(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルの管路内に布設された部分をスポット的に冷却する方法であって、可撓性を備える通気性素材で出来たダクト内に可撓性を備える非通気性素材で出来たチューブを引き込み、ダクトの先端を塞いだものを、前記管路内の空隙に、ダクト及びチューブを偏平にした状態で挿入し、挿入後に、チューブに空気を送り込んでダクトを膨らませ、その後、チューブ内の空気を抜いて、チューブをダクトから引き抜くか又はダクト内に残したまま、ダクト内に基端から冷却用の空気を送り込み、ダクト素材の通気孔から管路内に吹き出す空気によって管路内の電力ケーブルを冷却することを特徴とする電力ケーブルスポット冷却方法。
【請求項２】
可撓性を備える通気性素材で出来た先端が塞がれたダクトの両側又は片側に、全長にわたって棒状部材を取り付けたことを特徴とする電力ケーブルスポット冷却用具。
【請求項３】
可撓性を備える通気性素材で出来た先端が塞がれたダクト内に、可撓性を備える非通気性素材で出来たチューブを挿入したことを特徴とする電力ケーブルスポット冷却用具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力ケーブルの、管路内に布設されている部分をスポット的に冷却する方法と、それを実施するための用具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブル線路の送電容量は通常、線路全長にわたって導体温度が規定値を超えることのない電流値を基準として決定される。実際には、ケーブル布設環境の中で最も熱的環境がきびしくなる箇所において、導体温度が規定温度以下に収まるように決められる。
【０００３】
ところが、電力ケーブル線路において送電容量に影響を与えるような深刻な熱的環境となる箇所は、線路全長のうちのほんの一部の箇所（ヒートスポット）である場合がほとんどである。例えば変電所引出口では、図３のように多くの管路10が集まっており、それぞれの管路10に電力ケーブル12が引き込まれているが、これらの電力ケーブル12のうちでも特に二点鎖線で囲んだ管路10（他の管路に囲まれる管路）を通る電力ケーブル12の、当該管路10内に位置する部分がヒートスポットになりやすい。
【０００４】
このような実情から、電力ケーブル線路の効率的な運用を行うために、ヒートスポット部分のみを対象としたスポット冷却のニーズが多くなりつつある。電力ケーブルのスポット冷却方式としては、従来から、1)水冷方式、2)空冷方式、3)ヒートパイプ方式などが公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のスポット冷却方式はいずれもヒートスポット部分に冷却設備を常設するタイプであり、次のような問題があった。
【０００６】
1)水冷方式は、冷却能力については申し分ないが、送水用ポンプのほかに循環水を冷却するクーリングタワーなどの冷水製造設備が必要であり、さらに水冷管は送水圧力に耐えるように頑丈なものを使用しなければならず、結果的に設備が大型化し、設備費が高くなる。また水冷設備が使用される時期は夏場の２〜３ヵ月程度であるが、常設の設備であるためメンテナンスが必要であり、ランニングコストがかさむという問題もある。
【０００７】
2)空冷方式は、設備として送風用のファン（必要であればクーラー）があればよいので、設備は簡単であり、不要時には撤去も可能であるが、空気は比熱が小さいため、管路内に空気を流して電力ケーブルを長手方向に冷却する方式では、空気が管路内を流れていくうちに温度が上昇してしまい、冷却長を長くとることが困難であり、かつケーブル長手方向の温度差が大きくなるという問題がある。これらの問題を解決するためには強力な送風設備が必要となり、結果的に設備が大型化し、コスト高になる。
【０００８】
3)ヒートパイプ方式は、ケーブルに沿って布設したヒートパイプにより管路内の熱を管路外に排出する方式で、冷却設計をしっかり行えばメンテナンスフリーで効率のよい冷却が可能であるが、ヒートパイプのコストが高く、経済性がネックとなって、現状ではニーズに応えられない。
【０００９】
本発明の目的は、より簡単な設備で電力ケーブルを効率よくスポット冷却することが可能な電力ケーブルのスポット冷却方法と、それを実施するための用具を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、電力ケーブルの管路内に布設された部分をスポット的に冷却する方法であって、可撓性を備える通気性素材で出来たダクト内に可撓性を備える非通気性素材で出来たチューブを引き込み、ダクトの先端を塞いだものを、前記管路内の空隙に、ダクト及びチューブを偏平にした状態で挿入し、挿入後に、チューブに空気を送り込んでダクトを膨らませ、その後、チューブ内の空気を抜いて、チューブをダクトから引き抜くか又はダクト内に残したまま、ダクト内に基端から冷却用の空気を送り込み、ダクト素材の通気孔から管路内に吹き出す空気によって管路内の電力ケーブルを冷却することを特徴とするものである。
【００１１】
この方法は従来の空冷方式の改良である。従来の空冷方式では管路に送り込まれた空気が電力ケーブルによって加熱されてしまうため管路の奥（出口付近）まで冷たい空気を送り込むことが困難であったが、本発明の方法では、管路内の空隙に挿入した通気性素材よりなるダクトに冷却用空気を送り込むので、ダクト内に送り込まれた空気はダクトを通って、あまり電力ケーブルの熱の影響を受けることなく管路の奥まで入り込むことが可能となり、かつダクト内に送り込まれた空気はダクト全長で素材の通気孔から管路内に吹き出すので、ダクト設置区間の電力ケーブルをほぼ一様に冷却することが可能となる。
【００１２】
通気性素材で出来たダクトは、管路内に挿入するときは挿入作業を容易にするため偏平にして容積を小さくし、挿入後に膨らまして空気通路を確保すればよいのであるが、ダクトの素材は通気性であるため、挿入後に偏平なダクトに空気を送り込んでも途中で空気が漏れてしまい、ダクトが全長にわたって膨らまない場合がある。
【００１３】
これを回避するため本発明では、通気性素材で出来たダクトに非通気性素材よりなるチューブを挿入し、これらを偏平にした状態で管路内に挿入し、挿入後にチューブに空気を送り込んで、チューブと共にダクトを膨らませるようにした。ダクトを膨らませた後のチューブは空気を抜いてダクトから引き抜いてもよいし、空気を抜いたままダクト内に残しておいてもよい。このようにすれば確実にダクトを全長にわたって膨らませることができ、ダクト内に空気通路を確保することができる。
【００１４】
上記の方法を実施するための電力ケーブルスポット冷却装置は、電力ケーブルの管路内に布設された部分をスポット的に冷却するために、前記管路内の空隙に、通気性素材で出来たダクトを、先端を塞いだ状態で挿入し、このダクトの基端に冷却用空気の送り込み装置を接続したものであることが好ましい。
【００１５】
本発明では、ダクトの全長から管路内に冷却用空気を吹き出させて、ダクト設置区間の電力ケーブルをほぼ一様に冷却するようにしたので、冷却効率が高く、冷却用空気の送り込み装置を従来の空冷方式より小型化することができる。このため設備の設置、不要時の設備の撤去を簡単に行える。
【００１６】
また上記の方法を実施するための本発明に係る電力ケーブルスポット冷却用具は、可撓性を備える通気性素材で出来た先端が塞がれたダクトの両側に、全長にわたって棒状部材を取り付けた構成とすることが好ましい。
このようにすると、棒状部材の剛性を利用して、管路内空隙へのダクトの挿入を容易に行うことができる。
【００１７】
また本発明の冷却用具は、可撓性を備える通気性素材で出来た先端が塞がれたダクト内に、可撓性を備える非通気性素材で出来たチューブを挿入した構成とすることが好ましい。
このような用具を使用すれば、通気性素材で出来たダクトを、管路内に膨らませた状態で配置することが容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施形態を示す。図において、10は管路、12は管路10内に布設された電力ケーブルである。管路10内の電力ケーブル12との間の空隙Ｓには、管路10の一端側からダクト14が挿入されている。
ダクト14は通気性素材、具体的には目の粗い布などで出来ており、その先端は空気が抜け出ないように塞いだ状態となっている。またダクト14の基端（入口端）はホース16を介して切替弁18の出口ポートに接続されている。さらに切替弁18の一方の入口ポートにはホース20を介して冷風供給機22が接続され、他方の入口ポートにはホース24を介して送風機26が接続されている。
【００２０】
つまりこの装置では、切替弁18の切替により、ダクト14内に冷風供給機22から冷却された空気を送り込んだり、送風機26から常温の空気を送り込んだりできるようになっている。なお本発明はこれに限定されるものではなく、切替弁18を省略して、ダクト14に冷風供給機22のみ又は送風機26のみを接続した構成とすることもできる。
【００２１】
上記のような構成で、冷風供給機22又は送風機26からダクト14に空気を送り込むと、送り込まれた空気はダクト14内の空気通路を通ってダクト14の全長に行き渡り、ダクト14の素材の通気孔（目）から管路10内に吹き出す。
ダクト14に送り込む空気の量はダクト14を膨らませてダクト全長から空気が吹き出すように調整される。このようにすれば、ダクト14を設置した区間の電力ケーブル12をほぼ一様に冷却することができ、電力ケーブル12のヒートスポット部分を効率よく冷却することが可能となる。
【００２２】
ところで、管路10内に布設される電力ケーブル12の外径は、管路10の内径の80％以内と規定されている。ということは、例えば内径100mmの管路であれば、その中に外径が最大80mmまでの電力ケーブルが布設できるということである。したがって通常の場合、管路10と電力ケーブル12との間の空隙Ｓはかなり狭いものとなる。このような狭い空隙Ｓに布製のダクト14を挿入することは困難である。そこで、この実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、布製ダクト14の両側に、全長にわたって棒状部材、具体的にはＦＲＰ（繊維強化プラスチック）ロッド28を取り付けて（縫い付けて）、布製ダクト14が長手方向に縮まないようにしている。このようにすれば、ＦＲＰロッド28の剛性を利用して布製ダクト14を狭い空隙Ｓに容易に挿入することができる。
【００２３】
図１（Ｂ）は空隙Ｓ内でダクト14が空気の送り込みにより膨らんだ状態を示しているが、ダクト14を空隙Ｓに挿入するときは、ダクト14は偏平な状態で（容積の小さい状態で）挿入作業が行われる。このように偏平な状態で挿入したダクト14を、挿入後に一端から空気を送り込んで膨らまそうとすると、ダクト14は目の粗い布で出来ているため途中で空気が漏れてしまって、ダクト14が全長にわたって膨らまない場合がある。ダクト14が全長にわたって膨らまないと、ダクト14の全長から冷却用空気を吹き出すことができなくなり、冷却性能を十分に発揮できなくなる。
【００２４】
このような問題を回避するためには、ダクト14を図２（Ａ）のような用具30として構成するとよい。この用具30は、目の粗い布製のダクト14の両側に前述のようにＦＲＰロッド28を取り付けると共に、ダクト14内に非通気性の素材、具体的にはプラスチックフィルムで出来たチューブ32をほぼ全長にわたって挿入したものである。チューブ32の周長はダクト14の内周長と同じか、それより若干小さい程度とすることが好ましい。
【００２５】
図２（Ａ）は管路内の空隙に挿入する前の偏平な状態である。
この状態で管路内の空隙に挿入した後、まずチューブ32内に空気を送り込むと、図２（Ｂ）のようにチューブ32が全長にわたって膨らむため、それによってダクト14も全長にわたって膨らむ。その後、チューブ32内の空気を抜けば、同図（Ｃ）のようにチューブ32は偏平になり、ダクト14は膨らんだままの状態となるので、ダクト14内に空気通路Ｐができる。このようにして空気通路Ｐを確保した上で、ダクト14内に空気を送り込めば、ダクト14の全長から空気を吹き出させることができる。偏平にしたあとのチューブ32はダクト14から引き抜いてもよいし、ダクト14内に残しておいてもよい。
【００２６】
なおダクト14の材質は、ダクト14が膨らんだ後、内圧が大気圧まで低下しても空気通路Ｐが塞がらないように、膨らんだ状態を自己保持できる程度にごわごわしたものであることが好ましい。この点は図１の実施形態の場合も同じである。
【００２７】
【実施例】
内径約500mmのポリコン管製の模擬管路に、外径約400mmのＯＦケーブル（500kV×3000mm2）を敷設した。模擬管路長は約20ｍである。図２（Ａ）のような用具30を試作し、これを、模擬管路の全長にわたって、ポリコン管とＯＦケーブルとの間の空隙に挿入した。その後、チューブ32（ポリ塩化ビニル製）に空気を送り込んで、チューブ32及びダクト14を膨らませた後、チューブ32内の空気を抜いた。チューブ32をダクト14内に残したまま、ダクト14の入口端にスポットクーラーの送風口を接続した。この状態でスポットクーラーからダクト14内に冷風を送り込んだ。ダクト14を膨らませた時のダクト14の断面形状は、ダクト長手方向で多少の差異はあるが、おおよそ長軸200mm、短軸40mmの楕円形状であった。
【００２８】
上記したＯＦケーブルに2500Ａの通電を行った結果、特に冷却処置をとらなかった場合、ケーブル導体温度は98℃になった。これに対し、ダクト内に冷風を送り込んだ場合、ケーブル導体温度は90℃となった。ここで、冷風を送り込むために使用したエアコンは、約12000kcal/hの冷却能力をもつものであった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ダクト全長から管路内に吹き出す空気で、ダクト設置区間の電力ケーブルをほぼ一様に冷却することができるので、電力ケーブルのスポット冷却を効率よく行うことができる。また従来の空冷方式より冷却効率が高いので、設備を小型化することができ、設備費及びランニングコストを低減できる。また不要時には簡単に撤去することもできるので、メンテナンス費用も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る電力ケーブルスポット冷却装置の一実施形態を示す、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図。
【図２】  本発明に使用する電力ケーブルスポット冷却用具の一実施形態を示す、（Ａ）はダクト及びチューブを偏平にした状態の断面図、（Ｂ）はダクト及びチューブを膨らませた状態の断面図、（Ｃ）はチューブの空気を抜いた状態の断面図。
【図３】  管路内への電力ケーブルの布設状態の一例を示す断面図。
【符号の説明】
10：管路
12：電力ケーブル
14：ダクト
18：切替弁
22：冷風供給機
26：送風機
28：ＦＲＰロッド（棒状部材）
30：電力ケーブルスポット冷却用具
32：チューブ
【図１】
0004558247.tif 000002
【図２】
0004558247.tif 000003
【図３】
0004558247.tif 000004