水漏れによ
つて間接的に短絡した場合の該部の接触抵抗は
10KΩ乃至30KΩ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
該穴１１を通して釘５を芯管２に打込み、且つ釘
５と外被材４との間に水を代えて可変抵抗器１２
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
する電圧によつて異なるが、実験によれば可変抵
抗器１２によつて変化させた抵抗値が3MΩ乃至
10MΩであつても、上記釘打ちによつて漏水が発
生し、これによつて外被材４と芯管２とが漏水お
よび釘５によつ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つた。従つて、建造物の構
築後の完工検査時には上記断熱管１に10Kg／cm²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24V程度の低
電圧によつて充分探知できた。

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（全波整
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つて次のような相違が生
じる。第１図においてスイツチ１３を閉成して正
弦波交流電圧を印加した場合第９図に示す回路の
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の
鳴音を発する。しかし、スイツチ１３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
はブリツジ回路を通した全波整流波）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、従つて漏洩電界検出
器８を近ずけても漏洩電界を検出せず、スピーカ
１０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つこ
とになり、短絡箇所が有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つ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
ウンターポイズを含み、これには絶縁電線を大地
に這わして利用するもの、60cm×90cm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図回路のケースを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（商標名マイクロフオーク）１５
とこれの専用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を介して入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ツ
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＋Ｂによつて発振
段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（もしくは磁界誘導検出器）８が接
続されるジヤツク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イル
タ（オペ・アンプを使用したものを例示する）２
７、このマクテイブフイルタ２７の出力が電圧調
整用可変抵抗器２８を介して入力される出力増幅
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イルタ２
７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３３，３４、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とにわたつて選択的に切換えるスイツチ４
０が設けられている。

第７図回路では、まず切換えスイツチ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＋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３５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ツチ４０から出力増
幅器２９に入力し、従つてスピーカ３０が鳴る。
これがためスピーカ３０の鳴音の有無によつて短
絡箇所の有無が判別されるから、スピーカ３０が
鳴つた時は切換えスイツチ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つて発振出力を芯管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に沿つて
移動させてゆく。この電界誘導検出器（もしくは
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２
６、マクテイブフイルタ２７、可変抵抗器２８、
および出力増幅器２９を経てスピーカ３０に入つ
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（もしくは漏洩磁界）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が短絡箇所に至つ
て漏洩電界（もしくは漏洩磁界）が消失すると、
スピーカ３０が鳴りやみ、直流電流計３２がＯ点
付近を指示し、これによつ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は、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から、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
該断熱管に沿つて移動させて、漏洩電界または漏
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２箇
所以上の釘打ちによる短絡箇所があつても、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１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つて
上記電界誘導検出器または磁界誘導検出器を移動
させることによつ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
つ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、この電圧印加に先立つて、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……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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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
   界変化をとらえる磁界誘導検出器により、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。 ２ 周期的電圧が交流である特許請求の範囲第１
   項記載の導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法。 ３ 周期的電圧が脈流である特許請求の範囲第１
   項記載の導電体被覆断熱管の短絡箇所探知方法。 ４ 周期的電圧の印加に先立つて、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有
   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。