JP2004251672A

JP2004251672A - Cable pipeline temperature estimation method

Info

Publication number: JP2004251672A
Application number: JP2003040337A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suzuki; 弘鈴木
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for estimating the maximum temperature of a pipeline, where a power cable is laid over the entire pipeline length to be measured without laying any optical fiber temperature sensors. <P>SOLUTION: In the temperature estimation method of a cable pipeline where cables are laid, and a cable pipeline having a hollow duct, a tentative pipeline temperature T<SB>cl</SB>in the cable pipeline is obtained by multiplying a hollow duct temperature T<SB>v1</SB>at a pipeline temperature estimation position 1 by the temperature increase ratio between the cable pipeline and the hollow duct at a temperature measurement position 3. Further, at a temperature measurement position 2, a correction temperature ΔT<SB>c1</SB>in the cable pipeline at the pipeline temperature estimation position 1 is obtained from a correction temperature ΔT<SB>c2</SB>as the difference between a measurement temperature T<SB>c2</SB>in the cable pipeline and a temperature obtained by multiplying the temperature increase ratio between the cable pipeline and the hollow duct at the temperature measurement position 3. The correction temperature ΔT<SB>c1</SB>is added to the tentative pipeline temperature T<SB>c1</SB>', thus estimating the temperature as the pipeline temperature T<SB>c1</SB>in the cable pipeline at the pipeline temperature estimation position 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブル線路において電力ケーブルが布設された管路温度を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下の土壌内に埋設したマンホールの電力ケーブル線路において電力ケーブルが布設された管路の温度を計算する方法として、電力ケーブルが布設された管路の隣の空管路に温度センサを布設し、その後、空管路の温度を計算マニュアル式に代入して算出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１６５７８１号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、計算マニュアル式に代入して算出する方法は、管路温度を測定する全長にわたって光ファイバ温度センサを布設しなければならないが、管路内における電力ケーブルの布設状況によっては、光ファイバ温度センサを全長にわたって布設できないことがある。そのとき、管路内の温度を全長にわたって検出できないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、電力ケーブルが布設されたケーブル管路の最高温度を測定する管路全長にわたって光ファイバ温度センサを布設することなく推定する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ケーブルを布設したケーブル管路の温度を光ファイバ温度センサの検出結果に基づいて推定するケーブル管路温度推定方法において、前記ケーブル管路の一部に光ファイバ温度センサを布設するステップと、前記ケーブル管路に平行して設けられた空管路の全長にわたって光ファイバ温度センサを布設するステップと、前記ケーブル管路の前記一部に対応する前記空管路の一部の少なくとも１つの第１の点の温度を検出するステップと、前記ケーブル管路の前記一部の残りの１点に対応する前記空管路の第２の点の温度を検出するステップと、前記ケーブル管路の前記一部の前記残りの部分の前記１点の温度を前記空管路の前記第２の点の温度に基づいて推定するステップを含むことを特徴とするケーブル管路温度推定方法を提供する。
【０００７】
請求項２記載の発明は、ケーブルを布設したケーブル管路のほかに空管路を有するケーブル線路の、前記ケーブル管路の温度を推定する方法において、前記空管路の一端の管路口から長手方向に沿って温度を測定して、前記空管路の長手方向に沿った温度分布を求め、前記測定された温度が最も高くなる箇所を管路温度推定位置として特定する温度推定位置特定ステップと、前記空管路において、前記管路温度推定位置、前記管路口から前記管路温度推定位置に至る途中の第１の位置と、前記第１の位置と前記管路温度推定位置との間の第２の位置において管路温度を測定する空管路温度測定ステップと、前記ケーブル管路において、前記第１及び第２の位置において管路温度を測定するケーブル管路温度測定ステップと、前記ケーブル管路の前記管路温度推定位置における仮の温度を、前記空管路における前記管路温度推定位置での測定温度に前記ケーブル管路における前記第１の位置における測定温度の前記空管路における前記第１の位置での温度からの温度上昇比に乗じて一旦計算する仮温度計算ステップと、前記ケーブル管路の前記第２の位置における仮の管路温度を、前記空管路における前記第２の位置での測定温度に前記ケーブル管路における前記第１の位置における測定温度の前記空管路の測定温度からの温度上昇比に乗じて求め、前記計算して得られた前記ケーブル管路の前記第２の位置における前記仮の管路温度と前記ケーブル管路の前記第２の位置で測定した前記管路温度との温度差を前記第１の位置と前記第２の位置間の距離及び前記第１の位置と前記管路温度推定位置の距離の比を乗じて求め、得られた温度を前記ケーブル管路における前記管路温度推定位置での補正温度とする補正温度計算ステップと、前記仮温度計算ステップにおいて計算により得られた前記管路温度推定位置における前記仮の温度と前記補正温度計算ステップおいて計算により得られた前記補正温度を加えて得られた温度を、ケーブル管路の管路温度推定位置における管路温度と推定する管路温度推定ステップを含むことを特徴とするケーブル管路温度推定方法を提供する。
【０００８】
ケーブル管路全長に渡って光ファイバ温度センサを布設できなくても、ケーブル管路と空管路の温度上昇差から補正値を求め、ケーブル管路の管路温度推定位置における管路温度と推定することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記仮温度計算ステップ及び前記補正温度計算ステップは、前記空管路温度測定ステップ及び前記ケーブル管路温度測定ステップにおいて所定範囲の時間又は所定時間の間隔により測定して得られた温度の平均温度を用いて計算を行うことを特徴とする請求項１記載のケーブル管路温度推定方法を提供する。
【００１０】
測定温度データの平均を用いることで、時間や季節などに応じてより正確にケーブル管路の温度を推定することができるようになる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記所定範囲の時間又は所定時間の間隔は、１日又は１週間であることを特徴とする請求項２記載のケーブル管路温度推定方法を提供する。
【００１２】
請求項５記載の発明は、ケーブルを布設したケーブル管路のほかに空管路を有するケーブル線路の、前記ケーブル管路の温度を推定する方法において、前記空管路の一端の管路口から長手方向に沿って温度を測定して、前記空管路の長手方向に沿った温度分布を求め、前記測定された温度が最も高くなる箇所を管路温度推定位置として特定する温度推定位置特定ステップと、前記空管路において、前記管路温度推定位置、前記管路口から前記管路温度推定位置に至る途中の第１の位置において管路温度を測定する空管路温度測定ステップと、前記ケーブル管路において、前記第１の位置において管路温度を測定するケーブル管路温度測定ステップと、前記管路温度推定位置及び前記第１の位置において土壌固有熱抵抗を求める土壌固有熱抵抗推定ステップと、前記第１の位置における前記ケーブル管路及び前記空管路の温度上昇差を求め、前記温度上昇差に前記第１の位置及び前記管路温度推定位置における土壌固有熱抵抗の比を乗じて前記管路温度推定位置における前記ケーブル管路における空管路及びケーブル管路の温度上昇差の補正温度を算出する補正温度差計算ステップと、前記補正温度差計算ステップにおいて計算により得られた前記管路温度推定位置における補正温度と前記空管路温度測定ステップおいて測定された前記空管路の温度を加えて得られた温度を、前記ケーブル管路の前記管路温度推定位置における管路温度と推定する管路温度推定ステップを含むことを特徴とするケーブル管路温度推定方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明による電力ケーブルが布設されたケーブル管路の温度推定方法の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力ケーブル管路の温度推定方法を説明するための模式図を示す。この電力ケーブル管路の温度推定方法においては、地表面１１から所定の深さの土壌１２の中に電力ケーブルを布設していない空管路１５と、電力ケーブル１６が布設されるケーブル管路１４と、空管路１５内を管路長手方向に沿って布設される光ファイバ温度センサ１７ａと、ケーブル管路１４内を管路長手方向に沿って布設される光ファイバ温度センサ１７ｂとを必要とする。
【００１５】
光ファイバ温度センサは１７ａは、ケーブル管路１４の最高温度となる距離を超えて空管路１５に布設され、光ファイバ温度センサ１７ｂは、電力ケーブル１６が布設されたケーブル管路１４の最高温度に至る途中までの距離に布設されている。光ファイバ温度センサ１７ａ，１７ｂの一端は、洞道１３からそれぞれの管路を出て温度測定装置１８に接続される。電力ケーブル１６は、管路口１９から布設される。
【００１６】
ここで、電力ケーブル１６が発熱すると、ケーブル管路１４、土壌１２を介して空管路１５に熱伝達が行われ、時間が充分に経過すると、管路口１９からの温度低下の影響が及ぶ範囲２０よりも奥の地点においては、ケーブル管路１４及び空管路１５は、定常的な温度分布を形成する。
【００１７】
本発明の電力ケーブルが布設されたケーブル管路の温度推定方法について図２を参照しながら説明する。図２は、ケーブル管路の温度Ｔ_ｃ及び空管路の温度Ｔ_ｖの関係を示す。
【００１８】
まず、空管路１５において、電力ケーブル布設方向に沿った空管路長手方向の管路内温度分布を、光ファイバ温度センサ１７ａを用いた温度測定装置１８で測定し、測定温度が最も高くなる位置を管路温度推定位置１として特定する。空管路１５の管路温度推定位置１における温度をＴ_ｖ１とする。
【００１９】
また、空管路１５の長さ方向に沿った温度測定位置３で管路内の温度を測定し、その温度をＴ_ｖ３とする。更に、温度測定位置３と管路温度推定位置１との間の位置２においても管路内の温度を測定し、その温度をＴ_ｖ２とする。
【００２０】
電力ケーブル１６が布設されたケーブル管路１４においても同様にケーブル管路１４の長さ方向に沿った温度測定位置３で管路内の温度を測定し、その温度をＴ_ｃ３とする。また、温度測定位置３と管路温度推定位置１との間の温度測定位置２においても管路内の温度を測定し、その温度をＴ_ｃ２とする。なお、ケーブル管路１４及び空管路１５において、管路口１９付近は管路の温度低下が生じるため、その影響が及ぶ範囲２０よりも管路温度推定位置１側の位置において管路内の温度の測定を行う。なお、ケーブル管路１４に布設された光ファイバ温度センサ１７ｂは、管路温度推定位置１まで達していない。
【００２１】
ここで、管路温度推定位置１におけるケーブル管路１４の仮の管路温度Ｔ_ｃ１’を、管路温度推定位置１における基底温度Ｔ_０１、温度測定位置３における基底温度Ｔ_０３、温度測定位置３における空管路１５の測定温度Ｔ_ｖ３、温度測定位置２における空管路１５の測定温度Ｔ_ｖ２、管路温度推定位置１における空管路１５の測定温度Ｔ_ｖ１を用いて（１）により一旦計算する。
【００２２】
Ｔ_ｃ１’＝Ｔ_０１＋（Ｔ_ｖ１−Ｔ_０１）×（Ｔ_ｃ３−Ｔ_０３）／（Ｔ_ｖ３−Ｔ_０３）…（１）
【００２３】
また、管路温度推定位置１におけるケーブル管路１４の仮の管路温度Ｔ_ｃ１’についての補正温度ΔＴ_ｃ１を以下のように計算して求める。
【００２４】
すなわち、温度測定位置２におけるケーブル管路１４の計算による管路温度Ｔ_ｃ２’を、温度測定位置３における基底温度Ｔ_０３、温度測定位置２における基底温度Ｔ_０２、温度測定位置３における空管路１５の測定温度Ｔ_ｖ３、温度測定位置２における空管路１５の測定温度Ｔ_ｖ２、及びケーブル管路１４の温度測定位置３における測定温度Ｔ_ｃ３を用いて、（２）により求める。
【００２５】
Ｔ_ｃ２’＝Ｔ_０２＋（Ｔ_ｖ２−Ｔ_０２）×（Ｔ_ｃ３−Ｔ_０３）／（Ｔ_ｖ３−Ｔ_０３）…（２）
【００２６】
ついで、管路温度推定位置１におけるケーブル管路１４の仮の管路温度Ｔ_ｃ１’についての補正温度ΔＴ_ｃ１を、ケーブル管路１４の温度測定位置２においての測定温度Ｔ_ｃ２と計算して得られた仮の管路温度Ｔ_ｃ２’との差と管路温度推定位置１及び２間の距離Ｌ_１２と温度測定位置３及び管路温度推定位置１間の距離Ｌ_１３を用いて（３）により求める。
【００２７】
ΔＴ_ｃ１＝（Ｔ_ｃ２’−Ｔ_ｃ２）×Ｌ_１３／Ｌ_１２ …（３）
【００２８】
そして、（４）のように、得られた補正温度ΔＴ_ｃ１を先に計算して得られた仮の管路温度Ｔ_ｃ１’に加えることにより、ケーブル管路１４の管路温度推定位置１における管路温度Ｔ_ｃ１と推定する。
【００２９】
Ｔ_ｃ１＝Ｔ_ｃ１’＋ΔＴ_ｃ１ …（４）
【００３０】
また、１日（２４時間）又は１週間（１６８時間）の測定温度データの平均を求め、ケーブル管路１４の管路温度推定位置１の仮の管路温度Ｔ_ｃ１’を（５）により求めてもよい。
【００３１】

【００３２】
ここで、Ｃ及びＤは、測定温度データに基づく定数である。なお、上記（１）においては、定数Ｃ＝１、Ｄ＝０であるので、定数Ｃ及びＤは、省略してある。測定温度データの平均を用いることで、時間や季節などに応じてより正確にケーブル管路の温度を推定することができる。
【００３３】
第１の実施の形態に係るケーブル管路測定方法によれば、電力ケーブルが布設された管路の最高温度を、布設された電力ケーブルの発熱量（又は負荷電流及び交流導体抵抗）を求めることなく、また、測定する管路全長にわたって光ファイバ温度センサを布設することなく推定することができる。
【００３４】
図３から図５は、本発明の第２の実施の形態に係る電力ケーブルが布設されたケーブル管路の温度推定方法を示し、図３は、ケーブル管路温度推定方法に用いる装置の説明図を示し、図４は、電力ケーブル管路の断面説明図を示す。
【００３５】
この装置は地表面１１の下に電力ケーブル線路３２が埋設され、電力ケーブル線路３２は、管路部３３と管路部３３に形成されたケーブル管路２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂを通して布設された電力ケーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、空管路２４ｂ，２５ｂとからなる。
【００３６】
光ファイバ温度センサ２７ａは、空管路２５ｂに布設され、光ファイバ温度センサ２７ｂがケーブル２６ｂを布設したケーブル管路２５ａに布設される。光ファイバ温度センサ２７ａ，２７ｂの一端は温度測定ユニット３５に連結されている。温度測定ユニット３５からの温度情報は、信号伝送装置４０と信号受信装置４１を通して温度解析装置４２に送られ、導体温度の推定計算が行なわれる。計算の締果は、温度表示・記億装置４３で表示及び保存される。
【００３７】
図４は電力ケーブル線路３２および管路部３３の断面を示す。土壌１２に埋設された管路部３３は、コンクリート４４と、電力ケーブル２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを通したケーブル管路２４ａ，２５ａ，２４ｃ，２５ｃと、電力ケーブルを通していない空管路２４ｂ，２５ｂからなる。
【００３８】
空管路２５ｂは、光ファイバ温度センサ１７ａを布設し、ケーブル管路２５ａに光ファイバ温度センサ２７ｂを布設する。
【００３９】
電力ケーブル２６ａの導体で発生した熱は、ケーブル管路２４ａ，・・・、コンクリート４４を経て土壌１２に伝達され、時問が充分経過すると、ケーブル管路２４ａ，・・・及び空管路２５ａは、定常的な温度分布を形成する。熱の一部は、管路２６ｂからコンクリート４４を介して空管路２５ｂにも伝達されるから、電力ケーブル２６ｂの発熱に伴い、光ファイバ温度センサ２７ａが布設された空管路２５ｂの温度も上昇する。
【００４０】
ケーブル布設方向（管路長手方向）での光ファイバ温度センサ２７ａにより温度分布を測定し、線路長手方向で測定された温度が最も高い箇所を管路温度推定位置１とする。
【００４１】
ケーブル管路の温度推定は、以下の手順で行なわれる。電力ケーブル線路３２および管路部３３の断面を電力ケーブル２６ａも含めて有限要素に分割し、電力ケーブル２６ａの各構成部材の材料に対応して各有限要素に熱定数（熱伝導率、熱容量）を設定する。熱定数のうち、例えば土壌の熱伝導率が未知とすれば、仮の熱定数値をパラメータとして変化させる。すなわち、前記の熱定数及び仮の熱定数値を用いて電力ケーブル発熱量が等価となる一定電流値を用いて計算した定常状態での前記断面内の温度分布を一旦計算し、求められた温度分布から管路温度推定位置１の空管路温度計算値を読み取り、管路温度推定位置１においてこの空管路温度計算値と測定された空管路温度との誤差が最も小さくなるようにパラメータとした仮の熱定数の最適値を求める。
【００４２】
図５は、土壌１２の熱伝導率をパラメータとして変化させた場合の計算された空管路２５ｂの管路温度と土壌１２の熱伝導率との関係を示す図である。一般に土壌の熱伝導率が大きいほど土壌への熱の放熱が大きくなるため、空管路２５ｂの温度は低めに、そして単調な右下がりの直線を示す。光ファイバ温度センサ２７ａにより測定された空管路２５ｂの温度と等しい温度を与える土壌１２の熱伝導率をこの管路温度推定位置１の断面における土壌固有熱抵抗ｇ_１とする。同様に温度測定位置３における土壌固有熱抵抗ｇ_３を求める。なお、土壌固有熱抵抗は、土壌温度・土壌熱定数測定用プローブを用いて算出しても良い。
【００４３】
ここで、管路温度推定位置１における電力ケーブル２６ｂが布設された管路２５ａの管路温度Ｔ_ｃ１と空管路２５ｂの管路温度Ｔ_ｖ１の温度差（Ｔ_ｃ１−Ｔ_ｖ１）５１は、図２を参照して説明すると、上記のようにして求めた温度測定位置３における土壌固有熱抵抗ｇ_３及び管路温度推定位置１における土壌固有熱抵抗ｇ_１から、温度測定位置３において測定された電力ケーブル２６ｂが布設された管路２５ｂの管路温度Ｔ_ｃ３及び空管路Ｔ_ｖ３の温度から、基底温度Ｔ_０３から電力ケーブルが布設された管路の管路温度の上昇温度Ｔ_ｃ３−Ｔ_０３及び基底温度Ｔ_０３から空管路２５ｂの管路温度の上昇温度Ｔ_ｖ３−Ｔ_０３の上昇温度差（（Ｔ_ｃ３−Ｔ_０３）−（Ｔ_ｖ３−Ｔ_０３））５０を求め、この上昇温度差に前記温度測定位置３及び管路温度推定位置１における前記土壌固有熱抵抗の比ｇ_１／ｇ_３を乗ずることにより求める（（６）参照）。
【００４４】
Ｔ_ｃ１−Ｔ_ｖ１＝（Ｔ_ｃ３−Ｔ_ｖ３）×ｇ_１／ｇ_３ …（６）
【００４５】
そして、管路温度推定位置１における電力ケーブル２６ｂが布設された管路２５ａの管路温度Ｔ_ｃ１は、（７）のように、空管路２５ｂにおいて測定した管路温度Ｔ_ｖ１に前記管路温度推定位置１における電力ケーブルが布設されたケーブル管路２５ａの管路温度と空管路の管路温度の温度差を加算することにより得られる。
【００４６】
Ｔ_ｃ１＝Ｔ_ｖ１＋（Ｔ_ｃ３−Ｔ_ｖ３）×ｇ_１／ｇ_３ …（７）
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるケーブル管路温度推定方法によれば、ケーブル管路の温度を空管路の管路温度推定位置における測定温度と、空管路およびケーブル管路の第１及び第２の位置における測定温度から計算により求めることとしたため、電力ケーブルが布設された管路の最高温度を、布設されたケーブルの発熱量（又は負荷電流及び交流導体抵抗）を求めることなく、また、測定する管路全長にわたって光ファイバ温度センサを布設することなく推定することができる。
【００４８】
また、ケーブル管路の温度を空管路の管路温度推定位置における測定温度と、空管路およびケーブル管路の温度測定位置における測定温度及び土壌固有熱抵抗から計算により求めることとしたため、電力ケーブルが布設された管路の最高温度を、測定する管路全長にわたって光ファイバ温度センサを布設することなく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るケーブル管路の温度推定方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るケーブル管路管路温度の推定図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るケーブル管路温度推定方法の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るケーブル管路温度推定方法に使用する電力ケーブル線路および管路部の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るケーブル管路温度推定方法における計算された空管路の温度と土壌の熱伝導率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１管路温度推定位置
２管路温度測定位置
３管路温度測定位置
１１地表面
１２土壌
１３洞道
１４ケーブル管路
１５空管路
１６電力ケーブル
１７光ファイバ温度センサ
１７ａ光ファイバ温度センサ
１７ｂ光ファイバ温度センサ
１８温度測定装置
１９管路口
２０管路口からの温度冷却影響範囲
２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｃケーブル管路
２４ｂ，２５ｂ空管路
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ電力ケーブル
２７ａ，２７ｂ光ファイバ温度センサ
３２電力ケーブル線路
３３管路部
３５温度測定ユニット
４０信号伝送装置
４１信号受信装置
４２温度解析装置
４３温度表示・記億装置
４４コンクリート
ｇ_１土壌固有熱抵抗
ｇ_３土壌固有熱抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for estimating a temperature of a pipeline in which a power cable is laid in a power cable line.
[0002]
[Prior art]
As a method of calculating the temperature of a pipeline in which a power cable is laid in a power cable line of a manhole buried in underground soil, a temperature sensor is laid in an empty pipeline next to the pipeline in which a power cable is laid, After that, a method of substituting the temperature of the air duct into a manual calculation formula for calculation is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-165787 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of calculating by substituting into the calculation manual formula, an optical fiber temperature sensor must be laid over the entire length for measuring the pipe temperature, but depending on the laying state of the power cable in the pipe, the optical fiber temperature sensor may be used. May not be able to be laid over the entire length. At that time, there is a problem that the temperature in the pipeline cannot be detected over the entire length.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a method for measuring the maximum temperature of a cable conduit in which a power cable is laid without estimating an optical fiber temperature sensor over the entire length of the conduit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a cable conduit temperature estimating method for estimating a temperature of a cable conduit in which a cable is laid based on a detection result of an optical fiber temperature sensor. Laying an optical fiber temperature sensor on a part of the cable line, laying an optical fiber temperature sensor over the entire length of an empty line provided in parallel with the cable line, and Detecting the temperature of at least one first point of a corresponding portion of the empty line; and a second point of the empty line corresponding to a remaining point of the portion of the cable line. And estimating the temperature of the one point of the remaining portion of the cable conduit based on the temperature of the second point of the empty conduit. Special To provide a cable conduit temperature estimation method according to.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for estimating the temperature of a cable line having an empty line in addition to a cable line in which a cable is laid, the method comprising: Measuring the temperature along the direction, determining the temperature distribution along the longitudinal direction of the empty pipeline, a temperature estimation position specifying step of specifying the location where the measured temperature is the highest as the pipeline temperature estimation position; In the empty conduit, the conduit temperature estimation position, a first position on the way from the conduit opening to the conduit temperature estimation position, and a position between the first position and the conduit temperature estimation position. An air pipe temperature measuring step of measuring a pipe temperature at a second position; a cable pipe temperature measuring step of measuring a pipe temperature at the first and second positions in the cable pipe; Pipeline The provisional temperature at the estimated pipe temperature is changed to the measured temperature at the estimated pipe temperature in the empty pipe by the first temperature in the empty pipe at the measured temperature at the first position in the cable pipe. A temporary temperature calculating step of once calculating by multiplying a temperature rise ratio from a temperature at the position, and a temporary line temperature at the second position of the cable line by the second position in the empty line. Multiplied by the temperature rise ratio of the measured temperature at the first position in the cable conduit from the measured temperature of the empty conduit, and the second of the cable conduit obtained by the calculation is obtained. The temperature difference between the temporary pipe temperature at the position 2 and the pipe temperature measured at the second position of the cable pipe is calculated by calculating the distance between the first position and the second position and the Position 1 and the conduit Multiplied by the ratio of the distances of the estimated temperature positions, and the obtained temperature is obtained by calculation in the corrected temperature calculation step and the provisional temperature calculation step in which the obtained temperature is used as the corrected temperature at the estimated pipe temperature in the cable pipeline. The temperature obtained by adding the temporary temperature at the estimated pipe temperature position and the corrected temperature calculated in the corrected temperature calculating step is a pipe temperature at the estimated pipe temperature of the cable pipe. And a pipe temperature estimating step of estimating the cable pipe temperature.
[0008]
Even if the optical fiber temperature sensor cannot be installed over the entire length of the cable line, a correction value is calculated from the temperature rise difference between the cable line and the empty line, and the line temperature is estimated at the estimated line temperature of the cable line. can do.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the provisional temperature calculating step and the correction temperature calculating step, the air line temperature measuring step and the cable line temperature measuring step measure at predetermined time intervals or predetermined time intervals. 2. The method according to claim 1, wherein the calculation is performed using an average temperature of the obtained temperatures.
[0010]
By using the average of the measured temperature data, the temperature of the cable conduit can be more accurately estimated according to time, season, and the like.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cable pipeline temperature estimating method according to the second aspect, wherein the predetermined range of time or the predetermined time interval is one day or one week.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for estimating the temperature of a cable line having a cable line in addition to a cable line in which a cable is laid, the method comprising: Measuring the temperature along the direction, determining the temperature distribution along the longitudinal direction of the empty pipeline, a temperature estimation position specifying step of specifying the location where the measured temperature is the highest as the pipeline temperature estimation position; An air pipe temperature measuring step of measuring a pipe temperature at the pipe temperature estimated position, a first position on the way from the pipe port to the pipe temperature estimated position in the air pipe; A cable conduit temperature measuring step for measuring a conduit temperature at the first position, and a soil specific thermal resistance for obtaining a soil specific thermal resistance at the conduit temperature estimation position and the first position. Determining the temperature rise difference between the cable conduit and the empty conduit at the first position, and calculating the ratio of the soil specific thermal resistance at the first position and the conduit temperature estimation position to the temperature rise difference. And a corrected temperature difference calculating step of calculating a corrected temperature of a temperature rise difference between the empty pipe line and the cable pipe line in the cable pipe line at the pipe line temperature estimation position, and the corrected temperature difference calculating step. The temperature obtained by adding the corrected temperature at the pipe temperature estimation position and the temperature of the air pipe measured in the air pipe temperature measurement step is the same as the temperature at the pipe temperature estimation position of the cable pipe. A method of estimating a cable line temperature is provided, which includes a line temperature estimating step of estimating a line temperature.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a method for estimating a temperature of a cable conduit in which a power cable is laid according to the present invention will be described.
[0014]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method for estimating a temperature of a power cable pipeline according to a first embodiment of the present invention. In this method for estimating the temperature of a power cable pipeline, an empty pipeline 15 in which no power cable is laid in the soil 12 at a predetermined depth from the ground surface 11 and a cable pipeline 14 in which the power cable 16 is laid. And an optical fiber temperature sensor 17a laid in the empty pipe 15 along the pipe longitudinal direction and an optical fiber temperature sensor 17b laid in the cable pipe 14 along the pipe longitudinal direction. I do.
[0015]
The optical fiber temperature sensor 17a is installed in the empty pipe 15 beyond the distance at which the maximum temperature of the cable pipe 14 is reached, and the optical fiber temperature sensor 17b is connected to the maximum temperature of the cable pipe 14 where the power cable 16 is installed. It is laid at a distance halfway to. One end of each of the optical

fiber temperature sensors

17a and 17b is connected to a temperature measuring device 18 through each conduit from the sinus passage 13. The power cable 16 is laid from the conduit opening 19.
[0016]
Here, when the power cable 16 generates heat, heat is transmitted to the empty conduit 15 via the cable conduit 14 and the soil 12, and when sufficient time elapses, the influence of the temperature drop from the conduit opening 19 is exerted. At points deeper than 20, the cable line 14 and the empty line 15 form a steady temperature distribution.
[0017]
A method for estimating the temperature of a cable conduit in which a power cable is laid according to the present invention will be described with reference to FIG. Figure 2 shows the relationship between the temperature T _c and the air duct of the temperature T _v of the cable conduit.
[0018]
First, in the air pipe 15, the temperature distribution in the pipe in the longitudinal direction of the air pipe along the power cable installation direction is measured by the temperature measuring device 18 using the optical fiber temperature sensor 17a, and the measured temperature becomes the highest. The position is specified as the pipeline temperature estimation position 1. The temperature at the pipeline temperature estimation position 1 of the empty pipeline 15 is _{defined as Tv1} .
[0019]
Further, the temperature in the pipeline is measured at a temperature measurement position 3 along the length direction of the empty pipeline 15, and the temperature is set as _Tv3 . Further, the temperature in the pipeline is measured at a position 2 between the temperature measurement position 3 and the pipeline temperature estimation position 1, and the temperature is set as _Tv2 .
[0020]
Similarly, in the cable conduit 14 in which the power cable 16 is laid, the temperature in the conduit is measured at the temperature measurement position 3 along the length direction of the cable conduit 14, and the temperature is defined as _Tc3 . Also, the temperature in the pipeline is measured at the temperature measurement position 2 between the temperature measurement position 3 and the pipeline temperature estimation position 1, and the temperature is defined as _Tc2 . In the cable conduit 14 and the empty conduit 15, since the temperature of the conduit is reduced near the conduit opening 19, the temperature inside the conduit at a position closer to the conduit temperature estimation position 1 than the range 20 affected by the conduit temperature. Measurement. The optical fiber temperature sensor 17b installed in the cable conduit 14 has not reached the conduit temperature estimation position 1.
[0021]
Here, the provisional pipe temperature T _c1 ′ of the cable pipe 14 at the pipe temperature estimation position 1 is calculated by calculating the base temperature T ₀₁ at the pipe temperature estimation position 1, the base temperature T _{03 at} the temperature measurement position ₃ , and the temperature measurement position. Using the measured temperature T _v3 of the air line 15 at 3, the measured temperature T _v2 of the air line 15 at the temperature measurement position 2, and the measured temperature T _v1 of the air line 15 at the estimated line temperature position 1, Calculate once.
[0022]
_Tc1 ′ = _T01 + ( _Tv1 − _T01 ) × ( _Tc3 − _T03 ) / ( _Tv3 − _T03 ) (1)
[0023]
Further, the correction temperature ΔT _c1 for the provisional pipe temperature T _c1 ′ of the cable pipe 14 at the pipe temperature estimation position 1 is calculated and obtained as follows.
[0024]
That is, the pipeline temperature T _c2 ′ calculated by the cable pipeline 14 at the temperature measurement position 2 is _converted into the base temperature T _{03 at} the temperature measurement position 3, the base temperature T _{02 at} the temperature measurement position 2, and the empty pipeline at the temperature measurement position 3. Using the measured temperature T _{v3 of No.} 15, the measured temperature T _v2 of the empty pipe line 15 at the temperature measuring position 2, and the measured temperature T _c3 of the cable pipe line 14 at the temperature measuring position 3, the value is obtained by (2).
[0025]
_Tc2 ′ = _T02 + ( _Tv2 − _T02 ) × ( _Tc3 − _T03 ) / ( _Tv3 − _T03 ) (2)
[0026]
Next, the correction temperature ΔT _c1 for the temporary pipe temperature T _c1 ′ of the cable pipe 14 at the pipe temperature estimation position 1 is calculated and obtained as the measured temperature T _{c2 at} the temperature measurement position 2 of the cable pipe 14. was used a temporary conduit temperature T _{c2 'difference} between the conduit temperature estimated position 1 and the distance L ₁₂ and the temperature measurement position 3 and the distance L ₁₃ between the pipe temperature estimating positions 1 between 2 (3) Ask by
[0027]
ΔT _c1 = (T _c2 ′ −T _c2 ) × L ₁₃ / L ₁₂ (3)
[0028]
Then, as shown in (4), the obtained correction temperature ΔT _c1 is added to the temporary pipe temperature T _c1 ′ obtained by previously calculating, so that the cable pipe 14 at the pipe temperature estimation position 1 is obtained. It is estimated to be the pipe temperature _Tc1 .
[0029]
T _c1 = T _c1 ′ + ΔT _c1 (4)
[0030]
Further, the average of the measured temperature data for one day (24 hours) or one week (168 hours) is obtained, and the temporary pipe temperature T _c1 ′ at the pipe temperature estimated position 1 of the cable pipe 14 is obtained by (5). You may.
[0031]

[0032]
Here, C and D are constants based on the measured temperature data. In the above (1), since the constants C = 1 and D = 0, the constants C and D are omitted. By using the average of the measured temperature data, the temperature of the cable conduit can be more accurately estimated according to time, season, and the like.
[0033]
According to the cable conduit measuring method according to the first embodiment, the maximum temperature of the conduit in which the power cable is laid is determined from the calorific value (or load current and AC conductor resistance) of the laid power cable. And it can be estimated without laying an optical fiber temperature sensor over the entire length of the pipeline to be measured.
[0034]
FIGS. 3 to 5 show a method for estimating the temperature of a cable conduit in which a power cable is laid according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of an apparatus used in the method for estimating a cable conduit temperature. FIG. 4 is a sectional explanatory view of a power cable conduit.
[0035]
In this device, a power cable line 32 is buried under the ground surface 11, and the power cable line 32 is laid through a pipe section 33 and

cable pipes

24 a, 24 c, 25 a, 25 b formed in the pipe section 33. It consists of power cables 16a, 16b, 16c, 16d and

empty conduits

24b, 25b.
[0036]
The optical fiber temperature sensor 27a is installed in the empty conduit 25b, and the optical fiber temperature sensor 27b is installed in the cable conduit 25a where the cable 26b is installed. One ends of the optical

fiber temperature sensors

27a and 27b are connected to a temperature measuring unit 35. The temperature information from the temperature measurement unit 35 is sent to the temperature analysis device 42 through the signal transmission device 40 and the signal reception device 41, and the conductor temperature is estimated and calculated. The result of the calculation is displayed and stored in the temperature display and storage device 43.
[0037]
FIG. 4 shows a cross section of the power cable line 32 and the pipe section 33. The pipe section 33 buried in the soil 12 includes concrete 44,

cable pipes

24a, 25a, 24c, 25c passing through the

power cables

26a, 26b, 26c, 26d, and

empty pipes

24b, 25b not passing through the power cables. Consists of
[0038]
An optical fiber temperature sensor 17a is laid on the empty conduit 25b, and an optical fiber temperature sensor 27b is laid on the cable conduit 25a.
[0039]
The heat generated in the conductor of the power cable 26a is transmitted to the soil 12 through the cable conduits 24a,..., The concrete 44, and when sufficient time passes, the cable conduits 24a,. Forms a steady temperature distribution. A part of the heat is also transmitted from the pipe 26b to the empty pipe 25b through the concrete 44, so that the temperature of the empty pipe 25b in which the optical fiber temperature sensor 27a is installed also increases with the heat generation of the power cable 26b. To rise.
[0040]
The temperature distribution is measured by the optical fiber temperature sensor 27a in the cable laying direction (longitudinal direction of the pipeline), and the location where the temperature measured in the longitudinal direction of the line is the highest is defined as the pipeline temperature estimation position 1.
[0041]
The temperature estimation of the cable pipeline is performed in the following procedure. The cross section of the power cable line 32 and the pipe section 33 is divided into finite elements including the power cable 26a, and the finite elements correspond to the materials of the respective constituent members of the power cable 26a and have a heat constant (thermal conductivity, heat capacity). Set. If the thermal conductivity of the soil is unknown among the thermal constants, for example, the temporary thermal constant value is changed as a parameter. That is, the temperature distribution in the cross section in the steady state, which is calculated using a constant current value at which the heat value of the power cable is equivalent using the thermal constant and the provisional thermal constant, is calculated once, and the calculated temperature is calculated. A calculated value of the air line temperature at the estimated line temperature position 1 is read from the distribution, and a parameter is set so that an error between the calculated air line temperature at the estimated line temperature position 1 and the measured air line temperature is minimized. The optimal value of the temporary thermal constant is calculated.
[0042]
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the calculated pipe temperature of the empty pipe 25b and the thermal conductivity of the soil 12 when the thermal conductivity of the soil 12 is changed as a parameter. In general, as the thermal conductivity of the soil increases, the heat radiation to the soil increases, so that the temperature of the air duct 25b is relatively low and shows a straight line with a downward slope to the right. The thermal conductivity of the soil 12 to provide a temperature equal to the temperature of the air pipe 25b, which is measured by the optical fiber temperature sensor 27a and soil intrinsic thermal resistance g ₁ in the pipe temperature estimating positions 1 of the cross section. Similarly Request soil intrinsic thermal resistance g ₃ at a temperature measurement position 3. The soil specific thermal resistance may be calculated using a probe for measuring soil temperature and soil thermal constant.
[0043]
Here, the temperature difference (T _c1 −T _v1 ) 51 between the pipe temperature T _c1 of the pipe 25a where the power cable 26b is laid and the pipe temperature T _v1 of the empty pipe 25b at the pipe temperature estimation position 1 is: Referring to FIG. 2, the soil intrinsic thermal resistance g ₁ in soil intrinsic thermal resistance g ₃ and line temperature estimated position 1 at the temperature measuring position 3 determined as described above, measured in the temperature measurement position 3 from power cable 26b via line temperature T _c3 and the temperature of the air pipe T _v3 of the laid pipe 25b, increase of the conduit temperature of the power cable from the base temperature T ₀₃ is laid pipe temperature T _c3 - From T ₀₃ and the base temperature T _03, a rise temperature difference ((T _c3 −T ₀₃ ) − (T _v3 −T ₀₃ )) 50 of the rise temperature T _v3 −T ₀₃ of the pipe temperature of the air pipe 25b is obtained. The temperature rise Measurement positions 3 and determined by multiplying the ratio g _{1 /} g ₃ of soil intrinsic thermal resistance at pipe temperatures estimated position 1 (see (6)).
[0044]
_{_{_{T c1 -T v1 = (T c3}}} -T v3) × g 1 / g 3 ... (6)
[0045]
Then, the conduit temperature T _c1 of the conduit 25a to the power cable 26b is laid in line temperature estimated position 1, the conduit, in the conduit temperature T _v1 measured in the air duct 25b shown in (7) It is obtained by adding the temperature difference between the pipe temperature of the cable pipe 25a where the power cable is laid at the temperature estimation position 1 and the pipe temperature of the empty pipe.
[0046]
T _c1 = T _v1 + (T _c3 −T _v3 ) × g ₁ / g ₃ (7)
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for estimating the temperature of the cable line according to the present invention, the temperature of the cable line is measured at the estimated position of the line temperature of the air line, and the first and the second values of the air line and the cable line. Since it was determined by calculation from the measured temperature at the second position, the maximum temperature of the pipeline in which the power cable was laid was determined without calculating the heat value (or load current and AC conductor resistance) of the laid cable, and , Can be estimated without laying an optical fiber temperature sensor over the entire length of the pipeline to be measured.
[0048]
In addition, since the temperature of the cable pipeline was calculated from the measured temperature at the estimated temperature of the pipeline in the empty pipeline, the measured temperature at the temperature measurement location of the air pipeline and the cable pipeline, and the soil specific thermal resistance, the power consumption was calculated. The maximum temperature of the pipeline in which the cable is laid can be estimated without laying an optical fiber temperature sensor over the entire length of the pipeline to be measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of estimating a temperature of a cable conduit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an estimated diagram of a cable pipeline temperature according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a cable conduit temperature estimation method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a power cable line and a pipe section used in a cable pipe temperature estimation method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the calculated temperature of the air pipe and the thermal conductivity of the soil in the cable pipe temperature estimation method according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pipe temperature estimation position 2 Pipe temperature measurement position 3 Pipe temperature measurement position 11 Ground surface 12 Soil 13 Cave 14 Cable pipeline 15 Empty pipeline 16 Power cable 17 Optical fiber temperature sensor 17a Optical fiber temperature sensor 17b Optical fiber Temperature sensor 18 Temperature measuring device 19 Pipe opening 20 Temperature affected

range

24a, 24c, 25a, 25c from pipe opening

Cable pipe

24b, 25b

Empty pipe

26a, 26b, 26c,

26d Power cable

27a, 27b Optical fiber temperature sensor 32 Power cable line 33 Pipe section 35 Temperature measurement unit 40 Signal transmission device 41 Signal reception device 42 Temperature analysis device 43 Temperature display / recording device 44 Concrete g ₁ Soil specific heat resistance g ₃ Soil specific heat resistance

Claims

In a cable conduit temperature estimation method for estimating a temperature of a cable conduit in which a cable is laid based on a detection result of an optical fiber temperature sensor,
Laying an optical fiber temperature sensor in a part of the cable conduit;
Laying an optical fiber temperature sensor over the entire length of the air line provided in parallel with the cable line;
Detecting a temperature of at least one first point of a portion of the empty conduit corresponding to the portion of the cable conduit;
Detecting a temperature at a second point in the empty conduit corresponding to the remaining one point of the portion of the cable conduit;
Estimating the temperature of the one point of the remaining portion of the cable conduit based on the temperature of the second point of the empty conduit. Estimation method.

In a method of estimating the temperature of the cable line, the cable line having an empty line in addition to the cable line where the cable is laid,
The temperature is measured along the longitudinal direction from the conduit opening at one end of the empty conduit to determine the temperature distribution along the longitudinal direction of the empty conduit, and the point where the measured temperature becomes the highest is the conduit temperature. A temperature estimation position specifying step for specifying as the estimation position;
In the empty pipeline, the pipeline temperature estimation position, a first position on the way from the pipeline port to the pipeline temperature estimation position, and a first position between the first position and the pipeline temperature estimation position. An air line temperature measuring step of measuring the line temperature at the position 2;
A cable conduit temperature measuring step of measuring a conduit temperature at the first and second positions in the cable conduit;
The provisional temperature of the cable conduit at the conduit temperature estimation position is changed to the measured temperature of the empty conduit at the conduit temperature estimation position. A provisional temperature calculation step of multiplying a temperature rise ratio from a temperature at the first position in the road and once calculating the temperature;
The temporary pipe temperature at the second position of the cable conduit is changed to the measured temperature at the second position in the empty conduit, and the empty pipe at the measured temperature at the first position in the cable conduit. Multiplied by the temperature rise ratio from the measured temperature of the pipe, and the calculated temporary pipe temperature at the second position of the cable pipe and the calculated second pipe position at the second position of the cable pipe. The temperature difference from the measured pipeline temperature was obtained by multiplying the distance between the first position and the second position and the ratio of the distance between the first position and the pipeline temperature estimation position. A correction temperature calculation step of setting a temperature to a correction temperature at the pipe temperature estimation position in the cable pipe;
A temperature obtained by adding the provisional temperature at the pipe temperature estimation position obtained by the calculation in the provisional temperature calculation step and the correction temperature obtained by the calculation in the correction temperature calculation step is a cable pipeline. And a pipe temperature estimating step of estimating a pipe temperature at a pipe temperature estimation position of the cable.

The provisional temperature calculation step and the correction temperature calculation step include, in the air pipe temperature measurement step and the cable pipe temperature measurement step, a predetermined range of time or an average temperature of temperatures obtained by measuring at predetermined time intervals. 3. The method according to claim 2, wherein the calculation is performed using the calculated values.

3. The method according to claim 2, wherein the predetermined time period or the predetermined time interval is one day or one week.

In a method of estimating the temperature of the cable line, the cable line having an empty line in addition to the cable line in which the cable is laid,
The temperature is measured along the longitudinal direction from the conduit opening at one end of the empty conduit to determine the temperature distribution along the longitudinal direction of the empty conduit, and the point where the measured temperature becomes the highest is the conduit temperature. A temperature estimation position specifying step for specifying as the estimation position;
An air pipe temperature measuring step of measuring the pipe temperature at the first pipe position on the way from the pipe port to the pipe temperature estimated position from the pipe port,
A cable conduit temperature measuring step of measuring the conduit temperature at the first position in the cable conduit;
Soil-specific thermal resistance estimating step of obtaining soil-specific thermal resistance at the conduit temperature estimation position and the first position;
The temperature rise difference between the cable conduit and the empty conduit at the first position is obtained, and the temperature rise difference is multiplied by a ratio of soil specific thermal resistance at the first position and the conduit temperature estimation position. A corrected temperature difference calculating step of calculating a corrected temperature of a temperature rise difference between the empty pipeline and the cable pipeline in the cable pipeline at the pipeline temperature estimation position,
The temperature obtained by adding the corrected temperature at the pipe temperature estimation position obtained by the calculation in the corrected temperature difference calculating step and the temperature of the air pipe measured in the air pipe temperature measuring step, A method of estimating the temperature of a cable line, comprising a step of estimating a line temperature at the line temperature estimation position of the cable line.