JPH06221928A - パイプタイプケーブルのケーブルコア温度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイプタイプケーブル同士を接続するためパ
イプタイプケーブルの鋼管を溶接するときに、鋼管内部
にあるケーブルコアの表面温度を計測する方法を提供す
ることを目的とする。 【構成】 パイプタイプケーブルの鋼管の溶接の予備作
業として、実際に接続すべきパイプタイプケーブルと長
さ以外は同一の温度測定用パイプタイプケーブル１１を
用意しておき、このケーブル１１の鋼管２の溶接を行い
ながら、鋼管表面温度とケーブルコア１２の温度とを計
測し、鋼管表面温度ＢとケーブルコアＡの温度との相関
関係を予め求めておき、実際に接続すべきパイプタイプ
ケーブル１を溶接するときは、鋼管表面温度Ｂのみを計
測して、予め求めておいた鋼管表面温度Ｂとケーブルコ
アＡの温度との相関関係から、鋼管２の溶接時のケーブ
ルコアの温度を類推する方法である。温度を計測する方
法として、光ファイバ３１と３２を使用する方法と熱電
対等を使用する方法とがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】鋼管の中にケーブルコア（絶縁さ
れた導体）を収納した後、鋼管に油またはガスを充填し
て、ケーブルコアの電気絶縁性を向上するとゝもに良好
な放熱効果を得るようにしたパイプタイプケーブル（Ｐ
ＯＦケーブル、ＰＧＦケーブル）を接続する際のケーブ
ルコアの温度を測定する方法に関する。特に、パイプタ
イプケーブルの鋼管を溶接するときに、本来は計測が困
難である鋼管内部にあるケーブルコアの表面温度を、ダ
ミーケーブルを使用することにより、類推計測すること
を可能にする改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６参照 図６は、パイプタイプケーブルの接続部の断面図であ
る。２１はパイプタイプケーブルの外被をなす鋼管であ
る。２２は輪状の鋼管であり、予め外被をなす鋼管２１
のそれぞれの終端に気密溶接されている。１２はこの鋼
管２１の中に収容されているケーブルコアであり、絶縁
された導体である。図６は３芯型の断面を図示してい
る。１３はこのケーブルコア１２とケーブルコア１２と
の接続部であり、接続されたために径が大きくなってい
る。２３は二つの輪状の鋼管２２を接続する径の大きい
鋼管（接続用鋼管）である。２４は輪状の鋼管２２と径
の大きい接続用鋼管２３との気密溶接部である。

【０００３】従来、パイプタイプケーブルを相互に接続
する時は、先ず、接続する外被をなす鋼管２１のそれぞ
れの終端に輪状の鋼管２２を溶接しておき、次に、ケー
ブルコア１２同士を接続し、最後に、それぞれの輪状の
鋼管２２を径の大きい接続用鋼管２３に気密溶接部２４
にて溶接していた。接続終了後に、油またはガスを鋼管
中に充填して敷設終了となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、気密溶接部２４の溶接時に、すなわち、輪状の鋼管
２２を径の大きい接続用鋼管２３に溶接する時に、鋼管
の中のケーブルコア１２の温度を計測する方法がなかっ
た。そのため、溶接の仕方によっては、予想しない箇所
にホットスポットが発生してケーブルコア１２を過熱す
る怖れがあった。そこで、ケーブルコア１２が過熱しな
いように溶接を間欠的に行う等の工夫をする必要があっ
た。そのため、作業効率を上げることができなかった。
さらに、従来は、ケーブルコア１２の導体の絶縁のため
の絶縁紙としてクラフト紙が使用されていたが、近時、
絶縁の性能向上のためにプラスチックフィルムと紙を併
用した半合成紙が使用されるようになって、許容温度が
低下するようになり、鋼管の溶接による絶縁性能への悪
影響が無視できなくなった。

【０００５】本発明の目的はこの欠点を解消することに
あり、気密溶接部２４の溶接時にケーブルコアにホット
スポットが発生してケーブルコア１２が異常に過熱され
る怖れを無くすることを可能にすることを最終目的とし
て、気密溶接部２４の溶接時に鋼管の内部にあり外部か
らは温度計測ができないケーブルコア１２の温度を計測
することを可能にするパイプタイプケーブルのケーブル
コア温度測定方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、パイプタ
イプケーブルを接続するため、このパイプタイプケーブ
ルの鋼管を溶接するときに、ケーブルコアの温度を計測
するパイプタイプケーブルのケーブルコア温度測定方法
において、予め、前記のパイプタイプケーブルと寸法・
構造が同一の温度測定用パイプタイプケーブルすなわち
ダミーケーブル（１１）を用意しておき、この温度測定
用パイプタイプケーブル（１１）の鋼管の溶接時に、こ
の鋼管の表面の温度と前記の温度測定用パイプタイプケ
ーブル（１１）の内部に収納されているケーブルコア
（１２）の温度とを夫々計測して、それらの温度の相関
関係を把握しておき、次に、実際に接続すべき前記のパ
イプタイプケーブルの鋼管の溶接時に、この鋼管の表面
の温度を計測して、その計測値から、前記の相関関係に
基づき、前記のパイプタイプケーブルの内部に収納され
ているケーブルコア（１２）の温度を推定することゝし
たパイプタイプケーブルのケーブルコア温度測定方法に
よって達成される。

【０００７】

【作用】本発明に係るパイプタイプケーブルのケーブル
コア温度測定方法は、実際に鋼管の溶接を実施する前
に、予備作業として、実際のパイプタイプケーブルと長
さ以外は同一寸法・同一構造である温度測定用パイプタ
イプケーブルすなわちダミーケーブル１１を用意してお
き、これを使用して、ケーブルコア１２の温度Ａと鋼管
の表面温度Ｂとを計測しながら（図２参照）、鋼管の溶
接をして、ケーブルコアの温度Ａと鋼管の表面温度Ｂと
の相関関係（図２参照）を予め把握しておく。実際の鋼
管の溶接においては、鋼管の表面温度を計測することに
より、予め把握してあったケーブルコアの温度Ａと鋼管
の表面温度Ｂとの相関関係により、鋼管内部のケーブル
コア１２の温度を類推して求めることができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係るパイプ
タイプケーブルのケーブルコア温度測定方法について、
さらに詳細に説明する。

【０００９】第１実施例 第１実施例はＯＴＤＲ法による温度計測を利用したケー
ブルコア温度測定方法である。ＯＴＤＲ（Optical Time
Domain Refrectometry)法は、温度を計測したい場所に
温度測定用光ファイバを設置しておき、温度測定用光フ
ァイバの１端から光パルスを照射し反射波を観測するこ
とにより、この光ファイバに沿った長手方向の温度分布
を高精度に計測する方法である。すなわち、光ファイバ
の温度によってその場所の温度の情報を持ったラマン散
乱光強度が変化する。そこで、光パルスを照射し、この
ラマン散乱光を反射波として、光ファイバの１端におい
て観測して、光パルスを照射した時点からラマン散乱光
が戻るまでの時間により距離を求め、一方、ラマン散乱
光中のストークス成分と反ストークス成分との強度比を
求めることにより、温度の値を求めることができる。な
お、この方法は、ラマン散乱現象のゆらぎ等により検出
信号のＳ／Ｎ比はかなり低かったが、最近では、超高速
平均化処理を行うことにより高精度の温度計測ができる
ようになった。このように、ＯＴＤＲ法の特徴は一点の
温度ではなくて光ファイバに沿う線上の温度分布を計測
できることにある。

【００１０】図１参照 図１はケーブルコア温度測定のために予備作業として行
う、温度測定用パイプタイプケーブル（ダミーケーブ
ル）の温度測定を示す１部破断斜視図である。図におい
て、１１は温度測定用パイプタイプケーブル（ダミーケ
ーブル）であり、実際に接続すべきパイプタイプケーブ
ルとは長さのみ異なり他の寸法や構造は同一のパイプタ
イプケーブルである。２１はこの温度測定用パイプタイ
プケーブル（ダミーケーブル）１１の外被をなす鋼管で
ある。１２はこの外被をなす鋼管２１の中に収容されて
いるケーブルコアである。２４は上記の温度測定用パイ
プタイプケーブル（ダミーケーブル）１１の鋼管の気密
溶接部である。２６はこの気密溶接部２４の近傍の鋼管
外面部分である。３１は第１の温度測定用光ファイバで
あり、ケーブルコア１２が鋼管の内面と接触する部分２
５に沿って配置されているので、気密溶接部２４が溶接
されたときケーブルコア１２の最高温度を計測できる。
３２は鋼管外面部分２６に巻き付けられた第２の温度測
定用光ファイバである。３３は第１の温度測定用光ファ
イバ３１の各部の温度を計測するケーブルコア温度測定
装置である。３４は第２の温度測定用光ファイバ３２の
各部の温度を計測する鋼管表面温度測定装置である。

【００１１】温度測定用パイプタイプケーブル（ダミー
ケーブル）１１の長さは、気密溶接部２４において溶接
したとき温度測定用パイプタイプケーブル（ダミーケー
ブル）１１の外被をなす鋼管２１の左右両終端の温度が
ほゞ周囲温度と等しくなるように選ばれている。

【００１２】ケーブルコア温度測定装置３３と鋼管表面
温度測定装置３４とはともに、ＯＴＤＲ法による温度測
定装置である。ケーブルコア温度測定装置３３はこれに
接続されている第１の温度測定用光ファイバ３１の各部
の温度を計測しているので、ケーブルコア１２の表面の
温度分布が検出できる。鋼管表面温度測定装置３４はこ
れに接続されている２本の第２の温度測定用光ファイバ
３２のそれぞれの各部の温度を計測しているので、鋼管
表面の温度分布が検出できる。

【００１３】図２参照 図２は、図１において、気密溶接部２４の溶接条件を種
々変えて溶接しながら、ケーブルコア温度測定装置３３
と鋼管表面温度測定装置３４とにより計測されたケーブ
ルコア温度Ａと鋼管表面温度Ｂとを整理して、ケーブル
コア温度Ａと鋼管表面温度Ｂとの相関関係の１例を図示
したグラフである。

【００１４】図３参照 図３は本来接続すべきパイプタイプケーブルの鋼管の接
続時の温度測定を示す斜視図である。図３において、１
は実際に接続すべきパイプタイプケーブルである。２１
はこの実際に接続すべきパイプタイプケーブル１の外被
をなす鋼管である。１２は鋼管２１の中に収容されてい
るケーブルコアである。２４はこの実際に接続すべきパ
イプタイプケーブル１の鋼管の気密溶接部である。２６
はこの気密溶接部２４の近傍の鋼管外面部分であり、図
１の予備作業で選択した場所と同一の場所である。３２
はこの鋼管外面部分２６に巻き付けられた第２の温度測
定用光ファイバである。３４は第２の温度測定用光ファ
イバ３２の各部の温度を計測するＯＴＤＲ法を使用した
鋼管表面温度測定装置である。

【００１５】図３に示すように、従来技術の場合と異な
り、第１の温度測定用光ファイバを鋼管２１内に配置で
きないので、ケーブルコアの温度は計測することができ
ないが、鋼管表面温度測定装置３４により、第２の温度
測定用光ファイバ３２の各部の現在の温度を計測できる
ので、気密溶接部近傍の鋼管表面温度を検出することが
できる。そこで、この鋼管表面温度と、図２で求めたケ
ーブルコア温度と鋼管表面温度との相関関係とにより、
鋼管内のケーブルコア温度を推定できる。このため、も
し、推定ケーブルコア温度が危険値に近くなりそうな場
合は直ちに溶接作業を中止して、鋼管表面温度を監視し
て鋼管表面温度から推定されるケーブルコア温度が安全
であることを確認しながら、溶接作業を進めるようにす
ることができる。

【００１６】第２実施例 第２実施例はＯＴＤＲ法と熱電対等の周知の温度検出手
段とによる温度測定法とを併用したケーブルコア温度測
定方法である。ＯＴＤＲ法では線状の分布温度が計測で
きるのに反して、熱電対等の周知の温度検出手段では点
の温度が計測できるのみであるので、鋼管の表面温度を
計測する場合は熱伝導率の高い材料で作られた熱伝達部
材を鋼管の表面に付着しておく。このようにすれば、こ
の熱伝導率の高い材料で作られた熱伝達部材の温度分布
はこの部材で覆われた鋼管の表面の温度を平均化した温
度分布になるので、この熱伝達部材に付着する熱電対等
の周知の温度検出手段の数が少なくても良い。すなわ
ち、数が少ないことにより、熱伝達部材を付着した位置
が本来付着すべきであった位置と多少異なっていても、
それほど大きな誤差なく鋼管の表面の温度を計測でき
る。

【００１７】図４参照 図４はケーブルコア温度測定のための予備作業として行
う、温度測定用パイプタイプケーブルの温度測定を示す
斜視図である。図１に示す本発明の第１実施例に係るケ
ーブルコア温度測定方法の予備作業として行う温度測定
と類似であるので、異なる点についてのみ説明する。７
は銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料よりなる熱
伝達部材であり、気密溶接部２４の近傍の鋼管外面部分
２６に付着されていて、気密溶接部２４の近傍の熱伝達
部材７によって覆われた鋼管外面部分２６の平均化した
温度分布になるようにされている。３５は熱電対等より
なる第１の温度検出手段であり、熱伝達部材７にそれぞ
れ２個ずつ取り付けられていて、図示していない測定手
段に接続され、この測定手段により鋼管外面部分２６の
表面温度が計測できるようにされている。

【００１８】この鋼管外面部分２６の表面温度とケーブ
ルコア温度測定装置３３とにより計測されたケーブルコ
ア温度より、この両者の相関関係が判る。

【００１９】次に、実際に接続すべきパイプタイプケー
ブルに図４と同じく銅やアルミニウム等の熱伝導率の高
い材料よりなる熱伝達部材７を、図４の温度測定用パイ
プタイプケーブルのときと同一の鋼管外面部分２６に付
着し、この熱伝達部材７に熱電対等よりなる第１の温度
検出手段３５をそれぞれ２個づつ予備作業のときと同じ
相対位置に取り付け、図示していない測定手段により計
測すれば、鋼管外面部分２６の表面温度が計測できる。

【００２０】それで、この実際に接続すべきパイプタイ
プケーブルの鋼管外面部分２６の表面温度と、温度測定
用パイプタイプケーブル１１で得られた鋼管表面温度と
ケーブルコア温度との相関関係により、実際に接続すべ
きパイプタイプケーブルの溶接時のケーブルコア温度が
類推することができる。

【００２１】第３実施例 第３実施例は熱電対等の周知の温度検出手段による温度
計測を使用したケーブルコア温度測定方法である。

【００２２】図５参照 図５はケーブルコア温度測定のために予備作業として行
う、温度測定用パイプタイプケーブルの温度測定を示す
１部破断斜視図である。図１や図４に示す本発明の第１
実施例や第２実施例に係るケーブルコア温度測定方法の
予備作業として行う温度測定と類似であるので、異なる
点についてのみ説明する。３６は複数の熱電対等よりな
る第２の温度検出手段であり、外被となる鋼管２１の内
面とケーブルコア１２とが接触する部分２５に沿って分
布して設けられている。この第２の温度検出手段３６は
図示していない温度測定手段に接続され、この温度測定
手段によりケーブルコアの温度分布が計測できる。

【００２３】この第２の温度検出手段３６により計測し
たケーブルコアの温度分布と、第１の温度検出手段３５
により計測した鋼管外面部分２６の表面温度分布とにも
とづき、この両者の相関関係を知ることができる。

【００２４】次に、実際に接続すべきパイプタイプケー
ブルに図５と同じく銅等の熱伝導率の高い材料よりなる
熱伝達部材７を、図５の温度測定用パイプタイプケーブ
ル１１のときと同一の鋼管外面部分２６に付着し、この
熱伝達部材７に熱電対等よりなる第１の温度検出手段３
５をそれぞれ２個づつ取り付け、図示していない計測手
段により計測すれば、鋼管外面部分２６の表面温度が計
測できる。

【００２５】そこで、計測した実際に接続すべきパイプ
タイプケーブルの平均的な表面温度分布と、予め求めて
おいた温度測定用パイプタイプケーブル１１で得られた
鋼管表面温度とケーブルコアの温度との相関関係とにも
とづき、実際に接続すべきパイプタイプケーブルの溶接
時のケーブルコア温度を類推することができる。

【００２６】以上に説明した第１実施例と第２実施例と
においては、温度測定用光ファイバを使用したＯＴＤＲ
法による温度計測について述べてきたが、ＯＴＤＲ法に
よらずとも、温度変化により光ファイバに歪みが加わり
光ファイバを通過する光量または光の強さが増減するこ
とを利用して温度を計測しても良い。ＯＴＤＲ法のよう
に位置の情報は得られないが、測定対象部分の温度は計
測できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るパイ
プタイプケーブルのケーブルコア温度測定方法は、予備
作業として実際に溶接すべきパイプタイプケーブルと長
さ以外では同一の寸法や構造の温度測定用パイプタイプ
ケーブル（ダミーケーブル）を使用して、鋼管表面温度
とケーブルコアの温度とを溶接を行いながら計測し、鋼
管表面温度とケーブルコアの温度との相関関係を予め求
めておき、実際に溶接すべきパイプタイプケーブルを溶
接するときは、鋼管表面温度のみを計測して、予め求め
ておいた鋼管表面温度とケーブルコアの温度との相関関
係から溶接時のケーブルコアの温度を類推して求めるこ
とができる。温度の計測には、温度測定用光ファイバを
使用する方法と熱電対等の温度検出手段を利用する方法
とがあり、鋼管表面温度の測定に熱電対等の温度検出手
段を利用する場合には熱伝導率の高い材料からなる熱伝
達部材を鋼管表面に付着することゝしているので、誤り
ない温度測定ができる。このため、ケーブルコアの温度
が異常に高くなる前に、例えば溶接を一旦中止する等対
策を取ることができるので、ケーブルの信頼性を損なう
ことはない。また、ケーブルコアの温度が低下すれば直
ちに溶接を再開できるので、時間を無駄にすることもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るパイプタイプケーブ
ルのケーブルコア温度測定方法の予備作業として行う、
温度測定用パイプタイプケーブルを用いて行う温度測定
を示す１部破断斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るパイプタイプケーブ
ルのケーブルコア温度測定方法の予備作業により得られ
たケーブルコア温度と鋼管表面温度との相関関係の１例
を示すグラフである。

【図３】本発明の第１実施例に係る実際のパイプタイプ
ケーブルの接続時の温度測定を示す斜視図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るパイプタイプケーブ
ルのケーブルコア温度測定方法の予備作業として行う、
温度測定用パイプタイプケーブルを用いて行う温度測定
を示す斜視図である。

【図５】本発明の第３実施例に係るパイプタイプケーブ
ルのケーブルコア温度測定方法の予備作業として行う、
温度測定用パイプタイプケーブルを用いて行う温度測定
を示す１部破断斜視図である。

【図６】パイプタイプケーブルの接続部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 実際に接続すべきパイプタイプケーブル １１ 温度測定用パイプタイプケーブル（ダミーケー
ブル） １２ ケーブルコア １３ ケーブルコア接続部 ２１ 外被をなす鋼管 ２２ 輪状の鋼管 ２３ 径の大きい鋼管（接続用鋼管） ２４ 気密溶接部 ２５ 鋼管の内面とケーブルコアの接触部分 ２６ 鋼管外面部分 ３１ 第１の温度測定用光ファイバ ３２ 第２の温度測定用光ファイバ ３３ ケーブルコア温度測定装置 ３４ 鋼管表面温度測定装置 ３５ 第１の温度検出手段 ３６ 第２の温度検出手段 ７ 熱伝達部材 Ａ ケーブルコア温度 Ｂ 鋼管表面温度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプタイプケーブルを接続するため、
   該パイプタイプケーブルの鋼管を溶接するときに、ケー
   ブルコアの温度を計測するパイプタイプケーブルのケー
   ブルコア温度測定方法において、 予め、前記パイプタイプケーブルと寸法・構造が同一の
   温度測定用パイプタイプケーブル（１１）を用意してお
   き、 該温度測定用パイプタイプケーブル（１１）の鋼管の溶
   接時に、該鋼管の表面の温度と前記温度測定用パイプタ
   イプケーブル（１１）の内部に収納されているケーブル
   コア（１２）の温度とを夫々計測して、それらの温度の
   相関関係を把握しておき、 次に、実際に接続すべき前記パイプタイプケーブルの鋼
   管の溶接時に、該鋼管の表面の温度を計測して、その計
   測値から、前記相関関係に基づき、前記パイプタイプケ
   ーブルの内部に収納されているケーブルコア（１２）の
   温度を推定することを特徴とするパイプタイプケーブル
   のケーブルコア温度測定方法。