JPH02144810A - 電力ケーブル及びその温度分布測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はラマン散乱光の強度が温度の関数であることに
基づいて電力ケーブルの長手方向における連続した温度
分布を測定し、熱挙動や事改点検知に利用される電力ケ
ーブル及びその温度分布測定方法に関する。

（従来の技術〕 一般に、電力ケーブルの許容電流を管理するためには、
電力ケーブルの長手方向における温度分布を計測するこ
とが考えられ、この温度分布を測定する手段としては、
従来、電力ケーブルの長手方向に沿って所定間隔をおい
て多数の熱雷対を取付けて１ｌｌＩｌ温している。

〔発明が解決しようする課題〕

しかしながら、斯かる従来技術にあっては、電力ケーブ
ルの長手方向に沿って所定間隔をおいて多数の熱゛市対
を取付けなければならないため、取付工数が多くかかり
、測定点数が非常に多くなって、湯度分布測定手段とし
ての価格が膨大になるという問題点がある。また、部分
的に電力ケーブルの長手方向に沿った温度分布を測定す
るので、測定温度精度が低い問題点もある。

そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
長手方向に連続した温度分布を容易且つ安価に、そして
高精度に測定することのできる電力ケーブル及びその温
度分布測定方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明による電力ケーブルは、ケーブル導体を絶縁体で
絶縁し、該絶縁体の外周に金属素線からなる遮蔽層を設
け、該遮蔽層に外被を設けてなる電力ケーブルにおいて
、前記遮蔽層の一部にその長手方向に沿ってラマン散乱
光ファイバ心線を設けたことを特徴とする。

また、本発明による電力ケーブルは、ケーブル導体を絶
縁体で絶縁し、該絶縁体の外周に外被を設けてなる電力
ケーブルにおいて、前記外被の長手方向に沿ってラマン
散乱光ファイバ心線を設けたことを特徴とする。

本発明による電力ケーブルの温度分布測定方法は、金属
素線からなる遮蔽層の一部に、その長手方向に沿って設
けられたラマン散乱光ファイバ心線の端末部からパルス
光を入射させて該光フアイバ心線中にラマン散乱を発生
させ、このラマン散乱光強度を検出し、同ラマン散乱光
強度に基づいて電力ケーブルの長手方向に連続して温度
分布を測定することを特徴とする。

また、本発明による電力ケーブルの温度分布測定方法は
、外被の長手方向に沿って設けられたラマン散乱光ファ
イバ心線の端末部からパルス光を入射させて該光フアイ
バ心線中にラマン散乱を発生させ、このラマン敢乱光強
度を検出し、同ラマン散乱光強度に基づいて電力ケーブ
ルの長手方向に連続して温度分布を測定することを特徴
とする。

〔作　用〕

本発明は以上のように構成されているので、金属素線か
らなる遮蔽層の一部に、或いは外被にその長手方向に沿
ってラマン散乱光ファイバ心線を設けたことにより、こ
の光フアイバ心線の端末部にパルス光を入射させれば、
光フアイバ心線内でラマン散乱が生じ、このラマン散乱
光の強度は温度に依存した関数で表わされることで、ラ
マン散乱光強度から電力ケーブルの長手方向に連続した
温度分布が求まる。従って、１本のラマン散乱光ファイ
バ心線を設けることで、電力ケーブルの熱挙動を監視で
きると共に、事故点検知が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第
１図に本発明の第１実施例による電力ケーブルを示す。

同図に示すように、電力ケーブル１は銅素線を複数条撚
り合せて各分割導体を構成したケーブル導体２に内部半
導電層３、ポリエチレン絶縁層（絶縁体）４、外部半導
電層５が順次設けられ、通常内部半導電層３、ポリエチ
レン絶縁層４及び外部半導電層５は同時押出法により成
形され、内部半導電層３とポリエチレン絶縁層４との間
、並びに絶縁層４と外部半導電Ｍ５との間は一体化され
ている。そして、外部半導電１１５の外周には半導電性
のクツションテープを巻回したクツション１１６が設け
られ、さらにクツション層６に多数本の銅素線の螺旋巻
き又は縦添えにより遮蔽層８が設けられ、その上にプラ
スチック、金属等からなるケーブルシース９が被覆され
ている。

また、遮蔽層８の一部にはその長手方向に沿って電気的
に絶縁性を有するラマン散乱光ファイバ線７が周方向に
４本設けられており、この光フアイバ心線７は第２図に
示すように光フアイバ素線７ａにタルクパウダー等の潤
滑用パウダー又はアルミナ（Ａｊ２０３）等のセラミッ
ク層７ｂを被覆し、このセラミックｆｆ７ｂの外周に銅
、アルミニウム、ステンレス等の金ｊｌｌＢ　７　ｃを
設けて構成されている。尚、本実施例では、ラマン散乱
光ファイバ心線７を絶縁層４の外周に４本設けたが、こ
れに限らず少なくとも１本以上設けたものであってもよ
い。従って、ラマン散乱光ファイバ心線７を遮蔽層８の
一部に設けたことにより、光フアイバ心線７の端末部か
らパルス光を入射させれば、光ファイバ心１７内でラマ
ン散乱が生じ、このラマン散乱光の強度から絶縁層４の
長手方向における連続した温度分布が求まることになる
。

このように本実施例によれば、絶縁性能を損なうことな
く、絶縁ＩＩ４の長手方向における連続的な温度分布を
測定することができる。

次に、第３図に示すような温度分布測定装置１０を使用
し、絶縁層４の長手方向における連続した温度分布を測
定する方法について説明する。

同図において、ラマン散乱光ファイバ心１７を備えた電
力ケーブル１は温度分布を測定しようとする送電系統に
配設される。温度分布測定ＩＡ置１０は光分岐器１５を
有し、この光分岐器１５の一方のボートには光源１４が
、他方のボートには検出系が設けられている。光１１１
１４には光源駆動装置１３、パルスデイレイ回路１２、
パルス発生器１１が接続されており、パルス発生器１１
から出力された信号は直接データ処理回路１９に入力さ
れる一方、パルスデイレイ回路２で所定時間遅らされた
パルス信号が光源駆ｗＪｖ装置１３−に入力される。光
源駆動装置１３はこの入力されたパルス信号に従って光
源１４を駆動し、光源１４からは周波数ω。のパルス光
が出射される。この光源１４からのパルス光は光分岐器
１５を通って電力ケーブル１内のラマン散乱光フフイバ
心Ｆｉ１７の端末部に入射される。光フアイバ心線７内
では周波数ω　のレイリー散乱光の他に、周波数ω　−
ωｒ（ストークス光）とω　＋ω「　（反ストークス光
）の２成分からなるラマン散乱が生じる。

上記ラマン散乱光ファイバ心線７で生じたレイリー散乱
及びラマン散乱光の一部は光フアイバ心線７を戻り、そ
の端末部から出射され光分岐器１５で分岐され、さらに
光分岐器１６でストークス光と反ストークス光とに分岐
され、これらの光の強度が各々受光器１７．１８で検出
され、この出力信号はデ−タ処理回路１９に送出される
。データ処理回路１９では光フアイバ心線７の温度を求
めると共に、パルス発生器１１からのパルス信号と受光
１Ｔｔ１７，１８からのラマン散乱光の検出信号との時
間差に基づき距離が決定される。そして、表示器２０に
おいて連続的にスキャンすることで、ラマン散乱光ファ
イバ心線７の温度分布を通して絶縁層４の長手方向に連
続した温度分布が得られることになる。ここで、本実施
例におけるラマン散乱光ファイバ心線７の測定温度範囲
は一２０〜＋１５０℃で、測定温度精度は±１℃、そし
て測定距離は２−（分解能＝１ｍ）である。

このように、本実施例よれば、２波長測定方式を採用し
ているので、外乱の影響を受けることがない。また、電
力ケーブル１の絶縁ＷＪ４の長手方向における連続した
温度分布を１本のラマン散乱光ファイバ心線で測定でき
るので、測定作業が容易であり、安価な温度分布測定用
の電力ケーブルを提供することができる。

第４図は本発明の第２実施例による電力ケーブルを示し
、前記第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して
現用すると、本実施例では第１図に示す電力ケーブル１
の外周に、順次クツション層３１、アルミニラ４ＷＡ又
はステンレス製等のコルゲート管３２及び防食層３３か
らなる外被３０を設けて電力ケーブル１Ａを構成し、防
食層３３にその長手方向に沿って電気的に絶縁性を有す
るラマン散乱光ファイバ心Ｆｉ１７を螺旋巻ぎしである
。

従って、第４図（ｂ）に示すように光フアイバ心線７は
防食層３３内においてコルゲート管３２の谷部に接する
ように設けられているので、電力ケーブル１Ａの布設時
等に光フアイバ心線７が損（セすることなく保護される
。そして、光フアイバ心線７の端末部からパルス光を入
射させれば、光フアイバ心線７内でラマン散乱が生じ、
このラマン散乱光の強度から電力ケーブル１Ａの長手方
向における連続した温度分布が求まることになる。

次に、本実施例の電力ケーブル１Ａの長手方向における
連続的な温度分布を測定する方法については、前記第１
実施例のように第３図の温度分布測定装置１０を使用し
て行なわれる。即ち、第１実施例と同様に電力ケーブル
１Ａは温度分布を測定しようとする送電系統に配設され
、外被３０の防食層３３の長手方向に沿って設けられた
ラマン散乱光ファイバ心１ｉ１７の端末部からパルス光
を入射させて光ファイバ心１７中にラマン散乱を発生さ
せ、このラマン散乱光強度を検出し、ラマン散乱光強度
に基づいて電力ケーブル１Ａの長手方向に連続した温度
分布を測定することができる。

また、第５図は本発明の第２実施例の変形例を示してお
り、この変形例では外被３０におけるクツション層３１
の長手方向に沿って電気的に絶縁性を有するラマン散乱
光ファイバ心線７を螺旋巻きして電力ケーブル１Ｂを構
成している。この変形例によれば、光ファイバ心１１７
はコルゲート管３２の内側に設けられるので、第４図に
示す電力ケーブル１Ａと比較して光ファイバ心１７は一
段と損傷しにくくなり、耐久性が向上する。その他の構
成、作用及び温度分布測定方法は前記第１実施例と同一
であるのでその説明を省略する。

尚、本第２実施例において、ラマン散乱光ファイバ心線
７は周方向に４本設けたが、少なくとも１本設ければ上
記温度分布の測定が可能であり、また螺旋巻°きに限ら
ず縦添えして設けてもよい。

このように第２実施例によれば、外被３０にラマン散乱
光ファイバ心１ｉ１７を設けた構成に拘らず、多数の電
力ケーブルを積み重ねて布設した場合でもラマン散乱光
ファイバ心線７が絶縁性を有することで、誘導障害が発
生せず正確に温度分布を測定することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電力ケーブルによれ
ば、遮蔽層の一部に、又は外被にその長手方向に沿って
ラマン散乱光ファイバ心線を設けたので、長手方向に連
続した温度分布を高精度に測定することができ、ケーブ
ルの事故点検知が可能であると共に、熱挙動の監視が可
ｌとなる。特に、遮蔽層の一部に上記光フアイバ心線を
設けたことで、絶縁体のホットスポット部が検出可能と
なって、絶縁性能が損なわれる部分を予知できることに
なる。その結果、常に通電容憬を効率よく維持できる。

また、外被にラマン散乱光ファイバ心線を設けたので、
電力ケーブルの外気温の計測も併せて行なうことができ
る。

さらに、本発明に係る電力ケーブルの温度分布測定方法
によれば、ラマン散乱光ファイバ心線を使用したので、
熱電対で温度分布を測定する方法と比較して測定作業が
容易になると共に安価に測定可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による電力ケーブルを示す
概略断面図、 第２図は第１図のラマン散乱光ファイバ心線を示す概略
断面図、 第３図は本発明に使用される温度分布測定装置を示すブ
ロック図、 第４図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施例による電力
ケーブルを示す概略断面図。 部分縦断面図、 第５図（ａ）、（ｂ）は第４図の変形例を示す概略断面
図２部分縦所面図である。 １．１Ａ、ＩＢ・・・電力ケーブル、 ２・・・ケーブル導体、 ４・・・ポリエチレン絶縁ｍ＜絶縁体）、７・・・ラマ
ン散乱光ファイバ心線、８・・・遮蔽層、１０・・・温
度分布測定装ぽ、３０・・・外被、３１・・・クツショ
ン層、３２・・・コルゲート層、３３−・・防食１ｉ！
。 出願人代理人　　藤　　本　　博　　光第 図 】 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーブル導体を絶縁体で絶縁し、該絶縁体の外周に
   金属素線からなる遮蔽層を設け、該遮蔽層に外被を設け
   てなる電力ケーブルにおいて、前記遮蔽層の一部にその
   長手方向に沿ってラマン散乱光ファイバ心線を設けたこ
   とを特徴とする電力ケーブル。 ２、ケーブル導体を絶縁体で絶縁し、該絶縁体の外周に
   外被を設けてなる電力ケーブルにおいて、前記外被の長
   手方向に沿ってラマン散乱光ファイバ心線を設けたこと
   を特徴とする電力ケーブル。 ３、金属素線からなる遮蔽層の一部に、その長手方向に
   沿って設けられたラマン散乱光ファイバ心線の端末部か
   らパルス光を入射させて該光ファイバ心線中にラマン散
   乱を発生させ、このラマン散乱光強度を検出し、同ラマ
   ン散乱光強度に基づいて電力ケーブルの長手方向に連続
   して温度分布を測定することを特徴とする電力ケーブル
   の温度分布測定方法。 ４、外被の長手方向に沿って設けられたラマン散乱光フ
   ァイバ心線の端末部からパルス光を入射させて該光ファ
   イバ心線中にラマン散乱を発生させ、このラマン散乱光
   強度を検出し、同ラマン散乱光強度に基づいて電力ケー
   ブルの長手方向に連続して温度分布を測定することを特
   徴とする電力ケーブルの温度分布測定方法。