JPH03107735A - 地中埋設電力ケーブルの最高温度評価方法 - 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、一般に熱定数の不明確な地中に埋設された電
力ケーブル線路を、安全かつ効率よく運用するための、
ケーブルの最高温度を評価する装置に関するものである
。

［従来の技術］ 電力ケーブルは地中に埋設されることが多いが、周囲の
土壌の熱条件が不確定で、また他のケーブルや埋設物の
熱影響が予測しにくいため、運転中の電力ケーブルの温
度管理は極めて困難である。

電力ケーブルの温度管理は、ケーブルが温度上昇による
化学的劣化、Ｒ械的劣化を長年月に亘っである限度内に
抑制することが主目的であり、この目的からは現在の対
策が十分有効である０例えば、周囲土壌の固有熱抵抗や
基底温度（その土壌中に同等発熱物が埋設されていない
場合の土壌温度）を総合的に安全側の数値として設定し
、その条件下で対象ケーブルを運転したときの温度が許
容値内に納まるよう許容電流を計算により求め、この電
流の範囲内で運用する方法（ＪＣ９−１６８等参照）が
ある。

しかし、この方法では、安全を見過ぎると不経済な運用
となり、また周辺に池のケーブルや発熱物が増設された
場合にはその影響で計算値以上の温度上昇が生じ危険運
転となる。土壌の熱条件も長年月に亘って一定値を保つ
とは期待できない。

また、最近ではケーブルを直接、間接に冷却し発熱の一
部を除去し、温度上昇を抑え、許容電流を増加させるこ
とも行われているが、これも周辺の熱条件により、過度
の冷却による不経済運転、冷却不足による危険運転とな
り得る。

このような不確定の状態を緩和し、安全且つ効率のよい
ケーブルの設計、運用を行うための手法も考えられてい
る。基本的にはケーブル、ケーブル周辺、あるいは近傍
の土壌の温度をモニタし、直接、あるいは間接的に各ケ
ーブルの温度を計算により求めることである。

各ケーブルの温度を直接測定する場合には、例えば表面
温度と発熱量を測定し、ケーブル構成材料と寸法から算
出される熱抵抗とから、最高温度となる導体の温度を求
める。

また、地中埋設ケーブルでケーブル温度を直接に測定で
きない場合には、それに隣接する曲の管路や近傍の土壌
の温度をモニタし、これと、別途測定したケーブル発熱
量を基に、ケーブル熱抵抗、さらに埋設配置から求まる
ケーブルと温度測定点の相互熱影響比例定数（相互熱抵
抗）から導体温度を求める。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のような方法で導体温度を求め、これをケーブル運
用の制御、管理に使用することが可能である。しかし、
この方法には以下のような問題がある。

（ａ）複雑な方法でケーブル発熱量を別途測定する必要
があり、それぞれにセンサをつけ、その信号を一ケ所に
集める伝送系を設置しなければならない。

（ｂ）ケーブルは何Ｋｍにも亘って布設されており、こ
の間の土壌の熱条件、埋設配置、他のケーブルや発熱物
の埋設の有無等は長さ方向で大幅に変化する。従って、
対象とする電力ケーブルの温度を求めるには、近傍の土
壌温度を全長に亘ってモニタする必要があるが、その適
切な測定方法がない。

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、一連の
光ファイバにより各部の温度を計測し、これから計算に
より電力ケーブルの発熱量を求め、さらにケーブル導体
の温度を求め、長さ方向の最高値も求める新規な電力ケ
ーブルの最高温度評価装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の地中埋設電力ケーブルの最高温度評価装置は、
地中に埋設された電力ケーブルにほぼ沿って布設された
一連の光ファイバと、この光ファイバを後方散乱光検出
による温度分布測定用センサとする温度分布測定装置一
台と、その測定値から電力ケーブルの発生熱量を求める
とともに、電力ケーブル布設断面内の少なくとも２点の
温度を求めることによりその部分での未知の周囲土壌の
固有熱抵抗と基底温度とを求め、これらからその布設断
面内でのケーブル温度を算出し、この操作を繰り返して
線路全長でのケーブル最高温度を求める最高温度評価処
理装置一台とを備えた構成のものである。

上記電力ケーブルの発生熱量を求めるには、電力ケーブ
ルの長さ方向のほぼ同一位置にて、その防蝕層内面、外
面、ケーブル表面から離隔した周囲場所或いはケーブル
外周表面に取り付けた熱抵抗層の外面のいずれか２ｆｌ
所に、上記温度分布測定用センサとしての光ファイバの
一部を一定長λ以上の長さで螺旋状に取付け、上記最高
温度評価処理装置には、上記温度分布測定装置がこの各
螺線状部につき電力ケーブル円周方向の平均温度として
計測した半径方向２点の温度差とその間の既知の熱抵抗
とにより、当該電力ケーブルの発生熱量を計算する発生
熱量演算手段を設けることが好ましい。

また、電力ケーブルの近くに冷却又は加熱のための輸送
管が併設されている場合には、その輸送管の少なくとも
一箇所に上記温度分布測定用センサとしての光ファイバ
の一部を一定長λ以上の長さで接触させ、上記最高温度
評価処理装置には、上記温度分布測定装置がこの接触部
につき計測した該輸送管の温度を同時に考慮して、線路
の断面方向、長さ方向での電力ケーブルの温度を算出し
最高温度の評価に加味する演算手段を設けることが好ま
しい。

上記最高温度評価処理装置は、上記電力ケーブル布設断
面で測定する少なくとも２箇所の温度の一つとして、電
力ケーブル線路から十分離れた地中の土壌基底温度を採
り、土壌に関する未知の定数として土壌固有熱抵抗のみ
とすることにより、電力ケーブル温度の算出を簡易化し
た処理装置とすることができる。

［作　用］ 温度分布測定装置は、電力ケーブルにほぼ沿って布設さ
れた一連の光ファイバをセンサとして、その光フアイバ
上の線状温度分布を測定するｌ高温度評価処理装置は、
その温度分布測定装置の測定値から、電力ケーブルの発
生熱量を求めるとともに、電力ケーブル布設断面内の少
なくとも２点の温度からその部分での未知の周囲土壌の
固有熱抵抗と基底温度とを求め、これらからその布設断
面内でのケーブル温度を算出する。この場合、ケーブル
導体温度は、上記ケーブル発熱量と土壌熱条件を求め、
これらと埋設位置寸法とケーブル本体の熱定数を用いる
ことで、間接的に求められる。そして、この操作を繰り
返して線路全長でのケーブル長さ方向の最高温度を求め
る。

請求項２の形態においては、電力ケーブルの発生熱量を
求めるため、電力ケーブルの長さ方向のほぼ同一位置で
、その防蝕層内面、外面、ケーブル表面から離隔した周
囲場所、あるいはケーブル外周表面に取り付けた熱抵抗
層の外面のいずれか２１！ｒ所に、温度分布測定用セン
サとしての光ファイバを螺旋状に取付ける。このように
光ファイバを螺線状に巻くことにより、温度分布測定装
置は、上記２箇所をそれぞれ電力ケーブル円周方向の平
均温度として計測することになり、周囲の対流に起因す
る電力ケーブル円周方向での熱量の歪みが補正される。

この場合、各螺線状部の光ファイバの長さを、入射光パ
ルスの時間幅から決まる平均温度測定を測定する一定長
λ以上の長さとすることで、温度分布測定装置のサンプ
リング点がこの輝線区間に必ず含まれることとなり、測
定誤差がが少なくなる。上記処理装置の発生熱量演算手
段は、温度分布測定装置が計測したこの電力ケーブルの
半径方向２点の温度差とその間の既知の熱抵抗とにより
、当該電力ケーブルの発生熱量を特徴する 請求項３の形態では、輸送管の少なくとも一箇所に温度
分布測定用光ファイバをλ以上接触させ、輸送管の温度
を同時に測定する。これにより、強制冷却（加熱）線路
においても線路の断面方向、長さ方向での電力ケーブル
の温度を算出し、最高温度を評価することが可能となる
。従って、電力ケーブルの冷却、あるいは多目的の冷却
、加熱のための輸送管が併設されている場合に適してい
る。

請求項４の形態のように、地中埋設電力ケーブル布設断
面で測定する２箇所の温度の一つとして、電力ケーブル
線路から十分離れた地中の土壌基底温度を採ると、土壌
に関する未知の定数が土壌固有熱抵抗のみとなり、これ
により電力ケーブル温度の算出が簡易化される。

［実施例］ まず始めに、前提となる光フアイバ式温度分布測定装置
の原理から簡単に説明する。

第１図は光ファイバによる温度分布測定装置の概略を示
す、光パルス光ｉｔから発した光パルスを光ファイバ２
に入射すると、散乱光を発生しつつ光速で伝播する。散
乱光の一部は後方散乱光として光ファイア２の入射端に
もどる。この散乱光のうち、レーレ散乱光、ラマン散乱
光等の光強度は光ファイバ２の温度に依存する。そこで
、入射＠側に光分波器３を挿入して必要な後方散乱光を
取り出し、これを受光器４に導いて、入射後からの後方
散乱光の時間変化を検出すると、その入射後の時間が「
位置」に、光強度が「温度」に換算でき、光ファイバ２
の長さ方向の温度分布が計α１できる。なお、微弱な後
方散乱光の測定精度を高め、計測温度精度を高めるため
、数万回のパルス光に対する平均処理を行う平均化処理
装置５、後方散乱光の複数成分の相関を演算処理するデ
ータ処理装置６等も使用される。

今、入射光パルスの時間幅を近似的にで（ｎｓ）とする
、光パルスの入射後、ある時刻２ｔで受信される後方散
乱光は、微小時間Δτ、微小距離Δλ（光速をＶとする
と、Δλ＝Ｖ・Δτ）に分解して考えると、「時刻ｔで
距Ｍｊで発生した散乱光」　（第２図実線）と、「時刻
ｔ＋Δτで距離」−Δλで発生した散乱光」　（第２図
点線）と、「時刻ｔ＋２Δτで距離Ｊ−２Δλで発生し
た散乱光」・・・・が重なったものであることになる。

即ち、ある時刻２ｔで受信した散乱光は距離１から手前
λ幅（λ＝Ｖ・τ／２）の間の散乱光の重畳分となって
おり、これが全ての時刻の受信光について言えるので、
等価的にはλ幅間の平均値に相当する。このような信号
から求めた温度分布はポイントのつながった温度分布で
はなく、λ幅間の平均温度をつなげたものとなる。

（１）ケーブル発熱量 次に、ケーブル発熱量を、上記光フアイバ式温度分布測
定装置を使用して求める方法について説明する。

一般に、第３図に示したように、ある熱抵抗ｒの物体に
熱量Ｗが流れると、両端の温度差ΔＴはΔＴ＝ｗ昏ｒと
なる。即ち、既知の熱抵抗ｒの両側の温度差ΔＴを測定
すれば、そこを流れる熱流が測定できる。

電力ケーブルの場合も、第４図のように、金属シース７
と外側の防蝕層８の表面との温度差ΔＴ＋、あるいは防
蝕層８の表面と周囲空気９との温度差ΔＴ２を測定し、
それぞれ、防１！！ｌ！層熱抵抗あるいは表面放散熱抵
抗が既知であるので、熱・流を求めることができること
になる。しかし、実際のケーブルでは極めて複雑な測定
を必要とする。

その理由は、ケーブル外表面が空気や水等の流体で覆わ
れていると、対流のため、例えばケーブルが水平にある
と、第４図に矢印で示すように上方向に多くの熱流が集
まり、これにより、ケーブル半径方向に流れる熱流は、
円周方向で均一でなくなり、円周方向のどこの２点の温
度差を測定するかで異なった熱流を得ることになるため
である。

したがって、少しでも正確な（ケーブル全体から流れ出
す全熱量として正確な）熱量を求めるには、ケーブルシ
ース７、防蝕層８の表面１周囲空気９の各温度等を、そ
れぞれ円周方向で、少なくとも上下左右の４点で測定し
、それぞれの平均値を求めるという操作が必要となり、
測定系、データ処理系が複雑となる。

なお、既知の熱抵抗を持つシートあるいはブロック等を
ケーブル表面に取り付け、その両側の温度を多数点測定
する熱流計や、また、ケーブル電流を計測して導体ジュ
ール損を計算し、シース損。

誘電＃、損を計算してケーブルの全発生熱量を求める方
法等があるが、何れも温度以外の測定が複雑になると共
に、電力ケーブルは長さ方向で相互の位置関係により導
体損やシース損が変化することから、布設配置が変化す
る区間毎に測定を必要とするため、多数の測定器を要し
、経済的ではない。

ところが、上記光フアイバ式温度分布測定装置を使用し
、次のようにすると、これらの問題が一挙に解決できる
。

即ち、第５図に示すように、光ファイバ２をケーブル１
０の防蝕層８の表面に螺旋状に巻き付け、その螺旋状部
２ａからの延長部を螺旋状部２ａの周囲に更に螺旋状に
配置して折り返す、そして、それぞれの螺旋状部２ａ、
２ｂの長さを前記したλ以上とする。このようにすると
、それぞれの螺旋状部２ａ、２ｂから、電力ケーブル１
０の円周方向の温度が、容易に平均値として測定できる
。

従って、電力ケーブルの断面の上下左右の４点を測定す
る必要がなくなる。なお、より正確な円周方向の平均温
度を求めるには、螺旋状部２ａ。

２ｂの長さを３λ以上とすることが望ましい、また、光
ファイバ２は一つの電力ケーブル線路全長に一本布設し
、途中で正確な円周方向の平均温度゛を求める必要があ
る箇所（ケーブル配置の変わる毎、種類の異なるケーブ
ル基等）について、第５図の螺旋部２ａを形成しておく
ことにより、一台の測定装置および一台の処理装置で、
必要なケーブル発生熱量を全て正確に測定することがで
きる。

第５図では、螺旋状部２ａからの延長部を螺旋状部２ａ
上に螺旋状に配置しながら折り返しているが、螺旋状部
２ｂを形成しないで更に先へ延在させ又は折り返すこと
もできる。また、一方の螺旋状部２ａ又は２ｂの光ファ
イバを防蝕層８の内部でシース７上に配置したり、両螺
旋状部２ａ。

２ｂの光フアイバ間にシートを円筒状に配置して既知熱
抵抗層を形成することも可能である。

なお、実際の測定においては、信号のディジタル処理の
なめ、サンプリングを行って温度分布を求める。このた
め、サンプリング点と時刻２ｔ（位りが一致するとは限
らない、従って、サンプリング点がケーブル発熱量測定
のための螺旋区間内に必ず含まれるよう、巻き付ける光
ファイバ２の長さを確保する必要がある。

（２）全ケーブルの温度 次に、地中埋設ケーブルの近傍の２点の温度を測定する
ことにより、全ケーブルの温度を求める方法を説明する
。

第６図のケーブル布設断面で、地中に埋設された管路１
１〜１３は、ケーブルの収納されていない管路、冷却管
路、ケーブルの収納された管路等であり、ケーブル線路
自体であってもよい、第６図では、１１はケーブル管路
であり、その上下２箇所に位置する・の管路ｐ、ｑが、
光ファイバによる温度測定箇所となっている。このｐ、
ｑ２箇所の温度測定点は、管路１１〜１３のうち、Ｏの
まま残うている管路（■■■・・・■等）と同じ位置で
あっても良い。

周囲土壌の固有熱抵抗をｇ、基底温度をＴａとし、管路
■■■・・・Ｏの未知の温度をＴＩ。

Ｔ２．Ｔ３．・・・Ｔｎ、それらケーブルの単位長当た
りの既知の発熱量をＷｌ、Ｗ２．Ｗ３・・・Ｗｎ、管路
ｐ、ｑの温度を’ｒｐ、’ｒｑ、○とＯの管路間の自己
熱抵抗比例定数及び○と・の管路間の相互熱抵抗比例定
数をマトリックス表示で［Ｒ］とすると、これらの間に
は次式が成り立つ、・にも発熱がある場合にはそれをＷ
ｐ、Ｗｑとする。なお、熱抵抗比例定数についてはＪＣ
３−１６８等に示されている。

未知数は、管路■■■・・・Ｏの温度Ｔ１〜Ｔｎと、周
囲土壌の固有熱抵抗ｇ、基底温度Ｔａの（ｎ＋２）個で
あり、その解は（ｎ＋２＞個の連立方程式により求まる
。すなわち、土壌の未知の熱定数ｇ、Ｔａを求めるため
に方程式が２個余分に必要となる。そのために、管路ｐ
、ｑの温度Ｔｐ、Ｔｑの２点を測定し、２個の方程式を
加えるのである０周囲土壌の固有熱抵抗ｇ、基底温度Ｔ
ａは、上式の最下段の２個の方程式から求めることがで
きるので、そのｇとＴａを用いて、管路■■■・・・Ｏ
の温度Ｔ１〜Ｔｎのうち必要なもののみ求めることがで
きる。

なお、２点以上の温度を計測した場合には、未知数より
も方程式の方が数が多くなるが、この場合には、２点分
のみ使用するか、２点分を組合わせて何組かのｇ、Ｔａ
を求めこれらの平均値を使用すれば良い、このようにし
て求まる管路■■■・・・Ｏの温度Ｔ１〜Ｔｎは管路ま
たはケーブルの外周温度に相当するので、これと、ケー
ブル各部の熱抵抗１発熱量により、導体の温度を求める
。

一方、第６図のいずれかの管路に冷媒を流し、強制冷却
されている場合には、以下の方法で上記と同様にケーブ
ル温度を算出できる。

例えば、第６図、第（１）式で、ｎ番の管路■に冷却水
が流れている場合、その内部で発生する熱量をＷｃ、冷
却水が奪う熱量をＷｗとすると、管路Ｏの発熱量Ｗｎは
、Ｗ　ｎ　＝　Ｗ　ｃ　−Ｗ　ｗとなるが、冷却水が奪
う熱量Ｗｗは未知数であるので、第ｎ）式の未知数を一
つ減らす必要がある。

そこで、冷却水配管の一部が露出されている箇所、例え
ば第７図の人孔部２１．２２のｆ部、に部や循環装置の
出入口（ｄ部）等で、断熱層の内側の配管に直接光ファ
イバを巻き付け、その温度を用いて１番管路の温度Ｔｎ
を求める。これにより、Ｔｎが既知数となる。

なお、前述したように、光ファイバによる温度分布測定
では、λ幅間の平均温度を測定することになる。地中埋
設ケーブルでは周囲土壌の熱抵抗、熱容量による温度分
布の緩和効果が期待できるので、λ幅間の平均値で十分
目的が達せられる。λは小さいほうが望ましいが、同じ
測定系でケーブル発生熱量も測定するので、第５図での
螺旋円周１回が形成できる大きさ以上とする必要がある
。

また、冷却水のある管路（例えば第７図の冷却管１３）
の温度は、その流れにより長さ方向に温度差を生じるの
で、冷却の度合いによっては、第７図のｄ、ｆ、に点の
如く、ある区間毎に冷却温度を測定して、その長さ方向
には−様な変化をしていると見做すか、指数関数的に変
化していると見做すかの方法により、長さ方向任意断面
での冷却管１３の温度Ｔｎを求めることができる。冷却
された管路が複数の場合には、各冷却管の温度を測定す
ることにより、未知数である奪熱量の個数増加分を補い
方程式を解くことになる。

また、ケーブル線路に沿って他の冷却管や給熱管が併設
されている場合ら同じである。

（３）具体例 第７図に最高温度評価装置の具体例を示す。

光フアイバ式温度分布測定装置１６の光パルス光源１（
第１図）から出射される光パルスの時間幅は２０ｎｓで
ある。光ファイバ２は、測定室から出てａ、ｂ、ｃ部で
、ケーブル線路１０に対し第５図に示すような二重螺旋
構造＜２ａ、２ｂ）に巻回され、更にｄ部で冷却管１２
の表面に４巻き付けられた後、ｅ部にてケーブル線路１
０の横の管路１２（第８図）内を通り、次の人孔部２１
に入る。更に、光ファイバ２は、人孔部２１においてｆ
部で再度冷却管１３の表面に巻き付けられ、次の埋設部
におけるｇ部でケーブル１０と同一の管路１１（第９図
）内を通り、次の人孔部２２に入る。光ファイバ２は、
更に人孔部２２のり、Ｊ。

１部で二重螺旋構造に巻回され、ｋ部で冷却管１３の表
面に巻き付けられる。その後逆方向に折り返され、ｑ部
にてケーブル線路１０の横の管路１２（第９図）を通り
、人孔部２１を抜け、ゲブル線路１０の横の管路１４（
第８図）を通って終端部１５まで布設されている。

使用した光フアイバ２中の光速は２０ｃｍ／ｎｓである
から、λ＝　２０　Ｘ　２０　／　２　＝　２００　ｃ
　ｍとなり、螺旋部２ａ、２ｂには６ｍの光ファイバを
巻いた。

このようにして、必要な温度は一本の光ファイバ２と一
台の測定装置１６で測定される。

光ファイバ２の距離と設備の位置関係は予め分かつてい
るので、最高温度評価処理装置１７において、ａ、ｂ、
ｃ、ｈ、ｉ、Ｊ部の二重螺旋のそれぞれの温度と、内外
の温度差とが分かり、各区間での、各ケーブル１０の発
熱量が求まる。またｄ、ｆ、に部の温度から冷却水の入
った管路１３の温度分布が求められ、ｅ、ｕ＋　Ｐ＋　
ｑの温度分布から埋設断面における２点の温度が求めら
れる。

これらは最高温度評価処理装置１７において更に処理さ
れ、予め設定した様々の条件と比較される。

これにより、ケーブルの最高温度が評価され、ケーブル
の経済的で安全な運用が可能となる。

なお、上記実施例で、光ファイバ２はいわゆる一筆書き
であれば布設順序は任意でよく、また螺旋状部等を個々
に形成しておき、長尺部を布設して接続することも可能
である。

さらに、第７図のようにほぼ往復布設してもよいし、ま
た布設の便利さを考慮して、必要箇所を分担して測定す
る複数本のファイバを設置し、温度分布測定装置出口で
光ファイバを切替器により切り替え、各ファイバ毎の温
度分布を求め、等価的に一連のファイバとして全体の温
度分布を測定してもよい。

さらに、第７図の例では、ケーブル線路近傍の２点の温
度（ｅ　＋　ｕ　；　ｑ、ｐ　＞を測定しているが、−
点をケーブル線路の熱影響を受けないほど遠方に離して
設置し、これを土壌の基底温度Ｔａと見做すことにより
、第（１）式の基底温度Ｔａを既知数とし、方程式を一
つ省略することもできる。このような場合には、環境条
件によっては、線路全長には断面当たり１点の温度を測
定し、光ファイバの一部を線路から離れた位置へ置いて
、そこを基底温度Ｔａとして測定し等価的に２点の温度
とすることもできる。

最後に、実際例に基づいて、本装置を従来装置と比較し
てみる。但し、いずれも全長的３０００ｍの交流２回線
、６条のケーブル線路で、併設して２本の冷却管が設置
されているものへの適用である。

尚、全長でケーブル配置は３種類あり、ケーブル線路の
途中は、地下鉄トンネル下の横断部分、池の基幹ケーブ
ル線路との交差部分を含み、山側から市街地まで埋設深
さ、土質が複雑に変化している。ケーブル線路全長での
比較結果は下記の通りである。

従来 本発明 ケーブル発熱量 測定器 ６ｘ３＝１８台 線路温度測定点 （断面２ケ所 ２ｍ毎） ３０００点＋α 温度測定線 熱電対 併設平均距離１５００ｍ 配線余長　　　５０ｍ （３０００〒α）分 合計　約５０００　ｋ　ｍ 多点温度測定器 １００点用　約４０台 測定データ伝送系 多重信号伝送装置 信号伝送用ケーブル ケーブル温度計算 最高温度評価装置　　　　　　１台 不要 ３０００点＋β 光ファイバ 併設圧１３０００ｍ　：＜　２ 螺旋部　　６ｍＸ５０ 配線余長　　　５０ｍ 合計　約６．５ｋｍ 全点用　　１台 不要 １台 これら温度測定線や測定器類のみで、従来法では３〜４
億円を必要とするのに対し、本装置ではその１／１０以
下で済む、従来法では数百点用の温度禎償導線を布設す
るのに専用の管路が必要で、またその布設とつなぎ込み
にも膨大な人件費を要する、ケーブル温度管理に数億円
を投資することは、ケーブルの効率運用と合わせて考え
ると無駄な投資となるなめ、現状で従来法を適用した例
はない、今後、電力供給を確実且つ経済的に維持するに
は、主要なケーブル線路の効率運用が不可欠である。こ
の点につき、本装置は初めて経済的１総台的にメリット
ある地中電力ケーブルの最高温度評価を可能とするもの
となる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は、モニタ区間内の電力ケー
ブル周囲又は周辺部に設置した一連の光ファイバと、一
台の温度分布測定装置と、一台の処理装置とにより、地
中埋設電力ケーブルの導体温度モニタに必要なケーブル
発熱量と土壌熱条件を求め、これらがら間接的にケーブ
ル導体温度を求めて、その長さ方向の最高値を求めるも
のであるため、従来に比べ極めて経済的であり、初めて
地中電力ケーブルの最高温度評価が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバによる温度分布測定装置の原理図、
第２図は光ファイバによる温度分布測定の平均値計測の
説明図、第３図は既知熱抵抗の両端温度差と熱流の関係
説明図、第４図は水平布設ケーブルの断面と周囲対流の
説明図、第５図は本発明によるケーブル発生熱量測定の
原理図、第６図は地中ケーブルと温度分布測定部の説明
図、第７図は本発明の一実施例を示す図、第８図はその
■−■断面図、第９図はＩＸ　−ＩＸ断面図である。 図中、１は光パルス光発光源、２は光ファイバ、３は分
波器、４は受光器、５は平均化処理装置、６はデータ処
理装置、７はケーブル金属シース、８はケーブル防蝕層
、９はケーブル周囲（空気等）、１０はケーブル、１１
〜１４は管路、１６は温度分布測定装置、１７は最高温
度評価処理装置を示す。 第 図 第 図 第４ 図 第 図 ７０：１ｒ−７”ル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地中に埋設された電力ケーブルにほぼ沿って布設さ
   れた一連の光ファイバと、この光ファイバを後方散乱光
   検出による温度分布測定用センサとする温度分布測定装
   置一台と、その測定値から電力ケーブルの発生熱量を求
   めるとともに、電力ケーブル布設断面内の少なくとも２
   点の温度を求めることによりその部分での未知の周囲土
   壌の固有熱抵抗と基底温度とを求め、これらからその布
   設断面内でのケーブル温度を算出し、この操作を繰り返
   して線路全長でのケーブル最高温度を求める最高温度評
   価処理装置一台とを備えたことを特徴とする地中埋設電
   力ケーブルの最高温度評価装置。 ２、上記電力ケーブルの発生熱量を求めるため、電力ケ
   ーブルの長さ方向のほぼ同一位置にて、その防蝕層内面
   、外面、ケーブル表面から離隔した周囲場所或いはケー
   ブル外周表面に取り付けた熱抵抗層の外面のいずれか２
   箇所に、上記温度分布測定用センサとしての光ファイバ
   の一部を一定長λ以上の長さで螺旋状に取付け、上記最
   高温度評価処理装置には、上記温度分布測定装置がこの
   各螺線状部につき電力ケーブル円周方向の平均温度とし
   て計測した半径方向２点の温度差とその間の既知の熱抵
   抗とにより、当該電力ケーブルの発生熱量を計算する発
   生熱量演算手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の地中埋設電力ケーブルの最高温度評価装置。 ３、電力ケーブルの近くに冷却又は加熱のための輸送管
   が併設されている場合に、その輸送管の少なくとも一箇
   所に上記温度分布測定用センサとしての光ファイバの一
   部を一定長λ以上の長さで接触させ、上記最高温度評価
   処理装置には、上記温度分布測定装置がこの接触部につ
   き計測した該輸送管の温度を同時に考慮して、線路の断
   面方向、長さ方向での電力ケーブルの温度を算出し最高
   温度の評価に加味する演算手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１または２記載の地中埋設電力ケーブルの最高
   温度評価装置。 ４、上記最高温度評価処理装置は、上記電力ケーブル布
   設断面で測定する少なくとも２箇所の温度の一つとして
   、電力ケーブル線路から十分離れた地中の土壌基底温度
   を採り、土壌に関する未知の定数として土壌固有熱抵抗
   のみとすることにより、電力ケーブル温度の算出を簡易
   化した処理装置であることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３記載の地中埋設電力ケーブルの最高温度評価装置
   。