土壌熱容量を考慮した地中電力ケーブルの過渡温度解析手法の開発

カテゴリ：部門大会

論文No：063

グループ名：【B】令和7年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日：2025/9/5

タイトル(英語)：Development of a transient temperature analysis method for underground power cables considering soil heat capacity

著者名：上林知紀（東北電力ネットワーク），太田秀周（東北電力ネットワーク），足達勝（東北電力ネットワーク）

著者名(英語)： Kamibayashi Tomonori (Transmission Line & Substaion Constraution Center), Oota Hidenori (Hachinohe Power Network Center), Adachi Masaru (Power System Engineering Dept.)

キーワード：地中電力ケーブル,許容電流,ケーブル導体温度,土壌熱容量,過渡解析,Underground power cable,Ampacity,Cable conductor temperature,Soil heat capacity,Transient analysis

要約(日本語)：本報告では，周辺土壌の熱容量を考慮した地中ケーブルの過渡温度解析手法について報告した。土壌部分は，熱伝導方程式の解析式を直接用いて，ケーブル周辺土壌の過渡温度変化を求める。ケーブル部分は，通常の熱等価回路を用いて温度変化を計算して，両者を重畳してケーブル導体などのケーブル各部の過渡温度を求める。この手法を用いると土壌熱容量の影響を含む管路，洞道の温度実測データとの比較が可能になり，この比較によって，土壌固有熱抵抗と土壌熱容量の推定値を得ることができる。そして，これらの推定値を用いると，実測箇所におけるケーブル導体が過渡的に許容温度に達するケーブル許容電流値の計算が可能になる。特に，管路，洞道の埋設深さが深い条件では，ケーブル発生熱の増加による土壌熱抵抗すなわち土壌温度の過渡上昇時間が長くなるため，今回開発した周辺土壌の土壌熱容量を考慮した過渡的な評価を行うことによって，ケーブル運用の大幅な緩和が期待できる。

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