JPS6337574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動する液体絶縁充てん材（“オイ
ル”）を有し、この充てん材は、ストツプジヨイ
ント［stop joint］に接続されるオイルタンクに
より、圧力を加えられて保持され、少なくとも１
つのこうした接続にオイル浄化用ユニツトを組み
込んでいる、オイル充てんされた電力ケーブル設
備に関する。

［従来の技術］ オイル充てんされた電力ケーブル設備の電気的
負荷の変化は、結果として温度変化を生じさせ、
オイルの膨張ならぶに収縮を生じさせる。このよ
うにして起るオイルの移動を制限するため、なら
びに、実質的な高さの違い（山岳地帯や鉱山の縦
坑などで発生しやすい）が前記設備の異なる部分
間におきたとき、過度の高圧が生じるのを防止す
るため、前記ケーブル設備を水力学的に独立な部
分に分割する液もれのない「ストツプジヨイン
ト」を適切な間隔で組み込むことが実行される。
簡単化の目的のため、用語「ストツプジヨイン
ト」はここで、ケーブルが電気装置または異なつ
たタイプの導体に接続される液漏れのないシーリ
ング端部を含むような広い意味に使われる。前記
設備の温度が上昇すると、オイルが膨張して流入
し、前記設備が冷えると、要求される圧力を維持
し、オイルが完全に充てんされた絶縁状態を保つ
ために、必要なオイルを供給する少なくとも１つ
のオイル貯蔵器が、１つの水力学的に独立な区劃
に設けられた少なくとも１つのストツプジヨイン
トに連結されている。

このようなストツプジヨイントは、ケーブル設
備の最も傷つきやすい部分にかこまれている。な
ぜなら、ストツプジヨイントは導体の電位からオ
イルタンクのアース電位まで流れるオイルの通路
にならなければならないからである。また、該設
備の他の場所について言えば、オイルはかなり均
一な電位（例えば負荷を担う導体の内部）にある
隙間を流れるか、または紙（オイルの絶縁破壊耐
力を強め、オイルに固形不純粉子が存在する危険
を最少とする）の小孔の中に存在する。該設備の
他の個所に通常な重大な影響をおよぼさない少し
の量の品位を下げる不純物（例えば微小な銅繊維
あるいはケーブル導体から出た他の小片あるいは
ゴム シーリング リングから溶け出した硫黄化
合物）によるオイルの汚染は、結果的にオイルの
通路に絶縁破壊を生じさせ、ストツプジヨイント
の爆発による破損（それはある設備においては修
理に英貨数万ポンドを要し、かつその間その設備
を稼動できない）を生じさせる。

我々のヨーロツパ特許出願番号79300298.1［公
告番号0004157］において、我々は、ストツプジ
ヨイントとオイルタンクとの間のオイルフローの
接続が、並列のふたつの通路からなるオイル充て
んされた電力ケーブル設備について記載してい
る。

オイルがケーブルからタンクに行くとき通常は
通過して流れる濾過器を含むオイル浄化ユニツト
を第１の通路は備えている。そして、ケーブルの
中のオイル圧がタンクの中のオイル圧より低くな
れる程度を制限するためにタンクからオイルを流
出させる一方向弁を第２の通路は有する。先の発
明の望ましい形の場合、第１の通路はさらに、逆
方向にフイルタを通つて実質的にオイルが流れる
のを防止するための逆止弁を含む。加えて、第
１、第２の通路に並列に設けられ、ケーブルの中
のオイル圧を制限するためにオイルが濾過器をう
回するようにさせる圧力逃し弁を有する第３の通
路がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来のオイル充てんされた電力ケーブ
ル設備は、タンクとケーブル間のオイルの浄化の
ために第１、第２、第３の通路及び一方向弁や逆
止弁等の可動部品も含んでいるので複雑であり、
この複雑な結果、原価や故障率が高くなるという
欠点がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のオイル充てんされた電力ケーブル設備
は、ストツプジヨイントに接続されているオイル
タンクにより圧力を加えられて保持されている充
てんオイルを有し、少なくともひとつのこうした
接続にオイル浄化用ユニツトを組み込んでいる種
類のオイル充てんされた電力ケーブル設備であつ
て、設備が必要とする流れの最大速度のもとで、
オイル浄化用ユニツトによる圧力降下が、
20kN／m²（キロニユートン／m²）を超えるよう
に、該オイル浄化用ユニツトが、細粒の形状をし
た活性な浄化剤からできた円柱状またはベツド状
のものであり、該オイル浄化用ユニツトのストツ
プジヨイントとオイルタンクとの接続はそれぞれ
一本の単純なオイル通路でなされている。

［作用］ 本発明は、浄化ユニツトが細粒の形をした活性
な浄化剤でできた円柱状またはベツド状のものを
有することを特徴としている。そして、その細粒
は、ケーブル設備が必要とする最高流速の条件
で、浄化ユニツトによる圧力降下が20kN／m²以
下（望ましくは10kN／m²未満）であるような大
きさの隙間を設定するものである。20kN／m²の
数値はオイルが浄化ユニツトを通過する際受ける
抵抗を表わしており、抵抗がこの数値より大きい
とオイルがケーブルからオイルタンクに流れ出す
のに余分な圧力が必要となり、ケーブル外装を変
形しやすく、油もれを発生しやすくなり、またそ
れとは逆方向に流れなければならない場合、オイ
ルタンクからケーブルに十分なオイルが供給され
ずケーブルに空所が生じ、その結果、絶縁破壊が
生じてしまうことが設計経験上分つている。ま
た、安全をみれば10kN／m²未満が望ましい。

オイルが浄化剤にさらされるのが延長されてい
るので（通常の浄化操作では一時間もさらされな
いことに比較すれば、この設備でさらされるのは
設備の寿命と比較できるから）、接触面積が減少
すること、つまり大きな粒のものを使用すること
が容認される。

要求されている細粒の寸法は、細粒の形状やあ
る程度のそのシステムの他の変数と関係して変る
が、約長さ1.2ｍ直径0.4ｍの円柱状のカラム
（calumn）を有する従来設計のシステムに対して
は、直径が１mmから５mmである球形をした細粒あ
るいは他の形状で小型な細粒が適している。

円柱状をしたもの（以降カラムと記す）または
ベツド状をしたもの（以降ベツドと記す）は、オ
イルが出入りできるようなワイヤメツシユまたは
他の孔のある、あるいは多孔質の物質でできた壁
を用いて、細粒の実質的な移動を阻止するため
に、きつちりと囲まれているのが望ましい。他の
安定した状態が発生するかもしれないので囲んで
いる壁の一部分は、カラムまたはベツドの中の細
粒方向に押されているのが望ましい。我々は、側
壁は浸透性がなく、両端末の壁はワイヤメツシユ
で両端末の壁の一方が固定され、他方が内側に押
されている円柱状のカラムまたはベツドがよいと
思う。

浄化ユニツトは、さらにカラムありいはベツド
の隙間を通過してしまうほど細いオイルの粒状不
純物を除去するためメカニカルフイルタを１個有
していてもよいし、そのようなフイルタがカラム
またはベツドの両側に１個ずつ、合計２個設けて
あればよりよいであろう。圧力降下に関する必要
条件によつては、従来の濾過手段以外に、細い活
性あるいは不活性の細粒でできている。割合に浅
いベツドをも含めて、繊維質のメカニカルフイル
タ（例えば紙からできているもの）が使用可能で
ある。このようなフイルタがカラムまたはベツド
を囲む壁の多孔質の部分を構成するものも好まし
いし、フイルタがベツドから間隙をあけて設けら
れても同様に効果的である。

オイルが新しいとき、細粒にするための活性な
物質として分子ふるい特にアルミノ珪酸塩をベー
スにしたものが望ましい。最も望ましいものとし
ては、「分子ふるい13X（Molecular Sieve 13X）
として知られている物質であつて、組成 Na（（AlO₂）（SiO₂）・XH₂O ［この式、ならびにつぎの式の場合、Ｘは熱処
理の履歴に従つて変化する］と約1nm（１ナノメ
ータつまり10オングストローム）の有効な開口寸
法とを有している。これは焼いた粘土を結合して
得られるもので、球形の細粒の場合、１から２
mm、あるいは５mmの直径を有し、筒形のペレツト
の場合、直径が1.6mmか、3.2mmである。これらは
すべて適切であるが、しかし、どちらかといえば
球形の細粒が望ましい。

それぞれの組成 Na₁₂［（AlO₂）₁₂（SiO₂）₁₂・XH₂Oと Ca₉Na₆［（AlO₂）₁₂（SiO₂）₁₂］₂・XH₂Oとを有す
るモレキユラシーブ4Aと5Aは、同じような細粒
の形のものとして入手でき、これらもまた使用に
適している。

しかしながら、もし本発明が、古いオイルを含
む既存の設備に彩用されるならば、さらに強力に
活性な物質が望ましい。そして適合するものとし
ては、以下のものがある。

１ 熱処理されたアタパルジヤイト
［attapulgite］粘土であつて、4/8あるいは8/1
６の米国標準メツシユ［U.S.standardmesh］の
細粒のものが適切である［これらのメツシユの
式の場合、第１の数字は、物質が全て通過する
標準ふるいのインチ当りワイヤ数を特定し、第
２の数字は、その物質が全て通過できない標準
ふるいのインチ当りのワイヤ数を特定する］。
これらの寸法グレードの使用に適切な細粒は、
エンゲルハード［Engelhard］工業社によつ
て、アタパルガス［Attapulgus］ALVMなら
びに、アタパルガス［Attapulgus］ARVMと
して供給されている。

２ エンゲルハード［Engelhard］工業社によつ
て、「レギユラグレードポロセル10/20メツシユ
［Regular Grade Porocell 10／20mesh］」の
名前で市販されている細粒状で活性化されたア
ルミナが望ましい［これは、２％までの揮発性
物質を含む］。また、ラポーテ［Laporte］工
業社によつて市販されている活性化されたアル
ミナ細粒、ならびに漂白されたボーキサイトで
あり、ほぼ同じ粒子サイズのものも適合する。

活性細粒でなるカラム１は、筒形で、簡単化の
ために水平配置されている。垂直配置は、付加的
な支持部材を使用することによつて可能であり、
恐らく、より多く行なわれるかもしれない。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は本発明のオイル充てんされた電力ケー
ブル設備の一実施例を示す構成図である。

カラム１は、推奨された細粒のいずれを使用し
てもよいが、ビチユーメン［bitumen］あるいは
他の適切な物質５でみたされた保護用のケーシン
グ４の中の支持体３によつて固定されたステンレ
ススチールのドラム２に入れられる。カラム１
は、ドラム２の周囲壁によつて直接閉じ込めら
れ、両端部は、ワイヤメツシユのスクリーン６，
７によつて抑えられる。スクリーン６は固定され
ているが、スクリーン７は、ドラムにスライド結
合され、スプリング９によつてカラム１の方向に
押されているフレーム８に配設されている。カラ
ムの一端は、ダクト１０によつて、ストツプジヨ
イント１１に接続され、他端は、ダクト１２によ
つて、オイルタンク１３に接続されている。

メカニカルフイルタが、もし必要なら、スクリ
ーン６，７の一方、または両方に組み込むことが
できるし、あるいは図示の如く、個々のフイルタ
ユニツト１４をダクト１１，１２の一方、または
両方に組み込むことができる。

次に、第１図に基づいて、各装置が接続された
ときのオイルの流れを説明する。

ストツプジヨイント１１はオイル充てんされた
ケーブルＣ１，Ｃ２は従来例と同様に水力学的に
分割している。また、ストツプジヨイント１１は
ケーブルＣ１とダクト１０の間のオイルだけが相
互に移動できるように接続されている。ケーブル
Ｃ２のオイルについても、他のストツプジヨイン
トを介してケーブルＣ１のオイルと同様に扱われ
るので、ここではケーブルＣ１に関する説明のみ
とする。

ケーブルＣ１内の電力消費等によりケーブルＣ
１のオイルの温度が上昇し、オイル圧が上ると、
オイルはケーブルＣ１からストツプジヨイント１
１、ダクト１０、フイルタユニツト１４、カラム
１、フイルタユニツト１４、ダクト１２を経てタ
ンク１３に流入する。

ケーブルＣ１内の電力消費の低下などにより、
ケーブルＣ１のオイルの温度が低下すると、ケー
ブルＣ１のオイル圧が下がり、オイルはタンク１
３からダクト１２、フイルタユニツト１４、カラ
ム１、フイルタユニツト１４、ダクト１０を経て
ケーブルＣ１に流入する。このサイクルでオイル
はカラム１およびフイルタユニツトで浄化され
る。

通常、球形で直径が３〜５mmの「モレキユラシ
ーブ［Molecular Sieve］13X」の細粒で形成さ
れた長さ1.2ｍ、直径0.4ｍのカラム１を使用した
仕様の装置では、流量比が分当り2.5リツタ、オ
イル粘度30cs（Centistokes）の条件でカラム１に
よるオイル圧力降下が約1kN／m²（１キロニユー
トン／平米）である。

［発明の効果｝ 以上説明したように本発明は、オイル充てんさ
れたケーブルとオイルタンク間に流体抵抗の低い
浄化用ユニツトを設け、ケーブルと浄化用ユニツ
ト間、浄化用ユニツトとオイルタンク間をそれぞ
れ可動部品のない単純な一本の経路で接続するこ
とにより、従来のものに比較して簡潔で経済的な
故障の少ないオイル充てんされた電力ケーブル設
備を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオイル充てんされた電力ケー
ブル設備の一実施例を示す構成図である。 １……カラム、２……ドラム、３……支持体、
４……ケーシング、５……物質、６，７……スク
リーン、８……フレーム、９……スプリング、１
０，１２……ダクト、１１……ストツプジヨイン
ト、１３……ダクト、１４……フイルタユニツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ストツプジヨイントに接続されているオイル
   タンクにより圧力を加えられて保持されている充
   てんオイルを有し、少なくともひとつのこうした
   接続にオイル浄化用ユニツトを組み込んでいる種
   類のオイル充てんされた電力ケーブル設備であつ
   て、設備が必要とする流れの最大速度のもとで、
   オイル浄化用ユニツトによる圧力降下が、
   20kN／m²を超えないように、該オイル浄化用ユ
   ニツトが、細粒の形状をした活性な浄化剤からで
   きた円柱状またはベツド状のものであり、該オイ
   ル浄化用ユニツトのストツプジヨイントとオイル
   タンクとの接続はそれぞれ一本の単純なオイル通
   路でなされているオイル充てんされた電力ケーブ
   ル設備。 ２ 該圧力降下が10kN／m²未満である特許請求
   の範囲第１項に記載のオイル充てんされた電力ケ
   ーブル設備。 ３ 該細粒が直径１mmから５mmである球形または
   他の小さな形状をしている特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載のオイル充てんされた電力ケ
   ーブル設備。 ４ 該細粒が分子ふるいである特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれか一項に記載のオイル
   充てんされた電力ケーブル設備。