JPH034122Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は地中電力ケーブルを冷却水などの冷
却媒体によつて間接的に冷却するための構造に関
し、特に洞道などに入れずに地中に直接埋設した
電力ケーブルの間接冷却構造に関するものであ
る。

従来の技術 周知のように電力ケーブルは送電に伴つて発熱
し、温度が上昇するので、その送電容量は絶縁被
覆等が溶損するなどのことが生じない範囲に制限
され、そのため従来から許容送電容量を高めるた
めにケーブルの冷却を行なつている。ケーブルの
冷却方式としては、直接冷却方式と間接冷却方式
とが知られているが、直埋電力ケーブルには、ケ
ーブルの近辺に埋設した冷却管内に冷却水などの
冷却媒体を流通させ、ケーブルにおいて発生した
熱をこの冷却媒体に伝達して冷却する間接冷却方
式が採用されている。また従来、ケーブルと平行
にヒートパイプを布設し、ケーブルから発生した
熱をヒートパイプに与え、その熱をヒートパイプ
が大気などの適宜の冷却部に運ぶことによりケー
ブルを冷却する方式が、例えば特開昭54−106892
号や電気学会論文誌昭和54年６月号に記載されて
いる。

考案が解決しようとする問題点 しかるに冷却管を電力ケーブルと共に埋設した
構成であれば、ケーブルの発熱に伴う温度上昇を
ある程度抑制できるから、許容送電容量の向上を
図ることができるが、冷却管は電磁誘導などの問
題でケーブルに密着させることができない場合が
多く、したがつてケーブルから冷却管までの間の
熱伝導は土壌を介して行なわれるので、土壌の伝
熱抵抗が大きいために必ずしも充分な伝熱量を得
ることができず、換言すればケーブルの冷却効果
が低く、上記従来の間接冷却方式では、構造・設
備が簡単であるなどのメリツトがある反面、許容
送電容量を大幅に高めることが困難であつた。

他方、ヒートパイプをケーブルと平行に布設し
た冷却構造では、ヒートパイプに温度差が生じる
ことにより、ヒートパイプが自然に動作して熱の
輸送を行なうので、駆動力を要さずに、しかもメ
ンテナンスフリーでケーブルの冷却を行なうこと
ができるが、ケーブルとヒートパイプとの間での
熱授受に関しては、上記の冷却管を用いる場合と
状況は同じであり、ヒートパイプによる熱輸送量
が多いと言えども、ケーブルからヒートパイプに
与える熱量が土壌によつて制限されるために必ず
しもケーブルを充分に冷却することができない問
題がある。

さらにケーブルと冷却管やヒートパイプとの間
に土壌が介在すると、ホツトスポツトが発生し、
これが送電容量を制限する問題がある。すなわち
土壌はその組成などによつて熱伝導率が大きく相
違するので、冷却管やヒートパイプがケーブルか
ら奪う熱量が、ケーブルの長手方向の各部分で均
一とならず、局部的に冷却不足が生じ、その部分
で温度が顕著に上昇して送電容量の制約原因とな
る場合がある。このような冷却の不均一性は、冷
却手段の構造によるものではないため、上述した
従来の冷却管やヒートパイプによつては解消でき
ない。

この考案は上記の事情を背景としてなされたも
のであつて、電力ケーブルと共に埋設した冷却管
によつて電力ケーブルを冷却するにあたつて、土
壌の影響を回避してホツトスポツトの発生を防止
し、ひいては送電容量を向上させることのできる
間接冷却構造を提供することを目的とするもので
ある。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記は目的を達成するために、電
力ケーブルと冷却媒体を連続的に流す冷却管と
を、両者の間に土壌を介在させた状態で地中に埋
設し、電力ケーブルから発した熱を前記冷却媒体
で奪つて電力ケーブルを冷却する地中電力ケーブ
ルの間接冷却構造において、前記電力ケーブルと
冷却管との間に、一端部を電力ケーブルに接近さ
せかつ他端部を冷却管に接近させた直線状のヒー
トパイプを、電力ケーブルの半径方向に向けて埋
設し、かつそのヒートパイプの中間部に断熱層を
設けたことを特徴とするものである。

作 用 この考案の冷却構造では、ケーブルから発した
熱はその周囲の土壌に与えられるが、ケーブルの
近辺にはヒートパイプの一端部が配置されている
ので、ヒートパイプの両端部の間で温度差が生
じ、その結果、ヒートパイプがケーブル側から冷
却管側熱を輸送する。すなわちケーブルの発した
熱がヒートパイプによつて冷却管に与えられるこ
とになるためケーブルの温度上昇が抑制される。
特にこの考案では、ヒートパイプがケーブルの半
径方向に向けて配置されているために、ヒートパ
イプ一本当りの冷却範囲が狭いかも知れないが、
熱輸送量が多いために、土壌の伝熱抵抗が大きい
などのことが原因となる局部的な過熱を確実に防
止する。またヒートパイプの中間部が断熱されて
いるので、ケーブルから冷却管までの間の土壌に
放熱することがなく、その結果、温度分布はケー
ブル側から冷却管に向けて次第に下がる分布とな
らずに、ケーブルの近辺のみが若干高く、それ以
外の部分は低い温度分布となり、土壌温度がケー
ブルの冷却に悪影響することがない。

実施例 つぎにこの考案の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。

第１図はこの考案の一実施例を示すもので、符
号１は地中に直接埋設された電力ケーブルであつ
て、この電力ケーブル１に対して平行でかつ所定
間隔離隔して冷却管２が埋設されるとともにこの
冷却管２の内部に水などの冷却媒体３が流通して
おり、さらに前記ケーブル１の冷却管２との間
に、一端部がケーブル１の近傍に位置し、他端部
が冷却管２の近傍に位置するようヒートパイプ４
が埋設されている。このヒートパイプ４は、ケー
ブル１の予想発熱量やケーブル１の耐用温度等に
合致する熱輸送能力を有するものであつて、第２
図に示すように全体として直線状をなし、かつ外
周面中間部に中空管５が嵌着されるとともにこの
中空管５の内部が真空状態とされてここに断熱層
６が形成されており、またヒートパイプ４の両端
部には熱伝達面積を増大させるためのフイン７
ａ，７ｂが取付けられている。

第１図に示すように構成した冷却構造において
は、送電に伴つてケーブル１が発生する熱は、ヒ
ートパイプ４の一端部に伝達された後ヒートパイ
プ４内の作動流体の潜熱として他端部へ輸送さ
れ、しかる後冷却管２の冷却媒体に伝達される。
この場合、ヒートパイプ４の一端部がケーブル１
に接近して位置しているため、これらの間に土壌
が介在しているとしてもケーブル１からヒートパ
イプ４への伝熱に支障を生じることはなく、また
ヒートパイプ４と冷却管２との間においても同様
に伝熱に支障は生じない。また、前述したように
ヒートパイプ４の中間部には断熱層６が形成され
ているため、ケーブル１側の一端部で吸収した熱
を他端部側へ輸送する途中で冷却管２から遠く離
れた箇所の土壌に放出することがなく、冷却管２
に接近した箇所へ確実に熱輸送することができ
る。したがつて第１図に示す冷却構造によれば、
ケーブル１から冷却管２に対する伝熱量を従来の
間接冷却方式に比べて格段に多くすることがで
き、換言すればケーブル１を極めて効果的に冷却
することができ、その結果送電容量を従来になく
高めることができる。

なお、この考案におけるヒートパイプの外周面
の中間部に形成する断熱層は、上記の実施例にお
けるような真空断熱層に限られるものではなく、
ヒートパイプの外周面に適宜に断熱材を巻き付け
て形成したものであつてもよい。

考案の効果 以上の説明から明らかなようにこの考案の冷却
構造によれば、ケーブルとそのケーブルから所定
間隔離隔して埋設した冷却管との間の土壌中にヒ
ートパイプを埋設したので、土壌の熱伝導率やヒ
ートパイプと土壌との間の熱伝達率が局部的に低
くても、その土壌を貫通してヒートパイプが冷却
管に対して熱を輸送するの、土壌による局部的な
断熱作用もしくは蓄熱作用を解消し、電力ケーブ
ルを良好に冷却し、かつホツトスポツトの発生を
回避し、その結果、送電容量を高めることができ
る。またこの考案の構造では、ヒートパイプが電
力ケーブルに附随するものではないから、ヒート
パイプを必要応じて適宜に埋設することができ、
したがつて電力ケーブルの埋設の後にヒートパイ
プを埋設できるので、ホツトスポツトの発生状況
に事後的に適確に対応することができる。さらに
この考案では、ヒートパイプの中間部に断熱部を
形成したから、ケーブルで発生した熱をヒートパ
イプの中間部で土壌中に放熱することなく冷却管
にまで輸送することができ、したがつて従来の間
接冷却方式によりもはるかに優れた冷却効果を得
ることができことは勿論、地中ケーブルと冷却管
との間に、断熱層を有さないヒートパイプを単に
配置した場合に比べてもその以上の冷却効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す略解図、第
２図はそのヒートパイプを示す断面図である。 １……地中電力ケーブル、２……冷却管、３…
…冷却媒体、４……ヒートパイプ、６……断熱
層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電力ケーブルと冷却媒体を連続的に流す冷却管
   とを、両者の間に土壌を介在させた状態で地中に
   埋設し、電力ケーブルから発した熱を前記冷却媒
   体で奪つて電力ケーブルを冷却する地中電力ケー
   ブルの間接冷却構造において、 前記電力ケーブルと冷却管との間に、一端部を
   電力ケーブルに接近させかつ他端部を冷却管に接
   近させた直線状のヒートパイプを、電力ケーブル
   の半径方向に向けて埋設し、かつそのヒートパイ
   プの中間部に断熱層を設けたことを特徴とする地
   中電力ケーブルの間接冷却構造。