報告書番号

GD24031

タイトル（和文）

架空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 － 電源・通信網の確保が困難な鉄塔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 Overhead Power Transmission Facilities - Field Evaluation of Application to Towers with Difficulties in Securing Power Supply and Communication Network Resources -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
架空送電設備の保守管理業務において，情報通信技術（ICT）を活用した巡視および点検業務の省力化やリアルタイム性の向上による対応の迅速化などが注目されている。一方，架空送電設備は，都市近郊だけでなく公衆通信網や商用電源の利用が困難となる山間地を含む地域に設置される設備も多い。これまで当所では，これらの設備に対しICTを活用して継続的かつ遠隔から監視するための電源，通信およびセンシングの各要素技術を用いた保守支援システムを提案してきた [1]。実設備への適用には，これらの要素技術を組み合わせた保守支援システムを構築し，現場適用性を明らかにする必要がある。
目　　的
架空送電設備の遠隔監視のための保守支援システムを構築し，電源技術，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. 架空送電設備の遠隔監視のための保守支援システムの構築および鉄塔上での動作確認
架空送電設備の遠隔監視のために，これまでに開発してきた要素技術を組み合わせた保守支援システムを構築し，500 kV送電鉄塔に設置して，以下の動作を確認した（図1）。
（1）電源技術については，1辺5.7 mと大型で可撓性のある受電コイルを鉄塔内に設置し，送電線からの磁界により発生するコイルの誘導電圧の測定値がファラデーの電磁誘導則から求めた予測値と一致すること，電源装置が正常に動作できることを確認した。
（2）通信技術については，鉄塔間の電波伝搬経路を確保するためのアンテナの配置設計技術を用いて固定無線装置を設置するとともに，固定無線装置を30分ごとに動作制御するための通信網を設置し，ボトルネックである消費電力が効率化できることを確認した。
（3）センシング技術については，送電線の劣化に関わる電線の温度異常に対する遠隔監視を想定し，赤外線カメラを用いた電線検出手法を実際の500 kV 架空送電線の電線配置に適用して，電線検出および温度分布の測定ができることを確認した。
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
約5ヶ月間のフィールド実験により本システムの現場適用性を評価した。その結果，以下の成果と知見を得るとともに，現場適用における課題を把握した（表1）。
（1）電源技術については，蓄電池を実装しており，3 kA程度の通電電流が送電線に流れているときに本システムが終日稼働できることがわかった。一方，鉄塔部材に誘導されるループ電流による磁界の低減に留意する必要がある。
（2）通信技術については，送電鉄塔間の情報伝送が成功率93%と良好な結果が得られた。一方，夏季にPCの動作停止が発生しており，内部記録メディアの耐熱性が重要であることがわかった。
（3）センシング技術については，5ヶ月間にわたり安定して電線を検出でき，温度分布の測定結果に与える晴曇天時の気象条件の影響や測定可能な範囲などを明らかにした。
以上により，500 kV送電鉄塔における本システムの現場適用性を示した。
関連報告書：
[1] 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）（公開可）

概要 （英文）

We developed a maintenance support system that integrates sensing, communication, and power supply technologies using ICT for remote monitoring of overhead power transmission facilities and performed a field evaluation of application to towers where there are difficulties in securing power supply and communication network resources using the developed system. This system was designed to monitor abnormalities in the temperature of power transmission lines and a tilt of towers remotely. The temperature of the power transmission lines was measured from an infrared image using an automatically detection method for power lines. The conditions and limitations for applying this method were clarified. These data were transmitted every 30 minutes to manage power consumption of communication devices efficiently. Good results of 93% transmission success rate were obtained. It was found that the reduction effect of the loop current induced in the tower components needs to be considered for the design of the power supply.

報告者

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