JP4267419B2 - 風力発電機用電力ケーブル - Google Patents

風力発電機用電力ケーブル Download PDF

Info

Publication number
JP4267419B2
JP4267419B2 JP2003353165A JP2003353165A JP4267419B2 JP 4267419 B2 JP4267419 B2 JP 4267419B2 JP 2003353165 A JP2003353165 A JP 2003353165A JP 2003353165 A JP2003353165 A JP 2003353165A JP 4267419 B2 JP4267419 B2 JP 4267419B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
flexible
electric field
wind power
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003353165A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005122912A (ja
Inventor
潤一 小野
道夫 大槻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Original Assignee
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd filed Critical Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority to JP2003353165A priority Critical patent/JP4267419B2/ja
Publication of JP2005122912A publication Critical patent/JP2005122912A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4267419B2 publication Critical patent/JP4267419B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

この発明は風力発電機で発生する電力を取り出す風力発電機用電力ケーブルに関する。
風力発電機の発電容量は１０００ｋＷクラスであったものが、大型化して２０００ｋＷの発電容量のものが製作されようとしている。
一方、風力発電の出力電圧は６００Ｖクラスで、２０００ｋＷの電力を取り出すには、表皮効果などの送電効率を考慮すると送電線のサイズは２２０ｍｍ2 が限度となり、その結果、２２０ｍｍ2 の送電線を３相×７本、合計２１本必要となる。
図２に示すように、風力発電機１０は、タワー１１の頂上に風車１２、図示しない回転力伝達機構、発電機などを備えた発電ユニット１３がヨー旋回可能に取付けられ、上記送電線１４は発電ユニット１３から５ｍ乃至１０ｍ垂下してＵターンし、シーブ１５を介してもう一度Ｕターンしてタワーの内面に沿って引き下げられ、上記発電ユニット１３から垂下した送電線１４は、上記発電ユニット１３のヨー旋回によって捩じり回されることとなり、その捩じり角は、風向きの変化に風力発電機を追尾させながら効率的運転をするためには±５４０°程度許容される必要がある。
上記のように表皮効果による送電ロスを考慮した限界サイズ、２２０ｍｍ2 の大サイズ送電線２１本を±５４０°捩じり回すには、大きなエネルギーが必要で、このため風力発電で得た電力を多く消費し、ヨー旋回機構に大きな負荷が掛かって発電ユニットの保守・保全コストを上げることとなり、送電線そのものにも断線を含む疲労損傷を発生させるなどの問題をもっている。
また、風力発電機で発生する電力を、発電ユニットで例えば２２kＶに昇圧し、電力ケーブルにより取り出すことが考えられるが、電力ケーブルにすると導体径を小さくできるものの、その導体は同心撚り線導体であり絶縁層も厚くそのため可撓性が阻害され、絶縁層の厚さ方向の電位傾度が大きいため、これを緩和するため導体上に内部電界緩和層、絶縁体上に外部電界緩和層や誘導障害防止のための遮蔽層を設けることが必要となる。
従って、既存の電力ケーブルでは、導体および絶縁体の可撓性が悪く、導体の可撓性を改善するために可撓集合撚りの複合導体とすることが考えられるが、上記のように大きく捩じり回されるとき、撚り方向に捩られるときは撚り素線に張力が加わり、撚りの反対方向に捩られるときは撚りが戻されていわゆる「笑い」となって、上記両捩じりが繰り返されるとキンクから断線に至る恐れがある。
また、絶縁層が厚い電力ケーブルは可撓性が悪く、繰り返し捩じり回されると、その間に絶縁層と内外電界緩和層との密着性が低下して絶縁特性を低下させ、遮蔽層を構成する銅細線が断線しその先端が外部電界緩和層を経て絶縁層に突き刺さると電界が集中して絶縁破壊に至る恐れもある。
上記問題に鑑みこの発明は、風力発電機の出力電圧を発電ユニット内で昇圧することにより、小さい導体サイズの電力ケーブルで効率よく発生電力を取り出すこととし、このときに問題となる電力ケーブル全体の可撓性、導体の可撓性と耐ねじり特性および内外電界緩和層と絶縁体との密着性を維持し、遮蔽層の損傷から始まる絶縁層への電界の集中と絶縁破壊を防止し、さらに、これらを通じて発電ユニットの保守・保全コストを低減し得る風力発電機用電力ケーブルを提供することを課題とする。
上記課題を解決するためにこの発明は、風力発電機から電力を取り出す電力ケーブルにおいて、可撓芯の上に、可撓導体層、内部電界緩和層、絶縁層、外部電界緩和層、遮蔽層、押え巻きテープ層および外部シースを順次形成してなる構成としたものであり、上記遮蔽層を銅箔巻き糸の編組で、上記可撓芯をエラストマーで、上記可撓導体層を、可撓集合撚り線をさらに撚り合わせて可撓複合集合撚り線とし、この可撓複合集合撚り線を、上記可撓芯上に巻き付けてなる構成としたものである。
上記の如く構成するこの発明によれば、中心に可撓芯を配し、その上に可撓複合集合撚り導体を巻き付けて可撓導体層とすることにより導体の可撓性と耐捩じり性を向上させるとともに、内外電界緩和層と絶縁層との密着性を維持し、遮蔽層の損傷から始まる絶縁層への電界の集中と絶縁破壊を防止し、さらに、これらを通じて発電ユニットの保守・保全コストを低減することができる。
また、遮蔽層を、ポリエステル繊維糸に銅箔テープを巻き回した銅箔巻き糸を多条持ちで編組することにより、遮蔽層を構成する銅箔巻き糸がヨー旋回による捩じり回しによって断線することがなく、もし、断線したとしても、その先端が絶縁層に刺さることがなく、電界集中による絶縁破壊に繋がる心配はない。
また、発電ユニット内で出力電圧を２２ｋＶに昇圧するならば同一電力を取り出すのに必要な電流が大幅に下がり、６００Ｖ，２２０ｍｍ2 ，２１本の送電線を３０ｍｍ2 程度のもので３本（各相１本）とすることができる。
次にこの発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。１は可撓芯で、中心に０．２６ｍｍφの錫めっき軟銅線を２２本撚り、さらにこれを７本撚りした複合撚線１ａの上にエチレンプロピレンゴム層１ｂを厚さ３．２ｍｍで被覆したものである。
可撓芯１の上には、０．１２ｍｍφの軟銅線を２５本集合撚り、さらにこれを７本撚りした可撓複合集合撚り導体１７本を可撓芯上に層心径の１０倍以下の撚りピッチで巻き付けて可撓導体層２とし、その上に導電ゴム引き布テープ３ａをラップ巻きし、さらにその上に半導電層３ｂを押し出し成形して内部電界緩和層３とする。
上記の如く、可撓複合集合撚り導体を可撓芯１の上に層心径の１０倍以下の撚りピッチで巻き付けることにより、可撓性が向上し、可撓芯の弾性により可撓複合集合撚り導体が捩じられたときに生じる撚りの締め付け、緩みが吸収されてキンク乃至は断線が防止される。
内部電界緩和層３の上には架橋ポリエチレン絶縁層４が形成され、その上に半導電層５ａが形成され、さらに導電ゴム引き布テープ５ｂをラップ巻きして外部電界緩和層５としている。
外部電界緩和層５の上には、２５０デニールのポリエステル繊維糸６ａに厚さ２７μｍの銅箔テープ６ｂを巻き回した銅箔巻き糸６ｃを６本持ちで編組密度８０％以上に編組して遮蔽層６が設けられ、その上に不織布テープ７をラップ巻きし、その上に塩化ビニル混和物によりシース８を形成している。
上記実施の形態は、あくまでも一実施形態であって、特許請求の範囲を拘束するものではなく、例えば、可撓芯の中心メンバーは上記複合撚り線に替えて、ポリエステル繊維紐やＦＲＰ紐などを採用することができ、中心メンバーをなくすることもできる。また、可撓芯の材料をエチレンプロピレンゴムに替えて各種の合成ゴム、天然ゴムおよびその混和物を採用することができる。
各部分の寸法構成は、ケーブル全体のサイズが変更されれば当然、相応してサイズ変更される。銅箔巻き糸の中心糸にポリエステル繊維糸を採用したが、他の糸も採用でき、銅箔テープのサイズも上記実施形態に拘束されるものではない。
（ａ）この発明の実施形態の斜視図、（ｂ）銅箔巻き糸の説明図 （ａ）風力発電機の側面図、（ｂ）同要部断面図
符号の説明
１ 可撓芯
１ａ 複合撚り線
１ｂ エチレンプロピレンゴム層
２ 可撓導体層
３ 内部電界緩和層
３ａ 導電ゴム引き布テープ
３ｂ 半導電層
４ 架橋ポリエチレン絶縁層
５ 外部電界緩和層
５ａ 半導電層
５ｂ 導電ゴム引き布テープ
６ 遮蔽層
６ａ ポリエステル繊維糸
６ｂ 銅箔テープ
６ｃ 銅箔巻き糸
７ 不織布テープ（押え巻きテープ層）
８ シース
１０ 風力発電機
１１ タワー
１２ 風車
１３ 発電ユニット
１４ 送電線
１５ シーブ

Claims (1)

  1. 風力発電機（１０）から電力を取り出す電力ケーブルにおいて、可撓芯（１）の上に、可撓導体層（２）、内部電界緩和層（３）、絶縁層（４）、外部電界緩和層（５）、遮蔽層（６）、押え巻きテープ層（７）および外部シース（８）を順次形成し、前記可撓導体層（２）は、可撓集合撚り線をさらに撚り合わせて可撓複合集合撚り線とし、この可撓複合集合撚り線を、上記可撓芯（１）上に巻き付けてなることを特徴とする風力発電機用電力ケーブル。
JP2003353165A 2003-10-14 2003-10-14 風力発電機用電力ケーブル Expired - Fee Related JP4267419B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003353165A JP4267419B2 (ja) 2003-10-14 2003-10-14 風力発電機用電力ケーブル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003353165A JP4267419B2 (ja) 2003-10-14 2003-10-14 風力発電機用電力ケーブル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005122912A JP2005122912A (ja) 2005-05-12
JP4267419B2 true JP4267419B2 (ja) 2009-05-27

Family

ID=34611523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003353165A Expired - Fee Related JP4267419B2 (ja) 2003-10-14 2003-10-14 風力発電機用電力ケーブル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4267419B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101647073B (zh) 2007-02-23 2011-12-14 普雷斯曼电缆和系统有限公司 具有高抗扭强度的电力电缆
CN101701574B (zh) * 2009-10-27 2011-04-13 华锐风电科技(集团)股份有限公司 用于风力发电的塔筒及风塔、风力发电装置
CN103871615B (zh) * 2014-04-02 2016-03-09 新亚特电缆股份有限公司 额定电压6～35kV高弹性耐扭曲风能电缆及制造方法
WO2016062735A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Stefan Neuhold Electric energy transmission tether for an airborne wind power station
CN104681135B (zh) * 2015-03-18 2017-11-28 中天科技装备电缆有限公司 轨道交通车辆用超耐油超耐低温光电综合电缆及制备方法
CN105529082A (zh) * 2016-01-23 2016-04-27 安徽瑞昊缆业有限公司 一种低烟无卤抗拉伸环保电缆
CN108074661A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 中天科技海缆有限公司 光电复合电缆及其电缆单元

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005122912A (ja) 2005-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4267419B2 (ja) 風力発電機用電力ケーブル
RU177359U1 (ru) Кабель электрический силовой
RU176668U1 (ru) Кабель силовой гибкий экранированный шахтный
RU176966U1 (ru) Кабель силовой гибкий
CN208873504U (zh) 一种耐高温耐腐蚀无卤阻燃高压引接电缆
CN217444117U (zh) 耐撕裂屏蔽软电缆
CN212967229U (zh) 一种抗拉拽电力电缆
CN201904142U (zh) 港机用中压卷盘电缆
CN212967228U (zh) 一种含动力、通讯、控制、照明的多功能复合橡套软电缆
CN206401055U (zh) 一种利于保护绝缘层的异型导体绞合电缆
CN217113876U (zh) 一种27.5kV电气化铁路用耐扭电缆
CN217982877U (zh) 煤矿采煤机用抗弯曲耐磨损软电缆
RU216212U1 (ru) Кабель силовой на напряжение 6-35 кВ
CN220651689U (zh) 耐扭抗拉型中压风能电缆
CN207441314U (zh) 一种新型采煤机软电缆
CN217113858U (zh) 一种高压风力发电用耐扭曲软电缆
RU214795U1 (ru) Кабель силовой с бронёй из композитных стекловолоконных прутков
CN211957154U (zh) 一种高频多股绝缘线的电缆
CN216250059U (zh) 一种高压直流输电系统金属回流线缆
CN211654365U (zh) 一种含电源线缆和网线的拖链电缆
RU80621U1 (ru) Кабель силовой гибкий (варианты)
JP2585591B2 (ja) 光ファイバ複合単心電力ケ−ブル
CN216412717U (zh) 光电复合型的岸电卷筒电缆
CN210295967U (zh) 一种环保型无卤低烟交联聚乙烯绝缘布电线
JPH10223054A (ja) 移動用ケーブル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080930

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090217

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees