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2023 年度 実施状況報告書

電力線の絶縁破壊兆候を早期発見する高感度光ファイバセンシングの国際共同研究

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0067
研究機関東京農工大学

研究代表者

田中 洋介  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283343)

研究分担者 稲田 優貴  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00735532)
塩田 達俊  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
研究期間 (年度) 2021-10-07 – 2025-03-31
キーワード光ファイバセンサ / 分布計測 / ブリュアン散乱 / 温度計測 / ひずみ計測 / 電力線監視
研究実績の概要

本研究の目的は、分布型光ファイバセンサによる温度または振動測定を利用した電力線の絶縁劣化初期段階の観測について、その具体的な手法を実際の電力施設を用いて確立することにある。研究の第一段階の目標は、送電状態を変化させ、分布型光ファイバセンサで測定される電力線長手方向の温度分布や振動分布の変化との関係を明らかにすることとした。2023年度後半になり、コロナ禍による海外渡航制限も緩和されたため、2024年1月中旬、ついに当初の計画どおり代表者の渡航が実現し、マレーシアの電力会社テナガ・ナショナルの研究所(TNBR)内で共同実験を行った。この実験では、現地で実際に使用されているものと同等の電力線を用意し、センシング用に光ファイバを電力線に沿わしたり、埋め込んだりした。また、熱電対による計測も比較のため同時に行い、これらで測定される温度分布について、電流伝送状態との関係を検討した。熱電対による測定とファイバセンサによる測定結果は、整合性が取れており、電力線に沿って、連続的に測定可能なファイバセンサの優位性が確認できた。一方、電力線上の一部の領域では一定の誤差も確認されたが、これが設置方法に起因するものであり、その改善方法についても指針が得られた。この実験とは別に、2023年度はマレーシア側の研究者とオンラインでの議論を進め、高速、高精度な分布型光ファイバセンシング手法について検討を行い、ハードウェアとソフトウェアの両面を有機的に連動させた新手法を提案し、実験室においてその動作確認に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2023年度は、後半になり、コロナ禍による海外渡航制限も緩和されたため、2024年1月中旬、当初の計画どおり代表者の渡航がついに実現し、マレーシアの電力会社テナガ・ナショナルの研究所(TNBR)内での共同実験により一定の成果が得られた。また、ファイバセンシング手法についても、新提案と原理確認を日本側の実験室内で行うことができた。しかしながら、これまでの遅れを取り戻せる状態になってはきたものの、全体としては遅れていると判断する。

今後の研究の推進方策

2024年度は、日本国内で検討した新手法をあらためて、現地の実験施設に導入し、有効性の検討を進めていきたい。

次年度使用額が生じた理由

本研究課題は、海外での共同研究先との実験を行うために、海外渡航旅費の占める割合が大きな計画となっていたが、コロナ禍のため2023年までは、やむを得ず渡航を断念せざるを得なかったことにより、次年度使用額が生じている。2024年度は、現地実験のための旅費や現地実験や予備実験に必要な機器に要する費用を中心に予算を充当する計画としている。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] マレーシア国民大学(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      マレーシア国民大学
  • [雑誌論文] Fast Brillouin frequency shift measurement by zero-crossing point search in the virtually composed spectra of Brillouin gain and loss2023

    • 著者名/発表者名
      Nonogaki Hayato、Sei Daichi、Bin Zan Mohd Saiful Dzulkefly、Tanaka Yosuke
    • 雑誌名

      28th International Conference on Optical Fiber Sensors, Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1364/OFS.2023.Tu3.85

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ブリルアン利得・損失スペクトルを用いたサポートベクタ分類によるブリルアン周波数シフトの推定2023

    • 著者名/発表者名
      野々垣 颯人、清 大地、田中 洋介
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] ブリルアン利得と損失の仮想合成スペクトルのゼロクロス点探索によるブリルアン周波数シフト測定2023

    • 著者名/発表者名
      野々垣 颯人, 清 大地, Mohd Saiful Dzulkefly Bin Zan, 田中洋介
    • 学会等名
      電子情報通信学会光ファイバ応用技術研究会

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公開日: 2024-12-25  

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