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公開番号2025158717
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061534
出願日2024-04-05
発明の名称導線の断線検出方法
出願人関電プラント株式会社,株式会社Dshift
代理人個人,個人,個人
主分類F03D 80/30 20160101AFI20251009BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】風力発電設備において正確に断線箇所を検出することができる導線の断線検出方法を提供する。
【解決手段】複数のブレードとナセルとタワーと受雷部と導線とを備え、導線は、受雷部からタワー側へ電流を流し、受雷部から前記タワーに沿って地面の接地部までを結ぶ接地経路の一部をなす風力発電設備の導線の断線検出方法である。夫々の導線の主軸側において、接地経路が導通する状態と導通しない状態との切り替えが可能であり、任意のブレードに設けられた第1の導線の主軸側及び前記ブレードと異なるブレードに設けられた第2の導線の主軸側において、前記接地経路が導通しない状態として、前記第1の導線と第2の導線とに同時に前記主軸側から交流信号を印加することにより第1及び第2の導線に磁界を発生させ、第1の導線及び/又は第2の導線に沿う方向で、第1の導線及び/又は第2の導線に発生した磁界の強さの変化を検出する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
風を受けて主軸と一体的に回転する複数のブレードと、前記主軸を支持するナセルと、前記ナセルを支持し地面に立設されるタワーと、夫々のブレードの先端側に設けられた受雷部と、前記ブレードに設けられ、前記受雷部に接続される導線とを備え、
前記導線は、前記受雷部からタワー側へ電流を流し、前記受雷部から前記タワーに沿って地面の接地部までを結ぶ接地経路の一部をなす風力発電設備の導線の断線検出方法であって、
夫々の導線の主軸側において、前記接地経路が導通する状態と導通しない状態との切り替えが可能であり、
任意のブレードに設けられた第１の導線の主軸側及び前記ブレードと異なるブレードに設けられた第２の導線の主軸側において、前記接地経路が導通しない状態として、前記第１の導線と第２の導線とに同時に前記主軸側から交流信号を印加することにより第１及び第２の導線に磁界を発生させ、
第１の導線及び／又は第２の導線に沿う方向で、第１の導線及び／又は第２の導線に発生した磁界の強さの変化を検出することにより断線の有無を検出することを特徴とする導線の断線検出方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
磁界の強さが変化する箇所から磁界の強さの検知が無くなる箇所までのいずれかの位置において断線があると判定することを特徴とする導線の断線検出方法。
【請求項３】
磁界を検出可能な無人飛行体を前記第１の導線及び／又は第２の導線に沿って飛行させて、第１の導線及び／又は第２の導線に沿う方向における磁界の強さの変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の導線の断線検出方法。
【請求項４】
交流信号を印加する送信器と第１の導線とを第１の単線ケーブルにて接続するとともに、前記送信器と第２の導線とを第２の単線ケーブルにて接続し、前記第１の単線ケーブルと前記第２の単線ケーブルとが前記送信器から異なる方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の断線検出方法。
【請求項５】
前記タワーのいずれかに交流信号を印加する送信器を設置することを特徴とする請求項１に記載の導線の断線検出方法。
【請求項６】
主軸とブレードとの間にハブが介在し、前記導線の主軸側は、前記主軸に外嵌されるリング体にボルトを介しハブ及び主軸に接続され、ボルトの取付及び取外しにて、前記接地経路が導通する状態と導通しない状態とを切替えることを特徴とする請求項１に記載の導線の断線検出方法。
【請求項７】
主軸とブレードとの間にハブが介在し、前記主軸と前記ナセルの底部は、前記導線とは異なり、主軸とナセル底部との間を電気的に接続する接続導線にて接続され、前記導線、ハブ、主軸、接続導線、及びタワーにて前記接地経路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の導線の断線検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電設備における導線の断線検出方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電設備は、ブレードの落雷対策として、ブレード先端部に金属製の受雷部（レセプタ）が設置されるとともに、夫々のブレードに引き下げ導線（ダウンコンダクタ）が設けられて、これらレセプタ及びダウンコンダクタを介して雷撃電流を大地に流すことができる。
【０００３】
前記ダウンコンダクタを点検するための方法として、特許文献１や特許文献２のものがある。特許文献１のものは、引き下げ導線に信号電流を流し、ブレードに設けられたレセプタに対し、信号電流の電磁波を受信する受信器を備えた遠隔操縦式無人飛行体を接近させる。受信機にて信号電流の電磁波を受診できた場合には導通し、受診できなかった場合には導通しないと判断するものである。
【０００４】
特許文献２のものは、受雷部、ダウンコンダクタ、タワー、電源、及び電位差センサが順に並んだ閉回路が構成される。そして、ダウンコンダクタと、ダウンコンダクタとの間の電位差を検出する電位差センサとの何れか一方に、電源から電圧を印加する。その状態でダウンコンダクタと電位差センサとの間で発生した電位差を、電位差センサによって検出することにより、ダウンコンダクタの導通を確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－９１２４０号公報
特開２０２２－１４０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように電磁波を測定する場合、電磁波は、発生源（ダウンコンダクタ）から距離が離れると、発生源からの距離による減衰にて急激に感度が低下し、受信できないおそれがある。一般的にダウンコンダクタはFRP等に覆われ、ブレード表面から距離が離れている。ブレードはハブ側において太くなるため、ハブ側に位置する程、ダウンコンダクタのブレード表面からの距離が長くなる。また、無人飛行体はブレード表面からの距離の確保が必要となる。これらの理由から、ブレードの中間位置やハブ側においては電磁波の受信が困難となり、測定が難しい。このため、特許文献１の方法では、電磁波の受信が無い原因が断線によるものなのか、測定上の問題であるのかの判別が不可能であり、ダウンコンダクタの導通検査が正確にできない上、断線の検出をすることはできない。また、特許文献１及び特許文献２のものは、電圧を印加する際にタワーに設けられた導線が回路の一部を形成する。このため、導線の検査時においてタワーにて発生する磁界の影響が無視できず、正確な測定を行うことができない。特にブレードの基端部はタワーと接近していることから、タワーからの磁界の影響が大きく正確な測定が難しいものとなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて、風力発電設備において正確に断線箇所を検出することができる導線の断線検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の導線の断線検出方法は、風を受けて主軸と一体的に回転する複数のブレードと、前記主軸を支持するナセルと、前記ナセルを支持し地面に立設されるタワーと、夫々のブレードの先端側に設けられた受雷部と、前記ブレードに設けられ、前記受雷部に接続される導線とを備え、前記導線は、前記受雷部からタワー側へ電流を流し、前記受雷部から前記タワーに沿って地面の接地部までを結ぶ接地経路の一部をなす風力発電設備の導線の断線検出方法であって、夫々の導線の主軸側において、前記接地経路が導通する状態と導通しない状態との切り替えが可能であり、任意のブレードに設けられた第１の導線の主軸側及び前記ブレードと異なるブレードに設けられた第２の導線の主軸側において、前記接地経路が導通しない状態として、前記第１の導線と第２の導線とに同時に前記主軸側から交流信号を印加することにより第１及び第２の導線に磁界を発生させ、第１の導線及び／又は第２の導線に沿う方向で、第１の導線及び／又は第２の導線に発生した磁界の強さの変化を検出するものである。
【０００９】
本発明の導線の検出方法によれば、第１の導線と第２の導線とに同時に主軸側から交流信号（交流電圧）を印加する。すなわち、２線間の導線に交流信号を印加することにより、ダイポールアンテナの原理により電流を発生させることができ、これにより導線に磁界を発生させ、磁界を検知することにより導通の判断ができる。すなわち、磁界は距離が離れていても検出が可能であることから、ブレードの表面から距離がある導体であっても、導体から発生する磁界を検出することができ、断線を検出することができる。その際、夫々の導線の主軸側において、接地経路が導通しない状態としているため、タワー側から磁界が発生することなく（タワー側からの磁界の影響を受けることなく）、第１の導線と第２の導線のみから発生する磁界を検出することができる。
【００１０】
前記構成において、磁界の強さが変化する箇所から磁界の強さの検知が無くなる箇所までのいずれかの位置において断線があると判定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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