JPH0126245B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強制冷却電力ケーブル線路に関するも
のである。

従来、液状冷媒による強制冷却電力ケーブルの
代表的な一例として、その断面が第６図で示すよ
うに、耐圧密閉管５の中に、導体１上に絶縁体２
を設けたケーブル心線Ａを配置するとともに液状
冷媒用輸送管１３を配置した構造のケーブル線路
を用いた強制冷却電力ケーブル線路がある（例え
ば特公昭50−9349号）。この線路では第７図に示
すように、冷媒は冷媒槽１４からポンプＰにより
線路の輸送管１３に送られる。この輸送管１３に
は長手方向の所々に規則的又は不規則的に孔１５
が設けられ、ここから液状の冷媒６が噴射され
る。噴射された冷媒は密閉管５内で断熱膨張して
ケーブルＡを冷却するというものである。

この方式ではケーブルを冷却する媒体は気体で
あるから、その冷媒は比熱及び熱伝導率が小さい
ためこの方式では冷却速度も冷却容量も小さく、
要求冷却能力に対して線路が大形になるという欠
点がある。

また、他の強制冷却電力ケーブル線路の代表例
として、例えば、第８図に示すような、銅又はア
ルミニウム（以下アルミ）の管１６の外側に銅又
はアルミ製の素線を多数本より合せて導体１を形
成し、その外側に絶縁体２を形成し、その外側に
金属被覆５を施した構造の電力ケーブルＡを布設
して線路とし、第９図に示すような冷媒を循環さ
せる電力ケーブル線路がある。この方式の線路で
は冷媒槽１７から液状の冷媒６をケーブルの中心
管路１６に流す。冷媒６はケーブルＡ内を流動し
ながら、ケーブルＡを冷却するとともにみずから
は昇温し、やがてその一部は気化する。この際、
冷媒６は昇温により比重が減少するとともに一部
が気化することにより見掛け比重が抵下してケー
ブル線路Ａにおける冷媒の供給端側と終端側８と
の比重差が生じ、これにより、冷媒はその供給端
側から終端側８に向つて流動を起し、やがて終端
側８より溢流する。溢流した気液混合状態の冷媒
は、ケーブル線路Ａと併行に設けられている還流
路１８を経由して分離器１９に入り気液分離さ
れ、液状の冷媒は冷媒槽６に、また冷媒ガスは冷
却器２０で冷却され、液体にもどつたのち冷媒槽
６に導入され、再びケーブル線路Ａの冷却に使用
される。

この方式はケーブルが出す熱を利用して冷媒を
循環させるから、循環用のポンプが不用であると
いうきわめて省エネシステムではあるが、線路を
できるだけ水平又はゆるやかな登傾斜に布設しな
ければならず、凹凸のある地形での布設には不向
であるとともに単位冷却区間を大きくとり得ない
という欠点がある。

本発明は、上記のような現状に鑑みてなされた
もので、小形化が可能で、かつ、冷却区間の長尺
化を可能とする強制冷却電力ケーブル線路の提供
を目的とする。

この目的は、ケーブル線路として、耐圧、密閉
形の外部管と内部管よりなる二重管の内部管内に
電力ケーブル心線を配置するとともに、前記内部
管の長手方向の任意の箇所に冷媒抜きを１または
２個以上有し、かつ前記冷媒抜きに浮子を封入し
た構造のものを使用し、このケーブル線路の内部
管の一端より液化冷媒を供給し、充てんするとと
もにケーブルを冷却することにより昇温し、さら
に一部が気化することにより気液混合状態となつ
た冷媒を内部管の他端部より少量づつ外部管に溢
流させ、外部管内で溢流冷媒を全部気化させ、こ
の気化冷媒を線路の冷媒供給部のある端部から線
路外に抜き取り、これを液化して再度内部管に循
環させることにより達成される。

以下、図面を参照しつつ本発明の一例を説明す
る。

第１図は本発明のケーブル線路に使用される単
心ケーブルについての一実施例を示したものであ
る。この例によれば、導体１の外側に絶縁体２及
びシース３を設けてなるケーブルＡの周囲に内部
管４を設ける。さらに内部管４の周囲には耐圧性
で密閉形の外部管５を設けてあり、この内部管４
及び外部管５内は空気等の非凝縮性ガスを排気
し、真空にしたのちに液化冷媒６を充満させる。
ここで液化冷媒６としては凝縮性ガスであればい
かなるものであつてもよいが、一般的には通常冷
媒として広く使用されているフレオン（R12、
R22等）や水などが代表的である。

また、第５図に示すように、内部管４の長手方
向の、たとえば凹凸に布設されたケーブル線路の
凸部の箇所に、浮子１２を封入した冷媒抜口１１
を設ける。

冷媒６は、第２図に示す回路を循環する。

まず、冷媒循環用のポンプＰを運転して液化冷
媒を液化冷媒供給管７を経由して内部管４に供給
する。

内部管４内で冷媒は発熱するケーブルＡを冷却
すると同時に自らは加熱されて昇温し、やがて一
部は気化しながらケーブル終端８（又は、ジヨイ
ントボツクス）側で外部管５に気液混合状態で溢
流する。

そして、外部管路５にて全部が気化しながら液
状冷媒供給管７のある端部の方へ戻り、冷媒液化
装置９で液化され、再びケーブル線路の内部管路
４に供給される。

終端側８の内部管４から外部管路５へ溢流する
冷媒は気液混合状態であることが必要で、特に乾
き度（ｘ）が0.4〜0.7の範囲が好ましく、少なく
とも乾燥ガスとならないようにしなければならな
い。このようにすることにより、外部管路５には
僅かの液状の冷媒が介在することになり、これが
気化して内部冷却管４をその外側周囲からも冷却
できるためホツトスポツトが防止できるとともに
ケーブル長手方向に均一温度に維持することが容
易となり、安定冷却が約束される。

また、その線路の凸部の内部管４内に気化冷媒
が集つても、その部分に浮子１２を封入した冷媒
抜口１１を設けておくことにより、気化冷媒を速
やかに外部管路５に排出して、ガス溜部をつくる
ことがない。

また、内部管４内の冷媒が全部液状でかつ圧力
がかかつている場合でも、浮子１２が弁の働きを
して液状冷媒の管外流出は防止される。

外部管５内で気化した冷媒は、ケーブル線路か
ら抜き取られ、別に設けられた冷媒液化装置９に
送られて液化されたのち、再びケーブル線路に還
流される。

ここで使用される冷媒液化装置９は、空冷又は
水冷の熱交換器型のもので、これで液化熱を大気
中に放出する形式のものであつても、又は圧縮式
あるいは吸収式等の冷凍機であつてもよい。

冷凍機を使用する場合は、設備費、運転経費等
の経済的負担が大きくなるが、適正な制御運転が
可能となるだけでなく、冷媒をその沸点以下の任
意の低い温度にすることができるから、冷媒を予
定温度以下にすることによりケーブル線路の前半
側（液化冷媒供給側）では冷媒の顕熱により冷却
し、後半側（終端８側）では潜熱を利用して冷却
する方式とすることができ、顕熱冷却する分だけ
さらにケーブル線路の冷却区間を長くすることが
できる。

本発明のケーブル線路に供される電力ケーブル
の構造は、前記の第１図に示したものに限られず
第３図、第４図のものであつてもよい。

第３図に示したものは電力ケーブルＡと内部管
４との間にスペーサ１０を入れ、ケーブルＡが上
下、左右いずれの方向からも均一に冷却されるよ
うにしたものである。

また第４図は、３本の電力ケーブルＡを備えた
ケーブル線路の場合の一例を示したものである。

本発明は次の効果を有する。

(1) 内部管の長手方向の任意の箇所に冷媒抜きを
１または２個以上有し、かつ冷媒抜きに浮子を
封入しているので、 該冷媒抜きをその線路の凸部に設けておけ
ば、該凸部の内部管路４内に気化冷媒が集つて
も、その気化冷媒を速やかに外部管路５に排出
して、ガス溜部をつくることがなく、内部管路
４の途中に起り得るガス溜りによつて生ずる例
えば冷媒流動の遅滞、停滞等のトラブルは解消
される。

また、内部管４内の冷媒が全部液状でかつ圧
力がかかつている場合でも、浮子１２が弁の働
きをして液状冷媒の管外流出は防止される。

(2) ケーブル線路として、外部管と内部管よりな
る二重管の内部管内に電力ケーブルを配置した
構造の線路を用い、この線路の一端部より内部
管内に液状の凝縮性冷媒を供給するとともに内
部管の他端部より溢流する気液混合状態の冷媒
を前記外部管内へ導入し、気液混合状態の冷媒
を前記外部管内で気化しながら外部管内を通す
ようにしたので、 外部管路５には液状の冷媒が介在することに
なり、これが気化して内部冷却管４をその外側
周囲からも冷却できるためホツトスポツトが防
止できるとともにケーブル長手方向に均一温度
に維持することが容易となり、安定冷却が約束
される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図、第５図は本発明に供
される電力ケーブル線路の断面図であり、第２図
は本発明における冷媒の回路図である。第６図及
び第８図は従来の強制冷却電力ケーブル線路の断
面図であり、第７図及び第９図は、従来のケーブ
ル線路における冷媒の回路図である。 １：導体、２：絶縁体、３：シース、４：内部
管、５：外部管、６：液化冷媒、１１：冷媒抜
口、１２：浮子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力ケーブル線路に液状の凝縮性冷媒を供給
   し、前記電力ケーブル線路内で、前記冷媒が蒸発
   することにより電力ケーブルを冷却し、発生した
   気化冷媒をこの電力ケーブル線路外に導き出し、
   これを凝縮、液化して再びその電力ケーブル線路
   に還流させるようにした強制冷却電力ケーブル線
   路において、 ケーブル線路として、外部管と内部管よりなる
   二重管の内部管内に電力ケーブルを配置するとと
   もに、前記内部管の長手方向の任意の箇所に冷媒
   抜きを１または２個以上有し、かつ前記冷媒抜き
   に浮子を封入した構造の線路を用い、この線路の
   一端部より内部管内に液状の凝縮性冷媒を供給す
   るとともに内部管の他端部より溢流する気液混合
   状態の冷媒を前記外部管内へ導入し、気液混合状
   態の冷媒を前記外部管内で気化しながら外部管内
   を通して冷媒供給部のある端部より線路に抜き取
   り、再度液化して内部管に循環供給することを特
   徴とする、強制冷却電力ケーブル線路。