(57)【要約】【課題】  大容量、高耐電圧、大電流に対応し、低価格化、小型化、可搬化、及びコロナフリーを可能にする電力用リアクトル及びリアクトル電線を提供する。【解決手段】  下部固定具１上には、絶縁性の複数の棒状部材を円形形状に配置した中芯２を形成し、上部を上部固定具５で固定する。中芯２には、中空部を有するリアクトル電線４が幅方向及び半径方向にコイル状及び多層に巻回されて巻線を形成してリアクトルを構成し、鉄心、ケース、ブッシング等は設けない。【選択図】        図１
2005347481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料で構成され、柱状の形状を有する絶縁性芯部と、絶縁層内に複数本の撚線導体が配設されると共に中心部に中空部を有するリアクトル電線から構成され、前記リアクトル電線が前記絶縁性芯部の長手方向に沿って多層に巻回されて巻線を形成していることを特徴とする電力用リアクトル。
【請求項２】
前記リアクトル電線の前記中空部は、両端が連通する中空構造であり、前記中空部内に導体冷却用の媒体を供給する送風部が連結されていることを特徴とする請求項１記載の電力用リアクトル。
【請求項３】
前記リアクトル電線は、巻線の途中に所定のインピーダンス値に対応した出力端子を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電力用リアクトル。
【請求項４】
前記絶縁性芯部は、上端及び下端が一対の固定具で固定され、前記一対の固定具は、その一方に可搬用の把手部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電力用リアクトル。
【請求項５】
前記送風部は、前記導体冷却用の媒体としての空気を前記リアクトル電線の前記中空部内に供給する送風ファン、又は前記導体冷却用の媒体としてのガスを前記リアクトル電線の前記中空部内に供給するガス供給源を備えることを特徴とする請求項２記載の電力用リアクトル。
【請求項６】
電力用リアクトルの巻線を形成するリアクトル電線において、
絶縁層と前記絶縁層内に配設された複数本の撚線導体と複数本の撚線導体を配置させて中心部に中空部が設けられていることを特徴とするリアクトル電線。
【請求項７】
前記複数本の撚線導体は、数個に分割されて複数のセグメント構造であることを特徴とする請求項６記載のリアクトル電線。
【請求項８】
前記中空部は、スパイラル部材又はパイプ部材を設けて形成されることを特徴とする請求項６記載のリアクトル電線。
【請求項９】
前記絶縁層は、その内側、外側、両側のいずれかに導電性又は半導電性の遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項記載のリアクトル電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力用リアクトル及びリアクトル電線に関し、特に、送電系統における送電を安定に行うために用いられる電力用リアクトル及びリアクトル電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力の送配電においては、各種のリアクトルが用いられている。このリアクトルは、構造上から分類すると、主脚鉄心の有無から空心型と鉄心型に大別される。一方、用途上から分類すると、電力用、フイルター用、高周波用等のリアクトルに大別される。そして、電力用リアクトルは、構造的には、鉄心型、継鉄付空心型に区別され、機能的には、分路リアクトル、直列リアクトル、消弧リアクトル、中性点リアクトル等に区別される。
【０００３】
分路リアクトルは、季節や毎日の負荷の変動によって送電電圧が変動するのを改善し、エネルギーロスを少なくする目的で使用されるもので、送電系統の変電所の変圧器に並列に接続され、進相電流（容量負荷）を補償する。具体的には、分路リアクトルに遅れ電流を流し、容量負荷の進み電流を相殺する。通常、電力系統に直接接続し、負荷に応じて適宜、投入や切り離しが行われる。分路リアクトルの主な仕様は、定格容量、定格電圧、及び冷却方式である。冷却方式は、一般に、油入自冷又は送油風冷式が採用されている。
【０００４】
電力用リアクトルは、通電によって発熱するため、小型化を図る場合、熱対策が必要になる。そこで、複数の中空部を有するディスクコイルを導体に用い、前記中空部にタンクから冷却液を供給すると共に熱交換後の冷却液を前記タンクに回収して冷却を行うことが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、高透磁率合金撚線上に素線に絶縁体を被覆した絶縁導体の巻付層を設け、その上に絶縁被覆層を設けて、小型化を図った複合リアクトル電線も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
一方、電力用リアクトルを接続した送配電線路において、その線路を構成する電気機器類または電力ケーブル等の電力設備で何らのトラブルが起きた場合には、線路の修理・復旧作業を行った後に線路全体の健全性を確認する必要があり、現地では耐電圧試験が実施されている。
例えば、２７５ｋＶの線路で破壊事故が発生した場合は、修理復旧後、線路の健全性を確認するために、現地で２０７ｋＶを課電して耐電圧試験を行うことになるが、２７５ｋＶ線路に設置された分路リアクトルの定格電圧は、１８４ｋＶ（＝（２７５ｋＶ／√３）×１．１５）の値である。一方、２７５ｋＶ線路で使用される電力ケーブルの性能保証値は、２０７ｋＶ（＝（２７５ｋＶ／√３）×１．３０）である。
従って、復旧後の線路の健全性を保証するには、電力ケーブルに電圧２０７ｋＶ、課電時間３０分間の課電条件にて課電する現地耐電圧試験を行うことになる。
【特許文献１】特開昭５７−１１８６１３号公報（図１、図２、図３）
【特許文献２】特開昭６３−２９１３０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記線路に接続されている既設の分路リアクトルでは、定格電圧が１８４ｋＶと定格不足しているために、電圧２０７ｋＶの現地耐電圧試験には使用できず、２０７ｋＶの耐電圧性能を持つ他の分路リアクトルが必要になる。そこで、耐電圧の高い予備の分路リアクトルを用いて試験を実施しょうとすると、次の様な不具合があると同時に、既線路の分路リアクトルでも問題がある。
【０００８】
（１）従来の電力用リアクトルは、所定の定格容量、定格電圧などが得られるように、鉄心及び巻線を本体ケースの油中に浸し、高圧ブッシングで出力を取り出す構造の据え置き形であるため、大型、大重量になり、簡単に搬出したり、設置することが困難である。例えば、８０ＭＶＡ容量の場合、高さ１７ｍ、縦横寸法６ｍ×６ｍ、重量約３０トンであり、これを運搬しようとすると、道路交通法の制限を受けることになる。車両重量込みで重さが４５トン以上になると、輸送時に橋桁の補強が必要になり、補強費用が発生する。更に、車両高さ込みで地上高が４．８ｍ以上越えると、そのまま運送できないため、一旦解体して搬送し、現地で再度組立てるという工程が必要になり、多大の時間を要する。また、設置地形上の制約もある。搬入場所が狭隘な場所や山岳地である場合、設置のために整地工事や床面基礎補強工事が必要になり、やはり多大の時間と工事費用を要することになる。
【０００９】
（２）電力用リアクトルの構成は、本体ケース、絶縁油、碍子、鉄心、巻線等を必要とし、構成要素が多いため、１台当たりが高額になる。
【００１０】
（３）従来の電力用リアクトルは、それぞれの線路により定格電圧が定められたものであり、電力ケーブルの性能保証値を満足するための耐電圧試験用としての設計はなされていない。このため、既線路のリアクトルを使用せずに予備のリアクトルにより電力ケーブルの耐電圧試験を実施するには、予備のリアクトルの定格電圧値に対して、電力ケーブルの試験電圧が上回る場合、耐電圧を上げるため、リアクトルを複数台使用し、各々に試験電圧を分担させる構成がとられることから、予備のリアクトルの使用台数を複数用意する必要がある。
また、仮に、既線路のリアクトルを使用した場合でも、既に電力ケーブルの試験電圧が上回っているので、必要台数だけ予備のリアクトルが必要となる。
【００１１】
（４）また、リアクトルの一構成要素である従来の巻線は、中空部を有する裸導体または高透磁率合金撚線上に絶縁導体の巻付層と絶縁被覆層を順次設けた中空部のない複合リアクトル電線などを用いたものであり、課電時にコロナが発生しないような充分なコロナフリーの設計とはなっていなかった。従って、リアクトル自体をコロナフリーとすることができなかった。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、大容量化、高耐電圧、大電流に対応し、低価格化、小型化、可搬化、及びコロナフリーを可能にする電力用リアクトルを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、電力用リアクトルの大容量化及び大電流に対応できると共に、コロナフリーを可能にするリアクトル電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、絶縁材料で構成され、柱状の形状を有する絶縁性芯部と、絶縁層内に複数本の撚線導体が配設されると共に中心部に中空部を有するリアクトル電線から構成され、前記リアクトル電線が前記絶縁性芯部の長手方向に沿って多層に巻回されて巻線を形成していることを特徴とする電力用リアクトルを提供する。
【００１５】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、電力用リアクトルの巻線を形成するリアクトル電線において、絶縁層と前記絶縁層内に配設された複数本の撚線導体と前記の複数本の撚線導体を配置させて中心部に中空部が設けられていることを特徴とするリアクトル電線を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電力用リアクトルによれば、絶縁性芯部にリアクトル電線を多層に巻回してリアクトルを構成したことにより、大容量、高耐電圧、大電流に対応し、低価格化、小型化、可搬化、及びコロナフリーが可能になる。
【００１７】
また、本発明のリアクトル電線において、導電性又は半導電性の遮蔽層と複数本の撚線導体を配置させて中心部に中空部を設ける構成にすると、大容量及び大電流に対応できると共に、コロナフリーが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力用リアクトルを示す。
（電力用リアクトルの構成）
電力用リアクトル１００は、下部固定具１と、下部固定具１上に設けられる絶縁性芯部としての中芯２と、中芯２の外側に設けられる外芯３と、中芯２と外芯３の間に多層に巻回された中空構造のリアクトル電線４と、中芯２及び外芯３の上端を固定する上部固定具５と、リアクトル電線４の上端線４ａに連結された銅製で中空の上部引き出し線６と、この上部引き出し線６の端部に連結されると共に外部リード線（図示せず）が接続される上部端子７と、この上部端子７の端部に連結された上部排風パイプ８と、リアクトル電線４の下端線４ｂに連結された銅製等で中空の下部引き出し線９と、この下部引き出し線９の端部に連結されると共に外部接地端子リード線（図示せず）が接続される下部端子１０と、この下部端子１０に連結された送風部１１と、下部固定具１の周囲に２個以上が取り付けられて移動時に用いられる把手部１２と、リアクトル電線４の複数箇所（ここでは２ヵ所）に接続されるリアクトル切替端子１３，１４とを備えている。
【００１９】
このリアクトル切替端子１３，１４は、２つに限られるものではなく、所望のインピーダンス値に応じて任意の数にすることができる。下部固定具１及び上部固定具５は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）等の絶縁材料を用いた枠形又は板状に加工されている。
【００２０】
中芯２及び外芯３は、所定長さの角型形状のＦＲＰを複数本用いて１２角形などの多角形状になるように配置して略円形形状とされている。中芯２の内側には、自然冷却スペースとして機能する直径１〜２ｍ程度の中空部１５が形成されている。
【００２１】
中芯２に巻回されるリアクトル電線４は、図２において詳細に説明するが、撚線導体４１を複数本撚り合わせた多角形状で４個の扇型形状に分割されたセグメント４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄを組み合わせ、これらの外側に、導電性又は半導電性の遮蔽層４４と、ポリエチレン（ＰＥ）等の絶縁材料からなる絶縁層４３とを設けたものである。遮蔽層４４はコロナの発生を抑制するためのものであり、絶縁層４３の内周又は外周（或いは内周及び外周）に設けることができる。リアクトル電線４の始端（下端線４ｂ）と終端（上端線４ａ）は外部露出するように引き出され、上部引き出し線６及び下部引き出し線９として使用され、上部端子７と下部端子１０との接続を容易にしている。
【００２２】
リアクトル電線４によるリアクタンスは、例えば、トータルのインピーダンスが３ｋΩであり、リアクトル切替端子１３，１４によって２ｋΩ又は１ｋΩを選択することができる。リアクトル切替端子１３，１４は、例えば、リアクトル電線４の上端線４ａと２ｋΩ点又は１ｋΩ点を短絡するように回路を構成する。
【００２３】
送風部１１は、下部引き出し線９に連結された下部送風パイプ１１Ａと、この下部送風パイプ１１Ａに連結されると共に下部送風パイプ１１Ａに冷却用の空気を送り込む送風ファン１１Ｂと、この送風ファン１１Ｂを駆動するための蓄電池、太陽電池等による電源１１Ｃと、下部送風パイプ１１Ａに連結された冷却ガス用パイプ１１Ｄと、この冷却ガス用パイプ１１Ｄに冷却ガスを供給するガス供給源としてのガスボンベ１１Ｅとを備えている。図１においては、送風部１１が、空気とガスの両方を用いて送風を行える構成にしたが、いずれか一方であってもよい。
【００２４】
リアクトル電線４の中心部は中空部４５が設けられ、下部引き出し線９、及び上部引き出し線６も同様に中空であるため、下部引き出し線９から上部引き出し線６に至るまで、ホースのように内部に気体等が流通できるような通路が構成されている。このため、送風部１１から下部送風パイプ１１Ａ及び下部引き出し線９を介して下端線４ｂの中空部内に冷却用の冷却媒体（空気又はガス）を送り込むことで、上端線４ａから上部引き出し線６に排出され、リアクトル電線４の冷却が可能な構成になっている。
【００２５】
（第１の実施の形態の動作）
電力用リアクトル１００は、例えば、約１０トンの重量を有している。したがって、試験現場への搬送はトラック等の車両によって行われると共に、積み込み及び荷卸しにはクレーンが用いられる。クレーンによる積み込み及び荷卸しに際しては、クレーンと把手部１２の間にロープやチェーンを掛け渡して行う。所定の位置に電力用リアクトル１００及び送風部１１を設置した後、下部送風パイプ１１Ａを電力用リアクトル１００と送風部１１の間に連結する。ついで、送風ファン１１Ｂを稼働させ、或いはガスボンベ１１Ｅのバルブを開けて、冷却媒体をリアクトル電線４の中空部４５内に連続的に供給する。
【００２６】
試験を開始後、進み電流の状況に応じてリアクトル切替端子１３，１４の使用を選択する。電力用リアクトル１００に遅れ電流（例えば、２００Ａ）が流れることにより、リアクトル電線４の発熱が始まる。しかし、送風部１１から冷却媒体がリアクトル電線４の中空部４５内に連続供給されているために熱交換が行われ、リアクトル電線４が冷却される。したがって、電力用リアクトル１００を小型化しても、異常発熱を防止することができる。また、冷却に応じてリアクトル電線４への通電電流を増大させることができる。
【００２７】
（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、中芯２と外芯３の間にリアクトル電線４を多層に巻回したことにより、各層に電圧を分担させることができるため、任意の耐電圧特性を得ることができ、また、絶縁層に耐電圧性能の高いものを用いることで耐電圧特性を上げることができる。
【００２８】
また、中空構造のリアクトル電線４を用い、その中空部４５内に送風部１１から冷却媒体を流通させてリアクトル電線４を強制冷却するようにしたため、通電による発熱を抑制できると共に、最大電流の値を大きくすることが可能になる。例えば、従来のリアクトル電線は７０℃使用時における電流を最大電流値としているが、冷却を行うことにより最大電流値を増大させることができる。
【００２９】
また、電力用リアクトル１００は、構成部材が、中芯２、外芯３、及び上下の固定具１，５を主体にしたものであり、従来の電力用リアクトルのように、本体ケース、油、鉄心、ブッシング等を必要としないので、小型化、軽量化、可搬化、及び低価格化を図ることができる。更に、リアクトル電線４に設けた遮蔽層により、コロナ発生レベルは４０ｋＶ／ｍｍの値が得られてコロナフリーが可能になる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
（リアクトル電線の構成）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るリアクトル電線４の詳細構成を示す。図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、リアクトル電線４は、撚線導体４１を複数本撚り合わせた多角形状で４個の扇型形状に分割されたセグメント４２Ａ〜４２Ｄと、この扇型形状セグメント４２Ａ〜４２Ｄを断面が円形状になるように配置して中心部に中空部４５を形成する。更に、このセグメント４２Ａ〜４２Ｄを被覆するポリエチレン（ＰＥ）等による絶縁層４３と、この絶縁層４３の内側に設けられたカーボン等による遮蔽層４４とを備えている。なお、遮蔽層４４と同様の素材による外部遮蔽層を、絶縁層４３の外周面に更に設けることができる。
【００３１】
（第２の実施の形態の動作）
この扇型形状のセグメント４２Ａ〜４２Ｄは、絶縁層４３内に断面が円形状になるように配置され、これによってセグメント４２Ａ〜４２Ｄによって囲まれた中心には、中空部４５が形成され、この中空部４５に冷却媒体を流通させることができ、発熱に対して冷却が可能になる。更に、遮蔽層４４は、均一電界保持とリアクトル電線４の導体表面積を大きくしたのと同様の機能を果たすため、コロナ放電が抑制され、コロナフリーが可能になる。
【００３２】
（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、この扇型形状のセグメント４２Ａ〜４２Ｄによって中空部４５を形成したため、冷却媒体を流通させることが可能になる。更に、遮蔽層４４を設けたことにより、コロナフリーが可能になる。
【００３３】
［第３の実施の形態］
（リアクトル電線の構成）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るリアクトル電線の詳細構成を示す。本実施の形態は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の撚線導体４１の中心部に剛性を備える金属線等によるスパイラル部材４６を配置し、このスパイラル部材４６により中空部４５が形成され、このスパイラル部材４６によって複数の撚線導体４１が遮蔽層４４の内面に円形に配置されるようにしたものである。他の構成は、第２の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３４】
（第３の実施の形態の動作）
複数の撚線導体４１は、スパイラル部材４６によって中空部４５が形成され、リアクトル電線４の中心部には、円筒状に中空部４５が形成される。従って、中空部４５に冷却媒体を流通させることができ、発熱に対する冷却が可能になる。更に、遮蔽層４４は、均一電界保持とリアクトル電線４の導体表面積を大きくしたのと同様の機能を果たすため、コロナ放電を抑制する。
【００３５】
（第３の実施の形態の効果）
この第３の実施の形態によれば、スパイラル部材４６によって中空部４５を形成したため、冷却媒体を流通させることが可能になる。更に、遮蔽層４４を設けたことにより、コロナフリーが可能になる。
【００３６】
［第４の実施の形態］
（リアクトル電線の構成）
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るリアクトル電線の詳細構成を示す。本実施の形態は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第３の実施の形態において、スパイラル部材４６に代えて銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス等による金属パイプ４７を用いて中空部４５を形成したところに特徴があり、他の構成は第３の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３７】
（第４の実施の形態の動作）
複数の撚線導体４１は、金属パイプ４７によってこの金属パイプ４７と遮蔽層４４の間に整列されるため、リアクトル電線４の中心部には、中空部４５が形成される。従って、中空部４５に冷却媒体を流通させることができ、発熱に対する冷却が可能になる。更に、遮蔽層４４は、均一電界保持とリアクトル電線４の導体表面積を大きくしたのと同様の機能を果たすため、コロナ放電を抑制する。
【００３８】
（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態によれば、金属パイプ４７によって中空部４５を形成したため、冷却媒体を流通させることが可能になる。更に、遮蔽層４４を設けたことにより、コロナフリーが可能になる。
【００３９】
（電力用リアクトルの適用例）
図５は、第１の実施の形態に係る電力用リアクトル１００の適用例を示す。電力用リアクトル１００は変電所の１つに設置された変圧器５１に接続される。変圧器５１はブッシング５１Ａを備え、このブッシング５１Ａに変圧器５１の巻線の１つが接続されていると共に給電線５２が接続されている。変圧器５１に隣接させてケーブル端末器５３が立設されており、このケーブル端末器５３の上端とブッシング５１Ａとの間には、給電線５４が接続されている。さらに、ケーブル端末器５３は、地下ケーブル５６を介して他の変電所のケーブル端末器５４（ケーブル端末器５３と同一構成）に接続されている。
【００４０】
ケーブル端末器５３は、地上に設置されたブッシング架台５３Ａと、このブッシング架台５３Ａに立設された絶縁材によるブッシング５３Ｂと、このブッシング５３Ｂの先端に設けられた端子５３Ｃを備えて構成されている。端子５３Ｃには、接続ケーブル５５を介して電力用リアクトル１００が接続される。
【００４１】
図６はリアクトル補償時のベクトル図を示す。図５及び図６を用いて耐電圧試験の方法を説明する。耐電圧試験を行う場合、電力用リアクトル１００をケーブル端末器５３の端子５３Ｃに接続する。端子５３Ｃに接続された地下ケーブル５６における容量負荷によって進相電流ｉＣ図６のように生じているとき、電力用リアクトル１００を接続することにより、電力用リアクトル１００に流れる遅れ電流ｉＬにより進相電流ｉＣを相殺できる。この結果、変圧器５１には実効電流ｉＲのみが流れるようになり、耐電圧試験を変圧器５１の定格電流内で行うことが可能になる。
【００４２】
（電力用リアクトルの補償範囲）
図７は、電力用リアクトル１００の補償範囲の一例を示す。図７において、横軸は遅れ電流ｉＬ（Ａ）、縦軸は定格電圧（ｋＶ）を示す。さらに、縦の点線は、定格電流の２００Ａを示し、この２００Ａ未満を通常領域Ａとし、電流値２００Ａ以上を強制冷却領域Ｂとする。電力用リアクトル１００による補償電流が２００Ａ未満のときには送風部１１による冷却は行わず、補償電流が２００Ａ以上では送風部１１による冷却を実施する。このとき、電力用リアクトル１００による補償電流（ｉＬ）は、電力用リアクトル１００のインピーダンスωＬによって異なるので、必要に応じてリアクトル切替端子１３，１４を切り替え、１ｋΩ、２ｋΩ、３ｋΩのインピーダンスの中から１つを適宜選択する。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の実施例について説明する。ここでは、定格電圧がＡＣ２００ｋＶ、定格電流が２００Ａ、インピーダンスが１ｋΩの電力用リアクトル１００を用いた。また、概略寸法は２ｍΦ×２ｍ、重量は１０トンである。この電力用リアクトル１００の中芯２に、耐電圧６．６ｋＶ、ＰＥ絶縁体で被覆した断面積１００ｍｍ２のリアクトル電線４を１４３０ターン〔＝１３列（１層当たり）×１１０層〕巻き付けた。リアクトル電線４の金属製の導線（素線）は、２．６ｍｍφの銅線を１９本用いて撚り合わせて断面積１００ｍｍ２が撚線導体４１とし、これらを厚み１ｍｍの遮蔽層４４及び厚み２ｍｍの絶縁層４３で被覆した。中空部４５の直径は５ｍｍである。リアクトル電線４の使用長さは９ｋｍであった。
【００４４】
耐圧試験は、図５の構成により行った。線路は容量性負荷である。また、電源側の変圧器５１の容量は、実効損失に対応した所定定格容量である。容量性負荷による進み電流ｉＣに対し、電力用リアクトル１００で遅れ電流ｉＬを流し、抵抗損失のみの電流ｉＲになるようにした。また、以下の条件により行った。
【００４５】
ケーブル：１５４ｋＶ  架橋ポリエチレン絶縁（ＸＬＰＥ）ケーブル
恒長：２０ｋｍ
線路の静電容量：Ｃ＝０．２（μＦ）／（ｋｍ）
（全長の容量）Ｃｏ＝０．２（μＦ）×１６（ｋｍ）＝３．２μＦ
試験電圧：ＡＣ２００ｋＶ／３０分
【００４６】
２００ｋＶ課電時の充電電流は、
ｉ＝ωＣＥ＝２×π×ｆ×３．２×１０−６×２０００００＝２００Ａ
である（ただし、ｆは周波数であり、具体的には５０Ｈｚである。）。
実行抵抗損失（導体抵抗損失）は５Ａ。これを上記充電電流２００Ａに含めると、２０５Ａ。
課電変圧器の定格：出力電圧：３００ｋＶ、出力電流：５Ａ。
【００４７】
容量負荷による進み電流２００Ａをリアクトルで補償（遅れ電流を流して）する。電力用リアクトル１００のインピーダンスは１ｋΩであり、２００ｋＶ課電時、遅れ電流は２００ｋＶ／１ｋΩ＝２００Ａが流れ、地下ケーブル５６の充電進み電流とベクトル的に相殺され、実効抵抗分の電流５Ａが変圧器５１に流れ、定格運転できる。
【００４８】
（リアクトルの設計）
以下に１ｋΩの空芯リアクトル設計例を示す。
インダクタンス：
Ｌ＝Ｎ２×Ｄ×φ×１０７（Ｈ）      ・・・（１）式
（ただし、Ｌ：インダクタンス、Ｎ：巻線の総回数（１４３０ターン：１３列／層×１１０層）、断面積１００ｍｍ２、ＰＥを絶縁被覆したリアクトル電線を使用し、中空部４５の直径は５ｍｍである。
Ｄ: 巻線の平均直径（ｍ）２０４０ｍｍ
φ：巻線幅で決まる関数（８．５）
【００４９】
（１）式に上記の数値を代入すると、
Ｌ＝（１４３０）２×２．０４×φ×１０７＝３．５（Ｈ）
リアクタンスωＬ＝２×π×５０（Ｈｚ）×３．５（Ｈ）
＝１０９９Ω（≒１０００Ω）
【００５０】
ＡＣ２００ｋＶの耐圧性能は以下の通りであった。リアクトル電線４は、１１０層、１３列の積層とし、ＡＣ２００ｋＶ課電時の１層当たりの耐電圧は、
（２００／１１０）×１３＝２３．６ｋＶ／層
であり、２３．６ｋＶが１３列に加わることになる。
【００５１】
リアクトル電線４の絶縁厚は２ｍｍであり、左右の全体では４ｍｍになるので、１３列では、４ｍｍ×１３＝５２ｍｍの厚みとなる。よって、一層当たりの電界Ｅは、
Ｅ＝２３．６ｋＶ／５２ｍｍ＝０．４５ｋＶ／ｍｍ（４５０ｖ／ｍｍ）
となる。ＰＥの絶縁破壊強度は３０ｋＶ／ｍｍであるので、一層当たりの耐圧値に問題は無い。
【００５２】
一方、リアクトル電線４の各層の層間の電線折り返し点のリアクトル電線４には、一層当たり、２３．６ｋＶの分担電圧が加わる。リアクトル電線４の相互間の絶縁厚は２ｍｍと２ｍｍであるので、２３．６ｋＶを４ｍｍで分担することになり、一層当たりの電界Ｅは、Ｅ＝２６．８ｋＶ／４ｍｍ＝５．９ｋＶ／ｍｍになる。ＰＥの破壊強度は３０ｋＶ／ｍｍであり、層間の耐圧も問題ない。
【００５３】
中芯２のＦＲＰの沿面閃絡強度は３００ｋＶ／ｍである。電力用リアクトル１００の高さ（中芯２の高さ）が２，５ｍで７５０ｋＶ／２．５ｍの耐電圧性能であり、電力用リアクトル１００に２００ｋＶが加わっても、耐圧性能に問題は無い。
【００５４】
（定格電流）
リアクトル電線４は、断面積１００ｍｍ２であり、ＰＥを絶縁被覆とし、中空部４５の直径は５ｍｍである。許容電流は４００Ａとした。積層形状の電流低減率ｋは、ｋ＝０.５である。７０℃連続条件の定格は４００×０．５＝２００Ａである。このリアクトル電線４を４００Ａで使用を可能にするため、導体中空部４５に空気やガスを供給して冷却し、リアクトル電線４内の導体の温度上昇を抑え、ｋ＝１．０の状態とし、４００Ａ使用を可能にした。
【００５５】
（コロナフリー化）
図２に示した遮蔽層４４付きのリアクトル電線４と、遮蔽層４４無しのリアクトル電線とのコロナ発生電圧を比較した。その結果、遮蔽層４４による電界均一化効果によって、遮蔽層４４付きのリアクトル電線４は、無しに比べて約３０倍（４０ｋＶ／ｍｍで発生）の耐コロナ性であった。
【００５６】
以上のように、本発明の実施例によると、８０ＭＶＡで従来品と比較したところ、約１／３に小型化が図れ、重量も１０トンに軽減することができたため、小型可搬形の電力用リアクトル１００を構成することができた。また、８０ＭＶＡの容量で従来の電力用リアクトルと比較した場合、約１／５に低価格化することができた。また、高耐電圧、大容量化が図れ、５００ｋＶ以下であれば広範囲の負荷補償が可能になった。更に、予備リアクトルの使用代数を最小化できることにより、設備コストの低減が可能になる。
【００５７】
［他の実施の形態］
また、本発明の電力用リアクトルは、その構成部材として、絶縁性芯部及び中空部を有するリアクトル電線を採用したことにより、従来の電力用リアクトルに比べて、小型化、軽量化を図ることができ、電力用リアクトル全体を油槽に格納した構造にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力用リアクトルを示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るリアクトル電線の詳細構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るリアクトル電線の詳細構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るリアクトル電線の詳細構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電力用リアクトルの適用例を示す接続図である。
【図６】リアクトル補償時のベクトル図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電力用リアクトルの補償範囲を説明する電圧−電流特性図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  下部固定具
２  中芯
３  外芯
４  リアクトル電線
５  上部固定具
４ａ  上端線
４ｂ  下端線
６  上部引き出し線
７  上部端子
８  上部排風パイプ
９  下部引き出し線
１０  下部端子
１１  送風部
１１Ａ  下部送風パイプ
１１Ｂ  送風ファン
１１Ｃ  電源
１１Ｄ  冷却ガス用パイプ
１１Ｅ  ガスボンベ
１２  把手部
１３，１４  リアクトル切替端子
１５  中空部
４１  導体
４２Ａ〜４２Ｄ  セグメント
４３  絶縁層
４４  遮蔽層
４５  中空部
４６  スパイラル部材
４７  金属パイプ
５１  変圧器
５１Ａ  ブッシング
５２  給電線
５３，５５  ケーブル端末器
５３Ａ  ブッシング架台
５３Ｂ  ブッシング
５３Ｃ  端子
５４  給電線
５６  地下ケーブル
１００  電力用リアクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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