JPH04208877A

JPH04208877A - 布設電力ケーブルジョイントの導体温度監視方法

Info

Publication number: JPH04208877A
Application number: JP2341134A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Morooka; 諸岡　繁樹; Katsutoshi Kawasaki; 勝利川崎
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-30
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2613132B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、電力ケーブルジョイントの導体温度を監視し
、ケーブル線路の保全を行うための布設電力ケーブルジ
ョイントの導体温度監視方法に関するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）電カケ
ープルのジヨイント部は、ケーブル本体部に比較して、
導体の周囲に絶縁部材等が厚く巻かれているために、前
記ケーブル本体部より熱容量が多く、熱の放散が良好に
行われないという特性がある。したがって、前記ケーブ
ルのジヨイント部では、比較的高温になりやすく、その
熱により絶縁体の劣化や損傷を早めて、ジヨイント導体
の過渡の発熱を引き起こさせ、この温度上昇によって更
にジヨイント性能の劣化を助長することがある。

前記問題を解決するために、ケーブル全線路の導体温度
監視を行う場合に、特にジヨイント部の導体温度を正確
に把握する必要がある。

しかし、ケーブル部における導体温度監視方法は、例え
ば、特開昭６０−２３３５２１号公報等に示されるよう
な方法を用いることが出来るものの、ジヨイント部にお
ける導体温度監視方法については、現在のところ、まだ
詳細に検討されていなく、簡便に測定出来る手段の開発
が望まれている。

（発明の目的）本発明は、ケーブル路線のジヨイント部での温度の測定
を、７箇所の測定地点での測定温度に基づいて、容易に
測定を行い得るとともに、その測定値を正確に行うこと
が出来る布設電力ケーブルジョイントの導体温度監視方
法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段及び作用）上述の目的を達
成するために、本発明に係る布設電力ケーブルジョイン
トの導体温度監視方法においては、電カケープル及びケ
ーブルジヨイントの表面温度を測定するために該電カケ
ープル及びケーブルジヨイントに沿って７個の温度セン
サを配列している。そして、各々のセンサからは、複数
本の熱電対を並列使用法にて接続し、１個のセンサで円
周方向の表面温度平均値を測定し、これら温度センサを
順次切り替えて測定値を得ることによって、表面温度平
均値を測温すると共に、前記電力ケーブルジョイントの
導体電流を電流変成器により測定し、該当箇所における
測温値及び導体電流をもとにして、前記電流ケーブルジ
ヨイントの当箇所の導体温度を推定するようにしている
。

また、本発明においては、分布型光フアイバ温度測定装
置を用い、前記熱電対の代わりに、光ファイバを前記電
カケープル及び電力ケーブルジョイントの該当箇所の表
面に複数回巻き付けることによって、該当箇所の円周方
向における表面温度平均値を測定すると共に、前記電力
ケーブルジヨイントの導体電流を電流変成器により測定
し、該当箇所における測温値及び導体電流を基に該当箇
所の前記電力ケーブルジョイントの導体温度を推定する
ことが出来る。

したがって、本発明の温度監視方法においては、ケーブ
ル及びケーブルジヨイント上で複数箇所（７箇所）の表
面平均温度を測定し、導体電流を温度測定のパラメータ
に利用しているのでジヨイントの導体温度監視を容易に
、かつ、信頼性の高いものとすることが出来る。

（実施例）本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明に係る方法を実施するための熱電対を感
温素子として使用した装置構成図であり、電カケープル
１と電力ケーブルジョイント２に沿って、７個の温度セ
ンサ３ａ〜３ｇを配置している。前記温度センサ３ａ〜
３ｇとしては、熱電対並列に接続して設け、各センサを
ケーブル１及びジヨイント２に対して、その該当７箇所
の各々の円周方向表面に取り付ける。そして、それぞれ
の１個の温度センサによって、１箇所のケーブルもしく
はジヨイントの該当部分で、円周方向における、表面温
度平均値を測定できるようにしている。

本発明においては、いずれの温度センサ３ａ〜３ｇも、
多点温度監視装置４に並列的に接続し、多点温度監視装
置４からのデータ転送要求に応じて、温度センサのうち
の１個が多点温度監視装置４に測定信号を送信するよう
にする。

さらに、多点温度監視装置４の出力は計算処理用のコン
ピュータ５に接続する。一方、電流変成器６は測定対象
となる電力ケーブルジョイント区間の１箇所、或いは複
数箇所に取り付け、電流測定器７を介してコンピュータ
５に接続する。

前述したように構成した本発明の測定装置において、温
度を測定する際に、多点温度監視装置４は、識別コード
を逐次各センサに向けて出方し、各温度センサ３ａ〜３
ｇから温度情報を逐次に受信し、その受信した情報をコ
ンピュータ５に出力する。また、電流測定器７は、電力
ケーブルジョイントの導体に流れる電流によって造られ
る磁界の強さを、電流変成器６により検出して、その検
出値に対応する電流値を逐次コンピュータ５に出力する
。コンピュータ５では、取り込まれた温度値と電流値と
にもとづいて、該当電力ケーブルジョイント２の導体温
度を推定する。

第２図は本発明に係る別の方法を示すもので、光ファイ
バを感温素子として使用する装置の構成図である。前記
第２図に示される例において、光ファイバ１０を電カケ
ープル１及び電力ケーブルジョイント２に沿って、その
表面に配置し、前記第１図に示されたように７箇所の測
定箇所を設定し、該測定箇所に対して、ケーブル表面も
しくはジヨイント表面に、光ファイバを複数回巻き付け
て、測定箇所１０ａ〜Ｌｏｇを設ける。そして、前記７
箇所の測定器Ｎ　１０　ａ〜Ｌｏｇでの円周方向におけ
る表面温度平均値を、光ファイバ１０を用いて計測でき
るようにしておく。

さらに、光ファイバ］０の端部を、分布型光フアイバ温
度測定器１１に接続し、分布型光フアイバ温度測定器１
１から光ファイバ１０に入射したパルス光を用い、該光
ファイバに発生するラマン後方散乱光の強度から、光フ
ァイバに沿った多点の温度を一括測定する。また、前記
分布型光フアイバ温度測定器１１の出力は、計算処理用
のコンピュータ１２に接続する。一方、測定対象となる
電力ケーブルジョイント区間に対して、１箇所或いは複
数箇所に電流変成器１３を取り付け、電流測定器１４を
介してコンピュータ１２に接続する。

前述したように構成される装置において、分布型光フア
イバ温度測定器１１は、光ファイバ１０に沿った多点の
温度を一括測定し、その結果をコンピュータ１２に出力
する。また、電力ケーブルジョイントの導体に流れる電
流によって造られる磁界を、電流変成器１３て検出して
、電流測定器１４は前記電流変成器１３で得られた検出
値に対応する電流値を、逐次コンピュータ１２に出力す
る。そして、前記コンピュータ１２ては、取り込まれた
温度値と電流値より、該当電力ケーブルジョイント１０
の導体温度を推定する。

次に、前述したように構成されるケーブル１及びケーブ
ルジヨイント部２に対して、それぞれ配置されるセンサ
を用いて、各々得られる情報にもとづいて、導体温度を
計算する方法を説明する。

なお、第３図に示される例において、（ａ）はケーブル
のジヨイント部の断面を示し、（ｂ）は前記（ａ）に対
応する各部分での各構成部材の温度等を示している。

第３図（ｂ）に示される例において、ケーブル１もしくはジヨイント２における絶縁体２１の
熱抵抗をＲ１１〜Ｒ７１、防食層２２の熱抵抗をＲ１３〜Ｒ７３、ケーブルのコア
表面２４の放散熱抵抗をＲＩ２・Ｒ２□・Ｒ６□・Ｒ７
゜、ジヨイント２の絶縁コンパウンド２７の熱抵抗をＲ４２
・Ｒ４゜・Ｒ１２とする。

また、導体２０の熱容量をＣＩｌ〜Ｃ７１、絶縁体２１
の熱容量をＣＩ、−Ｃ７’ｉ、銅テープ２６及びギヤツ
ブ周の熱容量を０１２〜Ｃ７□、防食層２２とシース２３、あるいはジヨイント銅管２８
の熱容量をＣ１’ｌ〜Ｃ７３、／ヨイント２の絶縁コン
パウンド２７の熱容量をＣ１４・Ｃ４４・Ｃ’ｌ！、と
する。

さらに、導体２０の軸方向の熱抵抗をｒ１〜ｒ　６　、ソース・銅管・銅テープの軸方向の熱抵抗をｒ７〜ｒ２
１．とする。

各部温度に関しては、Ｔ、〜Ｔ７が導体、Ｔ２５〜Ｔ、
１か絶縁体、Ｔ１．１〜Ｔ２１がシースまたは銅管、Ｔ
２．〜Ｔ２□が表面、Ｔ２２〜Ｔ７４が絶縁コンパウン
ドの温度とし、また熱流を発生させる損失に関しては、
Ｗ、〜Ｗ７が導体損、Ｗ　２２〜Ｗ３１が誘電体損、Ｗ
ｌ、〜Ｗ２＋がシース損とすると、電力ケーブルジョイ
ント及びその延長のケーブルの等価熱回路は、第３図（
ｂ）に示すようになる。

第３図の等価熱回路より式（１）に示すように、３１次
元連立微分方程式が得られる。

ただし、式（１）の行列Ｈの要素は、表１に示すように
なり、ここでＧは半径方向の熱抵抗Ｒの逆数（１／Ｒ）
であり、ｇは軸方向の熱抵抗ｒの逆数（１／　ｒ　）で
あり、空白部分はＯを表す。

また、導体損によって発生する熱流Ｗ、〜Ｗ７と、誘電
体損によって発生する熱流Ｗ２２〜Ｗ３５、シース損に
よって発生する熱流Ｗ１．〜Ｗ２１は、全て電力ケーブ
ルジョイントの導体に流れる電流Ｉを用いて表すことが
出来る。さらに、熱容量０１半径方向熱抵抗Ｒ１軸方向
熱抵抗ｒは予め求められるので、式（１）の３１次元連
立方程式及び導体電流１１ケーブル及びジヨイントの表
面温度Ｔｚ１〜Ｔｚ７から、ジヨイントの導体温度Ｔ１
〜Ｔ７が求められる。

なお、計算処理は、温度センサ及び電流変成器を増やす
ことにより、他のジヨイントやケーブルの導体温度も同
時監視が可能である。

また、ジヨイントの構造が左右対象と見なせる場合は、
ジヨイントのり側のみ温度センサを取り付けて、温度監
視すれば良いことになるので、前記実施例のように、１
つのジヨイントに対して７箇所設けていた温度センサ取
付箇所を、４箇所にして測定を行うことも可能である。

（発明の効果）本発明に係る布設電力ケーブルジョイントの導体温度監
視方法は、前述したように、ケーブル及びケーブルジヨ
イント上で複数箇所（７箇所）の表面平均温度を測定し
、導体電流を温度測定のパラメータに利用しているので
ジヨイントの導体温度監視を容易に行うことが出来、そ
の推定値の信頼性を高いものにすることが出来る。

また、本発明の多点温度監視装置では熱電対における並
列使用法を採用しているので、センサの数を少なくする
ことが出来る。

さらに、本発明の温度監視方法においては、光フアイバ
センサを用いるので、多点温度監視装置と同様に、ケー
ブル表面の円周方向の平均温度を求めることが出来、そ
の測定値が磁場の影響を受けることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る布設電力ケーブルジョイントの導
体温度監視方法の実施例を示し、第１図は本発明の方法
を実施するための熱電対を感温素子として使用した構成
図、第２図は本発明の方法を実施するための光ファイバ
を感温素子として使用した構成図、第３図（ａ）はケー
ブルのジヨイント部の断面を示し、同図（ｂ）は電力ケ
ーブルジョイントの等価熱回路である。図中の符号１・・・・・・電カケープル、２・・・・・・電力ケー
ブルジョイント、３・・・・・・温度センサ、４・・・
・・・多点温度監視装置、５・１２・・・・・・コンピ
ュータ、６・１３・・・・・・電流変成器、７・１４・
・・・・・電流測定器、訃・・・・・光ファイバ、１０
・・・・・・光ファイバ、１１・・・・・・光フアイバ
温度測定器。

Claims

【特許請求の範囲】電力ケーブルジョイント部に対して、前記ジョイント部
に沿って３つのセンサを、ジョイント際部のケーブル表
面温度を測定するために、前記ジョイント部の両サイド
で２つのセンサを、また、両際部の長手延長方向のケー
ブル表面温度を測定するために、それぞれ１つづつのセ
ンサを配置し、前記各センサにより、合計７箇所の測定
箇所を設定し、前記７箇所の測定箇所で、それぞれ円周
方向の平均表面温度を温度センサにて測温すると共に、前記電力ケーブルジョイント部の導体電流を電流変成器
により測定し、該当箇所における測温値及び導体電流を
もとにして、該当箇所の前記ケーブルジョイント部の導
体温度を推定することを特徴とする布設電力ケーブルジ
ョイントの導体温度監視方法。