JPS622408B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS622408B2 JPS622408B2 JP56067298A JP6729881A JPS622408B2 JP S622408 B2 JPS622408 B2 JP S622408B2 JP 56067298 A JP56067298 A JP 56067298A JP 6729881 A JP6729881 A JP 6729881A JP S622408 B2 JPS622408 B2 JP S622408B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- cooling pipe
- polyethylene
- refrigerant
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリエチレン（以下、PEと称す）又
は架橋ポリエチレン（以下、XLPEと称す）絶縁
電力ケーブルにおいて、導体を冷媒により冷却す
る内部冷却式の電力ケーブルの構造に関するもの
である。
は架橋ポリエチレン（以下、XLPEと称す）絶縁
電力ケーブルにおいて、導体を冷媒により冷却す
る内部冷却式の電力ケーブルの構造に関するもの
である。
例えば発電所の発電機とメイントランスの間で
は、低圧（例えば10〜30KV）で大容量（例えば
10〜50KA）の電力ケーブルが必らず必要であ
り、近年この部分の内部冷却式長単長のXLPEケ
ーブルの要求が高まつている。
は、低圧（例えば10〜30KV）で大容量（例えば
10〜50KA）の電力ケーブルが必らず必要であ
り、近年この部分の内部冷却式長単長のXLPEケ
ーブルの要求が高まつている。
従来の内部冷却式XLPEケーブルは、例えば第
１図に一例を示すように、導体表面の電界を乱さ
ないために、冷媒管と導体を兼ねた表面平滑なア
ルミパイプ１１の内部に冷媒２を通し、パイプ１
１の周囲に、半導電層１３、絶縁層１４、半導電
層１５より成るXLPEを押出し被覆し、その上に
金属シールド（図示せず）を施し、その上に必要
に応じて金属シースを介するか、又は直接に塩化
ビニル（PVC）等の防食層６を施したものであ
つた。
１図に一例を示すように、導体表面の電界を乱さ
ないために、冷媒管と導体を兼ねた表面平滑なア
ルミパイプ１１の内部に冷媒２を通し、パイプ１
１の周囲に、半導電層１３、絶縁層１４、半導電
層１５より成るXLPEを押出し被覆し、その上に
金属シールド（図示せず）を施し、その上に必要
に応じて金属シースを介するか、又は直接に塩化
ビニル（PVC）等の防食層６を施したものであ
つた。
しかしかような構造では、次のような欠点があ
つた。
つた。
(イ) 通電による導体のジユール損（オーム損）に
よる発熱熱量は、アルミパイプ１１の内側では
冷媒の方へ流入し、冷却されるが、外側ではパ
イプ１１の直上の絶縁層（XLPE層１３，１
４，１５）を通してケーブル外部に流出する
が、絶縁層から外の熱抵抗のために絶縁層の最
内層の温度が上昇しやすく、パイプ１１の外側
表面が熱的最高温度点となり、この温度によつ
て許容電流が制限され、大電流化がむつかし
い。
よる発熱熱量は、アルミパイプ１１の内側では
冷媒の方へ流入し、冷却されるが、外側ではパ
イプ１１の直上の絶縁層（XLPE層１３，１
４，１５）を通してケーブル外部に流出する
が、絶縁層から外の熱抵抗のために絶縁層の最
内層の温度が上昇しやすく、パイプ１１の外側
表面が熱的最高温度点となり、この温度によつ
て許容電流が制限され、大電流化がむつかし
い。
(ロ) ケーブルの可撓性を保持させるために、大口
径の、例えば外径100mm以上の平滑アルミパイ
プや、厚肉の、例えば厚さ５mm以上のアルミパ
イプの使用はむつかしく、大導体（大電流化）
がむつかしい。
径の、例えば外径100mm以上の平滑アルミパイ
プや、厚肉の、例えば厚さ５mm以上のアルミパ
イプの使用はむつかしく、大導体（大電流化）
がむつかしい。
(ハ) 上述の大口径のアルミパイプがむつかしいこ
とは、長単長では十分な冷媒を流せないことを
意味し、このために冷却区間の長単長化がむつ
かしい。
とは、長単長では十分な冷媒を流せないことを
意味し、このために冷却区間の長単長化がむつ
かしい。
本発明は、上述の欠点を解消するもので、導体
を冷却する構造を改良することにより、導体の発
熱をすべて冷媒で吸収でき、大電流化、長単長化
が可能な内部冷却式のPE又はXLPE電力ケーブ
ルを提供せんとするものである。
を冷却する構造を改良することにより、導体の発
熱をすべて冷媒で吸収でき、大電流化、長単長化
が可能な内部冷却式のPE又はXLPE電力ケーブ
ルを提供せんとするものである。
本発明は、ポリエチレン又は架橋ポリエチレン
絶縁電力ケーブルにおいて、導体をその外径より
大きい内径の半導電性又は絶縁性のポリエチレン
（PE）製冷却パイプ中に収納し、該冷却パイプ中
に冷媒を通して成ることを特徴とする内部冷却式
電力ケーブルである。
絶縁電力ケーブルにおいて、導体をその外径より
大きい内径の半導電性又は絶縁性のポリエチレン
（PE）製冷却パイプ中に収納し、該冷却パイプ中
に冷媒を通して成ることを特徴とする内部冷却式
電力ケーブルである。
本発明における導体は、銅、アルミニウム又は
それらの合金より成るが、大電流用として銅導体
が最適である。又その構造は、断面円形若しくは
楕円形の非分割型の撚線又は圧縮撚線や、分割型
の導体等のいずれでも良い。なお分割型の導体
は、導体断面積が例えば1000mm2以上の場合に使用
し、表皮効果の点で分割セグメント絶縁にするの
が望ましい。
それらの合金より成るが、大電流用として銅導体
が最適である。又その構造は、断面円形若しくは
楕円形の非分割型の撚線又は圧縮撚線や、分割型
の導体等のいずれでも良い。なお分割型の導体
は、導体断面積が例えば1000mm2以上の場合に使用
し、表皮効果の点で分割セグメント絶縁にするの
が望ましい。
以下、本発明を図面を用いて実施例により説明
する。第２図は本発明の実施例を示す横断面図で
ある。図において、１は導体で、その外径より大
きい内径の半導電性のPE製冷却パイプ３中に収
納されている。冷却パイプ３の内径は、導体の冷
却条件、例えば導体寸法、電流容量、冷媒の材
質、ケーブルの冷却区間長、流量、流速、内圧等
より適宜設計される。
する。第２図は本発明の実施例を示す横断面図で
ある。図において、１は導体で、その外径より大
きい内径の半導電性のPE製冷却パイプ３中に収
納されている。冷却パイプ３の内径は、導体の冷
却条件、例えば導体寸法、電流容量、冷媒の材
質、ケーブルの冷却区間長、流量、流速、内圧等
より適宜設計される。
又冷却パイプ３の中に通す冷媒としは、液化フ
ロン、油、水等が用いられる。
ロン、油、水等が用いられる。
次に冷却パイプ３の外側の構造は通常のXLPE
ケーブルの絶縁層と同様であり、例えば半導電層
（図示せず）、絶縁層４および半導電層５より成る
３層のXLPE層が押出し被覆されている。しかし
冷却パイプ３が半導電性のPEから成る場合は、
内部半導電層は省略される場合もあり、第２図で
はこれを省略した例を示している。
ケーブルの絶縁層と同様であり、例えば半導電層
（図示せず）、絶縁層４および半導電層５より成る
３層のXLPE層が押出し被覆されている。しかし
冷却パイプ３が半導電性のPEから成る場合は、
内部半導電層は省略される場合もあり、第２図で
はこれを省略した例を示している。
ここで、冷却パイプは、必ずしも半導電性の
PE製のものを用いる必要がなく、絶縁性のPE製
冷却パイプを用いても良い。
PE製のものを用いる必要がなく、絶縁性のPE製
冷却パイプを用いても良い。
冷却パイプ３を半導電性にするのは、超高圧、
例えば154KV以上で、XLPE絶縁体にかかる電気
ストレス分布（電界分布）を、第３図に示すよう
に、平等放射型にし、従来のケーブルと同様にす
ためである。従つて低圧、例えば77KV以下の場
合には、冷却パイプを絶縁性のPE製のものにし
て、これにも絶縁性能を持たせると、電界分布は
第４図に示すように一様ではないが、電気ストレ
スが小さいので、耐電圧が十分な絶縁厚を設計す
ることは容易にできるから、さらに簡単な構造と
なる。第３図、第４図において、１は導体、３，
３′は冷却パイプ、７はXLPE絶縁体である。
例えば154KV以上で、XLPE絶縁体にかかる電気
ストレス分布（電界分布）を、第３図に示すよう
に、平等放射型にし、従来のケーブルと同様にす
ためである。従つて低圧、例えば77KV以下の場
合には、冷却パイプを絶縁性のPE製のものにし
て、これにも絶縁性能を持たせると、電界分布は
第４図に示すように一様ではないが、電気ストレ
スが小さいので、耐電圧が十分な絶縁厚を設計す
ることは容易にできるから、さらに簡単な構造と
なる。第３図、第４図において、１は導体、３，
３′は冷却パイプ、７はXLPE絶縁体である。
なお、冷却パイプの内部冷媒の圧力に対する設
計は、冷却パイプのPEと、XLPE層の両方でフ
ープストレス（冷媒の圧力による冷却パイプ以遠
の引き裂き力）に耐え得るようにすれば良い。
計は、冷却パイプのPEと、XLPE層の両方でフ
ープストレス（冷媒の圧力による冷却パイプ以遠
の引き裂き力）に耐え得るようにすれば良い。
又半導電層５（第２図）の外周には、銅テープ
等の金属シールド（図示せず）が施され、さらに
その上に必要により鉛被又はアルミ被の様な金属
シース（図示せず）が施されることもあり、更に
その上に例えばPVC又はPEシース等の防食層６
が施されて電力ケーブルが構成される。
等の金属シールド（図示せず）が施され、さらに
その上に必要により鉛被又はアルミ被の様な金属
シース（図示せず）が施されることもあり、更に
その上に例えばPVC又はPEシース等の防食層６
が施されて電力ケーブルが構成される。
かように構成された本発明による内部冷却式の
PE又はXLPE絶縁電力ケーブルは次のような効
果がある。
PE又はXLPE絶縁電力ケーブルは次のような効
果がある。
(イ) 導体をその外径より大きい内径の半導電性又
は絶縁性のポリエチレン製冷却パイプに収納
し、該冷却パイプ中に冷媒を通して成るため、
導体が冷媒にかこまれ、通電による導体の発熱
がすべて冷媒に吸収され、ケーブルの外側に出
されず、絶縁体最内層が従来のように最高温度
点とならないので、許容電流が増加する。しか
も冷却パイプが金属製から半導電性PE更には
PE製と絶縁性が増加する程この部分での通電
電流による発熱が減少してゆくので、この効果
が大きい。
は絶縁性のポリエチレン製冷却パイプに収納
し、該冷却パイプ中に冷媒を通して成るため、
導体が冷媒にかこまれ、通電による導体の発熱
がすべて冷媒に吸収され、ケーブルの外側に出
されず、絶縁体最内層が従来のように最高温度
点とならないので、許容電流が増加する。しか
も冷却パイプが金属製から半導電性PE更には
PE製と絶縁性が増加する程この部分での通電
電流による発熱が減少してゆくので、この効果
が大きい。
(ロ) 導体として必要なだけ大きな断面積の撚線が
使用できるので、可撓性を損わずに大導体化が
可能である。又冷却パイプもPE製で、可撓性
を損わずに大口径のパイプを使用しうるので、
冷媒供給能力を飛躍的に向上させることが可能
である。従つてこれらの効果と(イ)項で述べた冷
却効果により電力ケーブルの大電流化が可能と
なり、又大口径の冷却パイプを使用することに
より、冷媒供給能力が十分とれるので、長冷却
区間化、すなわち冷媒供給、回収装置間の距離
を長くすることが可能となる利点がある。
使用できるので、可撓性を損わずに大導体化が
可能である。又冷却パイプもPE製で、可撓性
を損わずに大口径のパイプを使用しうるので、
冷媒供給能力を飛躍的に向上させることが可能
である。従つてこれらの効果と(イ)項で述べた冷
却効果により電力ケーブルの大電流化が可能と
なり、又大口径の冷却パイプを使用することに
より、冷媒供給能力が十分とれるので、長冷却
区間化、すなわち冷媒供給、回収装置間の距離
を長くすることが可能となる利点がある。
(ハ) 導体が絶縁層から離れているので、接続を絶
縁層とは全く独立して行なえるから、ケーブル
の接続が容易である。
縁層とは全く独立して行なえるから、ケーブル
の接続が容易である。
(ニ) (イ)項で述べた導体の冷却効果により、絶縁体
の通電ON、OFFによる温度差が非常に小さく
なるので、絶縁体の設計に考慮すべき絶縁体の
半径方向の熱伸縮が非常に小さくなり、殆んど
考慮しなくてもよくなる。
の通電ON、OFFによる温度差が非常に小さく
なるので、絶縁体の設計に考慮すべき絶縁体の
半径方向の熱伸縮が非常に小さくなり、殆んど
考慮しなくてもよくなる。
第１図は従来の内部冷却式電力ケーブルの一例
を示す横断面図である。第２図は本発明の実施例
を示す横断面図である。第３図および第４図は本
発明の実施例における電界分布を示す横断面図
で、第３図は冷却パイプが半導電性のポリエチレ
ン製、第４図は同じく絶縁性のポリエチレン製の
場合をそれぞれ示すものである。 １……導体、２……冷媒、３，３′……冷却パ
イプ、４，１４……絶縁層、５，１３，１５……
半導電層、６……防食層、７……ポリエチレン又
は架橋ポリエチレン絶縁体、１１……アルミパイ
プ。
を示す横断面図である。第２図は本発明の実施例
を示す横断面図である。第３図および第４図は本
発明の実施例における電界分布を示す横断面図
で、第３図は冷却パイプが半導電性のポリエチレ
ン製、第４図は同じく絶縁性のポリエチレン製の
場合をそれぞれ示すものである。 １……導体、２……冷媒、３，３′……冷却パ
イプ、４，１４……絶縁層、５，１３，１５……
半導電層、６……防食層、７……ポリエチレン又
は架橋ポリエチレン絶縁体、１１……アルミパイ
プ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ポリエチレン又は架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルにおいて、導体をその外径より大きい内
径の半導電性又は絶縁性のポリエチレン製冷却パ
イプ中に収納し、該冷却パイプ上に直接又は半導
電層を介してポリエチレン又は架橋ポリエチレン
絶縁層が押出し被覆されており、上記冷却パイプ
中に冷却媒を通して成ることを特徴とする内部冷
却式電力ケーブル。 ２ 導体が非分割型又は分割型の銅導体である特
許請求の範囲第１項記載の内部冷却式電力ケーブ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56067298A JPS57182912A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Internal cooling type power cable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56067298A JPS57182912A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Internal cooling type power cable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182912A JPS57182912A (en) | 1982-11-11 |
| JPS622408B2 true JPS622408B2 (ja) | 1987-01-20 |
Family
ID=13340944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56067298A Granted JPS57182912A (en) | 1981-05-02 | 1981-05-02 | Internal cooling type power cable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182912A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49135776U (ja) * | 1973-03-25 | 1974-11-21 |
-
1981
- 1981-05-02 JP JP56067298A patent/JPS57182912A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182912A (en) | 1982-11-11 |
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