東京電設サービス株式会社

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土壌固有熱抵抗測定とは

「土壌固有熱抵抗値(g値)」は、土壌中における熱の伝わりにくさを表す指標で、地中送電ケーブルの設計に用いられます。この値を正確に測定することで、土壌環境に応じた適切なケーブル設計が可能になり、コスト削減と設備の熱劣化軽減を両立できます。

土壌固有熱抵抗測定の必要性

近年、都市の景観向上や布設用地確保の困難さから、送電線の地中化(埋設)が増加しています。地中送電ケーブルの許容電流はケーブル自体の導体抵抗などに加え、周囲の土壌固有熱抵抗値(g値)によって決定されますが、この値は土壌の水分含有量や土質・密度などによって大きく異なるのが特徴です。
しかし現在は、過去の測定結果に基づいた想定値でケーブルの許容電流が算出されていることも多く、実際の土壌環境からかけ離れた値になっている場合があります。もし実際の土壌固有熱抵抗値が想定よりも高かった場合、熱が逃げにくくなりケーブルが許容温度を超えて事故に繋がるリスクが生じます。
そのため、個々の埋設箇所における土壌固有熱抵抗値を、現地で正確に測定することが極めて重要となります。

土壌固有熱抵抗測定を実施するメリット

  • 想定値で設計する場合は、安全率を過度に設定することとなり、ケーブルサイズも大きくなる傾向にあります。
    土壌固有熱抵抗値を測定することで、この過度な安全率を見直し、ケーブルサイズを最適化できるため、コストダウンが期待できます。あわせて、熱ストレスを考慮した最適なケーブル選定が可能となり、設備の劣化軽減にもつながります。
    近年では、再生可能エネルギー増設に向けたケーブルサイズ選定において、コストダウンと劣化軽減の両面に寄与しています。

  • Point1

    コスト削減

    過剰設計を見直して、ケーブルコストを削減

  • Point2

    設備劣化を軽減

    熱ストレスを考慮した最適なケーブル選定により劣化を軽減

測定のながれ

  • STEP.1

    お問い合わせ・お見積り

    お見積りをご依頼の際は、以下の情報をお知らせください。
    ①測定場所(都道府県○○市等)
    ②測定箇所
    ③測定深度

  • STEP.2

    測定場所の掘削(お客さま手配)

    お客さまにて、測定ご指定場所を開削していただきます。
    ※深さ1.5m以上の場合は、土留めをお願いします。

    【推奨箇所例】
     ・ケーブルの敷設想定深度および±0.3m付近
     ・ケーブルが複層・曲がりの急な箇所
     ・地質が変化する箇所(山砂~砂地など)

  • STEP.3

    土壌固有熱の測定

    (1) 土壌基底温度の測定

    測定センサー(プローブ)を土壌に挿入し、土壌温度が安定(飽和) するまで10~20分程度計測します。

    (2) 熱上昇値の測定



    測定センサー内の電熱線に直流1Aを通電し、土壌と共に温度を上昇させ、上昇値を測定します。

    【測定方法】
     ・シングルプローブ法(φ8mm×400mm)を使用
     ・測定時間: 90分
     ・一か所あたり最大3深度まで同時測定が可能
      (例:-0.7m、-1.0m、-1.3m)

    (3) 土壌固有熱抵抗値の算出



    20分~90分の時間経過に伴う温度上昇値の傾きから土壌固有熱抵抗値を算出します。
    ※東京電力HD㈱経営技術戦略研究所の開発成果に基づく信頼性の高い算出方法です。
  • STEP.4

    ご報告

    土壌固有熱抵抗測定の結果を報告書にまとめてご提出します。

  • STEP.5

    ケーブル設計への反映(お客さま手配)

    測定データをもとに、最適なケーブル設計が行えます。

【注意事項】

・サンプルによる熱抵抗値の測定は行っておりません。
・ハンドドリルによる測定用の穴の削孔等、当社での掘削は行っておりません。
 開削はお客さまにてお手配をお願いします。
・掘削は、精度確保のため、測定直前にお願いします。
 (事前掘削や悪天候時は水分量の変化により正確な測定ができない場合があります)
・削孔箇所周囲に測定機器を設置するスペースの確保をお願いします。
 測定プローブと測定機器間のケーブル長は10m程度です。

システム構成

土壌固有熱抵抗測定に関連する技術

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