JPH05126648A - ケーブル被覆表面の熱電対取付部 - Google Patents

ケーブル被覆表面の熱電対取付部

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JPH05126648A
JPH05126648A JP3313930A JP31393091A JPH05126648A JP H05126648 A JPH05126648 A JP H05126648A JP 3313930 A JP3313930 A JP 3313930A JP 31393091 A JP31393091 A JP 31393091A JP H05126648 A JPH05126648 A JP H05126648A
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thermocouple
cable
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conductor foil
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Shigeki Morooka
繁樹 諸岡
Katsutoshi Kawasaki
勝利 川崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力ケーブル線路に高電圧のサージが襲来し
たときに、ケーブルの導体温度監視等のためにケーブル
被覆の外表面に取付けられている熱電対(差働熱電対を
含む)を介して、該熱電対に接続された測定器に侵入す
るサージ電圧を大幅に低減する。 【構成】 ケーブルの最外部の被覆層4に導体箔層9を
設け、該導体箔層9を接地する。導体箔層9上に絶縁フ
ィルム層11を設け、熱電対5を該絶縁フィルム層上に
取付ける。導体箔層9の接地は、熱電対5に接続された
補償導線6のシールド層63を介して行うのが便利であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱電対を用いて電力ケー
ブルの表面温度や電力ケーブルの表面からの放散熱流を
測定する場合等におけるケーブル被覆表面の熱電対取付
部に関するものである。
【0002】
【発明の背景】電力ケーブル線路の保守監視システムの
一環として電力ケーブル線路の導体温度を測定し、監視
することが望まれるが、高電圧が印加されている導体の
温度を直接測定することは困難である。そこで、本願の
発明者等は導体温度を正確かつ迅速に推定できる方法と
して、ケーブルの表面温度とケーブルの導体電流とから
導体温度を推定する電流法と、ケーブルの表面温度とケ
ーブル表面からの放散熱流とから導体温度を推定する熱
流法との二通りの方法を提案し、これらの方法により電
力ケーブル線路の導体温度を精度良く測定し、監視でき
ることを実験的にも確認した。その詳細は、例えば、電
気学会論文誌B電力・エネルギー部門誌、110巻7号
(平成2年7月)の第609頁以下の論文「地中電力ケ
ーブルの導体温度監視方法の検討」に述べられている。
【0003】上記の方法により電力ケーブルの導体温度
を測定し、監視するには、電力ケーブルの表面温度を測
定する熱電対をケーブル表面に取付ける必要があり、ま
た電力ケーブルの表面からの放散熱流を測定するために
熱流センサの差働熱電対をケーブル表面に取付ける必要
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】例えば、275kV系
統の超高圧電力ケーブル線路の絶縁接続部近傍において
は、避雷器等の保護装置が取付けられている場合におい
ても、ケーブルのアルミニウムシースと大地間に30k
V程度のサージ電圧が発生することが実測されている。
【0005】上記のように電力ケーブルの導体温度を監
視する目的で、ケーブルの表面温度やケーブル表面から
の放散熱流を測定するために、ケーブルのポリエチレン
や塩化ビニル組成物等から成る最外側被覆の外表面に直
接に、熱電対や差働熱電対を常設的に取付けている場合
には、サージが襲来したときに、熱電対が接続されてい
る測定器に熱電対およびこれに接続する補償導線を介し
てサージが侵入するおそれがある。
【0006】本願発明者等の実験によれば、電力ケーブ
ルのアルミニウムシースと大地間に2kVのサージ電圧
を印加した場合に50Vのサージが熱電対に接続された
補償導線に侵入するという結果も得ており、上記のよう
に電力ケーブルのアルミニウムシースと大地間に30k
Vものサージ電圧が発生する場合には、kVオーダーの
サージが熱電対に接続された測定器に侵入するおそれが
ある。このようなサージ電圧に耐え得るように保護回路
を測定器の入力側もしくは内部に設けることは困難であ
り、また測定器に保護回路を設けたとしても、安全性、
信頼性の面で問題がある。
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、ケーブル表面に取付けた熱電対に接続された測定器
に該熱電対もしくは該熱電対に接続された補償導線を介
して侵入するサージ電圧を極力低減することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のケーブル被覆表面の熱電対取付部において
は、ケーブル被覆の外表面に導体箔層を設け、該導体箔
上に絶縁フィルム層を設け、該絶縁フィルム層上に熱電
対を取付けると共に、上記導体箔層を接地している。
【0009】上記においていう熱電対は、既に上記した
所から明らかな通り、また後記の実施例において示すよ
うに、温度測定用の熱電対だけを意味するものではな
く、熱流測定等に用いる差働熱電対をも包含するもので
ある。
【0010】
【作用】ケーブルの金属シースと大地間のサージ電圧
は、ケーブル外表面に取付けた熱電対の先端部分に侵入
する前に、接地した導体箔で遮られ、吸収されるので、
熱電対を介して補償導線および測定器に侵入するサージ
電圧は著しく低減される。
【0011】
【実施例】本発明の詳細を実施例により、また図面に基
づき以下に説明する。図1は電力ケーブルの表面温度の
多点測定のシステム構成図で、本発明の実施例が含まれ
ている。図1において、1は温度センサボックスで、ケ
ーブル線路の長さ方向に沿って多数個設置されている。
2は多点温度測定装置であり、多数個の温度センサボッ
クス1,1,・・・と多点温度測定装置2との間は図示
のように信号ケーブル3により接続されている。
【0012】例えばポリエチレン組成物或は塩化ビニル
組成物から成るシース或は防食層である電力ケーブルの
最外部の被覆層4の表面には例えば銅およびコンスタン
タンから成る熱電対5が取付けられ、該熱電対5は補償
導線6の例えば銅およびコンスタンタンから成る絶縁導
体61および62を介して温度センサボックス1に接続
されている。63は補償導線6のシールド層で、該シー
ルド層は上記信号ケーブル3の接地されたシールド層3
4と接続されている。図1では図面を簡単化するために
1個の温度センサボックスについてだけ、上記の熱電対
5の取付け、補償導線6を示しているが、他の温度セン
サボックス1,1,・・・においても同様に構成されて
いる。
【0013】7は上記の温度センサボックス1を接地す
る接地線で、この接地線7は信号ケーブル3のシールド
層34にも接続され、信号ケーブルのシールド層は多数
個所において接地されている。接地線7には、シールド
層−接地線−大地−他の接地線−シールド層の閉ループ
に生じる循環電流を抑制するために0.1μF程度のコ
ンデンサ8が介挿されている。
【0014】ケーブルの被覆層4表面の熱電対5の取付
けは、本発明に従い、次のようになされている。まず、
被覆層4の表面に導体箔層9を設ける。該導体箔層9
は、例えば、厚さ0.1mm、縦横それぞれ20mmの
大きさを有する正方形のアルミ箔層であり、粘着剤もし
くは接着剤により貼着されている。そして、該導体箔層
9は接地線10により接地される。この接地は、図示す
るように、導体箔層9に接続された接地線10を補償導
線6のシールド層63(上記の通り信号ケーブル3のシ
ールド層34と接続されている)と接続することにより
行う、すなわち、補償導線6のシールド層63を介して
行うのが最も簡便で、有利である。
【0015】導体箔9上には絶縁フィルム層11を設け
る。絶縁フィルム層11は、例えばポリエチレンフィル
ム或いは弗素樹脂フィルム等の耐熱性、耐化学薬品性、
電気絶縁性が良いフィルムから成り、厚さは0.2〜
0.3mm程度が好ましい。厚さが薄すぎると熱電対の
先端がフィルムを突き破るおそれがあり、厚すぎると温
度測定の精度が悪くなるおそれがある。絶縁フィルム層
11の広さは上記の導体箔層9と同程度でよい。
【0016】熱電対5は、上記の絶縁フィルム層11上
に、熱電対の先端の接合部51が絶縁フィルム層に接す
るように取付けられる。そして熱電対の先端が絶縁フィ
ルム層11から浮き上らないように例えば薄い接着テー
プを熱電対先端上に貼り付ける。
【0017】なお、図1では接地線10を用いて導体箔
層9を補償導線6のシールド層63と接続しているが、
通常は軟銅線編組体から成るシールド層63を直接に導
体箔層9に押し付け、これを覆うように絶縁フィルム層
を貼り付けることにより、シールド層63と導体箔層9
とを接続してもよい。
【0018】補償導線6の導体61,62は、温度セン
サボックス1内において信号ケーブル3内の補償導線の
導体31および32に接続されるが、導体62と導体3
2とは常時は開の接点101を介して接続されている。
すなわち、多数個の温度センサボックス1,1・・・に
それぞれ接続されている熱電対5は、多点温度測定器2
に対して並列に接続されている。多点温度測定器2内の
アドレス信号発生回路(図示せず)は、アドレス信号1
〜nを順次に発生し、該アドレス信号は信号ケーブル3
のアドレス信号伝送線33(アドレス信号が8ビットの
場合は8本の伝送線を用いる)を介して各温度センサボ
ックスのアドレス読取回路102へ送られる。各読取回
路102は、送られたアドレス信号が予め与えられた自
己のアドレス番号と一致したときに上記の接点101を
一時的に閉成し、熱電対5の起電力が多点温度測定器2
に与えられる。かくして、ケーブルの被覆層4に取付け
られた多数個の熱電対により順次に被覆層表面の温度を
測定することができる。
【0019】図2は、前記の熱流法によりケーブルの導
体温度を監視するための熱流測定のシステム構成図であ
り、本発明の実施例が含まれている。図3は熱流センサ
の構成を説明するための説明図である。ケーブルの被覆
層4に取付けられている熱流センサ20は、図3に示す
とおり、ケーブルの被覆層4表面からの放散熱流を測定
するための、例えば、銅線211およびコンスタンタン
線212とから成る差働熱電対21と、ケーブルの被覆
層4の表面の温度を測定するための、例えば銅線221
とコンスタンタン線222とから成る熱電対22とを含
んでいる。
【0020】熱流センサの差働熱電対21および熱電対
22は、補償導線として例えば3本の銅線231と1本
のコンスタンタン線232を有し、かつシールド層23
3を備えた熱流センサケーブル23により熱流測定器2
4に接続されている。この熱流センサ20のケーブルの
被覆層4への取付部は本発明に従って構成され、図1に
ついて説明した熱電対の取付けの場合とほぼ同様であ
る。
【0021】すなわち、ケーブルの被覆層4上に厚さ
0.1mm程度の導体箔層9を設け、該導体箔層9を接
地線10により接地する。この接地も、接地線10を熱
流センサケーブルのシールド層233と接続し、これを
0.5μF程度の循環電流抑制用のコンデンサ25を介
して接地するのが簡便である。導体箔層9の大きさは熱
流センサ20のセンサ面の寸法(例えば直径40mm)
に適合するように適宜に選定する。
【0022】導体箔層9上には、既に図1について述べ
た所と同様に、絶縁フィルム層11を設け、この絶縁フ
ィルム層11上に差働熱電対21と熱電対22とを含む
熱流センサ20を取付ける。この取付けは、例えば、絶
縁フィルム層11として両面接着(もしくは粘着)テー
プを用い、熱流センサのセンサ面を絶縁フィルム層に接
着させることにより簡易に行うことができる。
【0023】
【発明の効果】上記説明した本発明によるケーブル被覆
の熱電対取付部の効果を実験により確めたところ、次の
通りであった。図1に示すようなシステムに構成されか
つ本発明に従って最外部のプラスチックシースに熱電対
を取付けた電力ケーブル実験線路のアルミニウムシース
を課電端側において2kΩの抵抗を介して接地し、該ア
ルミニウムシースにインパルス電圧発生装置により30
kVのインパルス電圧を印加したときに、信号ケーブル
の補償導線相互間およびアドレス信号伝送線の線間に生
じるサージ電圧をサージ波形測定器により観測した所、
それぞれ12Vおよび15Vであった。
【0024】また、ケーブルの被覆層の多数点の表面温
度を多点温度測定器により連続測定しながら、ケーブル
のアルミニウムシースに30kVのインパルス電圧を2
0回印加したが、温度センサボックスおよび多点温度測
定器の破損は勿論なく、温度測定の誤動作も全く生じな
かった。これに対し、従来のように熱電対をケーブルの
最外部のプラスチックシースに直接取付けた場合は、ア
ルミニウムシースに2kVのインパルス電圧を加えたと
きに、信号ケーブルの補償導線の導体相互間に50Vの
サージ電圧が生じた。
【0025】図2に示すようにシステム構成された熱流
測定用の実験線路についても同様な実験を行い、従来の
ようにケーブルの被覆層に熱流センサを直接取付けた場
合には、アルミニウムシースに5kVのインパルス電圧
を印加したときに、熱流センサのケーブルの導体間に5
0Vのサージ電圧を生じた。これに対し、本発明に従っ
て接地された導体箔層を介在させてケーブルの被覆層に
熱流センサを取付けた場合には、アルミニウムシースに
30kVのインパルス電圧を印加したときに熱流センサ
ケーブルの導体間に生じるサージ電圧は10Vに低減さ
れた。また、前記と同様に30kV、20回の耐サージ
試験を行ったが、全く問題ないことが確認された。
【0026】上記実験結果から明らかな通り、本発明に
よれば、被覆層に熱電対や差働熱電対を取付けたケーブ
ル線路に高電圧のサージ電圧が襲来したときに熱電対や
差働熱電対を介して測定器に侵入するサージ電圧は著し
く軽減される。従って本発明に従って熱電対を取付ける
ときは、熱電対に接続された測定器の内外に高電圧サー
ジに耐え得る特殊な保護回路を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】電力ケーブルの表面温度の多点測定のシステム
構成図で、本発明による熱電対取付部の実施例が含まれ
ている。
【図2】電力ケーブルの導体温度を監視するための熱流
測定のシステム構成図であり、本発明の実施例が含まれ
ている。
【図3】熱流センサの構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 温度センサボックス 2 多点温度測定器 4 ケーブル被覆 5 熱電対 6 補償導線 7 接地線 9 導体箔 10 接地線 11 絶縁フィルム箔 20 熱流センサ 21 差働熱電対 23 熱流センサケーブル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーブル被覆の外表面に導体箔層を設
    け、該導体箔層上に絶縁フィルム層を設け、該絶縁フィ
    ルム層上に熱電対を取付けると共に、上記導体箔層を接
    地したことを特徴とするケーブル被覆表面の熱電対取付
    部。
  2. 【請求項2】 上記導体箔の接地が、熱電対を測定器に
    接続する補償導線の接地されたシールド層を介して行わ
    れていることを特徴とする請求項1記載のケーブル被覆
    表面の熱電対取付部。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104634462A (zh) * 2015-02-06 2015-05-20 华南理工大学 一种测量电缆表皮温度时环氧泥厚度的选择方法
KR102073845B1 (ko) * 2019-09-25 2020-02-05 김병천 레일 밀착형 온도검지기를 이용한 레일온도검지장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5689034A (en) * 1979-12-21 1981-07-20 Tohoku Electric Power Co Inc Temperature measuring device
JPH01150433U (ja) * 1988-04-06 1989-10-18

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