地熱発電所は通常、地盤が通常とは異なる状態にある場所に建設される。蒸気や高温の塩水が地表に噴出し、空気は暖かく湿潤で、交換用ガスボンベを販売している最寄りの店舗まで何時間もかかる場合がある。

この組み合わせによって、このケーブルは3つの点で同時に特異なものとなる。ケーブルは設計上の想定よりも高温の環境に置かれ、周囲は化学的に活性な物質で満たされており、あらゆる決定は再訪問が高額になることを前提に行わなければならない。

これらの条件はどれも単体では特段珍しいものではありません。しかし、アクセスが制限された現場において、これらの条件が複合的に作用することで、ケーブルの仕様を最初から正しく決定することが重要になるのです。

最初に支柱が破損した庭

状況：地熱発電所がタービンホールの敷地を拡張し、冷却設備とポンプ設備を追加設置した。新しいケーブルルートは、沿岸部で行われた以前のプロジェクトに基づいて決定された。

調査結果：ケーブル自体は期待どおりの性能を発揮した。しかし、亜鉛メッキされた支持部材、トレイ固定具、ケーブルグランドは、高温多湿で硫黄分を含む環境下で急速に劣化し、ケーブルに問題が発生するずっと前から、トレイの接合部に腐食が見られた。

決定事項：支持部材と固定具をより頑丈な保護システムに変更し、排水管を再選定し、排水トレイの脚部周辺に排水が溜まっていた箇所を再調査した。

結果：修復作業は電気的なものではなく、土木・機械的なものであり、仕様書も他のプロジェクトを参照するのではなく、環境を言葉で記述する形で書き直された。

地熱発電所は、高温でミネラル分が豊富で、しばしば酸性の地熱資源の上に建設されるため、電気的な考慮事項が始まる前から、ケーブル周辺の環境は特殊である。

地熱発電所の特徴とは？

まず、温度が大きな違いとなる。蒸気タービン工場に隣接する操車場は、温暖な気候の屋外変電所のように冷却されるわけではないため、ケーブル選定に用いる周囲温度は、地域ではなく場所の特性を反映したものでなければならない。

2つ目は化学的な要因です。塩水には溶解した塩が含まれており、蒸気中の非凝縮性ガスには硫化水素が含まれる場合があり、これは特に銅や銀に対して腐食性があります。

3つ目はアクセス性です。都市部の変電所では日常的な修理作業でも、ここでは物流上の課題となるため、通信範囲、予備部品、熟練した接続作業員の確保がより重要になります。

この施設には、ポンプ、ファン、冷却装置といった大型の回転負荷が近接して集中しており、それらの稼働サイクルは生産スケジュールではなく、資源の状況によって決定される。

塩水腐食は、ケーブル自体に到達する前に、支持部材、グランド、トレイなど、ルート周辺の金属部品を侵食することが多い。

調査で述べるべきこと

その場所に関する5つの事実を知ることで、ありふれた工業用地が地熱発電設備に適した場所へと変わる。

周囲温度範囲

地域全体の気温ではなく、ケーブルが実際に敷設される場所の気温であり、近くの高温機器や配管の影響も考慮に入れる必要がある。

ルート周辺の化学反応

塩水、凝縮水、および存在する硫化水素の有無、ならびにその地域がガス規制区域に指定されているかどうか。

ルートが地下に埋まっているか、地上にあるかに関わらず

この2つの環境はそれぞれ異なる形で過酷であり、ルート全体を通して両方の性質を併せ持つ可能性がある。

各給餌者の義務

ポンプとファンの連続運転は、時折切り替えられる給餌器とは異なり、その違いはサイズと構造の両方に影響を与える。

スペアパーツポリシー

現地で保管する必要があるものは、再配送にかかる時間と費用が運賃よりも高くなる可能性があるからです。

硫化水素は多くの分野で存在し、露出した銅や銀メッキされた接点を腐食させるが、問題となる濃度では目に見えず、臭いもほとんどしない。

地熱発電所の負荷と、それらが要求するもの

地熱発電所の設備は、少数の用途タイプに分類される。

2行目は最も過小評価されがちな行である。なぜなら、温度は負荷ではなく場所の特性だからである。

周囲温度が高いとケーブルが流せる電流が減少するため、温暖な環境では問題なく機能する構造でも、ここでは注意が必要になる場合があります。

地熱発電設備が影響を受ける場所

ごくわずかな些細なことが、ほとんどのトラブルの原因となっている。

• 沿岸部や工業地帯のヤード向けに選ばれた支持・固定システムであり、温暖で硫黄分を含むヤード向けではなかった。
• メッキが周囲の環境によって腐食される部品とともに取り付けられるグランドおよび終端部。
• ケーブルは、蒸気配管付近の温度を過小評価する地域的な外気温に基づいて選定されている。
• 排水路のない湿地帯を通るルートのため、ケーブルはその寿命の間、水たまりの中に浸かった状態が続く。
• スペアパーツは、付属品や現場で利用可能な技術力ではなく、長さで選定される。

これらのほとんどは電気的なものではなく、機械的および環境的な問題であるため、電気仕様だけでは見落とされてしまうのです。

遠隔地での作業となると、予備のドラム、グランド、そしてそれらをすべて取り付けられるジョイント工の手配は、必要になるずっと前から計画しておかなければならない。

地熱発電所ルートの上下の熱

地上では、通常、周囲温度と日射熱が制限要因となります。日当たりの良い屋外のトレイに敷設されたケーブルは、日陰の溝に敷設された同じケーブルよりも温度が高くなるため、その差を計算に反映させる必要があります。

地下では、地盤そのものが変動要因となる。地熱地帯では、パイプラインや井戸の近くの土壌が異常に高温になることがあり、高温設備の近くを通る埋設ルートは、地熱地帯を横断するルートとは全く異なる熱環境にさらされる。

どちらの効果もケーブルが流せる電流を減少させ、複数の回路が同じ経路を共有するようなグループ化の場合には、どちらの効果も累積的に現れる。

実用的なアプローチとしては、平均値ではなく、ルートの中で最も温度の低い区間を示すことです。なぜなら、評価はケーブルが通過する最も温度の高い区間によってのみ左右されるからです。

建設における選択肢とその影響

地熱に関する問い合わせでは、ほぼ必ず3つの選択肢が挙げられます。

これらはいずれも妥当な回答であり、いずれもルートの構築をより困難にする。だからこそ、トレードオフは設計段階で検討されるべきなのだ。

ルートが固定される前

配置図がまだ作成段階のうちに、解決しておくべき点が4つあります。

高温部分は

蒸気管、油井、温水設備付近の経路をマークし、それらと比較して定格を確認する。

水がどうやって出ていくか

ケーブルが常時水に浸からないように、ルート沿いおよび低地には排水設備を設ける。

ケーブルの引き方

張力、曲がり角での側壁圧力、そして混雑した現場でウインチを設置できるスペース。

ルートの維持管理方法

点検のためのアクセスが可能であり、足場を組まずに支持部やグランドに到達できること。

メンテナンスの実態

現場で実際に何が検証できるかによって、どの詳細に費用をかけるべきかが決まります。

• 支持部の状態およびグランドメッキは、不具合が発生した時ではなく、定期的に点検する必要があります。
• 熱画像検査は、負荷がかかっていて経路にアクセス可能な終端部や接合部で最も効果を発揮します。
• 緩んだり腐食したりした固定具は、電気的な問題が発生する前にしばしば見られる機械的な問題である。
• 修理作業を行った作業員が戻ってこない可能性がある場合、修理記録は非常に重要となる。
• 蒸気管の新規敷設など、経路付近で何らかの変更が生じた場合は、想定される温度の見直しを行うべきである。

検査によって腐食はケーブルの故障よりもずっと前に発見できるため、2つの発見方法のうち、検査の方が費用が安く済む。

地熱発電所への配送

地熱発電所への輸送は、単なる配送ではなく、プロジェクトのマイルストーンとして計画されます。道路状況、搬入可能な時間帯、クレーンの稼働状況、保管条件など、あらゆる要素が最適なドラム缶のサイズに影響を与えます。

ドラムの長さを長くすれば継ぎ目の数を減らすことができ、継ぎ目は天候、職人の技量、現場へのアクセスといった要素に左右される作業部分である。そのため、輸送コストが上昇したとしても、このトレードオフは多くの場合、受け入れる価値がある。

到着後の保管は、輸送と同様に重要です。地熱発電所は高温多湿であり、エンドキャップのないドラム缶を屋外に放置すると、ケーブルが最も脆弱な部分に湿気が侵入する原因となります。

ケーブルの契約と同時に保管場所、予備部品、付属品キットについても合意することで、3つの別々の問題を1つの計画にまとめることができる。

地熱発電所向けRFQ入力項目

これらの詳細により、一般的な工業環境向けではなく、当該敷地に適した地熱発電所用ケーブルを選定することが可能になる。

• ケーブルが実際に敷設される場所の周囲温度
• ルート周辺の化学組成（塩水や硫化水素を含む）
• 各セクションが埋設されているか、トレイの上に置かれているか、あるいはその両方であるかに関わらず、全長にわたって
• 負荷、特にポンプと冷却装置のデューティサイクル
• 高温設備や配管に近いルート区間
• ルート沿いの排水および防水設備
• 付属品およびスペアパーツは現地に保管されます
• 現場における配送、アクセス、保管に関する取り決め

IEC 60502 、 IEC 60228 、 IEC 60332などの技術規格は、ケーブルの構造と試験用語を統一するのに役立ちます。ただし、最終的なシステム決定は、承認されたプロジェクト仕様書、適用される現地規則、および資格を有する設計機関によって決定されます。

金川地熱発電所向けケーブルサポート

金川電機は、地熱発電所が沿線にもたらす周囲温度や化学的環境を考慮して選定された構造物に対し、電力ケーブルを供給しています。

ケーブルの仕様範囲と製造プロファイルを確認し、現場の状況を送信して、地域ではなく環境に合わせた施工を行うようにしてください。

建設業者を選定する前に、地熱発電所の環境を言葉で説明してください。なぜなら、他の場所のために作成された仕様書は、その場所には適用できないからです。

よくある質問

地熱発電所では、なぜ異なるケーブル方式が必要なのでしょうか？

そのルートは、異常に高温多湿で化学物質が活発な環境にあり、商店や熟練労働者から遠く離れていることが多いためである。

暑さの方が厄介なのか、それとも化学反応の方が厄介なのか？

どちらも故障の原因となり、作用する箇所は異なります。熱はケーブルが流せる電流を減少させ、一方、化学反応は支持部、グランド、露出した金属部分を侵食します。

硫化水素による危険性は何ですか？

これは銅や銀メッキされた表面を侵食するため、ケーブルの絶縁体に到達する前に端子や接点を損傷します。

塩水はケーブル自体に影響を与えますか？

それは主に周囲の金属を攻撃し、被覆が損傷すると内部で起こる現象を加速させる。

周囲温度はどのように選択すべきでしょうか？

地域的な数値ではなく、ケーブルが実際に敷設される場所の温度（近隣の高温機器の温度を含む）に基づいて算出する。

埋設部分は異なる挙動を示すのか？

はい。パイプラインや油井の近くの地温は上昇する可能性があり、冷却経路は空気ではなく土壌になります。

導体は太めにすべきでしょうか？

周囲温度を下げることができない場合、温度上昇を一定の範囲内に抑える一つの方法として、この方法が用いられることがある。ただし、その代償として、重量、剛性、ドラムのサイズが大きくなる。

予備部品として保管しておくべきものは何ですか？

各主要サイズの短い長さのケーブルと、修理に必要な腺、終端部、および材料を、現場で利用可能な技術に合わせて選定する。

配送はデザインにどのような影響を与えるか？

アクセス条件や保管条件はドラム缶のサイズと長さに影響を与え、長さが長くなると輸送コストは高くなるものの、現場での継ぎ目が少なくなるというトレードオフが生じる。

金川電機は選定をどのようにサポートできますか？

金川電線は、周囲温度の上昇下で構造物がどのように挙動するか、また、シースとオーバーシースがルートに沿ってどのような性能を発揮するかを確認できます。