JPS5850496B2 - 導体内部水冷ケ−ブルの冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はケーブル導体の内部を冷却水により冷却する導
体内部水冷ケーブルの冷却装置に関するものである。

最近の電力需要の増大に伴ない、大容量送電が必要にな
ってきている。

その１つの方法として、ケーブルを強制的に冷却する方
式が検討されている。

ケーブルの強制冷却方式として、ケーブルの外側に冷却
パイプを布設する方式（間接冷却方式）、ケーブル防食
層の周囲に直接冷媒を流す方式（直接冷却方式）、ケー
ブル導体内部を直接冷却する方式（導体内部冷却方式）
等がある。

このうち最も大容量送電が出来るのは、導体内部冷却方
式である。

導体内部冷却方式にむいて、冷媒の特性としては長手方
向の圧力損失を小さく抑え、冷却ステーション間隔を大
きくするため低粘度であること、渣た比熱が大きいこと
等が要求され、その目安として次式が用いられている。

この（１）式ＲＬは第１、第２の冷媒でそれぞれ冷却し
ているケーブルに同一送電電流を流したときの冷却可能
長りの比を表わすものである。

冷却可能長りは次式で表わされる。

：ケーブル発生熱量（Ｗ／ｍ） ：冷媒の粘性係数（ＮＳ ／ｍ” ） ：冷媒の圧力損失（ｂａｒ） ：冷媒の温度上昇（°Ｃ） ρ：伶媒の密度（ｋｙ／ｍ’ ） ＣＰ：冷媒の比熱（Ｊ／ｋｇ・℃） ｄ：冷媒のパイプ径（ｍ） （１）式にむいて第１の冷媒として水を用い、この水を
１としたときの各冷媒の比率ＲＬを求めると、次表のよ
うになる。

従って、冷却性能の面からみれば、冷媒として水が最も
適していることがわかる。

しかしながら、水を冷媒として用いる場合には、水が導
電性を有するので、冷却装置においては電気絶縁性の面
の対策が放要になる。

第１図はこのような対策を施した従来の導体内部水冷ケ
ーブルの冷却装置の例を示したものである。

即ち、この冷却装置は、導体内部水冷ケーブル１の終端
部２にむいて、高電位部Ｈであるこの終端部２内のケー
ブル導体（図示せず）を流れる？冷却水を、低電位部り
である地上のポンプ３や熱交換器４に導くために、ケー
ブル導体の端末に接続された引出金属管５に冷却水戻し
碍管６等を接続し、この冷却水戻し碍管６等を介してポ
ンプ３側に接続している。

このように従来の冷却装置では、冷却水を高電位部Ｈか
ら低電位部Ｌ（アース電位）に導くのがめんどうになる
欠点がある。

捷た、冷却水の流量が低下した場合、冷却水が沸騰し、
冷却水戻し碍管６等が爆発する危険性がある。

本発明の目的は、冷却性能の面から最も適した冷媒であ
る水を導体内部の水路に流してケーブルを冷却する場合
の問題点を解決できる導体内部水冷ケーブルの冷却装置
を提供するにある。

以下本発明の具体例を図面を参照にして詳細に説明する
。

第２図及び第３図は、第４図又は第５図に示すようにケ
ーブル導体７内に往水路８と復水路９との双方を有する
導体内部水冷ケーブル１に本発明を適用した例を示した
ものである。

本実施例では、導体内部水冷ケーブル１の終端部２側即
ち高電位部Ｈ側に、導体冷却用冷却水の強制循環手段で
ある冷却水循環ポンプ１０と、この冷却水を冷却するた
めの冷却水熱交換器１１とを設置し、ケーブル１の復水
路９と往水路８とをケーブル１の外でつなぐ金属配管１
２の途中にこの冷却水循環ポンプ１０と冷却水熱交換器
１１の放熱管１１ａとを直列接続している。

冷却水循環ポンプ１０として本実施例では電源を必要と
しない流体、駆動ポンプを特に用いている。

捷た、冷却水熱交換器１１内で冷却水と熱交換する冷媒
として油を用いている。

油は一般に電気絶縁性を有するので、高電位部Ｈ側と低
電位部り側との電気絶縁上問題がない。

このような絶縁性冷媒としての油即ち冷却油が高電位部
Ｈ側と低電位部り側とを循環するために冷却油循環路１
３を絶縁パイプにて形成し、高電位部Ｈ側ではこの冷却
油循環路１３に冷却水循環ポンプ１０と冷却水熱交換器
１１とを直列接続して、循環する冷却油で冷却水循環ポ
ンプ１０を、駆動すると共に冷却水熱交換器１１内で冷
却水と熱交換させるようにし、一方低電位部り側ではこ
の冷却油循環路１３に冷却油循環ポンプ１４と冷却油熱
交換器１５とを直列接続して、ポンプ１４で冷却油を強
制循環させると兵に熱交換器１５で冷却油の放熱を行わ
せるようにしている。

このように高電位部Ｈ側で冷却水を冷却油と熱交換して
冷却を行わせるようにすると、導電性を有する冷却水を
低電位部り側に導く必要がなく、従って冷却水戻し碍管
等を必要としなくなる。

オた、冷却水を放熱させるために高電位部Ｈ側と低電位
部り側とを循環する冷媒は電気絶縁性を有する冷却油な
ので、電気絶縁性上問題がない。

更に、冷却水循環ポンプ１０として、本実施例では流体
駆動ポンプを用いているので、高電位部で絶縁破壊され
ないように配慮した高価な電源供給設備が不要である。

第６図は第７図に示すようにケーブル導体７内に往水路
８又は復水路９かのいずれか一方を有する導体内部水冷
ケーブル１，１′を同相２条布設する場合に本発明を適
用した例を示したものである。

このように水路がケーブル導体Ｔ内に１条だけ設けられ
ている場合には、有効冷媒通路径を大きくとることがで
き、より長距離の冷却が可能となる。

な釦、冷却水としては熱容量を大きくするための溶質を
とかし込んだ水等も含１れることは勿論である。

また上記実施例では、冷却水循環ポンプ１０として流体
駆動ポンプを用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、電動ポンプも用いることができる。

以上説明したように本発明に係る導体内部水冷ケーブル
の冷却装置に唱いては、冷却性能の面から最も適した冷
媒である水を導体内部の水路に流してケーブルを冷却し
ているので、絶縁油で冷却する場合に比べて冷却効率が
高く、効率良くケーブルを冷却することができ、且つこ
の冷却水を導体内部の水路に流す場合の問題点も解決す
ることができる。

即ち、本発明では、高電位部側に冷却水循環ポンプと冷
却水熱交換器を設置し、この冷却水熱交換器内で冷却水
を冷却油と熱交換させて冷却するようにしたので、冷却
水を低電位部側に導く必要がなくなり、冷却水戻し碍管
等を省略でき、その爆発の危険性を回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置の概略構成図、第２図は本発明
に係る導体内部水冷ケーブルの冷却装置の一実施例の系
統図、第３図は第２図に示す装置を更に具体的に示した
概略断面図、第４図及び第５図は導体内部に２つの水路
を有する導体内部水冷ケーブルの２種の導体内部構造の
例を示す断面図、第６図は本発明に係る冷却装置の他の
実施例の系統図、第７図は導体内部に１つの水路を有す
る導体内部水冷ケーブルの導体内部構造の例を示す断面
図である。 Ｌｌ’・・導体内部水冷ケーブル、Ｈ・・・高電位部、
Ｌ・・・低電位部、７・・・ケーブル導体、８，９・・
・水路、１０・・・冷却水循環ポンプ、１１・・・冷却
水熱交換器、１３・・・冷却油循環路、１４・・・冷却
油循環ポンプ、１５・・・冷却油熱交換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導体内部の水路に冷却水を流して冷却する導体内部
   水冷ケーブルの冷却装置において、前記冷却水を強制循
   環させるための冷却水循環ポンプと前記冷却水を絶縁油
   と熱交換して冷却するための冷却水熱交換器とが前記導
   体内部水冷ケーブルの高電位部側に設置され、前記冷却
   水熱交換器内を通って前記冷却水と熱交換する前記冷却
   油の循環路が前記高電位部と低電位部との間に跨がって
   形成され、前記低電位部にむける前記循環路の途中に前
   記冷却油を強匍謔環させる冷却油循環ポンプと前記冷却
   油を冷却する冷却油熱交換器とが設置されていることを
   特徴とする導体内部水冷ケーブルの冷却装置。