JPH09219920A - 地中に埋設され高圧を通す少なくとも一本の導線を用いた電力の伝送設備とそのような設備の構築方法 - Google Patents

地中に埋設され高圧を通す少なくとも一本の導線を用いた電力の伝送設備とそのような設備の構築方法

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JPH09219920A
JPH09219920A JP30310696A JP30310696A JPH09219920A JP H09219920 A JPH09219920 A JP H09219920A JP 30310696 A JP30310696 A JP 30310696A JP 30310696 A JP30310696 A JP 30310696A JP H09219920 A JPH09219920 A JP H09219920A
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circular
conduit
gas
circular pipe
ground
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JP30310696A
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Bertil Moritz
ベルチル・モリッツ
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ABB Management AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/10—Cooling

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  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)
  • Gas Or Oil Filled Cable Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い利用度で優れ、保守が容易に行え、同時
に一つの手順で構築でき、その場合に設備を設ける人口
集中区域の基礎設備にあまり悪影響の出ない、地中に埋
設された高電圧を通す少なくとも一つの電流導線８を用
いて電力を伝達する設備およびその構築方法を提供す
る。 【解決手段】 前記少なくとも一つの電流導線８がガス
絶縁された導管１を形成して絶縁ガスを満たした円管１
０１に配設され、ガス絶縁された導管１が地中に埋設さ
れた少なくとも二つの導管部分１１，１２を有し、これ
等の導管部分を外部から取り扱える組立個所で互いに連
結させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、地中に埋設され
た高電圧を通す少なくとも一つの電流導線（８）を用い
て電力を伝達する設備、および地中に埋設された少なく
とも二つの導管部分を組立個所（５）で互いに連結する
設備を作製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の設備は、特に人口集中区域で採
用され、地中に埋設された高圧ケーブルを有する。この
高圧ケーブルは電力を発電所、空中導線あるいは変電所
から変電所へ導き、そこで例えば 110 kV の高圧を例え
ば 10, 20 または 30 kVの中間電圧に変換する。特にア
ジヤ地域の都市の人口集中では、交通、水道、ガス供給
および排水の設備により決まる基礎施設へ重大な影響を
与えることなく、この種の設備を構築ないしは拡張でき
る。このため、高圧ケーブルを敷設したり保守する場
合、一般に埋設溝を掘る必要がある。そのため、基礎設
備は著しく乱され、その能力に非常に悪影響がでる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、高
い利用度で優れ、保守が容易に行え、同時に一つの手順
で構築でき、その場合に設備を設ける人口集中区域の基
礎設備にあまり悪影響の出ない、冒頭に述べた種類の設
備およびその構築方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、地中に埋設された高電圧を通す少なくとも一つ
の電流導線８を用いて電力を伝達する設備にあって、前
記少なくとも一つの電流導線８がガス絶縁された導管１
を形成して絶縁ガスを満たした円管１０１に配設され、
ガス絶縁された導管１が地中に埋設された少なくとも二
つの導管部分１１，１２を有し、これ等の導管部分を外
部から取り扱える組立個所で互いに連結させることがで
きることによって解決されている。
【０００５】更に、上記の課題は、この発明により、地
中に埋設された少なくとも二つの導管部分１１，１２が
組立個所５で互いに連結する、上記設備を作製する方法
にあって、組立個所５で接続を行う前に、主に水平に通
される二つの地中通路５１，５２を形成し、少なくとも
二つの導管部分１１，１２の少なくとも一つ１１が円管
部分１０１１，１０１２，１０１３をガス気密にして接
続することにより作製され、第一円管部分１０１２が少
なくとも二つの通路５１，５２の一方に挿入され、第二
円管部分１０１１がガス気密にして第一円管部分１０１
２の未だ剥き出しの端部に接続し、このように形成され
た円管１０１が第二円管部分１０１１の端部が組立個所
５で剥き出しになるまで通路５１の中に挿入されること
によって解決されている。
【０００６】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
【０００８】
【実施例】以下、添付図面に基づき好適実施例によりこ
の発明をより詳しく説明する。全ての図面で同じ参照符
号を同じ作用の部材に付ける。図１に示し、リングで形
成されたこの発明の設備には、地中に埋設されたガス絶
縁導管１がある。この設備の変電所２には例えば 400 k
V に設計された高圧導線３から電力を取り出し、例えば
110 kV の高圧に変圧し、この電圧に対して設計された
ガス絶縁された導線１に給電される。ガス絶縁導管１は
地中に埋設された導管部分を有する。これ等の導管部分
のうち、見通しを良くするため、ただ４つの導管部分１
１，１２，１３，１４のみに参照符号を付ける。それぞ
れ隣接する各二つの導管部分、例えば導管部分１１と１
２は外部から扱うことができ、互いに動作接続させるこ
とができる。外から扱えることは、回路網ノード点ある
いは導管部分１３と１４に導入される 100 kV の導線電
圧を主として 10, 20 あるいは 30 kVの中間電圧へ変圧
する（組立個所を有する）変電所４にあると有利である
が、組立員が扱える個所５にも付属する。この個所では
二つの導管部分、例えば導管部分１１と１２を互いに直
接に接続できる。
【０００９】図２により、この設備に典型的な二つの導
管部分１１と１２の配置を読み取れる。導管部分１１，
１２は地表６の下に埋設され、個所５で外から扱えるこ
とが分かる。個所５では、二つの導管部分１１，１２の
少なくとも一方に冷媒を供給する装置７が配設されてい
る。導管部分１１，１２，１３，１４は概ね約 300〜50
0 m の長さで、一般に地表６から約 10 m 下に溝が形成
される。特に電磁擾乱界の発生による周囲の悪影響が確
実に排除される。
【００１０】ガス絶縁された導管１は単相、あるいは多
相、あるいは二重導線でも形成される。何れにしても、
この導管１には、例えば図３から分かるように、電流導
管８があり、この電流導管８は絶縁接続短管９上に支承
され管導管１０内に配置されている。この円管導管１０
には、ＳＦ6 のような絶縁ガスが数バールになる圧力で
充填され、アルミニウムまたはスチールのような金属、
または、場合によっては、導電性被覆されたポリエチレ
ンのような合成樹脂で構成されている。ガス空間は圧力
センサを用いて密度に関して簡単に監視されている。電
流導管８は、図３から分かるように、管導管１０の長手
軸上に配設されている。ガス絶縁された導線１が、図３
に示すように、三相で構成されているなら、他の二つの
相に属する電流導線は互いにしかも円管導管１０に平行
に延びる他の円管導管１０′と１０″の中央に配置され
ている。多相、例えば三相の系では、位相導線は前記絶
縁間隔を考慮してただ一つの円管導管の中にも配置でき
る。各円管導管１０あるいは１０′あるいは１０″は円
管１０１，１０２あるいは１０１′，１０２′あるいは
１０１″，１０２″で形成され、これ等の円管は組立個
所５で互いに連結している。隔壁絶縁体１０３あるいは
１０３′あるいは１０３″は互いに隣接する円管１０
１，１０２あるいは１０１′，１０２′あるいは１０
１″，１０２″の間のガスの入れ換えを防止する。
【００１１】組立個所に設けた冷却装置７には、冷媒、
特に空気あるいは水のような物質を受け入れるためにあ
り、円管導管１０あるいは１０′あるいは１０″に平行
に延びる円管７１と７２がある。これ等の円管７１と７
２は、共通の軸７３上に相い前後し、同じ側の三角形の
コーナー上に主としてある円管導管１０，１０′，１
０″からほぼ同じ距離に配設されている。円管導管１
０，１０′，１０″の直径は大体 30 〜 50 cmである。
相互の間隔は一般に 20 〜 100 cm である。組立個所５
の領域には、円管７１と７２が曲げて形成され、湾曲部
の後で垂直方向に上に向けてこの設備から出て往く。円
管７１には、図示していない搬送手段により冷媒、例え
ば空気が吹き込まれる。この冷媒は次の組立個所で他の
搬送手段によりこの円管から離れて往く。この他の搬送
手段は円管７２の上端に図示されている搬送手段に相当
する。この通路で円管７１を通して冷媒は位相導線によ
り加熱される周囲の土壌から、組立位置で直接周囲へ放
出される熱を奪う。冷却機能に必要なただ一つのエネル
ギは、搬送手段の運転にのみ使用される。
【００１２】円管導管１０，１０′，１０″および円管
７１と７２は、円管導管の各々が冷媒を通すのにも、ま
た円管７１と７２の各々が相電流導線の一つを収納する
ためにも使用されるように設計されている。例えば相の
うちの一つ、例えば円管導管１０の相に誤りがあるな
ら、組立個所で二つの円管７１と７２を接ぎ合わせ、次
いで誤りのない相を形成して、このように形成された円
管導管へ絶縁接続短管に支承された電流導線を挿入でき
る。誤りのない相に属する円管導管１０は、円管７１と
７２に合わせて形成され、冷媒の案内に使用される。更
に、場合によっては、円管導管１０，１０′，１０″に
平行に戻り導線が導入する、および／または、第二の多
相電流を流すガス絶縁された第二の導管の平行に通され
る相電流導線も設けてもよい。
【００１３】冷媒としての空気あるいは水を用いる開放
した冷却系の代わりに、導管部分１１，１２・・・にあ
る絶縁ガスを伴う閉じた冷却系も使用できる。このよう
な冷却系の実施例は、図４，５と６から理解できる。前
記実施例では、冷却系は組立個所に熱交換機７４，７５
を有する。これ等の熱交換機７４，７５は図示していな
い垂直円管部分を介してそれぞれ二つの相電流導線に属
する円管導管、例えば１０と１０′へ接続している。第
一搬送手段７６は絶縁ガスを熱交換機７４から円管導管
１０′の円管１０１′を通して図示していない組立個所
に配設されている熱交換機へ循環させる。後者の熱交換
機は熱交換機７５に相当し、そこから円管導管１０の円
管１０１を介して熱交換機７４に戻される（図４に記入
した矢印を参照）。熱交換機７４では、循環で円管１０
１より受け取った熱が例えば送風機７７により除去され
る。同じように、熱交換機７５に相当する図示していな
い熱交換機内では、循環で円管１０１′より受け取った
熱が除去される。
【００１４】図５の閉じた冷却系の実施例では、図４に
加えて更に円管７１と７２および第三相導線を収納し円
管１０１″と１０２″から成る円管導管１０″も示して
ある。この冷却装置では、第三相を含む円管導管１０″
あるいは円管１０１″が熱交換機７８を経由して円管７
１に連結している。三つの相に対して導管部分、例えば
１１当たり二つの閉じた冷却回路が必要である。これ等
の循環路の一方は二つの相に属する円管１０１と１０
１′に、また他方は第三相に属する円管１０１″と位相
に関係ない円管７１へ導入される。
【００１５】図４の閉じ冷却系の図６に示す実施例を用
いて、二重導線として形成されたこの発明の設備がそれ
ぞれ３つの位相導線で冷却される。二つの導管の３つの
位相導線は、円管１０１，１０２，１０１′，１０
２′，１０１″，１０２″あるいは２０１，２０２，２
０１′，２０２′，２０１″，２０２″を有する円管導
管１０，１０′，１０″あるいは２０，２０′，２０″
内に配設されている。この実施例では、二つの位相にそ
れぞれ一つの熱交換機７４，７８あるいは７９を有する
閉じた一つの冷却回路が付属している。冷却のために設
けた、円管７１あるいは７２のような付加的な円管を省
くことができる。
【００１６】図２を参照すると、この発明による設備は
組立個所５で二つの導管部分１１，１２の管の接続を行
う前に、主として水平に導入される少なくとも二つの地
下通路５１，５２を穿孔することにより形成される。二
つの導管部分のうちの少なくとも一方、例えば導管部分
１１は比較的短い、例えば 8〜 10 m の円管部分１０１
１，１０１２，１０１３をガス気密接続して作製され
る。この場合、例えば円管部分１０１２とそれに応じて
この部分に既にガス気密接続している円管部分１０１３
は、組立個所５に対向する円管部分１０１２の端部が組
立個所５に剥き出しになるまで、通路５１に挿入され
る。次いで、円管部分１０１１は最初に剥き出しになっ
ている円管部分１０１２の端部にガス気密して接続され
る。このように形成された円管は、通路５１で円管部分
１０１１の端部が剥き出しになるまで挿入される。こう
して導管部分１１の全体の円管１０１を仕上げた後、敷
設した円管へ摺動できるように形成された絶縁接続短管
で保持された電流導線を入れる。導管部分、例えば１１
に属する円管、例えば１０１の両端には、例えば隔離絶
縁体１０３（図３）のような隔離絶縁体を組み込む。
【００１７】代わりに、予め作製された地中お通路に入
れる円管部分はガス気密接続する前に絶縁接続短管で保
持された電流導線を既に収納していてもよい。一般に、
地中に導入される通路５１あるいは５２は穴で形成され
る。円管部分、例えば１０１２は圧力を加えて通路５２
に導入される。組立個所５は、円管部分を通路５１，５
２の開口に入れてこれ等の通路に通すため十分大きく設
計する必要がある。
【００１８】通路５１，５２は直線に通す必要がある
が、図２から分かるように、一部湾曲していてもよい。
その時、穿孔装置を地表に位置決めできる。先ず、この
場合には、一般に垂直に延びている穴を地表に空ける。
高々数メータほど主に垂直に導入される部分には数メー
タの曲がった部分が接続する。この曲がった部分は最後
に数百メータの長さで主に水平に延びる部分に移行す
る。この水平に延びる部分には、再び曲げて形成されて
いる部分が接続する。この部分は地上を経由して外部に
ある組立個所５に通じているか、または、図２に破線で
示すように、水平に延びる部分が地中に配置されている
組立個所５に合流する。
【００１９】他の目的のために既に使用され、地中に導
入されている通路が円管を収納するために使用されてい
ると、特に有利である。何故なら、穴空け作業を省ける
からである。通路に、例えば排水のような衝撃減衰液体
が満たしてあると、特に有利である。円管は衝撃を減衰
するように排水を蓄える。地震で生じる地震の力は円管
を全面で取り囲む排水によって受け止められるので、半
径方向に力はこの円管に作用しない。排水はアース電位
であるので、電流導線を収納する円管は常時一定の電位
に維持される。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の設備
は、経費がかかり故障しやすいケーブルコネクタを省
き、非常に僅かな無効電力損失しか生じない点で優れて
いる。加えて、個々の導管部分を特に効果的に冷却し、
極度に高い電流伝達性を達成できる。この設備は一般に
地表から数メートル下に埋設されているので、擾乱電磁
場が実用上外に洩れ出ることがなく、更にこの設備は公
共物破壊行為に対して十分保護されている。
【００２１】特に有利なことは、この設備を一定の手順
で構築でき、既存の基礎施設の乱れを大幅に排除するこ
とにある。交通道路の掘り起こすことや迂回させるこ
と、既存のパイプ導管やとケーブルを中断すること、お
よびケーブル埋設溝やマンホールを掘ることは殆ど完全
に省ける。更に、場合によっては、ただ一つの処置でこ
の発明の設備と同時に基礎施設の他の部品、例えば排水
管のような部品も形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 地中に埋設されるガス絶縁導管と、複数の組
立個所を有する変電所を伴うリングにして形成されたこ
の発明による設備の実施例の原理回路、
【図２】 ガス絶縁された導管と組立個所を有する図１
の設備の一部の極度に単純化された図面、
【図３】 図２の組立個所の領域に三相で構成されたガ
ス絶縁導管の一部および冷媒として主に空気あるいは水
を通す冷却装置の斜視図、
【図４】 図２の組立個所の領域に多相で構成されたガ
ス絶縁導管の一部および冷媒としてガス絶縁された導管
の二相の絶縁ガスを通す冷却装置の斜視図、
【図５】 ガス絶縁導管の各二相、あるいはガス絶縁さ
れた導管の三相と補助管がそれぞれ図４の一つの冷却装
置に付属する、三相構成のガス絶縁された導管と図２の
組立個所の領域の補助管の模式平面図、
【図６】 二つのガス絶縁された導管の各二相が図４の
一つの冷却装置に付属する、図２の組立領域のそれぞれ
三相構成のガス絶縁された二つの導管の模式平面図、
【符号の説明】
１ ガス絶縁された導管 ２ 変電所 ３ 高圧導管 ４ 変電所 ５ 組立個所 ６ 地表 ７ 冷却装置 ８ 電流導線 ９ 絶縁接続短管 １０，１０′，１０″ 円管導管 １１，１２，１３，１４ 導管部分 ５１，５２ 地中通路 ７１，７２ 円管 ７３ 軸 ７４，７５ 熱交換機 ７６，７７ 搬送手段 ７８，７９ 熱交換機 １０１，１０２，１０１′，１０２′，１０１″，１０
２″，２０１，２０２，２０１′，２０２′，２０
１″，２０２″ 円管 １０３，１０３′，１０３″ 隔離絶縁
体

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地中に埋設された高電圧を通す少なくと
    も一つの電流導線（８）を用いて電力を伝達する設備に
    おいて、前記少なくとも一つの電流導線（８）はガス絶
    縁された導管（１）を形成して絶縁ガスを満たした円管
    （１０１）に配設され、ガス絶縁された導管（１）が地
    中に埋設された少なくとも二つの導管部分（１１，１
    ２）を有し、これ等の導管部分を外部から取り扱える組
    立個所で互いに連結させることができることを特徴とす
    る設備。
  2. 【請求項２】 組立個所は回路網ノードあるいは変電所
    であることを特徴とする請求項１に記載の設備。
  3. 【請求項３】 組立個所は二つの導管部分（１１，１
    ２）を電気接続する個所を有することを特徴とする請求
    項１または２に記載の設備。
  4. 【請求項４】 組立個所（５）は両方の導管部分（１
    １，１２）の少なくとも一方に冷媒を供給する装置
    （７）を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか
    １項に記載の設備。
  5. 【請求項５】 多相電流を流す設備では、第一ガス絶縁
    導管（１）の各相電流導線（８）がそれぞれ絶縁ガスを
    満たした円管（１０１，１０２，１０１′，１０２′，
    １０１″，１０２″）内に配置され、それぞれの相に属
    する円管は互いに平行に通され、これ等の円管の外に、
    場合によって、冷媒を入れるためにあり、前記円管に平
    行に通じる円管（７１，７２）および／または、場合に
    よっては、前記円管に平行に延びる戻り導線および／ま
    たは、場合によっては、前記円管に平行に通じ、ガス絶
    縁された第二導管の相電流導線を入れる円管（２０１，
    ２０２，２０１′，２０２′，２０１″，２０２″）が
    設けてあることを特徴とする請求項４に記載の設備。
  6. 【請求項６】 冷媒を入れるためにある円管（７１，７
    ２）は相電流導線（８）の円管（１０１，１０２，１０
    １′，１０２′，１０１″，１０２″）からほぼ等しい
    間隔に配置されていることを特徴とする請求項５に記載
    の設備。
  7. 【請求項７】 冷媒は空気あるいは水であることを特徴
    とする請求項５または６に記載の設備。
  8. 【請求項８】 二つの相電流導線に付属する円管（１０
    １，１０１′）あるいは相電流導線の一方（１０１″）
    に属する円管および冷媒を通す円管（７１）は組立個所
    （５）で少なくとも一つの熱交換機（７４，７８）を介
    して互いに接続していることを特徴とする請求項５また
    は６に記載の設備。
  9. 【請求項９】 冷媒は円管（１０１，１０１′，１０
    １″）の中にある絶縁ガスであることを特徴とする請求
    項８に記載の設備。
  10. 【請求項１０】 相電流導線（８）の円管（１０１，１
    ０１′，１０１″）および冷媒を流す円管（７１）は、
    相電流導線の円管の各々は冷媒を通すために、また冷媒
    を流す円管は相電流導線の一つを収納するために使用さ
    れるように設計されていることを特徴とする請求項５〜
    ９の何れか１項に記載の設備。
  11. 【請求項１１】 地中に埋設された少なくとも二つの導
    管部分（１１，１２）が組立個所（５）で互いに連結す
    る、特許請求の範囲第１〜１０項の何れか１項の設備を
    作製する方法において、組立個所（５）で接続を行う前
    に、主に水平に通される二つの地中通路（５１，５２）
    を形成し、少なくとも二つの導管部分（１１，１２）の
    少なくとも一つ（１１）が円管部分（１０１１，１０１
    ２，１０１３）をガス気密にして接続することにより作
    製され、第一円管部分（１０１２）は少なくとも二つの
    通路（５１，５２）の一方に挿入され、第二円管部分
    （１０１１）はガス気密にして第一円管部分（１０１
    ２）の未だ剥き出しの端部に接続し、このように形成さ
    れた円管（１０１）は第二円管部分（１０１１）の端部
    が組立個所（５）で剥き出しになるまで通路（５１）の
    中に挿入されることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 そのように作製され敷設された円管
    （１０１）には、摺動可能に形成された絶縁接続短管
    （９）によって保持される電流導線（８）が入り込むこ
    とを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 予め作製された地中の通路（５１）に
    挿入される円管部分（１０１１，１０１２）はガス気密
    して接続する前に既に絶縁接続短管（９）により保持さ
    れる電流導線（８）を受け入れることを特徴とする請求
    項１１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 地中に通される通路（５１）は穴で形
    成されることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１
    項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 穴は地表で形成され、これ等の穴で
    は、地上に通され、少なくとも一部を曲げて形成された
    通路（５１）の部分が先ず作製され、これに続いて曲げ
    て形成された通路（５１）の部分は主に水平に通じる通
    路が穿孔されることを特徴とする請求項１４に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】 主に水平に通じる部分は地中の組立個
    所（５）に通じることを特徴とする請求項１５に記載の
    方法。
  17. 【請求項１７】 穴は地中に配置された組立個所（５）
    から貫通していることを特徴とする請求項１４に記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 地中に通される通路（５１）は他の目
    的のために既にある円管により形成されていることを特
    徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 地中に通された通路（５１）は衝撃を
    減衰する液体を満たした排水管であることを特徴とする
    請求項１８に記載の方法。
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