JP2019138261A - 風力発電装置の避雷性検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
大型風力発電設備を構成する風車は、障害物のない平坦地や海上において地表面や海面よりも高い位置に設置されるため、落雷を受ける可能性を考慮して避雷対策を施す必要がある。
例えば、大型風力発電設備においては、風車のハブの高さが100m、風車ブレード半径が60mを超えるものも開発されており、上記避雷対策を十分に施す必要がある。
ブレード14内には、レセプタに電気的に接続するダウンコンダクターがブレードの長さ方向に設けられ、当該ダウンコンダクターはナセル12とタワー11を介してタワー下部の接地線19に電気的に接続し、係る接地線19の端部から大地への接地が行われている。
前記風力発電装置が、風を受けて回転するブレードと、当該ブレードを支持するナセルと、当該ナセルを回転可能に支持するタワーとを有するとともに、前記ブレードの表面に少なくともその一部が露出するレセプタが設けられ、前記ブレードの長さ方向に前記レセプタと電気的に接続するダウンコンダクターが設けられてなるものであり、
前記ブレードに設けられたレセプタに対し、遠隔操縦式無人飛行体により接触子を運搬し接触させて、通電すること
を特徴とする風力発電装置の避雷性検査方法、
(2)前記遠隔操縦式無人飛行体がドローンである上記(1)に記載の風力発電装置の避雷性検査方法および
(3)前記接触子が金属板、金属網または金属製ブラシからなる接触部を有するものである上記(1)または(2)に記載の風力発電装置の避雷性検査方法
を提供するものである。
図1に示す風力発電装置10においては、タワー11の上部にナセル12が設置されており、ナセル12にはロータ軸13が回転自在に支持され、ナセル12の外部に設置されたブレード14の回転が伝達される。ナセル12内には発電機15が配置され、その回転子にロータ軸13の回転が伝達されて発電が行われる。さらに、ナセル12内には発電機制御装置16等の電力設備や電子機器が設置されており、発電機15により発電された電力は、タワー11の内部を通る電力線20により外部へ供給される。
また、レセプタ17は、ブレード14の複数箇所に設けられていてもよく、
レセプタ17がブレード14の複数箇所に設けられていることにより、ブレード14に受雷したときに効果的に通電してブレード14の破損をより一層抑制し易くなる。
ダウンコンダクターとしては、通常使用される導電線であれば特に制限されず、例えば、銅線等を挙げることができる。
上記接地線19としても、通常使用される導電線であれば特に制限されず、例えば、銅線等を挙げることができる。
本発明に係る風力発電装置の避雷性検査方法においては、遠隔操縦式無人飛行体を遠隔操作することにより、接触子を所望位置に容易に運搬、配置することができる。
接触子41が金属板からなる接触部を有するものである場合、当該接触部は複数の穿孔を有するパンチングメタル状のものが好ましく、このように複数の穿孔を有することにより接触子の軽量化を図ることができる。
本発明に係る風力発電装置の避雷性検査方法において、接触子が金属網または金属ブラシからなるものである場合には、避雷性の検査時にブレードまたはレセプタに接触子が接触する際の衝撃を緩和して、ブレードまたはレセプタの破損を効果的に抑制することができる。
図3に示す形態においては、接触子41をブレード14に設置されたレセプタ17まで運搬して、レセプタ17上に配置したり巻き付ける等して接触させる。
図4に示す例においては、可撓部51には配置時に容易に配置し得るように予め着色等することにより目印を設けておくことが好ましい。
図4に示す例においては、接触子41の長さ方向端部には、錘52,52が固定されており、ブレード14上(レセプタ上)に接触子41を配置したときに安定して配置し得るように設計されている。
また、図4に示す例においては、接触子41の配置時にブレード14の回転軸側に位置する外縁部に、ゴム部材、シリコン製部材等から構成される滑り止め53が設けられており、ブレード14上(レセプタ上)に接触子41を配置したときに安定して配置し得るように設計されている。
図5(a)に示すように、遠隔操縦式無人飛行体40を用いて、接触子41をブレード14を構成する一方の長手方向外縁部に接近させた後、図5(b)および図5(c)に示すように順次可撓部を可撓させ、図5(d)に示すように、ブレード14上(レセプタ上)に接触子41をコの字型に安定して配置することができる。
図6に示す形態例において、接触子41は、図4、図5に示す接触子41と同様に可撓部b、bを有する点において共通している。
図4に示す形態例との関係において、図6に示す形態例においては、接触子41を吊り下げる吊り下げ孔hが4箇所に設けられており、接触子41を予めコの字形に可撓させた状態で運搬、配置し得る点において異なっている。
図6に示す例において、コの字形に可撓して垂直下方に配向する接触子の端片bは、緩衝材により構成されていてもよく、緩衝材としては、例えば、ゴム部材、シリコン製部材等を挙げることができる。
図7(a)に示すように、遠隔操縦式無人飛行体40を用いて、接触子41を予めコの字形に変形させた状態で運搬し、ブレード14上空に安定して配置した後、図7(b)に示すようにブレード14に対し、スペーサーSを介して導電線42の端部がブレード14(レセプタ)に接触し得るように適宜長さを調整しつつ容易に接触させ、通電させることができる。
図8および図9に示す態様においては、接触子41を吊り下げロープを介することなく遠隔操縦式無人飛行体40と一体として運搬し得るため、ブレードに設けられたレセプタに容易に接触させ得るように設計されている。
ガイドフレームgは、遠隔操縦式無人飛行体のブレード14への衝突を防止する衝突防止ガイドを兼ねたものであってもよい。
ガイドフレームgの構成材料としては、特に制限されないが、軽量かつ軟質なものが好ましく、ポリカーボネート等の各種プラスチック等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
図8に例示するように、金属網からなる接触子41は、ガイドフレームgの側面の一部に取り付けていてもよいし、ガイドフレームgの側面全体に取り付けたものであってもよい。
ガイドフレームgの形態は特に制限されず、例えば、図8の右図(平面図)に例示するように、上面視したときに外枠が概略円形状を有するものであってもよいし、図9の右図(平面図)に例示するように、上面視したときに外枠が概略四角形状を有するものであってもよい。
導電体dとしては図11に例示するような接触部が金属ブラシからなる導電体eを挙げることができる。
接触部が金属ブラシからなるものであることにより、所望の導電性と衝撃緩和性を容易に発揮することができる。
図10に示す態様においても、ガイドフレームgは、遠隔操縦式無人飛行体のブレード14への衝突を防止する衝突防止ガイドを兼ねたものであってもよく、ガイドフレームgの構成材料としては、上述したものと同様のものを挙げることができる。
図3〜図10に示す態様においては、接触子に電気的に接続する導電線42が固定されており、当該導電線42の他端は例えば図3に示すように外部に設けた電源装置bに電気的に接続されている。図3に例示するように、電源装置bには、一端が接地線19の端部に電気的に接続された状態で固定されるとともに、他端が電源装置bに電気的に接続するように固定された導電線43も設けられている。
電源装置bは、直流電源であってもよいし、定電流高圧パルス電源等であってもよい。
図3等に示す例においては、電源装置bから通電された電気が、導電線42、接触子41、レセプタ17、ダウンコンダクター18、タワー11の壁面、接地線19および導電線43を介して導通されるか否かを確認することにより、ダウンコンダクター18等の断線、破損の有無、すなわち風力発電装置の避雷性を簡便、迅速かつ低コストに検査することができる。
11 タワー
12 ナセル
13 ロータ軸
14 ブレード
15 発電機
16 発電機制御装置
17 レセプタ
18 ダウンコンダクター
19 接地線
20 電力線
40 遠隔操縦式無人飛行体
41 接触子
42、43 導電線
51 目印
52 錘
b 緩衝材
h 吊り下げ孔
g ガイドフレーム
d 導電体
s スペーサ
Claims (3)
- 風力発電装置の避雷性検査方法であって、
前記風力発電装置が、風を受けて回転するブレードと、当該ブレードを支持するナセルと、当該ナセルを回転可能に支持するタワーとを有するとともに、前記ブレードの表面に少なくともその一部が露出するレセプタが設けられ、前記ブレードの長さ方向に前記レセプタと電気的に接続するダウンコンダクターが設けられてなるものであり、
前記ブレードに設けられたレセプタに対し、遠隔操縦式無人飛行体により接触子を運搬し接触させて、通電すること
を特徴とする風力発電装置の避雷性検査方法。 - 前記遠隔操縦式無人飛行体がドローンである請求項1に記載の風力発電装置の避雷性検査方法。
- 前記接触子が金属板、金属網または金属製ブラシからなる接触部を有するものである請求項1または請求項2に記載の風力発電装置の避雷性検査方法。
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