2021 Fiscal Year Research-status Report
International collaborative research on highly sensitive fiber optic sensor for early detection of dielectric breakdown signs in power line
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21KK0067
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
田中 洋介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20283343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲田 優貴 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (00735532)
塩田 達俊 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 光ファイバセンサ / 分布計測 / FBGセンサ / ブリュアン散乱 / 温度計測 / ひずみ計測 / 振動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。そのために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、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、センシング用の光ファイバを敷設することを計画した。分布型光ファイバセンシングについては、日本、マレーシア両国の研究者が協力して事前に準備実験を行うこととした。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。2021年度は、コロナ禍のため現地での実験を進めることができなくなったが、オンラインでの議論を活発に行い、両国の研究者が協力して光ファイバ分布センシングの高空間分解能化や高速化のための様々な手法の提案と原理確認を進めた。具体的には、光ファイバ内の散乱現象の一つであるブリュアン散乱が温度や歪みによって波長を変化させる現象を利用したセンシングにおいて、波長変化自体を測る従来手法に代わり、散乱光のパワーから即座に温度や歪みの変化を測定する手法を考案し、原理実証を行った。また、光源に光周波数コム光源を用いてブリュアン散乱を発生させ、散乱光スペクトルを一括測定する新たな手法の提案を行った。更に、精度向上のために機械学習を利用した手法について手掛けた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2021年度は、コロナ禍のため現地に赴くことができなかったため、オンライン会議を積極的に進めた。その結果、様々なアイディアが捻出され、当初想定していた以上の新たな光ファイバセンシング手法の発案ができた。これらは学会発表や、学術論文誌にて公開している。その意味で、新たなセンシング手法の検討については、当初の計画以上の進展が得られた。その一方で、現地での実験ができなかったことにより、実際の現場でセンシングを行う場合の課題やその対策の方針については遅れをとっており、全体としてはやや進捗は遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度になり、海外渡航が緩和されつつあるが、4月の現段階ではまだ慎重に状況を見極める必要がある。そこで、当初の計画をやや変更し、本年度は特に前半において2021年度に発案した手法の精度向上や問題点の洗い出しを進めるほか、現地での実験についてオンライン会議を通じて可能な限り事前検討を前進させることに力を入れる。その上で、渡航が可能になり次第、現地の電力施設にある光ファイバを利用した実験が円滑に手掛けられるよう準備を進めるようにする。現地の実験では、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。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により共同研究先への渡航およびそこでの実験計画が進まなかったことにより、当初使用予定の旅費や機材等の購入のための物品費の使用がなくなり、次年度使用額が生じた。これらは、計画の変更により、翌年度以降の旅費や物品費として使用する予定である。
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