報告書番号

GD24030

タイトル（和文）

地中送電設備の遠隔監視のためのICTを活用した保守支援システムの開発－マンホール内での現場適用性評価－

タイトル（英文）

Development of Maintenance Support System using ICT for Remote Monitoring of Underground Power Transmission Facilities - On-site Applicability Evaluation in a Manhole -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
労働人口減少への対策が喫緊の課題となっている我が国においては，ICTを活用した設備の遠隔監視による巡視点検業務の効率化および省力化が注目されている。地中送電設備に関しては，設備を収容するマンホール内に各種センサを設置し，測定データを無線通信により地上へ伝送することで，地上の既設通信網を活用した遠隔監視による保守支援の実用化が期待できる。これまで当所は，保守支援の実用化に必要な電源供給，無線通信およびセンシングにおける要素技術の基礎評価を行うとともに，各要素技術を統合した保守支援システムを提案した [1]～[4]。社会実装に向けて，この保守支援システムを構築し，現場における適用性を明らかにする必要がある。
目　　的
マンホール内の地中送電設備に対して遠隔監視可能な保守支援システムを構築し，電源供給技術，無線通信技術およびセンシング技術の観点から現場適用性を評価する。
主な成果
1. 地中送電設備を遠隔監視可能な保守支援システムの構築
地中送電ケーブルの中間接続部の絶縁性能低下状況（部分放電の発生）や送電ケーブルの温度・移動量，カメラによるマンホールの内部状況の遠隔監視を想定した保守支援システムを構築した（図1）。構築にあたり，マンホール内が冠水する場合を想定した各種装置の箱封入による防水対策を実施した。また，想定量を超えた発電時に電源制御装置が放熱不足で停止する場合があり，熱対策の強化を実施し，有効性を確認した。
2. フィールド実験による保守支援システムの現場適用性の評価
構築した保守支援システムを実マンホールに設置し，フィールド実験により現場適用性を評価した結果，以下のことを確認した。
・CT（Current Transformer，変流器）による発電で，システムの所要電力である約20 Wをバッテリーレスで確保し，安定した電源供給を維持できた。
・マンホール内で測定したデータは，LoRa注1）で構築した通信回線を介して，地上の電柱に設置した受信機で安定した通信品質で受信できた（図2）。降雨により，受信信号強度が10 dB程度低下する場合があったが，通信が途切れることはなかった（図3）。
・高周波CTの信号波形やカメラで撮影した画像などサイズの大きいデータは，波形の圧縮や画像サイズの縮小を施し，分割送信を行っても，受信側で問題なくデータが復元できた（図4）。
以上により，構築した保守支援システムがマンホール内において安定して動作することがわかり，現場適用性を確認できた。

注1）米国のSEMTECH 社が策定した無線通信方式で，LPWAの一種として最も採用されている方式である。微弱な信号でも通信ができ，用途に合わせて伝送速度を変更することで伝送距離を長くすることができる。国内では920 MHz帯を利用する。

関連報告書：
[1] GD22005「地中送電設備監視のための磁界発電装置の開発 －ケーブル通電電流に応じたCT（変流器）の構築－」（2023.06）
[2] GD23009「マンホール内外間通信における920 MHz帯電波減衰量の評価手法」（2024.03）
[3] GD21022「送電用マンホールでの遠隔絶縁診断に向けた部分放電波形データの圧縮手法の開発」（2022.04）
[4] GD23002「ICTを活用した遠隔監視可能な送電設備保守支援システムの提案－山間地やマンホール内に設置された設備の通信網や電源の確保－」（2024.03）

概要 （英文）

This report describes an on-site applicability evaluation of a maintenance support system for underground power transmission facilities. After construction of the maintenance support system which integrates power supply technology, wireless communication technology and sensing technology, the field experiments were carried out in an underground power transmission facility manhole to verify the operation of each device. Each device performed as designed, confirmed its usefulness as a maintenance support system, and demonstrated its suitability for underground power transmission facilities. In addition, the report summarizes improvements required for practical application and points to note when applying the system.

報告者

キーワード