JP2008164473A - Device for measuring conductor temperature - Google Patents

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JP2008164473A JP2006354974A JP2006354974A JP2008164473A JP 2008164473 A JP2008164473 A JP 2008164473A JP 2006354974 A JP2006354974 A JP 2006354974A JP 2006354974 A JP2006354974 A JP 2006354974A JP 2008164473 A JP2008164473 A JP 2008164473A
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Takashi Saito
貴志 斉藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology related to a device for measuring conductor temperature that reduces the operating time and the operation labor and can acquire accurate conductor temperature on site, in measuring the conductor temperature of a cable. <P>SOLUTION: The conductor temperature measuring device measures the temperature of a conductor 31, in the cable having the conductor 31 for making current flow and an insulator 33 disposed around the conductor 31. The conductor temperature measuring device comprises a conductor current measuring section 2 for measuring the current value of the current flowing in the conductor 31; a cable temperature measuring section 4 for measuring the temperature of the cable 3 near the part of the conductor 31, where the current value is measured by the conductor current measuring unit 2; and a conductor temperature calculation section 5 for calculating the temperature of the conductor 31, based on the current value measured by the conductor current measuring unit 2, the temperature of the cable measured by the cable temperature measuring section 4, and the thermal resistance of an insulator 33. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、絶縁体で被覆された導体の温度を測定する導体温度測定装置に関する。   The present invention relates to a conductor temperature measuring device for measuring the temperature of a conductor covered with an insulator.

ケーブルの安全性を確保するため、ケーブルの導体温度の時間管理が必要とされている。従来、ケーブルの導体温度の測定は、例えば、(1)現場にてケーブルの温度を取得し、(2)測定対象となるケーブルに電気を供給する変電所等よりケーブルに供給される電流の値を取得し、(3)ケーブルの温度と変電所から取得した電流値から導体温度を算出することで行っている。   In order to ensure the safety of the cable, time management of the conductor temperature of the cable is required. Conventionally, cable conductor temperature is measured by, for example, (1) acquiring the temperature of the cable at the site, and (2) the value of the current supplied to the cable from a substation that supplies electricity to the cable to be measured. And (3) calculating the conductor temperature from the cable temperature and the current value obtained from the substation.

また、測定対象のケーブルの電流を測定する技術として、クランプ式の電流測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−308492号公報
Further, a clamp-type current measuring device is known as a technique for measuring the current of a cable to be measured (for example, see Patent Document 1).
JP 2006-308492 A

変電所から取得した電流値と、ケーブルの温度に基づいて、ケーブルの導体温度を算出することができる。しかし、変電所から取得する電流値と測定場所における実際の電流値との間には誤差があるため、より正確な導体温度を算出できる技術の開発が望まれていた。   The cable conductor temperature can be calculated based on the current value obtained from the substation and the cable temperature. However, since there is an error between the current value acquired from the substation and the actual current value at the measurement location, development of a technique capable of calculating a more accurate conductor temperature has been desired.

クランプ式の電流測定装置によれば、導体温度を測定する場所における電流値、すなわち実際の電流値を測定することができる。しかし、従来技術では、電流測定装置と温度測定装置が別々の装置であるため、導体温度を算出するためには、二つの装置をそれぞれ個別に測定場所へ搬入・設置しなければならず、作業が煩雑となっていた。さらに、電流測定装置によって取得される電流値と、温度測定装置によって取得されるケーブル温度とを、導体温度を算出するための処理装置に改めて入力しなければならず作業が煩雑となっていた。   According to the clamp type current measuring device, it is possible to measure the current value at the place where the conductor temperature is measured, that is, the actual current value. However, in the prior art, since the current measuring device and the temperature measuring device are separate devices, in order to calculate the conductor temperature, the two devices must be individually loaded and installed at the measurement location, Was complicated. Furthermore, the current value acquired by the current measuring device and the cable temperature acquired by the temperature measuring device have to be input again to the processing device for calculating the conductor temperature, which makes the work complicated.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ケーブルの導体温度を測定するに際し、作業時間と作業手間を削減するとともにより正確な導体温度を現場で取得可能な導体温度測定装置に関する技術を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and relates to a conductor temperature measuring apparatus that can reduce the working time and labor and can obtain a more accurate conductor temperature in the field when measuring the conductor temperature of a cable. It is an issue to provide.

本発明では、上記の課題を解決するために、一つの装置に、ケーブルの導体を流れる電流の電流値を測定する導体電流測定手段と、ケーブルの温度を測定するケーブル温度測定手段と、導体電流測定手段によって測定される電流値と、ケーブル温度測定手段によって測定されるケーブル温度に基づいてケーブルの導体温度を算出する導体温度算出手段を設けることとした。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, a single device includes a conductor current measuring unit that measures a current value of a current flowing through a cable conductor, a cable temperature measuring unit that measures a cable temperature, and a conductor current. A conductor temperature calculating means for calculating the conductor temperature of the cable based on the current value measured by the measuring means and the cable temperature measured by the cable temperature measuring means is provided.

より詳細には、本発明は、電流が流れる導体と、前記導体の周囲に設けられる非導体部とを有するケーブルにおける前記導体の温度を測定する導体温度測定装置であって、前記導体を流れる電流の電流値を測定する導体電流測定手段と、前記導体電流測定手段で電流値が測定される前記導体の部位の近傍における前記ケーブルの温度を測定するケーブル温度測定手段と、前記導体電流測定手段で測定される電流値と、前記ケーブル温度測定手段で測定されるケーブルの温度と、前記非導体部の熱抵抗と、に基づいて前記導体の温度を算出する導体温度算出手段と、を備える。   More specifically, the present invention is a conductor temperature measuring device for measuring the temperature of a conductor in a cable having a conductor through which a current flows and a non-conductor portion provided around the conductor, and the current flowing through the conductor A conductor current measuring means for measuring the current value of the cable, a cable temperature measuring means for measuring the temperature of the cable in the vicinity of the portion of the conductor whose current value is measured by the conductor current measuring means, and the conductor current measuring means. Conductor temperature calculation means for calculating the temperature of the conductor based on the measured current value, the cable temperature measured by the cable temperature measurement means, and the thermal resistance of the non-conductor portion.

本発明は、導体が絶縁体で被覆されたケーブルにおける導体の温度を測定する際に用いることができる。従って、本発明は、例えば、地中送電線のように被覆されたケーブルの導体温度を管理する場合に好適に用いることができる。   The present invention can be used when measuring the temperature of a conductor in a cable in which the conductor is coated with an insulator. Therefore, this invention can be used suitably, for example, when managing the conductor temperature of the cable covered like the underground power transmission line.

ケーブルの導体温度は、導体を流れる電流の電流値と、ケーブルを構成する導体以外の構成部材、換言すると非導体部の熱抵抗と、ケーブルの温度に基づいて算出することができる。非導体部とは、例えば導体を被覆する絶縁体等である。本発明では、絶縁体等の非導体部で被覆された導体を流れる電流を、導体電流測定手段によって測定することができる。また、ケーブルの温度は、ケーブル温度測定手段によって測定することができる。なお、非導体部の熱抵抗は、非導体部を構成する部材の物性に基づいて求めることができる。   The conductor temperature of the cable can be calculated based on the current value of the current flowing through the conductor, the constituent members other than the conductor constituting the cable, in other words, the thermal resistance of the non-conductor portion, and the cable temperature. A non-conductor part is an insulator etc. which coat | cover a conductor, for example. In the present invention, the current flowing through the conductor covered with the non-conductor portion such as an insulator can be measured by the conductor current measuring means. The cable temperature can be measured by cable temperature measuring means. In addition, the thermal resistance of a nonconductor part can be calculated | required based on the physical property of the member which comprises a nonconductor part.

導体を流れる電流の電流値を測定する部位と、ケーブルの温度を測定する部位との間隔は、近い方が好ましい。これらの間隔が広くなると、ケーブル温度測定手段と導体電流測定手段との間隔が広すぎると、導体温度算出手段によって算出される導体温度の誤差が大きくなってしまうからである。   It is preferable that the distance between the part for measuring the current value of the current flowing through the conductor and the part for measuring the temperature of the cable is close. This is because if these intervals are wide, if the distance between the cable temperature measuring means and the conductor current measuring means is too wide, the error in the conductor temperature calculated by the conductor temperature calculating means becomes large.

ここで、前記ケーブル温度測定手段によって測定される前記ケーブルの温度は、ケーブルの表面温度であることが好ましい。導体温度を算出する際に用いるケーブルの温度は、ケーブルの周囲の温度であってもよい。しかし、この場合、ケーブル表面と温度が測定される点との間に土壌や空気などの媒体が存在することになる。また、周囲に他のケーブルが存在する場合には、他のケーブルの温度の影響も受け易い。更に、ケーブル温度としてケーブルの周囲の温度を用いる場合、土壌や空気などの媒体の熱抵抗も考慮することが必要とされる。しかし、このような媒体の熱抵抗を用いてケーブル温度を算出すると、算出されるケーブルの温度の誤差が大きくなる虞がある。そこで、ケーブルの温度としてケーブルの表面温度を用いることで、このような誤差を低減することが可能となる。   Here, it is preferable that the temperature of the cable measured by the cable temperature measuring unit is a surface temperature of the cable. The temperature of the cable used when calculating the conductor temperature may be the temperature around the cable. However, in this case, a medium such as soil or air exists between the cable surface and the point at which the temperature is measured. In addition, when there are other cables in the vicinity, they are easily affected by the temperature of the other cables. Furthermore, when the temperature around the cable is used as the cable temperature, it is necessary to consider the thermal resistance of a medium such as soil or air. However, if the cable temperature is calculated using the thermal resistance of such a medium, there is a risk that the error in the calculated cable temperature will increase. Thus, such errors can be reduced by using the cable surface temperature as the cable temperature.

また、本発明に係る導体温度測定装置において、前記導体温度算出手段は、前記導体電流測定手段で測定される電流値に基づいて前記導体の発熱量を算出し、算出した導体の発熱量と前記非導体部の熱抵抗との積を求めることで前記非導体部で失われる損失温度を算出し、前記ケーブル温度測定手段で測定されるケーブルの表面温度に、前記非導体部で失われる損失温度を加算することで前記導体の温度を算出してもよい。   Further, in the conductor temperature measuring device according to the present invention, the conductor temperature calculating means calculates a heat value of the conductor based on a current value measured by the conductor current measuring means, and calculates the heat value of the calculated conductor and the conductor The loss temperature lost in the non-conductor portion is calculated by calculating the product of the thermal resistance of the non-conductor portion, and the loss temperature lost in the non-conductor portion is calculated as the surface temperature of the cable measured by the cable temperature measuring means. The temperature of the conductor may be calculated by adding.

このように、実測値としてケーブルの表面温度を測定し、測定したケーブルの表面温度に、非導体部で失われる熱量、換言すると損失温度を加算することで導体の温度を算出することが可能となる。   In this way, it is possible to measure the surface temperature of the cable as an actual measurement value, and calculate the temperature of the conductor by adding the amount of heat lost in the non-conductor portion, in other words, the loss temperature, to the measured surface temperature of the cable. Become.

ここで、本発明に係る導体温度測定装置において、前記導体電流測定手段は、前記ケーブル表面と接触して前記導体を流れる電流の電流値を取得する電流測定用接触部を有し、前記ケーブル温度測定手段は、前記ケーブル表面と接触することで該ケーブルの表面温度を取得する温度測定用接触部を有するようにしてもよい。導体電流測定手段における電流測定用接触部は、例えばクランプ部とすることで、ケーブルへの装着が容易となるとともに導体の電流値を測定することが可能となる。   Here, in the conductor temperature measuring device according to the present invention, the conductor current measuring means has a current measuring contact portion that acquires a current value of a current flowing through the conductor in contact with the cable surface, and the cable temperature The measurement means may have a temperature measurement contact portion that acquires the surface temperature of the cable by contacting the cable surface. When the current measurement contact portion in the conductor current measuring means is, for example, a clamp portion, it is easy to attach to the cable and the current value of the conductor can be measured.

また、本発明に係る導体温度測定装置において、前記ケーブル温度測定手段は、熱電対とすることができる。ケーブル温度測定手段は、これに限定されるわけではない。すなわち、ケーブル温度測定手段は、非接触で温度を取得可能な放射型としてもよい。但し、直接ケーブルの表面の温度を取得する方が、非接触で温度を取得するよりも誤差を少なくすることができる。従って、ケーブル温度測定手段を熱電対とすることで、より正確な温度
を取得し、その結果より正確な導体温度を測定することが可能となる。
In the conductor temperature measuring device according to the present invention, the cable temperature measuring means may be a thermocouple. The cable temperature measuring means is not limited to this. That is, the cable temperature measuring means may be a radiation type that can acquire the temperature in a non-contact manner. However, it is possible to reduce errors by directly acquiring the temperature of the surface of the cable than by acquiring the temperature without contact. Therefore, by using the cable temperature measuring means as a thermocouple, it is possible to obtain a more accurate temperature and, as a result, to measure a more accurate conductor temperature.

なお、ケーブル温度測定手段における温度測定用接触部は、熱抵抗が少しでも小さいことが好ましい。測定する際に温度誤差を小さくすることができるからである。従って、温度測定用接触部には、該温度測定用接触部の熱抵抗を低減させてケーブルの温度を取得する際の温度誤差を少なくするための熱抵抗低減部を設けてもよい。熱抵抗低減部は、熱抵抗を低減できる構成であればよく、その形状は特に限定されるものではない。例えば、メッシュ状とすることで、熱抵抗を低減することができ、その結果ケーブルの温度を取得する際の温度誤差を少なくすることができる。   In addition, it is preferable that the temperature measurement contact portion in the cable temperature measurement means has a small thermal resistance. This is because the temperature error can be reduced during measurement. Therefore, the temperature measurement contact section may be provided with a thermal resistance reduction section for reducing the temperature error when acquiring the cable temperature by reducing the thermal resistance of the temperature measurement contact section. The heat resistance reduction part should just be the structure which can reduce heat resistance, The shape is not specifically limited. For example, by making the mesh shape, the thermal resistance can be reduced, and as a result, the temperature error when acquiring the temperature of the cable can be reduced.

ここで、本発明に係る導体温度測定装置において、前記非導体部は、前記導体の周囲に形成される絶縁体と、該絶縁体の周囲に形成されるシースとを有し、前記導体温度算出手段は、前記シースを流れるシース電流の電流値を更に考慮して前記導体の温度を算出してもよい。   Here, in the conductor temperature measuring device according to the present invention, the non-conductor portion includes an insulator formed around the conductor and a sheath formed around the insulator, and calculates the conductor temperature. The means may calculate the temperature of the conductor in consideration of a current value of a sheath current flowing through the sheath.

例えば地中送電線のケーブルについてみると、絶縁体の周囲には、アルミニウム製のアルミシースが施されているのが一般的である。そして、このようなアルミシースが施されているケーブルでは、シース電流が発生するので、電流測定手段で取得する電流値に誤差が生じる虞がある。そこで、本発明では、導体温度算出手段がシース電流の電流値を考慮することで、この誤差を修正することができる。従って、より正確な導体温度を算出することができる。   For example, in the case of underground transmission line cables, an aluminum sheath made of aluminum is generally provided around the insulator. And in the cable provided with such an aluminum sheath, since a sheath current is generated, an error may occur in the current value acquired by the current measuring means. Therefore, in the present invention, this error can be corrected by the conductor temperature calculation means taking into account the current value of the sheath current. Therefore, a more accurate conductor temperature can be calculated.

また、本発明に係る導体温度測定装置は、前記導体温度算出手段によって算出される導体の温度が所定の許容温度を上回っているか否かを判断する許容温度判断手段と、前記許容温度判断手段によって前記導体の温度が所定の許容温度を上回っていると判断された場合の時間の累計を算出する累計時間算出手段と、前記累計時間算出手段によって算出される累計時間が所定の時間を上回るか否かを判断する累計時間判断手段と、前記累計時間判断手段によって累計時間が所定の時間を上回ると判断された場合に該判断を通知する通知手段と、を備えてもよい。   Further, the conductor temperature measuring device according to the present invention includes an allowable temperature determining means for determining whether or not the conductor temperature calculated by the conductor temperature calculating means exceeds a predetermined allowable temperature, and the allowable temperature determining means. Cumulative time calculation means for calculating a cumulative time when it is determined that the temperature of the conductor exceeds a predetermined allowable temperature, and whether the cumulative time calculated by the cumulative time calculation means exceeds a predetermined time And a notifying means for notifying the determination when the accumulated time is determined to exceed a predetermined time by the accumulated time determining means.

本発明によれば、上記のような許容温度判断手段、累計時間算出手段、累計時間判断手段、及び通知手段を備えることで、導体の温度管理を行うことが可能となる。なお、導体電流測定手段によって測定される電流値、ケーブル温度測定手段によって測定されるケーブルの温度、導体温度算出手段によって算出される導体温度、累計時間算出手段によって算出される累計時間などの本装置によって測定されるデータや本装置によって算出される結果を表示する表示手段を設けてもよい。これにより、導体温度測定装置の使用者が、現場で導体の温度等を容易に確認することが可能となる。また、通知手段による通知は表示部による通知に限定されるわけではない。音による通知であってもよい。すなわち、人に対して情報を伝達できる手段であればよく、通知方法は限定されない。   According to the present invention, it is possible to perform conductor temperature management by including the above-described allowable temperature determination means, accumulated time calculation means, accumulated time determination means, and notification means. In addition, this apparatus, such as the current value measured by the conductor current measuring means, the cable temperature measured by the cable temperature measuring means, the conductor temperature calculated by the conductor temperature calculating means, and the accumulated time calculated by the accumulated time calculating means Display means may be provided for displaying data measured by the method and results calculated by the apparatus. As a result, the user of the conductor temperature measuring device can easily check the temperature of the conductor at the site. The notification by the notification means is not limited to the notification by the display unit. Notification by sound may be used. That is, any means that can transmit information to a person may be used, and the notification method is not limited.

また、本発明に係る導体温度測定装置において、前記非導体部は、前記導体を被覆する絶縁体と、前記絶縁体の周囲に設けられるシースと、前記シースの周囲に設けられる外装と、を有し、前記導体温度算出手段は、Wc=(n・Rac)・(I1/ηo)で表される式1により前記導体の発熱量Wcを算出し、RTh=R1+(1+P)・R2で表される式2により、前記非導体部の全熱抵抗RThを算出し、Td=Wd(R1/2+R2)で表される式3により、前記非導体における誘電体損失による損失温度Tdを算出し、T1=Wc・RTh+Td+T0で表される式4により、前記導体の温度T1を算出してもよい。上記の式1から4を用いることで、導体を流れる電流の電流値をより正確に算出することが可能となる。 In the conductor temperature measurement device according to the present invention, the non-conductor portion includes an insulator covering the conductor, a sheath provided around the insulator, and an exterior provided around the sheath. Then, the conductor temperature calculating means calculates the heat generation amount Wc of the conductor according to the equation 1 expressed by Wc = (n · Rac) · (I1 / ηo) 2 , and expressed as RTh = R1 + (1 + P) · R2. The total thermal resistance RTh of the non-conductor portion is calculated by the following formula 2, and the loss temperature Td due to the dielectric loss in the non-conductor is calculated by the formula 3 represented by Td = Wd (R1 / 2 + R2), You may calculate the temperature T1 of the said conductor by Formula 4 represented by T1 = Wc * RTh + Td + T0. By using the above formulas 1 to 4, the current value of the current flowing through the conductor can be calculated more accurately.

なお、前記式1から式4において、nは前記ケーブルの芯線数、Racは前記導体の常時許容温度における交流導体実効熱抵抗、I1は前記導体電流測定手段で測定される電流値、ηoが多定数の場合の低減率、R1は前記非導体部を構成する絶縁体の熱抵抗、Pは前記シースに発生する損失と前記導体に発生する損失(ケーブルの発熱量Wc)の比、R2は前記外装の熱抵抗、Wcは式1より算出される前記導体の発熱量、RThは式2より算出される前記非導体部の全熱抵抗、Tdは式3より算出される前記非導体部における誘電体損失による損失温度、T0は前記ケーブル温度測定手段によって測定された前記ケーブルの表面温度である。常時許容温度とは、許容される導体の温度を意味する。また、ケーブルの芯線数は、例えばケーブルがパイプタイプケーブルの場合、n=3となり、単芯・トリプレックスの場合、n=1となる。   In Equations 1 to 4, n is the number of core wires of the cable, Rac is an effective thermal resistance of the AC conductor at the always allowable temperature of the conductor, I1 is a current value measured by the conductor current measuring means, and ηo is large. Reduction rate in the case of a constant, R1 is the thermal resistance of the insulator constituting the non-conductor portion, P is the ratio of the loss generated in the sheath to the loss generated in the conductor (heat generation amount Wc of the cable), R2 is the above The thermal resistance of the exterior, Wc is the amount of heat generated by the conductor calculated from Equation 1, RTh is the total thermal resistance of the nonconductor portion calculated from Equation 2, and Td is the dielectric in the nonconductor portion calculated from Equation 3. The loss temperature due to body loss, T0, is the surface temperature of the cable measured by the cable temperature measuring means. The always allowable temperature means an allowable conductor temperature. Further, the number of core wires of the cable is, for example, n = 3 when the cable is a pipe-type cable, and n = 1 when the cable is a single core / triple.

なお、本発明に係る導体温度測定装置には、電流測定手段、温度測定手段、表示手段などを稼動させるためのバッテリー部を設けてもよい。これにより、導体温度測定装置の使用場所の自由度を高めることができる。   The conductor temperature measuring device according to the present invention may be provided with a battery unit for operating current measuring means, temperature measuring means, display means and the like. Thereby, the freedom degree of the usage place of a conductor temperature measuring apparatus can be raised.

また、本発明に係る導体温度測定装置を複数設け、互いの装置同士を電気的に接続するとともに、導体温度測定装置で取得される電流値、温度、又は算出される導体温度などの情報を一括管理可能なサーバを設け、このサーバと前記複数の導体温度測定装置とを電気的に接続するようにしてもよい。これにより、導体温度測定装置によって取得される各情報の一括管理が可能となる。なお、電気的な接続は、有線、無線どちらであってもよい。   In addition, a plurality of conductor temperature measuring devices according to the present invention are provided, the devices are electrically connected to each other, and information such as a current value, a temperature acquired by the conductor temperature measuring device, or a calculated conductor temperature is collectively displayed. A server that can be managed may be provided, and the server and the plurality of conductor temperature measuring devices may be electrically connected. Thereby, collective management of each information acquired by the conductor temperature measuring apparatus is attained. The electrical connection may be either wired or wireless.

本発明によれば、ケーブルの導体温度を測定するに際し、作業時間と作業手間を削減するとともにより正確な導体温度を現場で取得可能な導体温度測定装置に関する技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when measuring the conductor temperature of a cable, the technique regarding the conductor temperature measuring apparatus which can acquire more exact conductor temperature on-site while reducing work time and work effort can be provided.

次に、本発明に係る導体温度測定装置の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、超高圧地中送電線路(ケーブル)の過負荷運用を行う場合の時間管理に用いる際に好適に用いることができる導体温度測定装置を例に説明する。なお、過負荷運用とは、例えば他の電線経路の改修工事といった暫定的な事情に伴って行われる暫定的な過負荷運用である。暫定過負荷運用では、ケーブル導体の常時許容温度(90℃以下)を超過して過負荷運用を行う場合、ケーブル導体短時間許容温度の時間管理を行うことが求められている。   Next, an embodiment of a conductor temperature measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a conductor temperature measuring device that can be suitably used for time management when performing an overload operation of an ultrahigh voltage underground transmission line (cable) will be described as an example. The overload operation is a provisional overload operation performed in conjunction with provisional circumstances such as repair work of another electric wire route. In the provisional overload operation, when the overload operation is performed exceeding the constantly allowable temperature (90 ° C. or less) of the cable conductor, it is required to perform the time management of the cable conductor short time allowable temperature.

<第一実施形態>
(構成)
図1、図2は、本実施形態に係る導体温度測定装置の概略構成を示す。本実施形態に係る導体温度測定装置1には、ケーブル3の導体31を流れる電流の電流値を測定する導体電流測定部2(本発明の導体電流測定手段に相当する。)、ケーブル3の表面温度を測定するケーブル温度測定部4(本発明のケーブル温度測定手段に相当する。)、導体31の温度を算出可能な演算処理部5(本発明の導体温度算出手段に相当する。)、が設けられている。
<First embodiment>
(Constitution)
1 and 2 show a schematic configuration of a conductor temperature measuring apparatus according to the present embodiment. The conductor temperature measuring device 1 according to the present embodiment includes a conductor current measuring unit 2 (corresponding to the conductor current measuring means of the present invention) that measures the current value of the current flowing through the conductor 31 of the cable 3, and the surface of the cable 3. A cable temperature measuring section 4 (corresponding to the cable temperature measuring means of the present invention) for measuring temperature, and an arithmetic processing section 5 (corresponding to the conductor temperature calculating means of the present invention) capable of calculating the temperature of the conductor 31. Is provided.

本実施形態に係る電流測定部2は、閉じた状態において中空部23を有する環状のクランプ部21(本発明の電流測定用接触部に相当する。)によって形成されている。このクランプ部21は、開閉可能である(図2参照)。クランプ部21を開いた状態で開口部22から中空部23にケーブル3を挿入し、ケーブル3を挿入後、開口部22を閉じることで、クランプ部21がケーブル3に接触し、導体電流測定部2がケーブル3に固定される。そして、電流測定部2は、クランプ部21を介して導体3を流れる電流の電流値を取得
する。導体電流測定部2と演算処理部5は、導体温度測定装置1の内部において電気的に接続されており、導体電流測定部2で取得された電流値は、演算処理部5に送信される。
The current measurement unit 2 according to the present embodiment is formed by an annular clamp unit 21 (corresponding to a current measurement contact unit of the present invention) having a hollow portion 23 in a closed state. The clamp portion 21 can be opened and closed (see FIG. 2). The cable 3 is inserted into the hollow part 23 from the opening 22 with the clamp part 21 open, and the clamp part 21 comes into contact with the cable 3 by closing the opening 22 after the cable 3 is inserted. 2 is fixed to the cable 3. Then, the current measurement unit 2 acquires the current value of the current flowing through the conductor 3 via the clamp unit 21. The conductor current measuring unit 2 and the arithmetic processing unit 5 are electrically connected inside the conductor temperature measuring device 1, and the current value acquired by the conductor current measuring unit 2 is transmitted to the arithmetic processing unit 5.

ケーブル温度測定部4は、クランプ部21の内側の一部に設けられている。また、ケーブル温度測定部4には、温度測定用接触部41が設けられ、ケーブル温度測定部4は、温度測定用接触部41を介してケーブル3の表面温度を取得する。ケーブル温度測定部4と演算処理部5は、導体温度測定装置1の内部において電気的に接続されており、ケーブル温度測定部4で取得されたケーブル3の表面温度は、演算処理部5に送信される。   The cable temperature measuring unit 4 is provided on a part of the inside of the clamp unit 21. The cable temperature measurement unit 4 is provided with a temperature measurement contact unit 41, and the cable temperature measurement unit 4 acquires the surface temperature of the cable 3 through the temperature measurement contact unit 41. The cable temperature measuring unit 4 and the arithmetic processing unit 5 are electrically connected inside the conductor temperature measuring device 1, and the surface temperature of the cable 3 acquired by the cable temperature measuring unit 4 is transmitted to the arithmetic processing unit 5. Is done.

なお、本実施形態における温度測定用接触部41は、メッシュ状の薄膜により形成されている。図3は、温度測定用接触部41を示す平面図である。メッシュ状とすることで、温度測定用接触部41の熱抵抗を低減することができ、その結果より正確なケーブル3の表面温度を取得することが可能となる。   Note that the temperature measurement contact portion 41 in the present embodiment is formed of a mesh-like thin film. FIG. 3 is a plan view showing the temperature measurement contact portion 41. By making the mesh shape, the thermal resistance of the temperature measurement contact portion 41 can be reduced, and as a result, the accurate surface temperature of the cable 3 can be acquired.

次に演算処理部5について説明する。図4は、演算処理部5の機能ブロック図である。演算処理部5には、中央演算処理装置(以下、CPUとする。)51、メモリ52が設けられている。同図に示すように、CPU51には、導体電流測定部2で測定された導体の電流値、ケーブル温度測定部4で測定されたケーブル3の表面温度が送信され、これらのデータを取得するデータ取得部53が設けられている。また、CPU51には、データ取得部53が取得したデータを所定のプログラムに基づいて処理して導体31の温度を算出する導体温度算出部54が設けられている。導体温度算出部54における導体31の温度の算出を実行するための所定のプログラムは、メモリ52に格納することができる。   Next, the arithmetic processing unit 5 will be described. FIG. 4 is a functional block diagram of the arithmetic processing unit 5. The arithmetic processing unit 5 is provided with a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 51 and a memory 52. As shown in the figure, to the CPU 51, the current value of the conductor measured by the conductor current measuring unit 2 and the surface temperature of the cable 3 measured by the cable temperature measuring unit 4 are transmitted, and data for acquiring these data An acquisition unit 53 is provided. In addition, the CPU 51 is provided with a conductor temperature calculation unit 54 that calculates the temperature of the conductor 31 by processing the data acquired by the data acquisition unit 53 based on a predetermined program. A predetermined program for executing the calculation of the temperature of the conductor 31 in the conductor temperature calculation unit 54 can be stored in the memory 52.

また、CPU51には、導体温度算出部54によって算出された導体31の温度が常時許容温度を上回っているか否かを判断する許容温度判断部55(本発明の許容温度判断手段に相当する。)、導体31の温度が常時許容温度を上回っていると許容温度判断部55で判断された場合の時間の累計を算出する累計時間算出部56(本発明の累計時間算出手段に相当する。)、累計時間が所定の時間を上回るか否かを判断する累計時間判断部57(本発明の累計時間判断部に相当する。)が設けられている。   Further, the CPU 51 determines whether or not the temperature of the conductor 31 calculated by the conductor temperature calculation unit 54 always exceeds the allowable temperature (corresponding to the allowable temperature determination means of the present invention). A cumulative time calculation unit 56 (corresponding to the cumulative time calculation means of the present invention) that calculates the total time when it is determined by the allowable temperature determination unit 55 that the temperature of the conductor 31 always exceeds the allowable temperature. An accumulated time determination unit 57 (corresponding to the accumulated time determination unit of the present invention) is provided for determining whether or not the accumulated time exceeds a predetermined time.

更に、CPU51には、累計時間が所定の時間を上回ると累計時間判断部57で判断された場合に該判断を通知する通知部58が設けられている。通知部58は、映像や音を通じて使用者等に通知する。   Further, the CPU 51 is provided with a notification unit 58 that notifies the determination when the accumulated time determination unit 57 determines that the accumulated time exceeds a predetermined time. The notification unit 58 notifies a user or the like through video or sound.

メモリ52には、データ取得部53で取得したデータに基づいて導体温度算出部54が導体温度を算出するためのプログラム等が格納されている。また、メモリ52には、導体温度算出部54によって算出される導体31の温度の履歴を格納することができる。更に、メモリ52には、過負荷運用時の時間に関する情報が格納される。累計時間算出部56は、メモリ52に格納された時間を加算することで累計時間を算出することができる。   The memory 52 stores a program for the conductor temperature calculation unit 54 to calculate the conductor temperature based on the data acquired by the data acquisition unit 53. The memory 52 can store the temperature history of the conductor 31 calculated by the conductor temperature calculation unit 54. Further, the memory 52 stores information related to the time during overload operation. The accumulated time calculation unit 56 can calculate the accumulated time by adding the times stored in the memory 52.

また、本実施形態に係る導体温度測定装置1には、上述した導体電流測定部2、ケーブル温度測定部4、演算処理部5の他、導体31の温度等を表示可能な表示部6と、バッテリー部7と、が設けられている。   The conductor temperature measuring device 1 according to the present embodiment includes a display unit 6 capable of displaying the temperature of the conductor 31 in addition to the conductor current measuring unit 2, the cable temperature measuring unit 4, and the arithmetic processing unit 5 described above, And a battery unit 7.

表示部6には、導体電流測定部2によって測定される導体31の電流値、ケーブル温度測定部4によって測定されるケーブル3の表面温度、導体温度算出部54によって算出される導体31の温度、累計時間算出部56によって算出される累計時間、累計時間判断部57によって判断される該判断の結果が表示される。これらの情報を表示部6に表示することで、導体温度測定装置1の使用者は、ケーブル3の状態等を現場において確認することが可能となる。   The display unit 6 includes a current value of the conductor 31 measured by the conductor current measuring unit 2, a surface temperature of the cable 3 measured by the cable temperature measuring unit 4, a temperature of the conductor 31 calculated by the conductor temperature calculating unit 54, The accumulated time calculated by the accumulated time calculating unit 56 and the result of the determination determined by the accumulated time determining unit 57 are displayed. By displaying these pieces of information on the display unit 6, the user of the conductor temperature measuring device 1 can check the state of the cable 3 and the like on site.

バッテリー部7は、上述した導体電流測定部2、ケーブル温度測定部4、演算処理部5等を稼動させる。バッテリー部7を備えることで、本実施形態に係る導体温度測定装置1は可搬型となる。その結果、本実施形態に係る導体温度測定装置1の使用場所の自由度を広げることができる。   The battery unit 7 operates the conductor current measuring unit 2, the cable temperature measuring unit 4, the arithmetic processing unit 5 and the like described above. By providing the battery unit 7, the conductor temperature measuring device 1 according to the present embodiment is portable. As a result, the degree of freedom of the place of use of the conductor temperature measuring device 1 according to this embodiment can be expanded.

なお、導体温度測定装置1にタイマを設け、導体31の温度を定期的に自動測定するようにしてもよい。また、導体温度測定装置1を所定の場所に複数設置するとともに導体温度を一括管理可能なサーバを設け、導体温度測定装置1とサーバとを電気的に接続することで、導体温度の管理、過負荷運用を行う際の時間管理等を一括して行うことが可能となる。   The conductor temperature measuring device 1 may be provided with a timer so that the temperature of the conductor 31 is automatically measured periodically. In addition, a plurality of conductor temperature measuring devices 1 are installed at a predetermined location and a server capable of collectively managing the conductor temperatures is provided, and the conductor temperature measuring device 1 and the server are electrically connected to manage the conductor temperature. It is possible to perform time management and the like at the time of performing load operation collectively.

(処理)
次に、本実施形態に係る導体温度測定装置1のCPU51で実行される処理について説明する。図5は、CPU51で実行される処理フローを示す。
(processing)
Next, the process performed by CPU51 of the conductor temperature measuring apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 5 shows a processing flow executed by the CPU 51.

ステップS01では、データ取得部53によって、導体31の電流値、ケーブル3の表面温度、ケーブル3を構成する構成部材の熱抵抗等が取得される。導体31の温度を算出するために必要な全てのデータの取得が完了すると、ステップS02へ進む。   In step S <b> 01, the data acquisition unit 53 acquires the current value of the conductor 31, the surface temperature of the cable 3, the thermal resistance of the constituent members constituting the cable 3, and the like. When the acquisition of all data necessary for calculating the temperature of the conductor 31 is completed, the process proceeds to step S02.

ステップS02では、導体温度算出部54によって、導体31の温度が算出される。具体的には、算出部54は、T1=Wc・RTh+Td+T0で表される式4により、ケーブル3の導体31の温度T1を算出する。なお、Wcは導体31の発熱量(W/cm)、RThはケーブル3の全熱抵抗(℃・cm/W)、Tdはケーブル3における誘電体損失による上昇温度(℃)、T0は前記ケーブル温度測定手段によって測定された前記ケーブルの基底温度又は周囲温度である。ここで、式4は以下のように展開される。   In step S02, the conductor temperature calculator 54 calculates the temperature of the conductor 31. Specifically, the calculation unit 54 calculates the temperature T1 of the conductor 31 of the cable 3 by Expression 4 represented by T1 = Wc · RTh + Td + T0. Wc is the amount of heat generated by the conductor 31 (W / cm), RTh is the total thermal resistance (° C. · cm / W) of the cable 3, Td is the temperature rise (° C.) due to dielectric loss in the cable 3, and T0 is the cable. It is the base temperature or ambient temperature of the cable measured by the temperature measuring means. Here, Equation 4 is expanded as follows.

T1=Wc・RTh+Td+T0
=Wc{R1+(1+P)(R2+R3)}+Wd(R1/2+R2+R3)+T0
=Wc{R1+R2(1+P)}+Wd(R1/2+R2+R3)+[R3{(1+
P)Wc+Wd}+T0]/ケーブル表面温度
T1 = Wc · RTh + Td + T0
= Wc {R1 + (1 + P) (R2 + R3)} + Wd (R1 / 2 + R2 + R3) + T0
= Wc {R1 + R2 (1 + P)} + Wd (R1 / 2 + R2 + R3) + [R3 {(1+
P) Wc + Wd} + T0] / Cable surface temperature

導体温度算出部54は、導体31の発熱量(W/cm)といった式4で必要とされる値を個別に算出し、これを式4によって処理することで、最終的に導体31の温度を算出する。なお、本実施形態では、T0にケーブル3の表面温度が用いられる。従って、実測値から導体31の温度T1を算出することができ、温度誤差を少なくすることができる。以下、式4によって処理されるそれぞれの値の算出手順について説明する。   The conductor temperature calculation unit 54 individually calculates a value required by Equation 4 such as the heat generation amount (W / cm) of the conductor 31, and processes this according to Equation 4 to finally determine the temperature of the conductor 31. calculate. In the present embodiment, the surface temperature of the cable 3 is used for T0. Therefore, the temperature T1 of the conductor 31 can be calculated from the actually measured value, and the temperature error can be reduced. Hereinafter, the calculation procedure of each value processed by Expression 4 will be described.

導体31の発熱量Wcは、Wc=(n・Rac)・(I1/ηo)で表される式1により、算出される。nはケーブル3の芯線数、Racは常時許容温度における交流導体実効抵抗(Ω/cm)、I1は導体電流測定部2で測定される電流値(A)、ηoは多定数の場合の低減率である。常時許容温度とは、本実施形態では90℃以下であることを指す。また、ケーブルの芯線数は、ケーブル3がパイプタイプケーブルの場合、n=3となり、単芯・トリプレックスの場合、n=1となる。 The calorific value Wc of the conductor 31 is calculated by Formula 1 represented by Wc = (n · Rac) · (I1 / ηo) 2 . n is the number of core wires of the cable 3, Rac is the effective resistance of the AC conductor (Ω / cm) at a constant allowable temperature, I1 is the current value (A) measured by the conductor current measuring unit 2, and ηo is the reduction rate in the case of multiple constants It is. The constantly allowable temperature refers to 90 ° C. or lower in the present embodiment. Further, the number of core wires of the cable is n = 3 when the cable 3 is a pipe type cable, and n = 1 when the cable 3 is a single core / triple.

ケーブル3の全熱抵抗RThは、RTh=R1+(1+P)・R2で表される式2により、算出される。ここで、図6は、ケーブル3の構成と熱抵抗との関係を示す。R1は絶縁体の熱抵抗(℃・cm/W)、R2はケーブルの外装34の熱抵抗(℃・cm/W)、Pはシースに発生する損失と導体31に発生する損失(ケーブルの発熱量Wc)の比である。つまり、ケーブル3の全熱抵抗RThは、本発明の非導体部の全熱抵抗に相当する。
なお、R2には、例えばケーブルの防食層の熱抵抗を用いてもよい。なお、ケーブル3の温度としてケーブル3の周囲の温度を用いる場合には、更にケーブル表面と温度測定点との間に介在する媒体(空気、土壌等)の熱抵抗R3(℃・cm/W)を考慮する必要がある。本実施形態では、ケーブル3の温度として、ケーブル3の表面温度が用いるられている。従って、熱抵抗R3を考慮する必要が無いのでその分温度誤差を低減することができる。
The total thermal resistance RTh of the cable 3 is calculated by Expression 2 represented by RTh = R1 + (1 + P) · R2. Here, FIG. 6 shows the relationship between the configuration of the cable 3 and the thermal resistance. R 1 is the thermal resistance of the insulator (° C. · cm / W), R 2 is the thermal resistance of the cable sheath 34 (° C. · cm / W), P is the loss generated in the sheath and the loss generated in the conductor 31 (heat generation of the cable) The ratio of the quantity Wc). That is, the total thermal resistance RTh of the cable 3 corresponds to the total thermal resistance of the non-conductor portion of the present invention.
For example, the thermal resistance of the anticorrosion layer of the cable may be used for R2. When the temperature around the cable 3 is used as the temperature of the cable 3, the thermal resistance R3 (° C. · cm / W) of the medium (air, soil, etc.) further interposed between the cable surface and the temperature measurement point Need to be considered. In the present embodiment, the surface temperature of the cable 3 is used as the temperature of the cable 3. Therefore, there is no need to consider the thermal resistance R3, and the temperature error can be reduced accordingly.

算出された導体31の発熱量Wcとケーブル3の全熱抵抗RThとの積を求めることで、ケーブル3絶縁体33と外装34で失われる損失温度が算出される。また、ケーブル3の誘電体損失による損失温度Tdは、Td=Wd(R1/2+R2)で表される式3により、算出される。   By calculating the product of the calorific value Wc of the calculated conductor 31 and the total thermal resistance RTh of the cable 3, the loss temperature lost in the cable 3 insulator 33 and the exterior 34 is calculated. Further, the loss temperature Td due to the dielectric loss of the cable 3 is calculated by Expression 3 represented by Td = Wd (R1 / 2 + R2).

以上により、式4(T1=Wc・RTh+Td+T0)によって導体31の温度を算出するためのそれぞれの値(例えば、導体31の発熱量(W/cm)等)が算出が完了する。そして算出されたそれぞれの値を式4によって処理することで、最終的に導体31の温度が算出される。導体31の温度が算出されるとステップS03へ進む。   Thus, the calculation of the respective values (for example, the heat generation amount (W / cm) of the conductor 31) for calculating the temperature of the conductor 31 by Expression 4 (T1 = Wc · RTh + Td + T0) is completed. Then, each calculated value is processed according to Equation 4, so that the temperature of the conductor 31 is finally calculated. When the temperature of the conductor 31 is calculated, the process proceeds to step S03.

ステップS03では、許容温度判断部55によって、導体温度算出部54によって算出された導体31の温度が常時許容温度を上回っているか否か判断される。算出された導体31の温度が常時許容温度を上回っていると判断された場合、ステップS04へ進む。一方、算出された導体31の温度が常時許容温度を上回っていないと判断された場合、CPU1は処理を終了する。   In step S03, the allowable temperature determination unit 55 determines whether or not the temperature of the conductor 31 calculated by the conductor temperature calculation unit 54 always exceeds the allowable temperature. When it is determined that the calculated temperature of the conductor 31 is always higher than the allowable temperature, the process proceeds to step S04. On the other hand, when it is determined that the calculated temperature of the conductor 31 does not always exceed the allowable temperature, the CPU 1 ends the process.

ステップS04では、累計時間算出部56によって、導体31の温度が常時許容温度を上回っていると許容温度判断部55で判断された場合の時間(以下、時間tとする。)の累計が算出される。より具体的には、時間tが随時メモリ52へ格納され、累計時間算出部56は、メモリ52へ格納された時間tを加算することで累計時間を算出する。ステップS04の処理が終了すると、ステップS05へ進む。   In step S04, the accumulated time calculation unit 56 calculates the accumulated time (hereinafter referred to as time t) when the allowable temperature determination unit 55 determines that the temperature of the conductor 31 is always higher than the allowable temperature. The More specifically, the time t is stored in the memory 52 as needed, and the cumulative time calculation unit 56 calculates the cumulative time by adding the time t stored in the memory 52. When the process of step S04 ends, the process proceeds to step S05.

ステップS05では、累計時間判断部57によって、累計時間が所定の時間を上回るか否か判断される。所定の時間とは、例えば過負荷運用時間が年間120時間、又は過負荷運用の累計時間が3000時間である。累計時間が所定の時間を上回ると判断された場合、ステップS06へ進む。一方、累計時間が所定の時間を上回らないと判断された場合、CPU1は処理を終了する。   In step S05, the accumulated time determination unit 57 determines whether or not the accumulated time exceeds a predetermined time. The predetermined time is, for example, an overload operation time of 120 hours per year or an overload operation accumulated time of 3000 hours. If it is determined that the accumulated time exceeds the predetermined time, the process proceeds to step S06. On the other hand, when it is determined that the accumulated time does not exceed the predetermined time, the CPU 1 ends the process.

ステップS06では、通知部58によって、累計時間が所定の時間を上回る旨が導体温度測定装置1の使用者等に通知される。通知は、表示部6を介して行ってもよいし、スピーカを設け音によって通知するによしてもよい。   In step S06, the notification unit 58 notifies the user or the like of the conductor temperature measuring device 1 that the accumulated time exceeds a predetermined time. The notification may be performed via the display unit 6 or may be performed by providing a speaker and notifying by sound.

以上説明した処理がCPU51によって実行されることで、導体31の温度が算出、累計時間の算出、累積時間が所定の時間を上回った場合の通知等が適切に行われる。   When the processing described above is executed by the CPU 51, the temperature of the conductor 31 is calculated, the accumulated time is calculated, a notification when the accumulated time exceeds a predetermined time, and the like are appropriately performed.

(シース電流キャンセル方法)
次にシース電流のキャンセル方法について説明する。ケーブル3の導体31を流れる電流値を測定するに際しては、シース電流の影響を考慮することが好ましい。シース電流の影響を考慮することでより正確な導体31の温度を算出することができるからである。以下、シース電流の考慮の仕方、換言するとシース電流のキャンセル方法にについて説明する。
(Sheath current cancellation method)
Next, a method for canceling the sheath current will be described. In measuring the value of the current flowing through the conductor 31 of the cable 3, it is preferable to consider the influence of the sheath current. This is because a more accurate temperature of the conductor 31 can be calculated by considering the influence of the sheath current. Hereinafter, a method for considering the sheath current, in other words, a method for canceling the sheath current will be described.

まず、シース電流の影響を考慮をするには、ケーブル3に接続される接地線を含めて導
体電流測定部2による導体31の電流値の測定を行えるか判断する必要がある。そして、接地線を含めて導体31の電流値が測定できる場合には、接地線を含めて導体31の電流値を測定できるよう導体電流測定部2のクランプ部21を設置する。接地線を含めて導体電流測定部2による導体31の電流値の測定を行うことで、シース電流の影響が予め考慮された導体31の電流値を測定することができるからである。
First, in order to consider the influence of the sheath current, it is necessary to determine whether the current value of the conductor 31 can be measured by the conductor current measuring unit 2 including the ground line connected to the cable 3. When the current value of the conductor 31 including the ground line can be measured, the clamp portion 21 of the conductor current measuring unit 2 is installed so that the current value of the conductor 31 including the ground line can be measured. This is because the current value of the conductor 31 in which the influence of the sheath current is considered in advance can be measured by measuring the current value of the conductor 31 by the conductor current measuring unit 2 including the ground wire.

図7、図8は、クランプ型電流センサのシース電流影響調査結果を示す。なお、係る調査は、対象ケーブルとして、154kVの電流が流れるA路線、B路線において行った。シース電流による誤差の検証を行うため、接地線を「含めた場合」、「含めない場合」で測定を既存のクランプ型電流センサで行った。なお、クランプ型電流センサのレンジは、全て500Aで行った。   7 and 8 show the results of investigating the sheath current effect of the clamp type current sensor. This investigation was conducted on the A and B routes in which a current of 154 kV flows as the target cable. In order to verify the error due to the sheath current, the measurement was performed with an existing clamp-type current sensor with and without the ground wire included. The range of the clamp type current sensor was all 500A.

図7、図8に示すように、路線A、路線Bともに接地線を含めて導体の電流値を測定すると、接地線を含めない場合よりも誤差が少なくなっていることが確認できる。これは、接地線を含めて導体の電流値を測定することができれば、予めシース電流の影響が考慮された導体の電流値が測定可能であることを意味する。従って、接地線を含めて導体の電流値を測定できる場合には、接地線を含めて導体の電流を測定することが好ましい。   As shown in FIGS. 7 and 8, when the current values of the conductors including the ground line are measured for both the route A and the route B, it can be confirmed that the error is smaller than that when the ground line is not included. This means that if the current value of the conductor including the ground line can be measured, the current value of the conductor in which the influence of the sheath current is considered in advance can be measured. Therefore, when the current value of the conductor including the ground line can be measured, it is preferable to measure the current of the conductor including the ground line.

一方、接地線を含めて導体の電流値を測定できない場合には、以下の処理によってシース電流の影響を考慮することができる。   On the other hand, when the current value of the conductor including the ground line cannot be measured, the influence of the sheath current can be taken into consideration by the following processing.

まず、測定場所の近傍に接地線がある場合には、接地線の電流値を予め測定しておき、これを導体電流測定部2で測定される電流値に反映させればよい。すなわち、予め測定した接地線の電流値を反映させた導体の電流値を計算使用導体電流値とすると、計算使用導体電流値は、計算使用導体電流値=導体電流測定部によって算出される電流値(クランプ測定値)+接地線電流値・(導体電流測定部によって算出される電流値/導体電流測定部によって算出される電流値(設置時))で表される式5により算出することができる。クランプ(設置時)は、導体温度測定装置を設置した際に測定される電流値である。クランプ測定値は、導体温度測定装置設置後、継続的に取得される電流値である。例えば、図9における一番実測、2番実測についてみると、接地線の電流値を上記式によって反映させることで、算出される計算使用導体電流値が変電所によって確認されている電流値に近づいていることが確認できる。すなわち、本実施形態に当てはめると、導体電流測定部2で測定される電流値を補正することが可能となる。従って、このような補正後の電流値、すなわち、計算使用導体電流値を用いて導体31の温度を算出することで、より正確な温度を取得することが可能となる。   First, when there is a ground wire in the vicinity of the measurement location, the current value of the ground wire may be measured in advance and reflected in the current value measured by the conductor current measuring unit 2. That is, assuming that the conductor current value reflecting the current value of the ground wire measured in advance is the calculated conductor current value, the calculated conductor current value is calculated conductor current value = current value calculated by the conductor current measuring unit. (Clamp measurement value) + ground line current value / (current value calculated by the conductor current measurement unit / current value calculated by the conductor current measurement unit (at the time of installation)) . A clamp (at the time of installation) is an electric current value measured when installing a conductor temperature measuring device. The clamp measurement value is a current value obtained continuously after the conductor temperature measurement device is installed. For example, in the first actual measurement and the second actual measurement in FIG. 9, the calculated conductor current value calculated approaches the current value confirmed by the substation by reflecting the current value of the ground wire by the above formula. Can be confirmed. That is, when applied to the present embodiment, the current value measured by the conductor current measuring unit 2 can be corrected. Therefore, it is possible to obtain a more accurate temperature by calculating the temperature of the conductor 31 using the corrected current value, that is, the calculated conductor current value.

次に、接地線を含めて測定できない場合であって、かつ、近傍に接地線が無い場合には、変電所で取得される電流値を基に、計算使用導体電流値を算出する。すなわち、この場合、計算使用導体電流値は、計算使用導体電流値=導体電流測定部によって算出される電流値+(変電所によって取得される電流値(設置時)−導体電流測定部によって算出される電流値(設置時))・(導体電流測定部によって算出される電流値/導体電流測定部によって算出される電流値(設置時))で表される式6により算出することができる。例えば、図10における一番実測、2番実測についてみると、変電所で取得される電流値を用いることで、算出される計算使用導体電流値が変電所によって確認されている電流値に近づいていることが確認できる。すなわち、本実施形態に当てはめると、導体電流測定部2で測定される電流値を補正することが可能となる。   Next, when the measurement including the grounding wire is not possible and there is no grounding wire in the vicinity, the calculated conductor current value is calculated based on the current value obtained at the substation. That is, in this case, the calculated use conductor current value is calculated by the calculation use conductor current value = current value calculated by the conductor current measurement unit + (current value acquired by the substation (when installed) −conductor current measurement unit). Current value (during installation)) · (current value calculated by conductor current measurement unit / current value calculated by conductor current measurement unit (during installation)). For example, in the first actual measurement and the second actual measurement in FIG. 10, by using the current value acquired at the substation, the calculated calculated conductor current value approaches the current value confirmed by the substation. It can be confirmed. That is, when applied to the present embodiment, the current value measured by the conductor current measuring unit 2 can be corrected.

次に、接地線を含めて測定できない場合であって、接地線の電流値が測定できない場合には、数値計算により予め求めたシース電流設計値を用いて計算使用導体電流値を算出する。すなわち、この場合、計算使用導体電流値は、計算使用導体電流値=導体電流測定部
によって算出される電流値+シース電流設計値・(導体電流測定部によって算出される電流値/(設置設計導体電流値−シース電流設計値))で表される式7により算出することができる(図11参照)。これにより、シース電流による影響を考慮した導体電流を取得することが可能となる。
Next, when it is not possible to measure including the grounding wire and the current value of the grounding wire cannot be measured, the calculated conductor current value is calculated using the sheath current design value obtained in advance by numerical calculation. That is, in this case, the calculated conductor current value is calculated conductor current value = current value calculated by the conductor current measuring unit + sheath current design value · (current value calculated by the conductor current measuring unit / (installed design conductor Current value−sheath current design value))) can be calculated (see FIG. 11). This makes it possible to acquire a conductor current that takes into account the influence of the sheath current.

以上説明した導体温度測定装置1によれば、ケーブル3の表面温度、すなわち実測値を用いて導体31の温度を算出することができる。その結果、ケーブル周囲の温度を用いて導体の温度を算出する場合に比べてより正確な導体31の温度を取得することができる。また、導体電流測定部2、ケーブル温度測定部4、演算処理部5が一つの装置に設けられているので、運搬、設置が容易となり作業時間、作業手間を削減するとともに現場にて正確な導体3の温度を取得することが可能となる。   According to the conductor temperature measuring apparatus 1 described above, the temperature of the conductor 31 can be calculated using the surface temperature of the cable 3, that is, the actually measured value. As a result, it is possible to obtain a more accurate temperature of the conductor 31 than when the temperature of the conductor is calculated using the temperature around the cable. In addition, since the conductor current measuring unit 2, the cable temperature measuring unit 4, and the arithmetic processing unit 5 are provided in one device, transportation and installation are facilitated, and work time and labor are reduced, and an accurate conductor is used on site. It becomes possible to acquire the temperature of 3.

更に導体温度測定装置1は、許容温度判断部55、累計時間算出部56、累計時間判断部57、通知部58を備えることで、ケーブル3を過負荷運用した場合における、時間管理を容易に行うことができる。   Furthermore, the conductor temperature measuring device 1 includes an allowable temperature determination unit 55, an accumulated time calculation unit 56, an accumulated time determination unit 57, and a notification unit 58, so that time management is easily performed when the cable 3 is overloaded. be able to.

なお、本実施形態では、導体電流測定部2とケーブル温度測定部4が一体的に形成されている。しかし、本発明に係る導体温度測定装置は、これに限定されるわけではない。図12は、その他の実施形態に係る導体温度測定装置の概略構成を示す。図12に示す実施形態に係る導体温度測定装置1aの基本的な構成は、上述した図1、図2に示す実施形態に係る導体温度測定装置1と同じである。しかし、導体温度測定装置1aは、導体電流測定部2及びケーブル温度測定部4が、導体温度測定装置1aの外部に設けられたケーブル8によってそれぞれ電気的に接続されている点で、導体温度測定装置1と異なっている。導体電流測定部2とケーブル温度測定部4が一体的に形成されている導体温度測定装置1は、装置の運搬が非常に容易である。しかし、ケーブル3の径が大きい場合等は、装置自体の大きさも大きくなり、装置自体の重量も増し、クランプし難いといった支障を来たすことも想定される。この様な場合には、導体電流想定装置1aのような構成とすることで、ケーブル3への取り付けが容易となる。また、演算処理部5は、地面に設置することができる。すなわち、安定的な場所に演算処理部5を設置することができる。   In the present embodiment, the conductor current measuring unit 2 and the cable temperature measuring unit 4 are integrally formed. However, the conductor temperature measuring apparatus according to the present invention is not limited to this. FIG. 12 shows a schematic configuration of a conductor temperature measuring apparatus according to another embodiment. The basic configuration of the conductor temperature measuring apparatus 1a according to the embodiment shown in FIG. 12 is the same as that of the conductor temperature measuring apparatus 1 according to the embodiment shown in FIGS. However, the conductor temperature measuring device 1a is different in that the conductor current measuring unit 2 and the cable temperature measuring unit 4 are electrically connected by cables 8 provided outside the conductor temperature measuring device 1a. Different from the device 1. The conductor temperature measuring device 1 in which the conductor current measuring unit 2 and the cable temperature measuring unit 4 are integrally formed is very easy to carry. However, when the diameter of the cable 3 is large, the size of the device itself is increased, the weight of the device itself is increased, and it may be difficult to clamp. In such a case, it becomes easy to attach to the cable 3 by adopting a configuration like the conductor current assumption device 1a. The arithmetic processing unit 5 can be installed on the ground. That is, the arithmetic processing unit 5 can be installed in a stable place.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る導体温度測定装置はこれらに限らず、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the conductor temperature measuring apparatus which concerns on this invention can include these combinations as much as possible not only in these.

クランプ部を閉じた状態の導体温度測定装置の概略構成を示す。The schematic structure of the conductor temperature measuring apparatus of the state which closed the clamp part is shown. クランプ部を開いた状態の導体温度測定装置の概略構成を示す。The schematic structure of the conductor temperature measuring apparatus of the state which opened the clamp part is shown. 温度測定用接触部を示す平面図である。It is a top view which shows the contact part for temperature measurement. 演算処理部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an arithmetic processing part. CPUで実行される処理フローを示す。The processing flow performed by CPU is shown. ケーブルの構成と各抵抗との関係を示す。The relationship between the cable configuration and each resistance is shown. クランプ型電流センサのシース電流影響調査結果を示す。The sheath current influence investigation result of a clamp type current sensor is shown. クランプ型電流センサのシース電流影響調査結果を示す。The sheath current influence investigation result of a clamp type current sensor is shown. シース電流の影響を考慮した電流値の算出結果を示す。The calculation result of the current value in consideration of the influence of the sheath current is shown. シース電流の影響を考慮した電流値の算出結果を示す。The calculation result of the current value in consideration of the influence of the sheath current is shown. シース電流の影響を考慮した電流値の算出結果を示す。The calculation result of the current value in consideration of the influence of the sheath current is shown. その他の実施形態に係る導体温度測定装置の概略構成を示す。The schematic structure of the conductor temperature measuring apparatus which concerns on other embodiment is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・導体温度測定装置
2・・・導体電流測定部
3・・・ケーブル
4・・・ケーブル温度測定部
5・・・演算処理部
6・・・表示部
7・・・バッテリー部
51・・・CPU
52・・・メモリ
53・・・データ取得部
54・・・導体温度算出部
55・・・許容温度判断部
56・・・累計時間算出部
57・・・累計時間判断部
58・・・通知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conductor temperature measuring device 2 ... Conductor current measuring part 3 ... Cable 4 ... Cable temperature measuring part 5 ... Arithmetic processing part 6 ... Display part 7 ... Battery part 51. ..CPU
52 ... Memory 53 ... Data acquisition unit 54 ... Conductor temperature calculation unit 55 ... Allowable temperature determination unit 56 ... Accumulated time calculation unit 57 ... Accumulated time determination unit 58 ... Notification unit

Claims (9)

電流が流れる導体と、前記導体の周囲に設けられる非導体部とを有するケーブルにおける前記導体の温度を測定する導体温度測定装置であって、
前記導体を流れる電流の電流値を測定する導体電流測定手段と、
前記導体電流測定手段で電流値が測定される前記導体の部位の近傍における前記ケーブルの温度を測定するケーブル温度測定手段と、
前記導体電流測定手段で測定される電流値と、前記ケーブル温度測定手段で測定されるケーブルの温度と、前記非導体部の熱抵抗と、に基づいて前記導体の温度を算出する導体温度算出手段と、
を備える導体温度測定装置。
A conductor temperature measuring device for measuring a temperature of the conductor in a cable having a conductor through which a current flows and a non-conductor portion provided around the conductor;
Conductor current measuring means for measuring a current value of a current flowing through the conductor;
A cable temperature measuring means for measuring the temperature of the cable in the vicinity of the portion of the conductor whose current value is measured by the conductor current measuring means;
Conductor temperature calculating means for calculating the temperature of the conductor based on the current value measured by the conductor current measuring means, the cable temperature measured by the cable temperature measuring means, and the thermal resistance of the non-conductor portion. When,
A conductor temperature measuring device comprising:
前記ケーブル温度測定手段によって測定される前記ケーブルの温度は、前記ケーブルの表面温度である、請求項1に記載の導体温度測定装置。   The conductor temperature measuring device according to claim 1, wherein the cable temperature measured by the cable temperature measuring means is a surface temperature of the cable. 前記導体温度算出手段は、
前記導体電流測定手段で測定される電流値に基づいて前記導体の発熱量を算出し、算出した導体の発熱量と前記非導体部の熱抵抗との積を求めることで前記非導体部で失われる損失温度を算出し、
前記ケーブル温度測定手段で測定されるケーブルの表面温度に、前記非導体部で失われる損失温度を加算することで前記導体の温度を算出する、請求項2に記載の導体温度測定装置。
The conductor temperature calculating means includes
The amount of heat generated by the conductor is calculated based on the current value measured by the conductor current measuring means, and the product of the calculated amount of heat generated by the conductor and the thermal resistance of the non-conductor portion is obtained. Calculate the loss temperature
The conductor temperature measuring device according to claim 2, wherein the temperature of the conductor is calculated by adding a loss temperature lost in the non-conductor portion to the surface temperature of the cable measured by the cable temperature measuring means.
前記導体電流測定手段は、前記ケーブル表面と接触して前記導体を流れる電流の電流値を取得する電流測定用接触部を有し、
前記ケーブル温度測定手段は、前記ケーブル表面と接触することで該ケーブルの表面温度を取得する温度測定用接触部を有する、請求項2又は請求項3に記載の導体温度測定装置。
The conductor current measuring means has a current measurement contact portion for obtaining a current value of a current flowing through the conductor in contact with the cable surface,
The conductor temperature measuring device according to claim 2, wherein the cable temperature measuring unit includes a temperature measuring contact portion that acquires a surface temperature of the cable by contacting the cable surface.
前記ケーブル温度測定手段は、熱電対である、請求項1から請求項4のいずれかに記載の導体温度測定装置。   The conductor temperature measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cable temperature measuring means is a thermocouple. 熱電対からなる前記ケーブル温度測定手段の温度測定用接触部は、該温度測定用接触部の熱抵抗を低減する熱抵抗低減部を有する、請求項5に記載の導体温度測定装置。   The conductor temperature measuring device according to claim 5, wherein the temperature measuring contact portion of the cable temperature measuring means made of a thermocouple includes a thermal resistance reducing portion that reduces the thermal resistance of the temperature measuring contact portion. 前記非導体部は、前記導体の周囲に形成される絶縁体と、該絶縁体の周囲に形成されるシースとを有し、
前記導体温度算出手段は、前記シースを流れるシース電流の電流値を更に考慮して前記導体の温度を算出する、請求項1から請求項6のいずれかに記載の導体温度測定装置。
The non-conductor portion has an insulator formed around the conductor, and a sheath formed around the insulator,
The conductor temperature measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductor temperature calculation means calculates the temperature of the conductor further considering a current value of a sheath current flowing through the sheath.
前記導体温度算出手段によって算出される導体の温度が所定の許容温度を上回っているか否かを判断する許容温度判断手段と、
前記許容温度判断手段によって前記導体の温度が所定の許容温度を上回っていると判断された場合の時間の累計を算出する累計時間算出手段と、
前記累計時間算出手段によって算出される累計時間が所定の時間を上回るか否かを判断する累計時間判断手段と、
前記累計時間判断手段によって累計時間が所定の時間を上回ると判断された場合に該判断を通知する通知手段と、
を更に備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の導体温度測定装置。
Allowable temperature determining means for determining whether or not the conductor temperature calculated by the conductor temperature calculating means exceeds a predetermined allowable temperature;
A cumulative time calculating means for calculating a cumulative time when it is determined by the allowable temperature determining means that the temperature of the conductor exceeds a predetermined allowable temperature;
Cumulative time determination means for determining whether or not the cumulative time calculated by the cumulative time calculation means exceeds a predetermined time;
Notification means for notifying the determination when the accumulated time is determined by the accumulated time determining means to exceed a predetermined time;
The conductor temperature measuring device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記非導体部は、前記導体の周囲に形成される絶縁体と、該絶縁体の周囲に形成されるシース、該シースの周囲に設けられる外装と、を有し、
前記導体温度算出手段は、
Wc=(n・Rac)・(I1/ηo)で表される式1により前記導体の発熱量Wcを算出し、
RTh=R1+(1+P)・R2で表される式2により、前記非導体部の全熱抵抗RThを算出し、
Td=Wd(R1/2+R2)で表される式3により、前記非導体における誘電体損失による損失温度Tdを算出し、
T1=Wc・RTh+Td+T0で表される式4により、前記導体の温度T1を算出し、
前記式1から式4において、nは前記ケーブルの芯線数、Racは前記導体の常時許容温度における交流導体実効熱抵抗、I1は前記導体電流測定手段で測定される電流値、ηoが多定数の場合の低減率、R1は前記非導体部を構成する絶縁体の熱抵抗、Pは前記シースに発生する損失と前記導体に発生する損失の比、R2は前記外装の熱抵抗、Wcは式1より算出される前記導体の発熱量、RThは式2より算出される前記非導体部の全熱抵抗、Tdは式3より算出される前記非導体部における誘電体損失による損失温度、T0は前記ケーブル温度測定手段によって測定された前記ケーブルの表面温度である、
請求項1に記載の導体温度測定装置。
The non-conductor portion has an insulator formed around the conductor, a sheath formed around the insulator, and an exterior provided around the sheath,
The conductor temperature calculating means includes
Wc = (n · Rac) · (I1 / ηo) 2 Calculates the heat generation amount Wc of the conductor according to the formula 1 represented by 2 ;
The total thermal resistance RTh of the non-conductor portion is calculated by Equation 2 represented by RTh = R1 + (1 + P) · R2,
According to Equation 3 represented by Td = Wd (R1 / 2 + R2), a loss temperature Td due to dielectric loss in the nonconductor is calculated.
The temperature T1 of the conductor is calculated by Equation 4 represented by T1 = Wc · RTh + Td + T0,
In Equations 1 to 4, n is the number of core wires of the cable, Rac is an AC conductor effective thermal resistance at a constantly allowable temperature of the conductor, I1 is a current value measured by the conductor current measuring means, and ηo is a multi-constant value. Reduction ratio, R1 is the thermal resistance of the insulator constituting the non-conductor portion, P is the ratio of the loss generated in the sheath to the loss generated in the conductor, R2 is the thermal resistance of the exterior, and Wc is the formula 1 The amount of heat generated by the conductor calculated from the equation (2), RTh is the total thermal resistance of the non-conductor portion calculated from Equation 2, Td is the loss temperature due to dielectric loss in the non-conductor portion calculated from Equation 3, and T0 is the temperature The surface temperature of the cable measured by the cable temperature measuring means,
The conductor temperature measuring device according to claim 1.
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