KR200381498Y1 - Cable cooling system utilizing space inside the sheath between parallel XLPE cables - Google Patents
Cable cooling system utilizing space inside the sheath between parallel XLPE cables Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 병렬 XLPE케이블 상호간 시스내측공간(13)을 이용하여 냉각폐회로를 구성하여 케이블을 냉각시키는 XLPE케이블 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to an XLPE cable cooling apparatus for cooling a cable by configuring a cooling closed circuit using the sheath inner space 13 between parallel XLPE cables.
현재 설치된 XLPE케이블은 별도의 냉각시스템을 갖추고 있지 않고, 절연체 외부에 설치된 시스는 외물에 의한 절연체 손상 및 수분침투를 막아 절연체를 보호하려는 목적으로 사용된다. 따라서 시스는 접속할 때마다 접속함 내부에서 연결이 단절되어 연속된 시스내측공간(13)을 확보하지 못하고 있다.Currently installed XLPE cable does not have a separate cooling system, and sheaths installed outside the insulator are used to protect the insulator by preventing insulator damage and moisture penetration by foreign objects. Therefore, the sheath is disconnected in the junction box each time the connection is made, and thus the continuous sheath inner space 13 cannot be secured.
본 고안에서는 XLPE케이블 접속부위에서 내부공간연결로(31) 또는 외부공간연결로(32)를 만들어 단절되는 시스내측공간(13)이 연결 되도록 한다. 그리고 한 냉각 구간을 종료하는 양쪽 말단 접속부위에는 시스내측공간(13)이 단절되도록 하고 이 부위에 냉매유출입로(41)를 설치한다. 한 가닥의 XLPE케이블 한쪽 접속부위에서 냉매유출입로(41)를 통하여 시스내측공간(13)에 냉매를 주입하고 반대편 접속부위에서 냉매유출입로(41)를 통하여 열을 흡수한 냉매를 인출하여 다시 냉각기에서 냉각시킨 후 인근에 설치된 다른 병렬 XLPE케이블 접속부위 냉매유출입로(41)를 통하여 시스내측공간(13)에 냉매를 주입하고 반대편 접속부위에서 냉매유출입로(41)를 통하여 열을 흡수한 냉매를 인출하여 다시 처음의 냉각기에서 냉각시켜 냉각 폐회로의 한 사이클을 종료한다. 냉동사이클의 냉매가 증발기에서 기화하면서 기체상태의 냉매가 지니는 운동에너지로 터빈(77)을 돌려 터빈축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(78)에서 전력 또는 물리적 에너지를 얻는 장치도 부가하였다. 케이블의 1년간 운전 실적을 보면 중부하가 걸리는 시간은 불과 몇 시간에 지나지 않으므로 이 시간동안만 냉동 사이클로 케이블을 효과적으로 냉각을 시키면 케이블 용량은 더욱더 증대될 것이다.In the present invention, the inner space connecting passage 31 or the outer space connecting passage 32 is made at the XLPE cable connection so that the inner space 13 of the sheath is disconnected. Then, the sheath inner space 13 is disconnected at both terminal connecting portions which terminate one cooling section, and a coolant outlet passage 41 is provided at this portion. The refrigerant is injected into the inner space 13 of the sheath through the refrigerant inlet and outlet 41 at one connection part of the XLPE cable, and the refrigerant having absorbed heat through the refrigerant outlet and inlet 41 at the opposite connection part is again drawn out. Coolant is injected into the inner space 13 of the sheath through the refrigerant outlet passage 41 of another parallel XLPE cable connecting portion installed in the vicinity, and the refrigerant absorbed heat through the refrigerant outlet passage 41 at the opposite connection portion is Withdraw and cool in the original cooler to end one cycle of the cooling closed circuit. As the refrigerant in the refrigerating cycle was evaporated in the evaporator, a device for obtaining electric power or physical energy from the generator (or mechanism) 78 connected to the turbine shaft by turning the turbine 77 with the kinetic energy of the gaseous refrigerant was added. The cable's one-year operation shows that heavy loads take only a few hours, so if you effectively cool your cable with a refrigeration cycle during this time, your cable capacity will increase.
Description
XLPE케이블은 별도의 냉각장치가 설치되지 않고 운전되고 있다. 절연체 외부에 설치된 시스는 외물에 의한 절연체 손상 및 수분침투를 막아 절연체를 보호하려는 목적으로 사용된다. 그리고 시스는 접속할 때마다 접속함 내부에서 연결이 단절되어 연속된 시스내측공간(13)을 확보하지 못하고 있다. 시스내측공간(13)은 XLPE케이블을 구성하는 중요한 공간이나 지금까지는 위의 목적 외에는 이 공간을 활용하고자 하는 시도가 없었다. 최근에는 XLPE케이블 인근에 수냉각관을 별도로 설치하고 수냉각관 양단을 연결하여 냉각폐회로를 형성하여 냉각수를 이 관을 통하여 강제순환시키면서 순환수를 냉각시키는 수냉각방식은 존재하나 별도의 수냉각관을 설치하여야 하고, 수냉각관이 케이블을 완전히 밀폐시키지 못하므로 냉각효과가 떨어지는 단점이 있다.XLPE cable runs without a separate cooling system. The sheath installed outside the insulator is used to protect the insulator by preventing the insulator damage and moisture penetration by the foreign material. Each time the sheath is connected, the connection is disconnected inside the junction box and thus the continuous sheath inner space 13 cannot be secured. The space inside the sheath 13 is an important space constituting the XLPE cable, but so far no attempt has been made to utilize this space other than the above purpose. Recently, there is a water cooling method in which a water cooling tube is separately installed near the XLPE cable, and both ends of the water cooling tube are connected to form a cooling closed circuit to cool the circulation water while forcedly circulating the cooling water through this pipe. However, a separate water cooling tube must be installed. And, since the water cooling tube does not completely seal the cable has a disadvantage that the cooling effect is lowered.
본 고안에서는 XLPE케이블의 접속부위에서 단절되는 시스내측공간(13)을 상호 연결하는 통로를 확보하고 냉각하고자 하는 양쪽 말단 접속부위에서 냉매를 유입 또는 유출하는 통로를 설치한다. 냉각시스템을 구성하더라도 추가되는 설비가 최소화되도록 하고 기존의 설비들은 그대로 재활용 할 수 있도록 하여 투자비를 최소화 시킨다. 따라서 XLPE케이블 시스내측공간(13)을 활용하여 냉매회수를 위한 별도의 관로를 사용하지 않고 주변에 설치되는 병렬 XLPE케이블의 시스내측공간(13)을 냉각 폐회로 공간으로 사용한다.In the present invention, a passage for connecting the sheath inner space 13 disconnected at the connection portion of the XLPE cable is provided and a passage for inflow or outflow of the refrigerant at both end connection portions to be cooled. Even if the cooling system is configured, additional equipment is minimized and existing equipment can be recycled as it is to minimize investment costs. Therefore, the inner sheath space 13 of the parallel XLPE cable installed in the periphery is used as a closed closed circuit space without using a separate pipe for refrigerant recovery by utilizing the inner space 13 of the XLPE cable sheath.
도1은 기존의 XLPE케이블 단면도이다. 절연체 외부이면서 시스 안쪽에는 시스내측공간(13)이 있다.1 is a cross-sectional view of a conventional XLPE cable. Outside the insulator and inside the sheath there is a sheath inner space 13.
도2는 XLPE케이블 접속함 연결상태 설명도이다. 시스는 접속함 내부에서 절단되고 절연유니트(23) 및 절연혼합물(24)에 의해 막히고 덥혀진다. 따라서 시스내측공간(13)은 접속함을 경계로 더 이상 연결되지 않는다.2 is an explanatory diagram of an XLPE cable junction box connection state. The sheath is cut inside the junction box and blocked and warmed by the insulation unit 23 and the insulation mixture 24. Thus, the sheath inner space 13 is no longer connected to the junction box.
도3은 XLPE케이블 접속함 내부에서 단절된 시스내측공간(13)을 연결하는 개념도이다. 접속함 내부에 연결통로를 구성한 내부공간연결로(31)와 접속함 외부에 연결통로를 구성한 외부공간연결로(32)의 2가지 방법을 제시한다.3 is a conceptual diagram of connecting the sheath inner space 13 disconnected inside the XLPE cable junction box. The present invention proposes two methods of an internal space connection path 31 constituting a connection path inside a junction box and an external space connection path 32 constituting a connection path outside the junction box.
도4는 XLPE케이블 냉각구간 종료지점 접속함 내부 또는 시스에서 냉매를 주입하거나 인출하는 냉매유출입로(41)를 설치하는 2가지 방법을 제시한다. 이 접속함에서는 시스내측공간(13)이 단절되도록 한다.4 shows two methods of installing a refrigerant inlet and outlet 41 for injecting or withdrawing refrigerant from the XLPE cable cooling section end junction box or the sheath. In this junction box, the sheath inner space 13 is disconnected.
도5는 기존 유압탱크(PT, BPT) 설명도이다. 절연유 유입셀형 PT는 밀폐된 유조 외함(51) 내부의 하부에 외유(55)를 주입하고 그 내부에 절연유셀(54)을 배치하고 상부에는 N2가스로 충진하여 케이블 절연유에 압력을 가한다. 케이블내의 절연유가 열팽창하면 PT내부로 절연유가 유입되고 절연유셀(54)은 팽창한다. 절연유가 열수축하면 반대로 절연유셀(54)은 수축한다. 가스 유입셀형 PT는 밀폐된 유조외함(51) 내부에 N2가스로 충진된 N2가스셀(56)을 배치하고 나머지 공간에 절연유를 주입한다. 케이블내의 절연유가 열팽창하면 PT내부로 절연유가 유입되고 N2가스셀(56)은 수축한다. 절연유가 열수축하면 반대로 N2가스셀(56)은 팽창한다. BPT는 밀폐된 유조 외함(51) 내부에 벨로우즈(57)를 설치하고 N2가스로 외함(51) 내부를 충진하고 벨로우즈(57) 내부에는 절연유(53)를 수입시킨다. 케이블내의 절연유가 열팽창하면 BPT내부로 절연유가 유입되고 N2가스는 수축한다. 절연유가 열수축하면 반대로 N2가스가 팽창한다.5 is an explanatory view of the existing hydraulic tank (PT, BPT). Insulating oil inlet cell type PT injects the outer oil 55 into the lower portion of the sealed oil tank enclosure 51, arranges the insulating oil cell 54 therein, and fills the upper portion with N 2 gas to apply pressure to the cable insulating oil. When the insulating oil in the cable thermally expands, the insulating oil flows into the PT and the insulating oil cell 54 expands. On the contrary, when the insulating oil heat shrinks, the insulating oil cell 54 contracts. Gas inlet cell type PT is disposed a N 2 gas cell 56 filled with the N 2 gas inside the closed enclosure an oil bath (51) and injecting the insulating oil in the remaining space. When the insulating oil in the cable is thermally expanded, the insulating oil flows into the PT and the N 2 gas cell 56 contracts. On the contrary, when the insulating oil heat shrinks, the N 2 gas cell 56 expands. The BPT installs the bellows 57 inside the sealed oil tank enclosure 51, fills the inside of the enclosure 51 with N 2 gas, and imports insulating oil 53 into the bellows 57. When the insulating oil in the cable thermally expands, the insulating oil flows into the BPT and the N 2 gas contracts. When the insulating oil heat shrinks, N 2 gas expands on the contrary.
도6은 본 고안에 의한 강제순환냉각기(69) 설명도다. 강제순환냉각기(69)는 병렬 케이블 사이에 설치된다. 강제순환냉각기(69)는 외함 내부에 단열재(60)를 설치하고 내부에 절연유를 주입시킨다. 절연유 내부에는 열 교환이 많이 일어나는 구조의 증발기(61)를 설치하였고, 냉동사이클의 다른 설비는 강제순환냉각기(69) 외부에 배치하였다. 케이블로 절연유가 유출되는 출구에는 절연유순환팬(160)을 설치하여 절연유를 강제순환 시킨다. 절연유순환팬(160)에 연속하여 냉각기유출유관(72)을 설치하고, 또 다른 케이블로부터 절연유가 유입되는 냉각기유입유관(73)이 설치되고, 유압탱크로부터는 유압탱크유관(71)을 연결한다. 이 때의 냉동사이클은 압축기(65), 응축기(64), 냉매저장탱크(63), 팽창밸브(또는 모세관)(62), 증발기(61), 터빈(67), 다시 압축기(65)로 구성된다. 압축기(65)는 기체상태 냉매를 압축하고, 응축기(64)에서는 압축된 냉매가 열을 발산하면서 액체가 되고, 액체가 된 냉매는 냉각시스템의 관성을 높이고자 설치된 냉매저장탱크(63)에 모이게 되고, 액체상태의 냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 통과하면서 기체상태로 변화를 일으키며 부피가 팽창하기 시작한다. 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 빠져나온 냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(62)와 연결된 증발기(61)에서 절연유로부터 기화열을 흡수하며 기체가 된다. 증발기(61)를 지나온 기체는 터빈(67)을 회전시키고 압축기(65)로 들어가 압축되면서 냉동사이클의 한 사이클을 종료한다. 냉매저장탱크(63)를 제거하는 것과 절연유온도를 감지하여 냉동사이클을 사용자의 의지에 따라 원활히 작동시키는 제어장치를 추가하는 것도 본 고안의 범위에 포함된다. 개방회로 냉동사이클은 외부에서 만든 냉매의 냉매저장탱크(63)에서 액체상태 냉매를 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 통과하면서 기체로 변화를 일으키며 부피가 팽창하기 시작한다. 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 빠져나온 냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(62)와 연결된 증발기(61)에서 절연유로부터 기화열을 흡수하면서 기체가 된다. 유압탱크로 벨로우즈형(BPT)만을 도시하였으나 다른 형태의 유압탱크(PT)를 설치하는 것도 본 고안의 범위에 포함된다.6 is an explanatory view of the forced circulation cooler 69 according to the present invention. The forced circulation cooler 69 is installed between the parallel cables. Forced circulation cooler 69 installs the insulation 60 inside the enclosure and injects insulating oil therein. Inside the insulating oil, an evaporator 61 having a structure in which much heat exchange takes place was installed, and other equipment of the refrigeration cycle was disposed outside the forced circulation cooler 69. At the outlet of the insulating oil flows into the cable is installed an insulating oil circulation fan 160 to force the insulating oil. The coolant outflow pipe 72 is provided continuously to the insulated oil circulation fan 160, and a cooler inflow pipe 73 through which insulation oil flows from another cable is installed, and a hydraulic tank oil pipe 71 is connected from the hydraulic tank. . At this time, the refrigeration cycle is composed of a compressor (65), a condenser (64), a refrigerant storage tank (63), an expansion valve (or capillary tube), an evaporator (61), a turbine (67), and a compressor (65) again. do. The compressor 65 compresses the gaseous refrigerant, and in the condenser 64, the compressed refrigerant dissipates heat to become liquid, and the refrigerant, which becomes liquid, collects in the refrigerant storage tank 63 installed to increase the inertia of the cooling system. As the liquid refrigerant passes through the expansion valve (or capillary tube) 62, it changes to a gaseous state and the volume starts to expand. The refrigerant exiting the expansion valve (or capillary tube) 62 absorbs heat of vaporization from the insulating oil in the evaporator 61 connected to the expansion valve (or capillary tube) 62 and becomes a gas. The gas passing through the evaporator 61 rotates the turbine 67 and enters the compressor 65 to be compressed and ends one cycle of the refrigeration cycle. It is also within the scope of the present invention to remove the refrigerant storage tank 63 and to add a control device for sensing the insulating oil temperature to smoothly operate the refrigeration cycle according to the user's will. The open circuit refrigeration cycle changes the volume of the liquid refrigerant into the gas while passing through the expansion valve (or capillary tube) 62 in the refrigerant storage tank 63 of the externally made refrigerant. The refrigerant exiting the expansion valve (or capillary tube) 62 becomes a gas while absorbing heat of vaporization from the insulating oil in the evaporator 61 connected to the expansion valve (or capillary tube) 62. Although only the bellows type BPT is illustrated as the hydraulic tank, the installation of another type of hydraulic tank PT is also included in the scope of the present invention.
도7은 본 고안에 의한 2케이블간 절연유 강제순환 냉각장치 설명도이다. 하부의 XLPE케이블로부터 냉각기유입유관(73)을 통하여 강제순환냉각기(69)안으로 절연유가 유입된다. 유입된 절연유는 냉동사이클에 의해 냉각되고, 냉각된 절연유는 절연유순환팬(160)에 의해 냉각기유출유관(72)을 통하여 상부의 XLPE케이블의 좌측 냉매유출입로(41)를 통하여 상부의 XLPE케이블로 유입된다. 유입된 절연유는 상부 케이블의 시스내측공간(13)을 통하여 반대편 접속함으로 이동하면서 케이블을 냉각시킨다. 케이블의 열을 흡수한 절연유는 상부케이블의 우측 접속부위로 이동한다. 절연유는 계속해서 우측 냉매유출입로(41)와 연결된 우측 강제순환냉각기(69)의 냉각기유입유관(73)을 통하여 우측 강제순환냉각기(69)에 유입된다. 절연유는 다시 냉동사이클에 의해 냉각되고 냉각된 절연유는 절연유순환팬(160)에 의해 냉각기유출유관(72)과 연결된 하부 케이블 우측 냉매유출입로(41)를 통하여 하부 케이블 우측 접속함으로 유입된다. 이 절연유는 하부 케이블의 시스내측공간(13)을 통하여 좌측 접속함으로 이동하면서 하부 케이블의 열을 흡수한다. 절연유는 하부케이블 좌측 냉매유출입로(41)와 연결된 냉각기유입유관(73)들 통하여 좌측 냉각기로 유입되어 냉각의 한 사이클을 종료한다. 병렬운전 케이블의 가닥수가 짝수일 경우에는 이와 같은 방법으로 냉각시스템구성이 가능하다.7 is an explanatory diagram of the forced forced circulation cooling oil between the two cables according to the present invention. Insulating oil flows into the forced circulation cooler (69) through the cooler inlet pipe (73) from the lower XLPE cable. The introduced insulating oil is cooled by the refrigeration cycle, and the cooled insulating oil is cooled by the insulating oil circulation fan 160 through the coolant outlet oil pipe 72 and through the left refrigerant outlet 41 of the upper XLPE cable to the upper XLPE cable. Inflow. The introduced insulating oil cools the cable while moving to the opposite junction through the sheath inner space 13 of the upper cable. Insulating oil that absorbs the heat of the cable moves to the right connection of the upper cable. The insulating oil is continuously introduced into the right forced circulation cooler 69 through the cooler inflow pipe 73 of the right forced circulation cooler 69 connected to the right refrigerant inflow path 41. The insulating oil is cooled again by the refrigeration cycle and the cooled insulating oil is introduced into the lower cable right connection port through the lower cable right refrigerant inlet and outlet 41 connected to the cooler outlet oil pipe 72 by the insulating oil circulation fan 160. The insulating oil moves to the left junction through the sheath inner space 13 of the lower cable and absorbs the heat of the lower cable. The insulating oil flows into the left cooler through the cooler inflow pipes 73 connected to the lower cable left coolant inflow path 41 and ends one cycle of cooling. If the number of strands of parallel operation cable is even, the cooling system can be configured in this way.
도8은 본 고안에 의한 병렬 3케이블간 절연유 강제순환 냉각장치 설명도다. 병렬운전 케이블의 가닥수가 홀수일 경우에는 도7에서 도시한 바와 같은 냉각 시스템으로는 잔여 한 가닥의 냉각이 불가능하다. 따라서 이 때에는 3가닥의 병렬운전 케이블중 1가닥의 절연유공간을 회수공간으로 하고, 2가닥은 주입공간으로하여 냉각시스템을 완성할 수 있다. 원리는 도7에서 설명한 바와 같다.8 is an explanatory view of the forced oil circulating cooling device between three parallel cables according to the present invention. If the number of strands of the parallel operation cable is odd, the remaining strands are not cooled by the cooling system as shown in FIG. Therefore, in this case, the cooling system can be completed by using the insulating oil space of one strand as the recovery space and the two strands as the injection space of the three parallel operation cables. The principle is as described in FIG.
도9는 본 고안에 의한 2케이블간 냉동사이클 냉매순환 냉각장치 설명도이다. 하부의 XLPE케이블로부터 냉매유출입로(41)를 통하여 냉동사이클의 냉매는 터빈(67)을 돌리고 압축기(65)로 들어가 압축된다. 터빈이 회전하면 터빈축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(68)에서는 전력 또는 물리적 에너지가 발생한다. 압축기(65)로 유입된 냉매는 압축되어 응축기(64)로 이동하고 응축기(64)에서 열을 방출하고 냉매는 액체상태가 되어 냉동사이클 관성을 높이기 위하여 설치된 냉매저장탱크(63)에 유입된다. 냉매저장탱크(63)의 액체냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 통하여 상부 케이블 좌측 냉매유출입로(41)로 유입되어 기화하면서 팽창한다. 냉매는 상부 케이블 시스내측공간(13)을 지나가면서 케이블의 열을 흡수하면서 기화를 계속하고 우측 접속부위로 이동한다. 상부 케이블의 우측 접속부위 냉매유출입로(41)를 통하여 유출된 냉매는 우측 냉동사이클의 터빈(67)을 돌리고 압축기(65)로 들어가 압축된다. 터빈이 회전하면 터빈축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(68)에서는 전력 또는 물리적 에너지가 발생한다. 압축기(65)로 유입된 냉매는 압축되어 응축기(64)로 이동하고 응축기(64)에서 열을 방출하고 냉매는 액체상태가 되어 냉동사이클 관성을 높이기 위하여 설치된 냉매저장탱크(63)에 유입된다. 냉매저장탱크(63)의 액체냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(62)를 통하여 하부 케이블 우측 냉매유출입로(41)로 유입되면서 기화하면서 팽창한다. 냉매는 하부 케이블 시스내측공간(13)을 지나가면서 케이블의 열을 흡수하면서 기화를 계속 하고 좌측 접속부위로 이동한다. 하부 케이블의 좌측 접속부위에 도달한 냉매는 냉매유출입로(41)를 통하여 유출되어 좌측 냉동사이클로 유입되면서 폐회로 냉각시스템의 한 시이클을 종료한다.9 is an explanatory diagram of a refrigeration cycle refrigerant circulation cooling device between two cables according to the present invention. Refrigerant of the refrigerating cycle through the refrigerant outflow passage 41 from the lower XLPE cable turns the turbine 67 and enters the compressor 65 is compressed. As the turbine rotates, power or physical energy is generated in a generator (or mechanism) 68 connected to the turbine shaft. The refrigerant introduced into the compressor (65) is compressed to move to the condenser (64), dissipate heat from the condenser (64), and the refrigerant is in a liquid state and flows into the refrigerant storage tank (63) installed to increase the refrigeration cycle inertia. The liquid refrigerant in the refrigerant storage tank 63 flows into the upper cable left refrigerant flow path 41 through an expansion valve (or capillary tube) 62 and vaporizes. The refrigerant passes through the upper cable sheath inner space 13, absorbs the heat of the cable, continues to vaporize, and moves to the right connection. The refrigerant flowing out through the coolant outlet passage 41 at the right connection portion of the upper cable turns the turbine 67 of the right refrigeration cycle and enters the compressor 65 to be compressed. As the turbine rotates, power or physical energy is generated in a generator (or mechanism) 68 connected to the turbine shaft. The refrigerant introduced into the compressor (65) is compressed to move to the condenser (64), dissipate heat from the condenser (64), and the refrigerant is in a liquid state and flows into the refrigerant storage tank (63) installed to increase the refrigeration cycle inertia. The liquid refrigerant in the refrigerant storage tank 63 expands while evaporating while being introduced into the lower cable right refrigerant outlet passage 41 through the expansion valve (or capillary tube) 62. The refrigerant passes through the lower cable sheath inner space 13, absorbs heat from the cable, continues to vaporize, and moves to the left connection. The refrigerant reaching the left connection of the lower cable flows out through the refrigerant inflow and outflow path 41 and flows into the left refrigeration cycle, thereby terminating one cycle of the closed loop cooling system.
도10은 본 고안에 의한 병렬 3케이블간 냉동사이클 냉매순환 냉각장치 설명도이다. 병렬운전 케이블의 가닥수가 홀수일 경우에는 도9에서 도시한 바와 같은 냉각시스템으로는 잔여 한 가닥의 냉각이 불가능하다. 따라서 이 때에는 3가닥의 병렬 운전 케이블중 1가닥의 시스내측공간(13)을 회수공간으로 하고, 2가닥은 주입공간으로 하여 냉각시스템을 완성한다. 원리는 도9에서 설명한 바와 같다.10 is an explanatory diagram of a refrigeration cycle refrigerant circulation cooling device between three parallel cables according to the present invention. When the number of strands of the parallel operation cable is odd, the remaining strands cannot be cooled by the cooling system as shown in FIG. Therefore, at this time, one of the sheath inner spaces 13 of the three parallel operation cables is used as the recovery space, and the two strands are the injection space to complete the cooling system. The principle is as described in FIG.
도11은 현재 운전중인 345kV 케이블의 년간 운전전류 지속곡선 설명도다. 도시한 바와 같이 1년중 중부하는 아주 짧은 시간에 국한함을 볼 수 있다. 따라서 이 짧은 시간만이라도 냉각성능이 우수한 냉동사이클로 도체를 직접 냉각 시킨다면 케이블 용량은 엄청나게 늘어날 것이다.FIG. 11 is an explanatory diagram of a continuous operating current curve of an annual 345 kV cable. As shown, the middle of the year is limited to a very short time. Therefore, even in this short time, if the conductor is directly cooled by a refrigeration cycle with excellent cooling performance, the cable capacity will increase enormously.
본 고안에서는 기존 XLPE케이블에 설치된 시스내측공간(13)을 활용하여 약간의 구조만 변경하여 새로 투자되는 비용을 줄이면서 병렬로 설치되는 XLPE케이블의 시스내측공간(13)에 냉매를 흘려보내 XLPE케이블을 효과적으로 냉각시키는 방법을 제시하였다. 기존의 절연체 보호기능만 하던 시스내측공간(13)을 냉각회로 공간의 기능을 추가한 것이다. 1년간 케이블의 운전지속곡선을 분석해본 결과 열이 문제가 되는 시간은 매우 적어 냉각비용도 작아질 수 있음을 보였다. 또한 냉동사이클에 터빈(67)을 설치하고 터빈축에 발전기(또는 기계장치)(68)를 설치하여 전력 또는 물리적 에너지를 추가로 생산할 수 있도록 하였다.In the present invention, the refrigerant is flowed into the sheath inner space 13 of the XLPE cable which is installed in parallel while reducing the cost of new investment by changing only a small structure by utilizing the sheath inner space 13 installed in the existing XLPE cable. A method of effectively cooling the present invention is presented. The inner space 13 of the sheath, which used only an insulator protection function, was added to the cooling circuit space. An analysis of the cable's operational continuity curve over a year showed that heat could be a problem, and cooling costs could be reduced. In addition, by installing the turbine 67 in the refrigeration cycle and the generator (or machinery) 68 in the turbine shaft to be able to produce additional power or physical energy.
도 1은 기존의 XLPE케이블 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional XLPE cable.
도 2는 XLPE케이블 접속함 연결상태 설명도이다.2 is an explanatory view of the connection state of the XLPE cable junction box.
도 3은 접속부위에서 단절된 시스내측공간 연결 개념도이다.3 is a conceptual diagram of the inner space connection of the sheath disconnected at the connection site.
도 4는 냉각구간 종료지점의 냉매유출입로 설치 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a coolant outlet passage at the end of a cooling section.
도 5는 기존 유압탱크 구조 설명도이다.5 is an explanatory diagram of a conventional hydraulic tank structure.
도 6은 본 고안에 의한 강제순환냉각기 설명도이다.6 is an explanatory view of a forced circulation cooler according to the present invention.
도 7은 병렬 케이블 2선간 절연유 강제순환 냉각장치 설명도이다.7 is an explanatory diagram of a forced forced circulation cooling system for insulated oil between parallel cables.
도 8은 병렬 케이블 3선간 절연유 강제순환 냉각장치 설명도이다.FIG. 8 is an explanatory diagram of a forced forced circulation cooling system for insulated oil between three parallel cables. FIG.
도 9는 병렬 케이블 2선간 냉동사이클 냉매순환 냉각장치 설명도이다.9 is an explanatory view of a parallel cable 2-line refrigeration cycle refrigerant circulation cooling apparatus.
도 10은 병결 케이블 3선간 냉동사이클 냉매순환 냉각장치 설명도이다.10 is an explanatory view of a parallel cable refrigeration cycle refrigerant circulation cooling apparatus between three lines.
도 11은 345kV Cable 년간 운전전류 지속곡선 설명도이다.FIG. 11 is an explanatory diagram of a continuous operating current curve of a 345kV cable.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
11 : 방식층 12 : 시스11: anticorrosive layer 12: sheath
13 : 시스내측공간 14 : 외부반도전층13: inner space of the sheath 14: outer semiconducting layer
15 : 절연층 16 : 내부반도전층15 insulation layer 16 internal semiconducting layer
17 : 도체 21 : 도체슬리브17: conductor 21: conductor sleeve
22 : 절연보강층 23 : 절연유니트22: insulation reinforcement layer 23: insulation unit
24 : 절연혼합물 25 : 절연통24: Insulation mixture 25: Insulation tube
26 : 보호동관 27 : 접지단자26: protective copper pipe 27: ground terminal
31 : 내부공간연결로 32 : 외부공간연결로31: Internal space connection 32: External space connection
41 : 냉매유출입로 51 : 외함41: refrigerant flow path 51: enclosure
52 : N2가스 53 : 절연유52: N 2 gas 53: insulating oil
54 : 절연유셀 55 : 외유54: insulation oil cell 55: external oil
56 : N2가스셀 57 : 벨로우즈56: N 2 gas cell 57: bellows
61 : 증발기 62 : 팽창밸브(또는 모세관)61: evaporator 62: expansion valve (or capillary tube)
63 : 냉매저장탱크 64 : 응축기63: refrigerant storage tank 64: condenser
65 : 압축기 66 : 모터(또는 엔진)65 compressor: 66 motor (or engine)
67 : 터빈 68 : 발전기(또는 기계장치)67 turbine: generator (or machinery)
69 : 강제순환냉각기 71 : 유압탱크유관69: forced circulation cooler 71: hydraulic tank oil pipe
72 : 냉각기유출유관 73 : 냉각기유입유관72: cooler inflow pipe 73: cooler inflow pipe
160 : 절연유순환팬160: insulated circulation fan
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