『電気協同研究』第 78 巻 第 2 号

変電設備の保全高度化とアセットマネジメント
2022 年 7 月 28 日
一般社団法人電気協同研究会【発刊に際しての委員長推薦のことば】
変電設備の保全高度化とアセットマネジメント専門委員会
委員長

名古屋大学大学院教授

早川直樹

一般送配電事業者ら（以下，使用者と称す）は，1960 年代から 1990 年代の需要増加に対する設備の新増設により多くの変電設備を保有しており，それらは高経年化が進んでいる実態にある。これらの高経年設
備に対し使用者は，設備の信頼性を維持しつつ，点検周期の延伸や個々の設備状態に応じた点検への移行，劣化に対する保全方策の確立などの保全高度化，ライフサイクルコストを踏まえた設備保全計画の検討など保全の合理化に取り組んできた。
一方，省エネなど電力需要の減少による託送収入減少や，電力の小売全面自由化を背景とした低廉な託送料金実現への期待，労働人口の減少に伴う技術者の減少など，電力業界を取り巻く環境も変化しており，設備のさらなる長期使用を見据えた保全や，より一層の効率化，コスト削減が求められている。そのため，設備状態を的確に把握し，設備の寿命を精緻に推定するなど，高度な保全を実現する必要がある。
また，高経年設備は順次更新される必要があるが，経年による一律的な更新計画では，費用や施工力，設備の停止制約により，これを実現することは困難である。そのため，長期的な観点による効果的な投資と効率的な設備保全計画の策定が必要であり，アセットマネジメントによる戦略的な投資判断が注目されている。

これらの背景を踏まえ，本専門委員会では，変電設備全般を対象として，設備量や保全実態，事故・障害実態，劣化メカニズムの分析，保全方策と延命化に関する調査を行った。加えて，保全の省力化や設備診断の高精度化などを実現する先端技術の知見を収集し，その活用事例および今後期待される技術と，さらなる保全の高度化に向け必要な取り組みについて研究を行った。また，国内外のアセットマネジメントの事例から，代表的なアセットマネジメント手法の概要や手法に用いる設備状態・影響度の定量化方法を調査し，設備状態やリスク，経済性の観点により戦略的な投資判断を行うための研究を行った。本書には，これらの研究成果を取りまとめている。
本書は，使用者ならびに変電設備の製造者の皆様だけでなく，受変電設備を維持・管理している皆様，さらには電気技術者を目指す学生にまで広く活用され，変電設備を取り扱う現場において，保全高度化とアセットマネジメントを検討する一助とされることを切に願うものである。

１．本書の主な活用方法
本書の主な活用方法は，以下のとおりである。本研究成果を使用者・製造者共通の認識とし，読者の設備実態を踏まえ，的確かつ合理的な保全の検討にご活用いただきたい。
〇現状調査結果に基づく保全高度化
本書に示した機種別の事故・障害実態の傾向を踏まえて保全項目，保全周期を設定することにより，設備の特徴にあわせた合理的な保全ができる。
〇劣化により発生する事故・障害の低減
本書に取りまとめた劣化進展フローや，障害事象の確認方法，保全方策をもとに，設備の部位・部品単位に的確な方策を講じることができ，事故・障害を低減できる。
〇先端技術を活用した保全高度化
本研究にて取りまとめた保全高度化技術を参考に，技術導入に向け必要な取り組みを行うことで，保全の省力化，診断精度の向上，故障の未然防止，作業の安全性向上などの効果が期待できる。
〇効率的・効果的な設備保全計画の策定
アセットマネジメント手法の導入により，設備状態やリスク，経済性を勘案した効率的・効果的な設備保全計画の策定が可能となり，戦略的な投資判断を行うことができる。
〇技術継承資料
使用者，製造者ともに旧世代設備を熟知した技術者が減少しつつあるなか，今後の保全だけでなく，設備の新規設計にも過去の知見を反映していく必要があり，本研究の成果を技術継承資料として活用することができる。
２．本書の主な記載内容
２－１．総説（第Ⅰ編）
第Ⅰ編「総説」では，委員会設立の経緯と研究成果の概要を示すとともに，本研究の研究成果について要点を取りまとめている。本書の全体構成は第 1 図のとおりである。
研究成果

調査内容
・ 設備の 構造・ 製造管 理の変 遷・ 関連規 格と調 査・研 究の変 遷

第 Ⅱ編 第２章
・ 構造と 規格お よび調 査・研 究の変 遷
・ 設備の 部位・ 部品の 体系化 （部品 構成表 ）・ 設備量・ 保全実 態・ 事故・ 障害実 態

第 Ⅱ編 第２章
・ 設備量 ，保全 実態お よび事 故・障 害実態
第 Ⅲ編 第１章・ 部位・ 部品の劣化進 展フロ ーと保 全方策

・ 事故・ 障害事 例と劣化研 究の知 見

第 Ⅲ編 第２章
・ 新たな 劣化事 象と保 全方策

・ 設備の 寿命の 考え方
・ 使用者 の延命 化策

第 Ⅲ編 第３章
・ 寿命の 考え方
・ 使用者 の延命 化策

・ 保全高 度化に 対する ニーズ

第 Ⅳ編 第１章
・ 保全高 度化に 対する ニーズ の調査 結果
第 Ⅳ編 第１章
・ 保全高 度化技 術の調 査結果

・ 保全を 高度化 する先 端技術

・ アセッ トマネ ジメン トに関する 規格と 動向

第 Ⅴ編 第１章
・ アセッ トマネ ジメン トの定 義・ 国内外 におけ るアセ ットマ ネジメ ントの 動向

・ アセッ トマネ ジメン トの代表的 な手法

第 Ⅴ編 第２章
・ アセッ トマネ ジメン ト手法 の特徴
・ 設備状 態・影 響度の 定量化 項目・ 方法

第1図

報告書の構成第 Ⅳ編 第２章
・ 保全高 度化技 術の活 用事例・ 更なる 保全高 度化に 向けた 課題

第 Ⅴ編 第３章
・ アセッ トマネ ジメン トの適 用検討（ケー ススタ ディ）

２－２．現状調査（第Ⅱ編）
第Ⅱ編「現状調査」では，これまでの電協研において調査されてきた全 12 機種の変電設備（第 1 表）を対象に，構造と規格の変遷，使用者の保有する設備量や保全実態，事故・障害実態の調査・分析結果を機種別に取りまとめている。
第 2 図に一例を示す。本図は各機種における原因別の障害件数であり，全機種において自然劣化の占める割合が多い結果を示している。

機種TrShR
LRGIS
GCB
VCB
OCBLSSCCTVTLA

調査対象設備・期間
調査期間（年度）
前回

1998～2001［第61巻第3号］
1998～2001［第61巻第3号］
2002～2007［第67巻第4号］
2002～2010［第70巻第2号］
2002～2010［第70巻第2号］
1998～2001［第61巻第3号］
1992～1997［第56巻第2号］
1992～1997［第56巻第2号］
1998～2001［第61巻第3号］
1992～1997［第56巻第2号］
1992～1997［第56巻第2号］
1992～1997［第56巻第2号］

1

5,000

今回
2002～2017
2002～2017
2008～2017
2011～2017
2011～2017
2002～2017
1998～2017
1998～2017
2002～2017
1998～2017
1998～2017
1998～2017

障害件数（件）

第1表

N=18,923

1

1

4,000

1

3,000

1

1

2,000

0

0

1,000

0000
機 種

0

自然劣化

TrShR
LR
GIS GCB VCB OCB
LSSC
3,762 303 1,188 454 1,099 1,622 529 3,455 250

保守不完全56482

84

48178

673

101347

2900

製作不完全

167

30150

20120

195248026525

施工不完全

119

14572081

7234298216237自然現象

272

2873

6293612148

371530

28

腐食

16

3

10113473883

67281

他物接触

103

30

769528264

その他

182

6079

103

76

229

85

199167727

合計

5,092 523 1,644 662 1,624 2,906 802 4,482 367

162482

177

第2図CT
101

VT293

LA100
46

各機種における原因別の障害件数

２－３．劣化評価と保全方策（第Ⅲ編）
第Ⅲ編「劣化評価と保全方策」では，第Ⅱ編の調査結果を踏まえ，劣化進展により生じる設備の各部位・部品の障害事象を検討し，その結果を「劣化進展フロー」として整理している（第 3 図）。
そして，最新の劣化研究および事故・障害事例より得られた劣化事象とこれに対する保全方策，また，使用者・製造者の寿命の考え方や，使用者が実施している延命化策について取りまとめている。
さらに，各設備の部位・部品ごとの劣化傾向を分析するため，調査結果をもとに各機種の部位・部品構成を体系化し，付録「部品構成表」として収録している。

第3図

劣化進展フローの整理例

２－４．保全高度化技術（第Ⅳ編）
第Ⅳ編「保全高度化技術」では，第Ⅱ編，第Ⅲ編の調査結果を踏まえ，使用者の実態から保全高度化に対するニーズを整理するとともに，最新の ICT･IoT などを活用して保全高度化を実現する技術を調査した。
また，保全高度化技術の活用実態と今後活用が期待される技術（第 4 図）を整理するとともに，使用者が目指す保全高度化の将来像の実現に向け，参考となる技術事例を紹介している。さらに，保全高度化技術の導入促進に向けた検討フローを整理し，各フェーズにおける必要な取り組みについて取りまとめている。
ロボット・ドローンによる現地状況の遠隔把握

変 電所

ロボット・ドローンの自律巡回による変電所の監視

故障対応
巡視・点検

現地操作
計画

設備管理システム

AIやマイニング技術によるビッグデータ解析

遠隔サポート
診断

AI

スマートグラス（MR技術）による作業支援

AUTO

補修・部品交換

更新計画・工事
運用
計画

計画

AI

AI予測などにより，運用・計画に関する判断をサポート

保 守拠点

第4図

3Dモデルを活用した変電所設計

今後活用が期待される技術

２－５．アセットマネジメント（第Ⅴ編）
第Ⅴ編「アセットマネジメント」では，国内外におけるアセットマネジメントの事例を調査し，電力流通設備に対するアセットマネジメントの動向と，代表的なアセットマネジメント手法の特徴（第 5 図）や，手法に用いる設備状態・影響度の定量化項目や定量化方法を取りまとめている。
さらに，使用者の戦略的な投資判断の一助となるよう，設備保全計画の策定を題材としたケーススタデ
ィにより，変電設備へのアセットマネジメントの適用事例を示している（第 6 図）。
100
設備群の評価設備状態

影響度設備状態—

点数

リスク点数

Health Index

Scoring

リスク・コストリスク低減量（×103）

評価指標

220kV

保全方策の評価

費用66kV

ケースⅢ-1更新対象（7.5×103以上）

10

1
ケースⅡ
更新対象
（60点以上）Risk matrix

故障確率

第5図

22kV

CNAIM

累積ｺｽﾄ評価法

NOMs

IGMS

アセットマネジメント手法の分類

0.1
0

20

40
60
設備状態［点数］（点）

80

第6図

ケーススタディ事例（遮断器）

100

２－６．まとめ
以上のように，本書は全 12 機種の変電設備における最新の実態，各機種の部位・部品単位の劣化メカニズム，劣化に関する新たな知見や延命化策，さらには，先端技術の活用による保全高度化，設備状態・リスク・経済性を勘案した戦略的な投資判断についての研究成果を取りまとめた資料である。変電設備の保全高度化とアセットマネジメントを目指すにあたり，多くの皆様に活用いただけるものと考える。