JPH0982144A - 直冷電力ケーブル - Google Patents
直冷電力ケーブルInfo
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- JPH0982144A JPH0982144A JP7258160A JP25816095A JPH0982144A JP H0982144 A JPH0982144 A JP H0982144A JP 7258160 A JP7258160 A JP 7258160A JP 25816095 A JP25816095 A JP 25816095A JP H0982144 A JPH0982144 A JP H0982144A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却媒体通路を含むケーブル全体を一体構造
に製造でき、しかも、スペーサ管に多数の開孔部を設け
てもスペーサ管が潰れ難いようにすること。 【解決手段】 ケーブル本体１と冷却パイプ４，５との
間に軸方向にスペーサ管２を介在させてそれらを一体的
に形成する。そして、前記スペーサ管２の管壁には、ケ
ーブル本体１との接触位置より円周方向に３０〜６０
度，１２０〜１５０度，２１０〜２４０度および３００
〜３３０度の範囲内に、冷却媒体を自由に流通させるた
めの開孔部を設ける。
に製造でき、しかも、スペーサ管に多数の開孔部を設け
てもスペーサ管が潰れ難いようにすること。 【解決手段】 ケーブル本体１と冷却パイプ４，５との
間に軸方向にスペーサ管２を介在させてそれらを一体的
に形成する。そして、前記スペーサ管２の管壁には、ケ
ーブル本体１との接触位置より円周方向に３０〜６０
度，１２０〜１５０度，２１０〜２４０度および３００
〜３３０度の範囲内に、冷却媒体を自由に流通させるた
めの開孔部を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大容量の電力を長
距離送電する電力ケーブルの送電容量を増加させるた
め、ケーブル本体を冷却媒体で冷却するようにした直冷
電力ケーブルに関するものである。
距離送電する電力ケーブルの送電容量を増加させるた
め、ケーブル本体を冷却媒体で冷却するようにした直冷
電力ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力ケーブルは、送電時に導体に発生す
るオーム損や、金属遮蔽層に発生する渦電流損により発
熱し、絶縁体を熱劣化させる恐れがある。絶縁体を長期
に渡って熱劣化から守るためには、ケーブルの長手方向
に冷却媒体を送ってケーブルを冷却してやる必要があ
る。従来、ケーブルを冷却する方式としては、大別し
て、ケーブルと冷却媒体とを直接接触させて冷却を行う
直接冷却タイプと、ケーブルが敷設される地下のトンネ
ル（洞道）内に冷却管を配設し、周囲の空気を介して冷
却する間接冷却タイプとがある。
るオーム損や、金属遮蔽層に発生する渦電流損により発
熱し、絶縁体を熱劣化させる恐れがある。絶縁体を長期
に渡って熱劣化から守るためには、ケーブルの長手方向
に冷却媒体を送ってケーブルを冷却してやる必要があ
る。従来、ケーブルを冷却する方式としては、大別し
て、ケーブルと冷却媒体とを直接接触させて冷却を行う
直接冷却タイプと、ケーブルが敷設される地下のトンネ
ル（洞道）内に冷却管を配設し、周囲の空気を介して冷
却する間接冷却タイプとがある。
【０００３】その内、効率的に冷却できる直接冷却タイ
プの一方式として、図６に示すような、水等の冷却媒体
６を通す冷却パイプ８の内部にケーブル本体１を引き入
れたものがある。このような方式を採れば、冷却パイプ
８の径を大きくすることにより、冷却パイプ８とケーブ
ル本体１との間に大量の冷却媒体を流すことができて大
きな冷却効果が得られる。
プの一方式として、図６に示すような、水等の冷却媒体
６を通す冷却パイプ８の内部にケーブル本体１を引き入
れたものがある。このような方式を採れば、冷却パイプ
８の径を大きくすることにより、冷却パイプ８とケーブ
ル本体１との間に大量の冷却媒体を流すことができて大
きな冷却効果が得られる。
【０００４】なお、このような直冷電力ケーブルに関連
する従来の文献としては、例えば、特開昭57−212708号
公報，特開昭61−180512号公報等がある。
する従来の文献としては、例えば、特開昭57−212708号
公報，特開昭61−180512号公報等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の直冷電力ケーブルでは、ケーブル本体１と冷却
パイプ８との間に冷却媒体通路となる大きなギャップが
あって、冷却パイプ８とケーブル本体１とを一体構造に
製造できない。そのため、長尺物の製造ができないとい
う問題点がある。また、冷却パイプ８の固定はできて
も、その内部のケーブル本体１の固定ができないため、
縦坑や傾斜地での敷設が難しいという問題点があった。
た従来の直冷電力ケーブルでは、ケーブル本体１と冷却
パイプ８との間に冷却媒体通路となる大きなギャップが
あって、冷却パイプ８とケーブル本体１とを一体構造に
製造できない。そのため、長尺物の製造ができないとい
う問題点がある。また、冷却パイプ８の固定はできて
も、その内部のケーブル本体１の固定ができないため、
縦坑や傾斜地での敷設が難しいという問題点があった。
【０００６】そこで、ケーブル本体１と冷却パイプ８と
の間に、スペーサの役割と冷却媒体通路の役割を兼ねた
スペーサ管を介在させて、充分な冷却媒体通路を確保し
ながらケーブル本体１と冷却パイプ８とを一体化するこ
とも考えられている。しかし、そのようなスペーサ管に
は、冷却パイプ８内における冷却媒体の自由な流れを可
能にするため、管壁に多数の開孔部を設ける必要がある
が、そのような開孔部を設けると、スペーサ管の強度が
低下して側圧に対して潰れ易くなるという問題点が生じ
てくる。
の間に、スペーサの役割と冷却媒体通路の役割を兼ねた
スペーサ管を介在させて、充分な冷却媒体通路を確保し
ながらケーブル本体１と冷却パイプ８とを一体化するこ
とも考えられている。しかし、そのようなスペーサ管に
は、冷却パイプ８内における冷却媒体の自由な流れを可
能にするため、管壁に多数の開孔部を設ける必要がある
が、そのような開孔部を設けると、スペーサ管の強度が
低下して側圧に対して潰れ易くなるという問題点が生じ
てくる。
【０００７】本発明は、そのような問題点を解決し、冷
却媒体通路を含むケーブル全体を一体構造に製造でき、
しかも、スペーサ管に多数の開孔部を設けてもスペーサ
管が潰れ難いようにすることを課題とするものである。
却媒体通路を含むケーブル全体を一体構造に製造でき、
しかも、スペーサ管に多数の開孔部を設けてもスペーサ
管が潰れ難いようにすることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の直冷電力ケーブルでは、ケーブル本体と冷
却パイプとの間に軸方向にスペーサ管を介在させてそれ
らを一体的に形成し、前記スペーサ管の管壁には、ケー
ブル本体との接触位置より円周方向に３０〜６０度，１
２０〜１５０度，２１０〜２４０度および３００〜３３
０度の範囲内に開孔部を設けることとした。
め、本発明の直冷電力ケーブルでは、ケーブル本体と冷
却パイプとの間に軸方向にスペーサ管を介在させてそれ
らを一体的に形成し、前記スペーサ管の管壁には、ケー
ブル本体との接触位置より円周方向に３０〜６０度，１
２０〜１５０度，２１０〜２４０度および３００〜３３
０度の範囲内に開孔部を設けることとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形
態の横断面図である。図１において、１はケーブル本
体、２はスペーサ管、３はバインダーテープ、４はイン
ターロックアーマ、５は外部プラスチックシース、６は
冷却媒体である。
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形
態の横断面図である。図１において、１はケーブル本
体、２はスペーサ管、３はバインダーテープ、４はイン
ターロックアーマ、５は外部プラスチックシース、６は
冷却媒体である。
【００１０】ケーブル本体１にスペーサ管２を縦て添え
し、それらの上に金属製または綿製等のバインダーテー
プ３を卷回して一体的に結束させる。その外側にインタ
ーロックアーマ４を設けて円形断面が保持されるように
した上で外部プラスチックシース５を押出被覆する。そ
れらインターロックアーマ４と外部プラスチックシース
５とが冷却パイプなる。インターロックアーマ４は、図
２に示すように、金属テープを略Ｓ字状に折り曲げて、
周回する隣接テープ同士を噛み合わせていくことによ
り、断面円形で座屈強度に優れ、可撓性に富む長尺管体
を形成できる。また、ケーブル本体１とスペーサ管２に
は大きな接触面圧が加わり、相互間の摩擦力で三者は一
体化される。
し、それらの上に金属製または綿製等のバインダーテー
プ３を卷回して一体的に結束させる。その外側にインタ
ーロックアーマ４を設けて円形断面が保持されるように
した上で外部プラスチックシース５を押出被覆する。そ
れらインターロックアーマ４と外部プラスチックシース
５とが冷却パイプなる。インターロックアーマ４は、図
２に示すように、金属テープを略Ｓ字状に折り曲げて、
周回する隣接テープ同士を噛み合わせていくことによ
り、断面円形で座屈強度に優れ、可撓性に富む長尺管体
を形成できる。また、ケーブル本体１とスペーサ管２に
は大きな接触面圧が加わり、相互間の摩擦力で三者は一
体化される。
【００１１】ところで、スペーサ管２には、インターロ
ックアーマ４内における冷却媒体６の自由な流れを可能
にするため、管壁に多数の開孔部を設ける必要がある。
そこで、そのような開口部を設ける最適位置、すなわ
ち、開孔部を設けてもスペーサ管強度の低下が最小にな
る位置について、図３を参照しながら説明する。
ックアーマ４内における冷却媒体６の自由な流れを可能
にするため、管壁に多数の開孔部を設ける必要がある。
そこで、そのような開口部を設ける最適位置、すなわ
ち、開孔部を設けてもスペーサ管強度の低下が最小にな
る位置について、図３を参照しながら説明する。
【００１２】図３に示すように、半径ｒ(mm)，管の肉厚
ｔ(mm)のスペーサ管２の上下に圧縮力Ｐ(kg)が加わった
場合、スペーサ管２各点の曲げ応力分布がどのようにな
るかを考える。スペーサ管２全周の１／４、Ａ〜Ｂの範
囲の曲げ応力分布を求めれば、その他の部分はそれと対
称な関係になるので、別途求める必要はない。そこで、
Ａ点を固定点，Ｂ点を伸縮点，Ｂ点の曲げモーメントＭ
b ，伸縮力をｆとすると、Ｂ点からの角度θの任意の点
ｉの曲げモーメントＭi は、
ｔ(mm)のスペーサ管２の上下に圧縮力Ｐ(kg)が加わった
場合、スペーサ管２各点の曲げ応力分布がどのようにな
るかを考える。スペーサ管２全周の１／４、Ａ〜Ｂの範
囲の曲げ応力分布を求めれば、その他の部分はそれと対
称な関係になるので、別途求める必要はない。そこで、
Ａ点を固定点，Ｂ点を伸縮点，Ｂ点の曲げモーメントＭ
b ，伸縮力をｆとすると、Ｂ点からの角度θの任意の点
ｉの曲げモーメントＭi は、
【数１】Ｍi ＝Ｍb −ｒｆ（１−ｃｏｓθ） となる。
【００１３】この時、Ａ，Ｂ間に貯えられる弾性エネル
ギーＵは、
ギーＵは、
【数２】 で表せる。ただし、Ｅはヤング率、Ｉはスペーサ管２の
断面２次モーメントである。
断面２次モーメントである。
【００１４】Ｂ点では回転が生じないという境界条件か
ら、カステリアーノの定理を用いると、
ら、カステリアーノの定理を用いると、
【数３】 が成り立つ。
【００１５】そして、数２，数３より、
【数４】Ｍb ＝−ｒｆ（２／π−１） が導出される。
【００１６】数４を数１に代入すると、
【数５】Ｍi ＝ｒｆ（ｃｏｓθ−２／π） となる。
【００１７】一方、曲げ応力σと曲げモーメントＭの関
係は、
係は、
【数６】σ＝Ｍｔ／２Ｉ で定義される。
【００１８】したがって、任意の点ｉにおける曲げ応力
σ（θ）（kg/mm2) は、
σ（θ）（kg/mm2) は、
【数７】σ（θ）＝ｒｆ（ｃｏｓθ−２／π）ｔ／２Ｉ となり、さらに、
【数８】ｆ＝−Ｐ／２ であるから、
【数９】 σ（θ）＝（Ｐｒｔ／４Ｉ）（２／π−ｃｏｓθ） で表せる。
【００１９】数９より、スペーサ管２の１／４円周（Ｂ
→Ａ）における任意の位置の曲げ応力分布は、図４のよ
うになり（応力の正符号は引張応力、負符号は圧縮応力
を）、Ｂ点から５０．５度の位置で曲げ応力σが０にな
る。このことから、冷却媒体の自由な流れを可能にする
ための開孔部を上記曲げ応力σが０になる各位置の近傍
に設ければ、スペーサ管２の耐潰れ強度の低下を最小に
することができることがわかる。
→Ａ）における任意の位置の曲げ応力分布は、図４のよ
うになり（応力の正符号は引張応力、負符号は圧縮応力
を）、Ｂ点から５０．５度の位置で曲げ応力σが０にな
る。このことから、冷却媒体の自由な流れを可能にする
ための開孔部を上記曲げ応力σが０になる各位置の近傍
に設ければ、スペーサ管２の耐潰れ強度の低下を最小に
することができることがわかる。
【００２０】スペーサ管２の試作結果によれば、発生応
力が最大応力Ｍ（Ａ点）に対して３０％以下の範囲内で
あれば、開孔による強度低下は顕著でなく、４０％以上
では強度が顕著に低下する可能性があることがわかっ
た。すなわち、開孔による強度低下が顕著でない範囲
は、図４における点線イ，ロで挟まれる範囲であり、Ｂ
点からの角度範囲としては、３４〜６３度となる。
力が最大応力Ｍ（Ａ点）に対して３０％以下の範囲内で
あれば、開孔による強度低下は顕著でなく、４０％以上
では強度が顕著に低下する可能性があることがわかっ
た。すなわち、開孔による強度低下が顕著でない範囲
は、図４における点線イ，ロで挟まれる範囲であり、Ｂ
点からの角度範囲としては、３４〜６３度となる。
【００２１】ところで、図４より明らかなように、角度
６３〜９０度の領域では応力勾配が大きく応力が急激に
危険領域に達するが、角度３４〜０度の領域では応力勾
配は小さく危険領域は僅かしか存在しない。そこで、３
４〜６３度の範囲の内、角度が小さい部分は多少広げて
下限を３０度にし、角度が大きい部分は逆に多少狭めて
上限を６０度にすることも可能である。そのようにすれ
ば、開孔部が円周上で点対称の位置とすることができ、
製造上の効率がよくなる。
６３〜９０度の領域では応力勾配が大きく応力が急激に
危険領域に達するが、角度３４〜０度の領域では応力勾
配は小さく危険領域は僅かしか存在しない。そこで、３
４〜６３度の範囲の内、角度が小さい部分は多少広げて
下限を３０度にし、角度が大きい部分は逆に多少狭めて
上限を６０度にすることも可能である。そのようにすれ
ば、開孔部が円周上で点対称の位置とすることができ、
製造上の効率がよくなる。
【００２２】スペーサ管２の応力分布は、中心を通る垂
線及び水平線に対して線対称となるので、１円周中で
は、３０〜６０度，１２０〜１５０度，２１０〜２４０
度及び３００〜３３０度の各範囲が開孔に適した領域と
なる。そして、これらの範囲は、スペーサ管２のケーブ
ル本体１との接触位置よりの角度で表しても同様とな
る。
線及び水平線に対して線対称となるので、１円周中で
は、３０〜６０度，１２０〜１５０度，２１０〜２４０
度及び３００〜３３０度の各範囲が開孔に適した領域と
なる。そして、これらの範囲は、スペーサ管２のケーブ
ル本体１との接触位置よりの角度で表しても同様とな
る。
【００２３】なお、上記実施の形態では、スペーサ管２
をケーブル本体１に縦て添えしたが、スペーサ管２をケ
ーブル本体１の周囲に螺旋巻きして設けてもよい。
をケーブル本体１に縦て添えしたが、スペーサ管２をケ
ーブル本体１の周囲に螺旋巻きして設けてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の直冷電力ケー
ブルによれば、冷却媒体通路を含むケーブル全体を一体
構造に製造でき、しかも、スペーサ管に多数の開孔部を
設けて、冷却媒体の充分な流れを確保でき、しかも潰れ
難いスペーサ管となる。
ブルによれば、冷却媒体通路を含むケーブル全体を一体
構造に製造でき、しかも、スペーサ管に多数の開孔部を
設けて、冷却媒体の充分な流れを確保でき、しかも潰れ
難いスペーサ管となる。
【図１】 本発明の一実施形態の横断面図
【図２】 本発明の一実施形態の軸方向断面図
【図３】 スペーサ管に加わる曲げ応力の説明図
【図４】 スペーサ管の曲げ応力分布図
【図５】 スペーサ管の一例を示す図
【図６】 従来の直冷電力ケーブルを示す図
１ ケーブル本体 ２ スペーサ管 ３ バインダーテープ ４ インターロックアーマ ５ 外部プラスチックシース ６ 冷却媒体 ７ 開孔部 ８ 冷却パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 健一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 矢木橋 清智 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ケーブル本体(1) と冷却パイプ(4,5) と
の間に軸方向にスペーサ管(2) を介在させてそれらを一
体的に形成し、前記スペーサ管(2) の管壁には、ケーブ
ル本体(1) との接触位置より円周方向に３０〜６０度，
１２０〜１５０度，２１０〜２４０度および３００〜３
３０度の範囲内に開孔部を設けたことを特徴とする直冷
電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25816095A JP3418281B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 直冷電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25816095A JP3418281B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 直冷電力ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982144A true JPH0982144A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3418281B2 JP3418281B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17316375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25816095A Expired - Fee Related JP3418281B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 直冷電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3418281B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP25816095A patent/JP3418281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3418281B2 (ja) | 2003-06-16 |
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