JP2009053025A

JP2009053025A - 高圧電力ケーブルの接続装置及び高圧電力ケーブルの接続部の温度監視方法

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Publication number: JP2009053025A
Application number: JP2007219855A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Hori; 泰伸堀
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: JP4980824B2

Abstract

【課題】高圧電力ケーブルの接続部の導体温度を直接測定し、この測定値に基づいて外部で温度監視を行う。
【解決手段】高圧電力ケーブルの接続装置１は、高圧電力ケーブル３の導体５同士を突き当てた状態でその外周に嵌着して前記導体５同士を接続した導体接続管９と、この導体接続管９を介して導体５の温度を測定するべく前記導体接続管９の表面に接触した無線式温度センサ１１と、この無線式温度センサ１１及び前記導体接続管９を、絶縁筒１５を構成している一部の内部導電層１７の内部に設けていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、高圧電力ケーブルの接続部の導体温度を直接測定し、この測定値に基づいて外部で温度監視を行うことができる高圧電力ケーブルの接続装置及び高圧電力ケーブルの接続部の温度監視方法に関する。

従来、電力用設備は、一般的なメンテナンスの方法として接続部の異常等を検知するために、示温ラベルや非接触式の温度測定装置を用いて温度監視が行われている。

例えば、特許文献１の温度監視装置は、反射体が監視する対象となる裸充電部分に取り付けられる。この反射体は裸充電部分の温度変化によって変色及び変形のいずれかの現象によって入射光に対する反射光の反射状態が変化するものである。また、この反射体に投光しその反射光の受光の変化により開閉する接点を有する光電スイッチが備えられている。これにより、裸充電部分の温度変化によって反射体の反射状態が変化すると、光電スイッチの接点が開閉して警報が発せられることで、温度監視が行われる。

また、特許文献２の温度管理装置は、示温変色部材を被温度管理部材に付着しておき、この示温変色部材を色センサで監視する。この色センサは、被温度管理部材の温度が所定値に達したときに示温変色部材が示す設定色を検出して所定の電気信号を送出する。さらに、前記色センサには、前記示温変色部材を撮影するカラーカメラヘッドと、このカラーカメラヘッドがとらえた示温変色部材の設定色を検出して所定の電気信号を送出するコントローラとを具備している。

また、特許文献３の温度表示装置は、電線などの充電部近くの温度を検出して液晶素子に表示させる装置である。すなわち、電界エネルギーを利用するために、充電部の近くに２枚又は１枚の集電板よりなる集電部を配置する。この集電部と、温度センサの検出した温度を液晶素子に表示させる温度表示回路とを接続する。集電部は活線時に充電部近くの電界によって集電部に誘起される電力が温度表示回路を駆動するのに必要な電力を満たすように設定しておくものである。

また、特許文献４の感熱ラベルは、発電機や発動機、加熱器などの過熱状態などを臭気で知らせることで温度管理を行うものである。すなわち、感熱ラベルは、和紙や上質紙などの吸収性基材層の上に臭気料層が設けられ、その臭気料層が熱溶融性組成物層と気体透過フィルム層とで覆われている。熱溶融性組成物層が臭気料層の臭気料の揮散を有効に抑制して封入状態で長期間保存する。

このような感熱ラベルを機器に貼り付けることで、前記機器に過熱異常が生じたときに、熱溶融性組成物層が溶融してその一部は吸収性基材層に吸収される。臭気料層の臭気料は、溶融状態の熱溶融性組成物層と気体透過フィルム層とを通過して揮散し、付近の人の嗅覚を刺激する。

また、特許文献５の温度監視装置付断路器は、断路器の接触部に一端が固着された形状記憶合金を介して遮光板が取り付けられる。上記接触部に光ファイバ支えを取り付け、この光ファイバ支えにより一対の光ファイバケーブルの各先端を対向させる。この対向部分に前記遮光板を介在させるように配置する。また、接触部には温度センサが取り付けられ、温度上昇を光信号に変換する。上記の接触部が劣化や接触不良などで熱が発生して温度が変化すると、形状記憶合金が変形するために、遮光板が光ファイバケーブルの対向部分内を前進後退する。これにより、温度センサが光信号を発生し、この光信号が光ファイバケーブルを介して適宜の検出装置に伝送されることで、異常を知らせる。
特開平２−１９０７２４号公報特開平１０−１１５５６０号公報特許第２７５４９４３号公報特許第３１７６７３１号公報実公平４−２９４６８号公報

ところで、従来の特許文献１〜特許文献４は、例えば示温ラベルは、充電部（導体接続部）が露出する接続部には有効であるが、充電部が接地層等で隠蔽される接続部については、導体を直接測定することができない。

また、特許文献５のように温度センサの光信号を光ファイバケーブルで伝送するものは、課電状態で充電露出部がある終端部や、架空電線の接続部等は直接当該部が測定可能であるが、高圧電力ケーブルの接続部のように内部から充電部、絶縁部、接地部といった積層構造を有する場合、前記接続部の絶縁性能を確保するためには、光ファイバを外部に引き出すことができない。

以上のように、高圧電力ケーブルの接続部のように完全に接地層で覆われた接続部については、導体温度を直接測定することができないので、高圧電力ケーブルの外部接地層表面の温度測定を実施し、その温度により内部の導体温度を推定するより他に方法がなかった。

この発明は、高圧電力ケーブルの接続部の導体温度を直接測定し、この測定値に基づいて外部で温度監視を行うことができる高圧電力ケーブルの接続装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の高圧電力ケーブルの接続装置は、高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に嵌着して前記導体同士を接続した導体接続管と、この導体接続管を介して導体の温度を測定すべく前記導体接続管の表面に接触した無線式温度センサと、この無線式温度センサ及び前記導体接続管を、絶縁筒を構成している一部の内部半導電層の内部に設けていることを特徴とするものである。

また、この発明の高圧電力ケーブルの接続装置は、前記高圧電力ケーブルの接続装置において、前記内部半導電層と前記導体接続管との間に、導電性樹脂からなるスリーブカバーを設けていることが好ましい。

また、この発明の高圧電力ケーブルの接続装置は、前記高圧電力ケーブルの接続装置において、前記内部半導電層及びスリーブカバーの導電性樹脂は、半導電性ゴム又は半導電性樹脂であることが好ましい。

この発明の高圧電力ケーブルの接続部の温度監視方法は、高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に導体接続管を嵌着して前記導体同士を接続し、前記導体接続管の表面に無線式温度センサを接触せしめ、かつ、絶縁筒を構成している内部半導電層で前記無線式温度センサ及び前記導体接続管を内蔵し、
前記無線式温度センサで前記導体接続管を介して導体の温度を測定し、この測定した温度測定値を送信データに変換して前記絶縁筒の外部へ発信し、この発信した送信データを外部の受信装置で受信し、この受信した送信データから変換した温度測定値に基づいて前記高圧ケーブルの導体の温度監視を行うことを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の高圧電力ケーブルの接続装置によれば、高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に嵌着して接続した導体接続管の表面に無線式温度センサを接触させ、この無線式温度センサが導体接続管と同電位となっている絶縁筒を構成している内部半導電層の内部に収納されるので、無線式温度センサのセンサ回路の全体を前記導体接続管や導体と同電位に保つことができ、線路電圧によるセンサ回路の故障や誤動作を防止することができる。したがって、従来では不可能であった接地層で隠蔽された高圧電力ケーブルの接続部の温度を無線式温度センサで直接測定し、この温度測定値を外部へ発信することができ、外部の受信装置と通信することができる。また、無線方式であるために高圧電力ケーブルの接続部の絶縁性能を低下させることもない。

また、この発明の高圧電力ケーブルの接続部の温度監視方法によれば、高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に嵌着して接続した導体接続管の表面に無線式温度センサを接触させ、この無線式温度センサが絶縁筒を構成している一部の内部半導電層の内部に収納されるので、回路故障や誤動作を起こすことなく、無線式温度センサで直接測定した前記導体接続管を介して測定した導体の温度測定値を送信データとして外部へ発信することができる。この発信された送信データは外部の受信装置で受信して温度測定値に変換し、この温度測定値に基づいて、従来では困難であった高圧電力ケーブルの接続部の温度を直接測定し、外部から容易に温度管理を行い、より精度の高いメンテナンスを行うことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を参照するに、この実施の形態に係る高圧電力ケーブルの接続装置１は、高圧電力ケーブル３の導体５同士を接続するために、導体５同士を突き当てた状態の突き当て部部７（所謂、充電部）の外周を導体接続管９（「スリーブ」ともいう）で嵌着して前記導体５同士を連結して接続する。また、前記導体接続管９の表面には、前記導体５の温度を測定するための無線式温度センサ１１が接触して配置されている。

なお、無線式温度センサ１１としては、この実施の形態では、アクティブタイプのＲＦＩＤであり、３１２ＭＨｚ付近の周波数帯のものを使用している。その他の無線式温度センサ１１の例としては、パッシブ方式やセミパッシブ方式の無線式温度センサ１１を用いることできる。

また、前記導体接続管９および前記無線式温度センサ１１は、その外周が導電性樹脂からなるスリーブカバー１３で覆われており、無線式温度センサ１１がスリーブカバー１３に内蔵される構成である。なお、スリーブカバー１３は半導電性ゴム成型品であり、後述する絶縁筒１５の内部半導電層１７を同電位に保つためのものである。

また、スリーブカバー１３の外周は絶縁筒１５で覆われており、この絶縁筒１５は、内側から内部半導電層１７、絶縁層１９、外部半導電層２１の３層構造で一体に成型されたゴム成型品である。また、前記スリーブカバー１３の図１において左右両側には高圧電力ケーブル３と前記絶縁筒１５との隙間を絶縁補強するためのスペーサ２３が装着されている。

また、前記絶縁筒１５の外周および前記突き当て部７の左右両側の高圧電力ケーブル３の外周は、例えば３層からなるゴム成型品の保護カバー２５で覆われている。

なお、前記絶縁筒１５及びスリーブカバー１３の導電性樹脂としては、半導電性ゴム又は半導電性樹脂を用いることができる。

なお、高圧電力ケーブル３の外部には、無線式温度センサ１１で測定された温度測定値の送信データの通信を受信し、温度監視を行うための受信装置２７が設けられている。

上記構成により、無線式温度センサ１１が絶縁筒１５の内部半導電層１７で覆われたスリーブカバー１３の導電性樹脂の内部に収納されるので、無線式温度センサ１１のセンサ回路の全体を導体５と同電位に保つことができ、線路電圧によるセンサ回路の故障や誤動作を防止することができる。その結果、導体接続管９の温度が無線式温度センサ１１で直接測定されることで、前記導体５の温度が測定されることになり、この測定した温度測定値は送信データに変換され、この送信データは高圧電力ケーブル３の外部へ発信されるので、外部の受信装置２７と送信データを通信することができる。

したがって、従来では不可能であった接地層で隠蔽された電力用設備としての高圧電力ケーブルの導体５の温度が導体接続管９を介して直接測定することができ、外部から容易に温度監視、すなわち温度管理を行い、より精度の高いメンテナンスを行うことが可能となった。また、無線方式であるために高圧電力ケーブルの接続部７の絶縁性能を低下させることもない。

なお、この実施の形態の高圧電力ケーブルの接続装置１の基本構造としては、絶縁筒１５が有する導電性樹脂層、すなわちこの実施の形態では内部半導電層１７の内部に、無線式温度センサ１１のセンサ回路を内蔵することで、センサ回路全体を同電位とし、高圧電力ケーブルの充電時に前記センサ回路内部に電位差等の異常を与えないようにしていることにある。

すなわち、図１では、半導電性のスリーブカバー１３が無線式温度センサ１１を内蔵する部材としての一例で記載されているが、スリーブカバー１３を無くして、基本的には無線式温度センサ１１は絶縁筒１５の内部半導電層１７と導体接続管９の間に配置され、かつ無線式温度センサ１１が導体接続管９の表面に接触していれば十分である。例えば、内部半導電層１７は図１のスリーブカバー１３を合わせた形状にして、導体接続管９の表面に接触した無線式温度センサ１１を直接内蔵する構成とすることができる。

また、この高圧電力ケーブルの接続装置１は、前述した実施の形態の他に、機器直結接続部、屋内外終端接続部等の高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てて接続した接続箇所における接続部用ゴムおよびプラスチックカバーへ内蔵することもでき、適用範囲を広げることができる。

なお、この実施の形態で用いられている高圧電力ケーブル３は、３３ｋＶ以下の電圧で使用されるものであるが、それ以上の電圧に使用できる高圧電力ケーブル３にも適用できる。

なお、上記の高圧電力ケーブル３の接続部の温度監視方法において、課電状態での温度データの受信確認試験を行ったところ、対地で１２．７ｋＶ（２２／√３ｋＶ）課電時に、約２ｍ（メートル）の距離で通信可能であることが確認された。すなわち、無線通信距離は約２ｍ（メートル）であった。

この発明の実施の形態の高圧電力ケーブルの接続装置を示す要部断面を含む概略説明図である。

符号の説明

１高圧電力ケーブルの接続装置
３高圧電力ケーブル
５導体
７突合わせ部
９導体接続管
１１無線式温度センサ
１３スリーブカバー
１５絶縁筒
１７内部半導電層
１９絶縁層
２１外部半導電層
２３スペーサ
２５保護カバー
２７受信装置

Claims

高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に嵌着して前記導体同士を接続した導体接続管と、この導体接続管を介して導体の温度を測定すべく前記導体接続管の表面に接触した無線式温度センサと、この無線式温度センサ及び前記導体接続管を、絶縁筒を構成している一部の内部半導電層の内部に設けていることを特徴とする高圧電力ケーブルの接続装置。
前記内部半導電層と前記導体接続管との間に、導電性樹脂からなるスリーブカバーを設けていることを特徴とする請求項１記載の高圧電力ケーブルの接続装置。
前記内部半導電層及びスリーブカバーの導電性樹脂は、半導電性ゴム又は半導電性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の高圧電力ケーブルの接続装置。
高圧電力ケーブルの導体同士を突き当てた状態でその外周に導体接続管を嵌着して前記導体同士を接続し、前記導体接続管の表面に無線式温度センサを接触せしめ、かつ、絶縁筒を構成している内部半導電層で前記無線式温度センサ及び前記導体接続管を内蔵し、
前記無線式温度センサで前記導体接続管を介して導体の温度を測定し、この測定した温度測定値を送信データに変換して前記絶縁筒の外部へ発信し、この発信した送信データを外部の受信装置で受信し、この受信した送信データから変換した温度測定値に基づいて前記高圧ケーブルの導体の温度監視を行うことを特徴とする高圧電力ケーブルの接続部の温度監視方法。