| 研究課題/領域番号 |
21K04023
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
水野 幸男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50190658)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 電気機器火災 / トラッキング / 半断線 / 短絡 / ねじの緩み / 伝導ノイズ / 火災未然防止 / 電気火災 / 周波数スペクトル / 磁界 / 火災予兆検出 / 特徴量 / 機械学習 / 遠隔監視 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
100V電源コードプラグのトラッキング（絶縁体表面の炭化）、電源コードの半断線（導体素線の一部断線）による短絡、および導体接続部の緩みに起因する過熱は、電気火災の主原因であり火災防止手法確立が喫緊の課題となっている。
本研究では、以下の手順で課題の解決を図る。火災の前駆現象として生じる放電に着目し、放電発生時の電圧波形・電流波形の歪み、あるいは伝導性ノイズの周波数スペクトルから火災予兆検出のための特徴量を抽出する。３つの原因による火災に共通する特徴量に基づき、機械学習を用いた信頼性の高い火災兆候検出手法を考案する。さらに、常時遠隔監視システム構築に向けた指針を与える。
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| 研究成果の概要 |
電気機器火災の３大原因である差込みプラグのトラッキング（絶縁体表面の炭化）、電源コードの半断線（導体素線の一部断線）による短絡、導体接続部の過熱（ねじの緩み）を実験室で再現した。
これらの現象を火災発生前に検出する特徴量として伝導ノイズに着目し、放電発生と関連付けて詳細に検討した。9kHz～10MHz帯域の伝導ノイズレベルが10～20dBm程度上昇すれば火災予兆（火災に至る異常の初・中期段階）を、20～30dBm程度で発火・短絡（火災発生直前・直後の段階）を検出できることを明らかにした。提案手法により火災発生のみならず火災予兆の判定ができる可能性があり、電気機器火災防止に有効と考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
差込みプラグのトラッキング、電源コードの半断線による短絡、導体接続部のねじの緩みによる過熱は電気機器火災の主原因であり、家庭や工場などで身近で生じる現象である。しかしながら、信頼性の高い火災未然防止技術は確立されていない。
本研究ではこれらの現象を実験室で再現し、伝導ノイズに基づく検出手法を示した点に学術的価値がある。正常時に比べた伝導ノイズレベルの上昇程度により、発火・短絡（火災発生直前・直後の段階）のみならず予兆（火災に至る異常の初期・中期段階）の検出が可能であることを明らかにした。伝導ノイズの常時遠隔監視により電気機器火災を大幅に低減させ得る可能性があり、社会的意義は大きい。
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