JPH0572016U - 光ファイバ複合電力ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分割型導体を用いた大サイズの電力ケーブル
において、送電時の導体温度分布を直接的に検出して、
導体温度が許容上限温度を越えない範囲内で限界一杯ま
で送電容量の増大を図り得るようにする。 【構成】 複数の導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄを組合
せて全体として断面円形に構成した分割型導体１１の各
導体セグメントのうち、少なくとも１つの導体セグメン
ト１０Ａの内部に非磁性材料からなるパイプ１２を配設
し、そのパイプ内に、分布型光ファイバ温度センサの温
度検知部としての光ファイバ１３を挿入した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、分割型導体を用いた大サイズ電力ケーブルにおいて、そのケーブ ル内の導体温度を検出するために、分布型光ファイバ温度センサの温度検知部で ある光ファイバを複合した光ファイバ複合電力ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

最近に至り、電力ケーブル線路における地絡事故等の事故の発生地点を検出す るシステムとして、例えば特開平１−２６７４２８号公報に記載されているよう に、ラマン散乱光を利用した分布型光ファイバ温度センサを用いたシステムが開 発されている。すなわち、分布型光ファイバ温度センサは、その温度検知部であ る光ファイバの長さ方向における温度分布を計測することができ、したがってそ の光ファイバを電力ケーブル線路に沿わせておけば、電力ケーブル線路における 地絡事故等の事故により温度上昇した位置（温度上昇ピーク位置）を検出して、 事故発生地点を知得することができる。またこの場合、送電時における電力ケー ブル線路の長さ方向の温度分布を知ることができるところから、電力ケーブルの 実際の導体温度が許容上限温度を越えない範囲内で送電量を限界近くまで大きく することができると考えられ、したがって同じサイズの電力ケーブルの送電容量 を従来よりも大きくすることが可能と考えられる。

【０００３】 前述のような分布型光ファイバ温度センサによる温度分布計測原理は次の通り である。すなわち、光ファイバに光を入射すれば、光ファイバ内のわずかな屈折 率のゆらぎや光ファイバを構成する分子、原子による吸収、再発光などによる光 の散乱が生じる。この散乱光には、入射光と同じ波長の光であるレーレ散乱光と 、入射光とは異なる波長の光であるラマン散乱光とがある。後者のラマン散乱光 は、光ファイバを構成する分子、原子の熱振動により発生する散乱光で、その強 さは温度に大きく依存する。そこで入射光として特定波長のパルス光（通常はレ ーザパルス）を使用し、散乱光により光が戻ってくるまでの時間の遅れとラマン 後方散乱光の強さを検出することで、光ファイバの長さ方向各位置の温度を計測 することができるのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述のようにラマン散乱を利用した分布型光ファイバ温度センサの温度検知部 である光ファイバを電力ケーブルの外側に沿わせた場合、電力ケーブルの外面の 温度、より正確にはシースの外面の温度を検出することになるため、地絡事故発 生時の如く急激な温度上昇はある程度検出可能であるが、送電容量の増大を図る ことを目的として適用するには問題があった。すなわち、送電容量の増大を目的 とする場合、電力ケーブル内部の導体自体の温度を知る必要があるが、温度検出 部である光ファイバを電力ケーブル外面に沿わせただけの場合は、光ファイバが 外気温度に曝されるため、その検出温度はケーブル内部の導体温度とは掛け離れ ており、したがって光ファイバによる検出温度を目安に送電容量の増大を図るこ とは危険であった。

【０００５】 また一方、最近では図２に示す如く、電力ケーブル内部に分布型光ファイバ温 度センサの温度検出部である光ファイバを設けた、光ファイバ複合電力ケーブル も考えられている。この光ファイバ複合電力ケーブルは、複数の導体セグメント （図の例では４本の導体セグメント）１Ａ〜１Ｄを組合せて全体として断面が円 形となるように構成した分割型導体２が中心に配設され、この分割型導体２の外 面上に内部半導電層３、絶縁体層４、外部半導電層５がその順に設けられ、さら に外部半導電層５の外周上にワイヤシールド層６が形成されていて、このワイヤ シールド層６中に、光ファイバ７を挿入したパイプ８が配設され、さらそのワイ ヤシールド層６の外側にシース９を設けた構成とされている。

【０００６】 このように光ファイバ７をワイヤシールド層６中に配設した電力ケーブルでは 、光ファイバによる検出温度が導体の温度に対してある程度は相関し、したがっ て検出温度から導体温度を推定することは可能である。しかしながらこの場合も 導体温度は飽くまで推定されるに過ぎず、しかも光ファイバと導体との間には厚 い絶縁体層が介在しているため、実際の導体温度に対する推定温度の誤差が大き いから、その推定温度を基準として許容上限温度一杯まで送電量を大きくするこ とは避けざるを得ず、したがって送電容量の増大には限界があったのが実情であ る。

【０００７】 この考案は以上の事情を背景としてなされたもので、ケーブル内部の導体温度 を直接的に検出し、これによって送電容量の増大を図り得るようにした光ファイ バ複合電力ケーブルを提供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】

前述のような課題を解決するため、この考案の光ファイバ複合電力ケーブルで は、複数本の導体セグメントを組合せて全体として断面円形となるように構成し た分割型導体の各導体セグメントのうち、少なくとも１つの導体セグメントの内 部に非磁性材料からなるパイプを配設し、そのパイプ内に分布型光ファイバ温度 センサの温度検知部である光ファイバを挿入した構成としている。

【０００９】

【作用】

この考案の光ファイバ複合電力ケーブルにおいては、分布型光ファイバ温度セ ンサの温度検知部としての光ファイバが、分割型導体を構成する複数の導体セグ メントのうち、少なくとも１つの導体セグメントの内部に非磁性材料からなるパ イプを介して挿入されている。したがって導体セグメントの温度が分布型光ファ イバ温度センサの温度検知部である光ファイバに直接的に加わり、その導体温度 が直接的に検出されることになる。ここで、光ファイバが挿入されている非磁性 材料からなるパイプは、光ファイバに対する機械的保護の役割を果たすが、この パイプは非磁性であるため渦電流により発熱することがなく、導体の温度をその まま光ファイバに伝達することになる。

【００１０】

【実施例】

図１にこの考案の一実施例の光ファイバ複合電力ケーブルを示す。

【００１１】 図１において、それぞれ断面が４分円状をなす４本の導体セグメント１０Ａ〜 １０Ｄが組合されて、全体として断面円形をなす分割型導体１１が構成されてい る。各導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄのうち、１本の導体セグメント１０Ａの内 部には、非磁性材料からなる中空状のパイプ１２が導体セグメント１０Ａの長さ 方向に沿って配設されており、このパイプ１２内には、分布型光ファイバ温度セ ンサの温度検知部である光ファイバ１３が挿入されている。前記非磁性材料から なるパイプ１２としては、例えばステンレス鋼、銅等の非磁性金属材料、あるい はポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂材料などが用いられる。またその パイプ１２の径は、光ファイバ１３の径に応じて定めれば良いが、通常は２〜３ mm程度で充分である。なお各導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄは、銅線やアルミ線 またはアルミ被鋼線などの導電芯線を複数本撚合せもしくは集合して４分円状に ダイス等によって成形したものであり、パイプ１２を導体セグメント１０Ａの内 部に配置するためには、その導体セグメント１０Ａの製造時にパイプ１２を複数 本の導電芯線とともに撚合せもしくは集合すれば良い。

【００１２】 前述のような導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄからなる分割型導体１１の外周上 には、従来の通常のゴム・プラスチック絶縁電力ケーブルと同様に、半導電性テ ープや半導電性混和物などからなる内部半導電層１５が形成され、さらにその内 部半導電層１５の外周上には、架橋ポリエチレン、ブチルゴム、あるいはＥＰゴ ムなどからなる絶縁体層１６が形成されており、さらにその絶縁体層１６の外周 上には半導電性テープなどからなる外部半導電層１７が形成されている。その外 部半導電層１７の外周上にはワイヤシールドなどからなる遮蔽層１８が形成され 、その遮蔽層１８の外周上には、防食層として、塩化ビニルやポリエチレンなど らかなるシース１９が設けられている。

【００１３】 以上の実施例の光ファイバ複合電力ケーブルを用いて送電するにあたっては、 導体抵抗によって導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄが発熱して温度上昇することに なり、送電量を大きくすればそれに伴って導体温度も高くなるが、その温度（導 体温度）はパイプ１２を介し光ファイバ１３によって直接的に検出される。した がって検出された温度が、絶縁体等の特性によって定まる導体の許容上限温度を 越えない範囲内で、送電量を大きくすることができる。すなわち、分布型光ファ イバ温度センサによる検出温度は、実際の導体温度とほぼ等しいから、導体温度 を推定する場合のように大きな誤差を見込む必要がなく、したがって限界ぎりぎ りまで送電容量を大きくすることが可能となるのである。

【００１４】 なお前述の実施例では４本の導体セグメント１０Ａ〜１０Ｄのうち１本の導体 セグメント１０Ａ内のみに光ファイバ１３を配設しているが、２本以上の導体セ グメントのそれぞれの内部に光ファイバを配設しても良いことはもちろんである 。また、１本の導体セグメント内に２本以上の光ファイバを配設することもでき る。さらに分割型導体を構成する導体セグメントの本数自体も４本に限らず、任 意の本数とすることができる。

【００１５】 なおまた、この考案の光ファイバ複合電力ケーブルにおいては、複数本の導体 セグメントからなる分割型導体よりも外側の部分の構成は、実施例の構成に限ら ず、任意に構成することができる。

【００１６】

【考案の効果】

この考案の光ファイバ複合電力ケーブルにおいては、実際の送電時における導 体温度を直接的に検出することができ、そのため導体温度が許容上限温度を越え ない範囲内で限界一杯まで送電量を大きくすることができ、したがって従来の同 サイズの電力ケーブルよりも送電容量を大きくすることができるという顕著な効 果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の光ファイバ複合電力ケー
ブルを示す断面図である。

【図２】従来の光ファイバ複合電力ケーブルの一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０Ａ〜１０Ｄ 導体セグメント １１ 分割型導体 １２ パイプ １３ 光ファイバ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の導体セグメントを組合せて全体と
   して断面円形となるように構成した分割型導体を有して
   なる電力ケーブルにおいて、 前記複数の導体セグメントのうち、少なくとも１つの導
   体セグメントの内部に非磁性材料からなるパイプが配設
   されており、かつそのパイプ内に、分布型光ファイバ温
   度センサの温度検知部である光ファイバが挿入されてい
   ることを特徴とする光ファイバ複合電力ケーブル。