巻頭言

ビッグデータ時代の到来による新たな情報社会における人間の役割

馬場 旬平 *

Jumpei Baba

近年のデータ収集システムの発展には目を見張るものがある。特にディジタル化されたデータが非常に容易に，かつ，大量に収集が可能となっており，隔世の感がある。私事で申し訳ないが，まだ学生の頃は時系列実験データの収集にはアナログレコーダで記録を取り，その後，ディジタ
イザでディジタルデータに変換をしたのだが，ポータブルな記憶デバイスがまだフロッピーディ
スクしかなく，紙に印刷したチャートや実験メモと睨めっこをしながら必要な箇所を厳選してディジタル化した記憶がある。また，計算機の補助記憶装置の単位情報量当たりの価格も高く，大きなデータを残して置けなかったこともデータを厳選した理由の一つであったと思う。現在の学生さんはデータアクイジションシステムから直接，大量のディジタルデータを取得し，とにかく補助記憶装置にデータを格納し，計算機上で必要な箇所をいとも簡単に切り出して解析を行っており，改善された研究環境がうらやましい限りである。
一方で不必要なデータまで大量に取得し，補助記憶装置に保存しておき，何のメモもなく，重要なのかそうでないのか，はたまた何のデータなのか判断出来ない大きなファイルがいくつも溜まっている。定量的な情報がなく恐縮ではあるが，学生一人当たりが占有するデータ領域が，以前より増えている気がする。利用出来ないデータは単なる「ハードディスクの肥やし」でしかな
いが，完全に消去する訳にもいかず，バックアップを取りながら運用しているのが現実である。
データを記憶し続けるのであれば再利用可能な形で保存する必要があるが，なかなか学生に定着させられていない。かく言う自分も過去に作成したグラフを改変しようとして元データを探すのに四苦八苦することがある。
現在，「ビッグデータ」という単語が世間を賑わせている。電力関連の分野でも多数のセンサーを配置し，高速通信網などを活用して大量のデータを取得し，運用に活用する機運が高まっている。
「ビッグデータ」の活用は間違いなく有用で重要な技術になると確信している。しかし，単に情報を収集するだけでは，それこそ当研究室のハードディスクと同様，肥やしを増やすだけで，役に立たないどころか，コストが嵩むことになる。収集したデータをどう活用し，保管するのか，
これから強く問われる時代になると思われる。
大量に存在するデータから意味のある有用な情報を見出すという行為は今も昔も変わりはないのかもしれない。それを現在はやりの AI で有用な情報を見出すことになるのかもしれないが，結局は人間が，何が有益なのかを判断し，その情報を基に，計算機がデータを探索・解析しているに過ぎないのではないか，と思っている。やはり最後はデータを扱う人間の能力が重要であろうが，あるタスクに対して一朝一夕では良い判断が出来るものではなく，経験の蓄積が重要ではな
いかと考えられる。EMS や VPP などで大量のデータを扱うことになると思われるが，是非，経験を蓄積して頂きより良いシステムを生み出して頂ければと祈念している。

* 東京大学

新領域創成科学研究科

先端エネルギー工学専攻

准教授
東光高岳技報 Vol.4 2017

1

論

論

文

配電系統の電圧制御シミュレーション～蓄電池を活用した電圧適正化に関する検討～

配電系統の電圧制御シミュレーション

文～蓄電池を活用した電圧適正化に関する検討～
■ 山下

裕輔

Yusuke Yamashita

1

■ 茂木

規行

Noriyuki Motegi

適正化のための技術開発・製品開発に取り組んでおり，はじめに筆者らは，配電系統のシミュレーション解析および配電

地球温暖化の原因の一つとして挙げられている二酸化

ネットワーク実証試験場（以下試験場）で行う試験の双炭素（CO2）の排出量を削減するため，気候変動枠組条

方により，電圧適正化技術の研究開発を行っている。試約第 22 回締約国会議（COP22）にて世界各国が CO2

験場には，PV や蓄電池，模擬負荷装置などを備えてお排出削減目標を掲げ，日本においても政府主導のもと温り，これらの設備を用いてさまざまな系統状況での検証

暖化対策の取り組みが進められている。その取り組みのを行うことができる。現在，PV ならびに蓄電池が普及一つとして，再生可能エネルギーの導入が促進されてした次世代の配電系統を想定し，蓄電池の活用による電おり，固定価格買取制度

圧適正化効果に関して検討を進めている。

注 1）

導入以降，特に太陽光発電（以下 PV）の導入が加速している。PV は発電時に CO2

本稿では，配電系統における蓄電池の運用を検討する

を排出しないメリットがある一方，発電量が天候に左右ための新たなモデル環境を構築して，動作検証のためにされるため，PV の導入拡大に伴い，電力系統での余剰行ったシミュレーションに関して紹介する。

電力発生や周波数変動増大，電圧変動増大といった，電力の安定供給・電力の品質に及ぼす影響が問題視されて2いる。特に，電圧変動に関する課題は，配電系統にお蓄電池導入評価モデル構築

いて PV が局所的に接続された場合に顕在化しやすい。

従来の試験場シミュレーションモデル（1） では，主にPV 導入の拡大途上である現段階でも，すでに法定の電LRT や SVR，PV，負荷などのモデルが構築されている。

圧維持範囲から逸脱のおそれがあり，電圧変動を抑制す

このモデルをベースに，蓄電池システムを活用した評価

るための追加対策を実施しなければならない個所が増えが可能な環境を構築するため，新たに蓄電池モデルを作

つつある。

成した。

従来から実施されている電圧変動を抑制する対策として，変圧器のタップを変更することで変圧器二次側電圧

2.1

蓄電池モデルの概要を調整する負荷時タップ切換変圧器（LRT：Load Ratio

蓄電池システムは，パワーコンディショナを介して指control Transformer）・ステップ式電圧調整器（SVR：

令に応じた電力の充放電を行う。SOC 注 2）が上限またはStep Voltage Regulator）や，無効電力を調整すること下限に達した場合，それ以上の充放電はできなくなる。

で電圧を安定化させる静止型無効電力補償装置（SVC：

このような SOC に応じた充放電電力管理のための蓄電

Static Voltage Compensator）といった，電圧調整機器

池モデルを，図 1 に示す。構築したモデルは，蓄電池の設置がなされている。これらの対策は通常，一般送配の SOC を計算し，容量を超える充放電指令を受け取っ

電事業者側で実施するものであり，将来，さらに多くのた場合に充放電が制限される動作とした。

分散型電源導入が進むと，より高度な電圧制御のための方法が求められると考えられる。この高度化を実現する

2.2

蓄電池モデルの動作ための手法の一つとして，PV とともに今後普及が見込

2.1 で示したモデルについて，簡単な充放電指令波形

まれる蓄電池システムの活用がある。蓄電池を有効活用を与えたときの動作確認に関して述べる。蓄電池容量とすることにより，需要家内のエネルギーマネジメント用

最大入出力のそれぞれで充放電制限が現れることを確認

途以外にも，電力系統の安定化への寄与が可能となる。
最近では，分散配置されている需要家側機器を束ねて統合制御し，あたかも一つの発電所のように制御すること
で，系統制御の高度化に寄与できるバーチャルパワープ
ラント（VPP）に関連する複数の実証事業が行われており，蓄電池をはじめとする需要家側機器の制御は，よりいっそう期待されている。
東光高岳では，分散型電源の大量導入を見据えた電圧
2

東光高岳技報 Vol.4 2017



図1

蓄電池モデルの簡易ブロック図

論

200
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200

とした。需要家ノードを配電線上の位置に応じて，始端・中間・末端の 3 グループに分類し，後述する負荷・PV・蓄電池の接続分布条件により，各需要家ノードに

100

15

40

10

20

5

0

0

6



12

図2

18

24

30
36
time (min)

42

48

54

（2）需要家の負荷電力および PV 出力データ

20

60

0

負荷電力と発電電力を配分する。

25

SOC

80

SOC (%)

文

で，この構成を反映したシミュレーション評価モデル

充放電出力
充放電指令

SOC (kW h)

有効電力 (kW)

配電系統の電圧制御シミュレーション～蓄電池を活用した電圧適正化に関する検討～

60

全需要家の受電端合計電力として，図 4 のデータを利用する。電力値は，有効電力の消費が正，遅れの無効
電力が正である。この電力値を，負荷・PV・蓄電池それぞれについて設定する始端・中間・末端の分布条件に応じて，各需要家ノードに割り当てる形とした。

蓄電池モデルの動作確認波形

使用する負荷電力および PV 出力の時系列データにするため，下記条件にて蓄電池モデルを動作させたときは，東光高岳小山事業所内の設備にて測定した 1 秒間の入出力波形を図 2 に示す。

隔の実測値を換算して用いた。評価対象の PV データと（条件）最大入出力：±100 kW 初期 SOC：20％（5 kWh）

して電圧上昇が発生しやすい快晴日の出力曲線，負荷と蓄電池容量：25 kWh

して軽負荷期の類似データ数日間分を平均化した負荷曲充放電損失：0 kW

図 2 では，充電側と放電側の両方の挙動を示してい線を選んだ。配電線の軽負荷期平均負荷電力（2） のピー

る。充放電出力は，最大入出力 ±100 kW の範囲内で変ク 約 1,500 kW に 対 し て， そ の 2 倍 で あ る 3,000 kW

化し，SOC が 0％に達すると放電停止，100％に達する

程度が PV 出力のピークとなるデータに換算している。

と充電停止となる。

（3）条件
電力系統全体における需給バランス調整の面で，軽負3荷時間帯かつ PV 出力が大きい期間に，PV の余剰出力

 ミュレーションによる
シ
蓄電池制御効果の基礎検討を抑制するため蓄電池の充電が要請されるケースを想定する。このとき，配電系統内の複数蓄電池が充電を行う

構築した蓄電池モデルを含めて，シミュレーションに場合，各蓄電池の位置分布により，電圧変動の様相に差

より，蓄電池の制御が配電系統電圧適正化に及ぼす影が生じる。需要家に対して蓄電池充電要請を与える管理

響・効果を検討する。本稿では一検討として，蓄電池の充電が要請される時間帯を想定し，制御対象となる配電

2,000

有効電力 (kW) 無効電力 (kvar)

線内の蓄電池の分布が異なるときに電圧変動へ与える影
響を比較する。
3.1

シミュレーションモデルおよび条件（1）シミュレーションモデル
図 3 はシミュレーション評価用の配電系統モデルであり，1 配電線あたり 10 個所の需要家ノードと配電線したものである。試験場設備においては，蓄電池および



負荷がそれぞれ配電線上の異なる位置に接続切換が可能
配電線始端

⑪

-2,000-3,000

図4

3:00

6:00

負荷 (kW)
9:00

蓄電池 (kW)負荷 (kvar)

15:00

21:00

12:00
時刻

⑬

R2

R3

R4

0:00

配電線末端

⑭
SVR

18:00

PV 出力と負荷電力および蓄電池充電電力波形（全需要家の受電端電力総和）

配電線中間

⑫
R1

-1,000-4,0000:00

デルは，シミュレーションと試験場との比較検証を考慮

LRT

0

PV (kW)

インピーダンス（r + jx）から構成されている。このモ

66kV / 6.6kV

1,000

R5

R6

⑮
R7

R8

⑯
R9

R10

線路インピーダンス

PV

図3

負荷

蓄電池

需要家

シミュレーション評価用配電系統モデル
東光高岳技報 Vol.4 2017

3

論

文

配電系統の電圧制御シミュレーション～蓄電池を活用した電圧適正化に関する検討～

者側の立場で考えると，蓄電池充電による逆潮流電力抑

3.2

結果

制と同時に，制御する蓄電池位置の選び方によっては電表 2 の各 case について電圧変動の違いを評価する。

圧適正化が見込めると捉えることもできる。この電圧変図 6 は，電 圧 上 昇 が 最も大きい配 電 線 末 端 地 点（図動の違いを評価するため，表 1 に示す配電線上の蓄電

3 の⑯）の LRT 二次側を基準とした電圧変動である。

池分布が異なるケースでシミュレーションを行った。表case 0 の曲線が蓄電池制御のない基準ケースの電圧変動

1 では，全蓄電池を 100％としたときの，始端・中間・であり，それ以外の蓄電池制御を実施した 3 ケースでは，末端の分布条件を示している。蓄電池充電制御を行わすべての場合において蓄電池の充電が行われている時間ない case 0 を基準ケースとして，制御対象蓄電池が始帯に電圧上昇が軽減されていることが確認できる。

端に偏っている case 1，均等に位置する case 2，末端配電線各地点間の電圧変動比較のため，電圧偏差を評に偏っている case3 を比較する。図 5 に，各需要家に価時間（15 h）すべてにわたって積算した結果を図 7 に配置されている PV・負荷・蓄電池の分布条件を，ケー示す。横軸の数字は，図 3 内に記す数字に対応した配電

ス別に一覧で示す。ここで，各需要家の PV・負荷・蓄線地点を表しており数字が大きくなるほど配電線末端に電池の最大電力を合計すると，それぞれ 3,000 kW・近い。縦軸は，LRT 二次側電圧からの電圧上昇幅または1,500 kW・1,000 kW である。例えば，case 1 の場合，降下幅の絶対値を積算した量で，この値が大きいほど電需要家全体で 1,000 kW の充電を行うとき，それぞれの圧変動の発生頻度が高いことを表す。すべてのケースに需要家が充電する電力の配分は，始端グループの範囲で共通して，配電線末端に近いほど電圧上昇が大きくなっ

1,000 kW の 80％である 800 kW が充電されることにているのは，末端付近に集中して接続されている PV になる。なお，10 個所の需要家を 3 グループに等分してよるものである。case 0（蓄電池制御なし）と case 1〜

いるため，需要家 R4 の電力は始端と中間を按分，R73（蓄電池制御実施の 3 ケース）とを比較すると，配電は中間と末端を按分した値としている。
そのほか，各ケースで共通の条件を表 2 に示す。今

表2回の評価では，蓄電池の充電運用に対して容量に不足はないものとし，蓄電池の充放電に伴う電圧変動分を検証するため，LRT および SVR のタップは固定としている。
表1
case No.

シミュレーション時間

15 h（6:00 〜 21:00）

線路インピーダンス
r + jx（Ω）

0.12 + j0.31

LRT 一次側電圧

66 kV 一定

LRT 変圧比

66 kV：6.6 kV 固定

SVR 変圧比

1：1 固定評価パターン一覧

蓄電池の有無制御実施蓄電池分布（％）
始端

中間

末端

case 0

蓄電池なし（基準ケース）―――case 1

蓄電池あり

80.0

10.0

10.0

case 2

蓄電池あり

33.3

33.3

33.3

case 3

蓄電池あり

10.0

10.0

80.0

シミュレーション条件

負荷配電線分布（％）

始端

中間

末端

33.3

33.3

33.3

PV 配電線分布（％）（電圧上昇が過酷な末
端集中分布）

始端

中間

末端

10.0

10.0

80.0

蓄電池合計充電指令

9:00〜
11:00

11:00〜
13:00

13:00〜
15:00

500 kW

1,000 kW500 kW

350

case 0300

case 1250

case 2

電圧偏差 (V)200case 3

150
100
50
0
-50
-100
-150
6:00



4

図5

各需要家の PV・負荷・蓄電池分布内訳

東光高岳技報 Vol.4 2017



9:00

図6

12:00

時刻

15:00

18:00

各 case の配電線末端電圧変動

21:00

配電系統の電圧制御シミュレーション～蓄電池を活用した電圧適正化に関する検討～

論

文

線すべての個所で蓄電池制御実施により電圧上昇が軽減

与える影響を解消するためには，PV で発電された電力

されている。蓄電池制御実施の case 1，case 2，case 3

はすべてその場で消費もしくは PV 併設の蓄電池で吸収を比べると，末端付近ではケース間で電圧偏差積算量にする地産地消の考えが理想である。今回の結果において差があるが，始端付近では末端に比べて大きな違いが見も，末端に集中した PV 出力をその場所に近い蓄電池でられない。これは，電圧変動が線路インピーダンスと線

吸収することが電圧適正化に効果的であると言える。

路電流のベクトル積で決まるため，LRT からの距離が近

本稿では，蓄電池を単純な充電パターンに絞って一般

い始端では電圧変動が小さくなることに関係している。

傾向を整理したが，蓄電池運用計画の経済性や利便性な

図 8 は，配電線の始端から末端まですべての個所のど複数条件を考慮すると，それぞれに最適なケースが異電圧変動を総合評価した結果で，ケース間で電圧上昇抑なる可能性がある。さまざまな配電系統の状況を想定し制効果を比較している。グラフの縦軸は，図 7 の電圧た検証や，実用的な課題を明らかとするためには，本稿

偏差積算量を各配電線地点で合計した値で，蓄電池制御で紹介したシミュレーション技術と合わせた試験場の活なしの case 0 を 100％として表記した。この結果より，用が重要である。

制御する蓄電池の配置が，始端→均等→末端の順に電圧上昇抑制効果が大きいことが確認できる。
3.3

4

おわりに

将来の PV ならびに蓄電池の普及が拡大した配電系統

考察・まとめcase 0 から case 3 の各結果より，PV が配電線末端を想定して，蓄電池の活用を検討するためのシミュレー

付近に集中して接続された配電線において，PV 出力をション環境の構築とともに，蓄電池の制御が配電系統の蓄電池に充電する場合，充電制御する蓄電池が末端に集電圧適正化に寄与できることを確認した。

中するほど電圧上昇を軽減する効果が高いことを確認し今後は，蓄電池容量の制限やばらつきを配慮した制た。また，系統管理者側の視点で考えると，配電線各所

御，電圧調整機器の制御との協調など，さらに詳細な条に点在する蓄電池をすべて均等に制御するよりも，個別件を考慮したシミュレーションを行うとともに，試験場に制御するほうが電圧適正化に貢献できることがわかっで実施する試験とを組み合わせた検証により，実証環境

た。PV 出力に伴う逆潮流が及ぼす配電系統の安定性にの高度化や電圧制御ロジックの開発を進める。

電圧偏差積算量 (V·h)

2,500case 1case 2■参考文献

case 3（1）尾崎卓也他：「配電系統の電圧制御シミュレーショ
ン」，東光高岳技報，No.3，pp.2-5（2016）（2）一般社団法人電気協同研究会：「配電系統における力率問題とその対応」，電気協同研究，Vol.66，No.1（2011.1）

2,000
1,500
1,000

■語句説明

500
0



case 0

11

図7

12

13
14
ノード番号

15

配電線各地点の電圧偏差積算量

16注 1）固定価格買取制度：再生可能エネルギーで発電した電気を，国が定める固定価格で一定期間電気事業者が買い取ることを約束する制度。
注 2）SOC：State of Charge の略で，蓄電池が電池容量に対して充電されているレベルを示す。満充電状態で 100％
となる。

山下

裕輔

茂木

規行

技術開発本部
技術研究所 次世代系統技術グループ 所属
次世代配電ネットワークに関する研究・開発に従事

技術開発本部
技術研究所 次世代系統技術グループ 所属
次世代配電ネットワークに関する研究・開発に従事



図8

電圧偏差積算量の各 case 間比較
東光高岳技報 Vol.4 2017

5

論

論

文

半導体パッケージの熱変形検査技術

文

半導体パッケージの熱変形検査技術■ 石原満宏Mitsuhiro Ishihara

1

■ 井上

征利

Masatoshi Inoue

や部品の除去は手作業で行われ基板変形計測値に少なかはじめにらぬ影響を与えることは必定である。

これまで半導体製品の性能向上を牽引してきた LSI 製

東光高岳は，共焦点法を用いたインラインバンプ高さ

造プロセスルールの微細化は限界が近づいてきており，検査装置で多くの実績を重ねてきた（2）。バンプ高さ検査

今後は複数の LSI チップを一つのパッケージにまとめ

装置ではバンプの高さ・コプラナリティ検査に加え，基る，MCM（Multi Chip Module）技術がその役を担う板の変形も同時に検査しており，塗装もバンプの除去もことになる。TSV（Through Silicon Via）を用いて複必要がない。この技術を用いることで他手法のもつ上記数の LSI チップを垂直に積層する 3D 実装や，水平に統のような課題を免れた新しい熱変形検査装置を製品化（3）合する 2.5D 実装などの新しい MCM がすでに実用化さしたので報告する。

れてきており，パッケージ構造の複雑化が進んでいる。

以下では，装置全体の構造・動作について概説し，そパッケージ構造が複雑になると構成材料それぞれの熱の後本装置の大きな特長である加熱炉と計測機構につい

膨張率の違いから変形や残留応力が発生し，機械的信頼て詳説する。

性不良の問題を引き起こす可能性が高くなってくる。このような背景から，半導体パッケージの熱に対する変形特性を正しく評価できる装置（以下，熱変形検査装置）の需要は年々高まっている。
このような需要に応えて JEDEC

注 1）

では，熱による

2

装置概要

2.1

装置仕様・構造

図 2 に装置の外観を，表 1 に装置の主な仕様を示す。

（1）

パッケージの変形評価のための規格 JESD22-B112A

図 3 は装置の構造を示す模式図である。主要な構成要をまとめている。そこには変形を評価するための四つの素は，サンプルの表面形状を計測する計測機構部分とサ計測手法が列挙されている。図 1 に各手法の計測原理の模式図を示す。
共焦点法以外の手法はいわゆる三角法（三角測量法）とよばれる計測手法である。サンプル表面が拡散反射面である必要があり，さらに DIC 法においては表面に模様が必要となる。そのため拡散反射や模様が不十分であるパッケージ基板においては通常サンプルへの塗装を必要とする。また，これらの手法を用いた市販装置は 1 回の計測（1 視野計測）でサンプル全体を計測することを前提としているため分解能が低く，バンプ 注 2）などの基板上の微小な部品を適切に処理できない。そのため通常これらの部品は物理的に取り除いておく必要がある。塗装

図1

6

東光高岳技報 Vol.4 2017

各種の変形計測法

図2

装置（HVI-8000-RC）外観半導体パッケージの熱変形検査技術論

文

ンプルを加熱する加熱炉であり，これらについては次章

筐体で覆われており加熱中は扉がロックされている。そ以降で詳述する。加熱中は，サンプルだけでなく加熱炉

れによる筐体内部の温度上昇を防ぐためにエアコンディ

自体も高温になることから，安全に配慮して装置全体がショナを備えている。

表1

HVI-8000-RC 仕様

装置型式

HVI-8000-RC

測定原理

非走査共焦点方式

視野サイズ

13 × 13 mm

XY 分解能8 μm

Z 計測範囲最大 4 mm

Z 軸計測分解能

0.1 μm

加熱方式

対流加熱

加熱温度

R.T. ～300℃

加熱速度

最大 2.0℃ / 秒

計測時間＜ 約 1.0 秒 / 視野

2.2

動作概要

加熱炉にサンプルをセットしスタートボタンを押すと，事前に設定された温度プロファイルにもとづきサン
プルが加熱される。温度プロファイルには最大 32 点の計測温度を設定できる。計測温度まで加熱されると，そこで温度が一定に維持され計測動作が開始される。計測が完了すると次の設定温度まで加熱され，また計測が実施される。後は同様にすべての設定温度で加熱・計測がなされ，最後に室温（安全温度）に戻って一回の計測
シーケンスが完了する。温度プロファイルとその計測結果の例を図 4 に示す。
2.3

データ解析

データ解析として，三次元計測器で計測された表面形
状点群データをサンプルの変形量（反り量）に変換す
る（特徴抽出する）作業が必要である。本装置では上記の計測シーケンス中にリアルタイムで解析が実施され，計測シーケンスが完了した時点で解析もすべて完了す
る。図 5 にデータ解析のようすを示す。2,000 万点を超える表面形状点群データから不要なバンプ部分を除去
図3

し，バンプ周辺の基板高さを抽出して変形を評価してい装置構造る。 これを実現するためには，評価ウインドウ位置座
標群を事前に設定しておく必要がある（図 5 ではバンプ座標に相当）。評価ウインドウ位置座標群は，サンプルの特徴的な形状（例えば基板姿勢認識用マーク）を基準にして設定され，計測時にはその形状をリアルタイム
で画像探索し，その位置を基準に評価ウインドウ位置座標群がアライメントされ特徴抽出処理が実行される。

3


図4

加熱炉

本装置は，JEDEC 規格サイズのトレイを収めること

温度プロファイルと計測結果の例

図5

データ解析処理
東光高岳技報 Vol.4 2017

7

論

文

半導体パッケージの熱変形検査技術

への熱電対貼付は必須である。サンプルへの熱電対貼付は手間がかかり，ダミーサンプルが必要であり，小さいサンプルなどでは貼付が困難であったりする。対流加熱では，事前のテスト加熱により炉内の気温からサンプル温度を推測できるので制御のための熱電対貼付は不要である。


図6

加熱炉構造

（4）同一方式で冷却が可能
車載半導体においては信頼性試験のために氷点下の温ができる大型の対流方式加熱炉を備えている。加熱炉の度が必要とされる。対流方式においては加熱だけでなく構造を図 6 に示す。伝熱工学によれば，熱が伝わる形

冷却も同一方式で可能でありシームレスな制御が可能で態として以下の三態がある。

ある。熱放射方式での冷却は不可能である。

①熱伝導（Conduction）②対流熱伝達（Convection）③熱放射（Radiation）

4

計測機構

熱伝導による加熱は，ホットプレートの上にサンプル計測機構部分は，共焦点方式の三次元計測器およびそを載せる方式が代表的なものである。対流（熱伝達）方

れを移動させる XY ステージ，加えて加熱炉から三次元式による加熱はサンプルに熱風を吹き付けるもので，は計測器への熱の伝達を遮る断熱機構より構成される。

んだのリフロー炉 注 3）はこの方式である。熱放射による加熱は，赤外線ランプを使った電磁波（光線）加熱である。

4.1

三次元計測器

市販の熱変形検査装置のほとんどは近赤外線ランプに本装置の最大の特長は共焦点方式の三次元計測器による熱放射加熱であり，東光高岳においても従来は近赤ある。東光高岳の三次元計測器は，計測原理に共焦点

外線ランプを使用していた。しかし光線は指向性が強方式を採用し共焦点方式の欠点である計測速度を独自

く，さまざまな形状・サイズのサンプルを全周から均一の光学系により大幅に向上させている。以下に原理をに加熱することは困難で，表裏を含むサンプル内部の温解説する。

度差あるいはトレイ上の場所による温度差の発生を避け

図 7（a）は共焦点方式三次元計測の原理図である。

ることは難しかった。一方，対流方式の加熱は，サンプ

ピンホールを照明し対物レンズによりピンホールの像を

ルの周囲温度を上げて全周から加熱することになるので物体に投影する。物体上で反射した光を同じピンホール

高い均一性を実現できる。また半導体パッケージは，実で受け，ピンホールを通過した光量を検出する光学系と装時に対流方式のリフロー炉で加熱されるので，リフなっている。物体表面がピンホールの結像位置にある場

ロー炉と同一条件での加熱がユーザより強く望まれてい合，対物レンズにより反射光は再びピンホール上で結像た。そのほかにも対流加熱方式の実用上のメリットとししほとんどの光がピンホールを通過して強い検出器出力て以下が挙げられる。

が得られる。一方，物体表面がピンホール結像位置以外（1）材料の違いによる影響が少ないにある場合は反射光がピンホール上に結像することなく

熱放射加熱は，サンプル表層材料の赤外線吸収率によ

広がり，ピンホールを抜ける光は少なく弱い検出器出力

り加熱の容易さが大きく変わる。例えば金属は表層で光しか得られない。物体を光軸方向（Z 方向）に移動させ線を反射してしまうので表面処理なしでは加熱できなて検出器出力が最大値となる Z 位置を探索すれば物体い。対流加熱は空気分子を衝突させることによる直接的

表面の Z 位置が同定される。光学系を XY 方向に動かな加熱なので材料の違いによる影響が少ない。

して同様の計測をすることで物体表面の三次元形状を得（2）サンプル放出ガスによる汚損が少ない

ることができる。これが共焦点方式の計測原理である。

半導体パッケージは高温になるとはんだフラックスの図 7 からわかるように共焦点方式は物体からの正反射

気化などによるガスが発生し，炉の窓ガラスが汚損され光を利用しており，一般的な三角測量方式のように物体計測に影響する。対流加熱においては発生したガスが加面上での散乱反射を前提としていないため平滑面であっ熱の対流とともに外部に排出されることから汚損の発生ても塗装をする必要がない。

はきわめて少ない。
（3）サンプルへの熱電対貼付が不要

共焦点方式の問題は計測速度である。XYZ 三軸の走査が必要であり著しく時間を消費してしまう。そこでサンプルの正確な温度制御のためにはサンプルの温度

図 7（b）に示すようにピンホールを二次元方向に多数

モニタリングが必要となるが，熱放射加熱においてはサ

配列しかつ二次元検出器（すなわちカメラ）を用いて，ンプルそのもの，もしくは同じ材質のものでサンプル温度

XY 走査することなく計測が可能な非走査三次元計測方をモニタリングしなければならない。そのためサンプル式を実現した。Z 方向の走査は Z 移動ステージにより

8

東光高岳技報 Vol.4 2017

半導体パッケージの熱変形検査技術（a）共焦点法の原理



論

文

（b）非走査共焦点方式

図7

三次元計測器の計測原理

図8 計
 測例（左からピングリッドアレイ，1 セントコイン，
スクリュー）（a）固定視野 & XY ステージ方式   

行う必要があるが，非走査共焦点方式では停止すること

視野計測ができるようになっている。一方，市販のほかなく連続的に Z 移動をしながらカメラのシャッタ機能の熱変形検査装置ではサンプルが視野サイズを超える場を使ってデータ取得することができるため高速である。

合にはレンズの倍率を変更して対応するのが一般的であZ ステージに設けられたナノ分解能のリニアスケールにる。図 9 に模式図を示す。

よりシャッタのタイミングが制御されるので高速でありながらも正確な Z 位置でデータが取得される。

図9

    
（b）倍率変更方式

視野サイズを超えるサンプルへの対応

レンズの倍率を変える方式は計測速度がサンプルのサイズに関わらず一定であるメリットはあるが，XY 分解

これにより共焦点計測の高い精度を維持しながらも，能が変化するため計測に影響を与える。例えば，バンプ

バンプの全数検査が可能なレベルの高速性が実現されてのような微細な凹凸をもつサンプルをトレイに並べて計いる。
図 8 に非走査共焦点方式三次元計測器の計測例を示す。汎用性の高い計測が可能である。

測する場合，トレイ全体を 1 視野に収めてしまうと解像度が落ちてバンプが認識できず，サンプルの変形とバンプによる凹凸の区別ができなくなってしまう。そのため事前にバンプの除去が必要とされる。しかし本装置では

4.2

XY ステージによる複数視野計測

非 走 査 共 焦点方式では対 物レンズの視 野内（13 ×解像度が一定であるためサンプルサイズに関わりなく，
本稿の 2 章「2.3

データ解析」で示したようにデジタ

13 mm）の XY 走査は不要である。しかし視野サイズをル画像処理によりバンプ除去が可能であり，物理的な除超える大きさのサンプル，あるいはトレイ上に多数のサ去の必要がない。

ンプルが並べられている場合にも対応するために XY 方XY ステージを使った本装置の方式は，常に高解像度

向の移動手段が必要である。本三次元計測器は大型のの計測ができるメリットがある，一方で，大きいサイズ

XY ステージに搭載されステップアンドリピートでの複数

あるいは多数のサンプルの計測では点群データの量が膨
東光高岳技報 Vol.4 2017

9

論

文

半導体パッケージの熱変形検査技術

図 10断熱機構構造図 11

大となり，データの保存容量，解析にかかる時間が問題となってくる。しかしこれも 2 章「2.3 データ解析」で示したように本装置では計測中にリアルタイムに解析・

5

断熱性能試験結果おわりに特長抽出を行い結果のみを残すことが可能であり，点群

塗装やバンプ除去などのサンプル前処理が不要で，リデータを残す必要がない。そのため，例えば大量のサン

フロー炉と同じ対流型の加熱炉を有する新しい熱変形検プルを試験するような場合でも，データの保存容量を気

査装置を紹介した。われわれと同様に，サンプルの前処にする必要もなく，大量の計測データを後で解析するこ理や熱放射加熱に疑問をおもちの方にご検討いただきたとも不要であり効率的である。バンプ高さ検査機で培っいと考えている。

た自動検査機能の応用である。

今回紹介した装置は加熱のみの対応であるが，現在開発中の加熱炉は氷点下への冷却も可能である。氷点下を

4.3

断熱機構

本装置の三次元計測器の光学系は顕微鏡レベルの分解能を有する精密光学系である。そのため大きなワーキン
グディスタンスをもつことができず，加熱炉と非常に近接した状態にならざるを得ない。300℃レベルの高温加含む幅広い温度範囲での信頼性試験が必要な車載半導体分野でご利用いただくことを想定している。ご興味がある方はご連絡いただければ幸いである。
今後も，業界の発展に貢献できるような装置の開発を鋭意進めていきたい。

熱をする場合，加熱炉は内部だけでなく外部も 100℃レ
ベルの高温になり得る。高精度計測器の光学系に熱が伝■参考文献

わると熱膨張により光学系の特性に変化が生じ計測に影（1）JEDEC：High Temperature Package Warpage
Measurement Methodology, JESD22-B112A（2009）（2）石原：「バンプ高さ計測技術」，JIEP 官能検査システ
ム化研究会 第 6 回公開研究会予稿集（2016）（3）井上，石原，日名子：「温度可変基板反り検査装置」，
東光高岳技報，No.1，pp.71-74（2014）

響するため，断熱は必須である。
先に述べた伝熱の三態において，非接触計測である光
計測では熱伝導を考慮する必要は通常なく，対流熱伝達と熱放射について検討が必要である。図 10 に開発した断熱機構の構造を示す。高温の加熱炉により加熱された
空気は上昇し直接的に対物レンズを加熱する。それを防■語句説明

ぐために遮蔽物を設けている。遮蔽物は時間を経るとい

注 1）JEDEC：Joint Electron Device Engineering
Council の略称で，半導体技術の標準化を行う団体。

ずれ高温になることから，遮蔽物の内部に水路を設けチラーで水冷し，遮蔽物上部に伝導する熱を途中で奪い外部に排熱している。光路部分には不透明な遮蔽物を用いることができないため平行平面ガラスで熱対流を遮断する。ここでもガラスの上部に伝熱することを防ぐ必要があるため，ガラスを上下 2 枚に分け，ガラス間にエアを流して強制対流を作り熱が上部ガラスに届かないようにしている。図 11 に断熱性能試験結果の一例を示す。
約 250℃に加熱されたサンプルに断熱機構付の対物レン
ズを 15 mm まで接近させ対物レンズの温度を測定している。温度変化は 1℃以下であり，十分な断熱性能を有していることがわかる。

10

東光高岳技報 Vol.4 2017

注 2）バンプ：基板上に形成された突起状の微小電極。
注 3）リフロー：対流加熱によりはんだを融解させ基板と部品とを接合する方法。

石原

満宏

井上

征利

光応用検査機器事業本部
検査機器製造部 所属
三次元計測センサの開発に従事
博士（工学），精密工学会会員

光応用検査機器事業本部
検査機器製造部 開発グループ
三次元計測センサの開発に従事
エレクトロニクス実装学会会員

所属エポキシモールド機器の構造最適設計に向けた機械的強度の評価方法

論

文

エポキシモールド機器の構造最適設計に向けた機械的強度の評価方法
■ 森

佑介

Yusuke Mori

1

論

2

はじめに

エポキシ樹脂は電気絶縁特性や機械的強度が優れてお

2.1

■ 滝澤

文

明広

Akihiro Takizawa

応力分布を考慮した評価方法
従来の評価方法の課題

り，電力機器の固体絶縁材料として広く用いられてい従来，応力解析の評価には，引張強さや破壊じん性値る。東光高岳においても，変成器などの電力機器の絶縁などが用いられるが，それぞれ以下のような課題がある。

媒体にエポキシ樹脂を適用している。エポキシ樹脂のよ

エポキシ樹脂などの脆性破壊を伴う材料の静的な機械

うな固体絶縁においては，電気絶縁特性や部分放電特性

的強度は，最大主応力値と引張試験から得られた引張強だけでなく，大電流通電時の電磁力や温度変化による熱さを比較して評価されることが多い（最大主応力説）。

応力，その他の外力に対して十分な機械的強度を有する

しかし，前述のとおり引張強さは材料固有の強度値とは必要がある。したがって，品質を確保するとともに，効言い難い。例えば，図 2 に示すように，曲げ強さとは率的な製品開発を実現するには，電磁界解析だけでな

試験片破断時に試験片下部に生じていた引張応力（最大く，応力解析などによる構造最適化が必要となる。しか主応力）であるが，引張試験から得られる引張強さより

し，応力解析を利用した構造最適化の実現には以下の課も大きくなる。すなわち，最大主応力値で比較すると，題がある。

同一の材料であっても曲げ試験片のほうが見かけ上強い（1）エ ポキシ樹脂と金属部材の線膨張係数の差によっ

材料のようにみえる。この要因として寸法効果が考えらて生じる熱応力だけでなく，硬化収縮に伴う応力れる。すなわち，引張試験は試験片平行部の全領域に一も残留応力として発生する。このため通常の熱応様な応力が生じるのに対して，曲げ試験においては狭い

力解析だけでは，正確な残留応力分布の把握は難範囲にのみ強い応力が発生するためである（2）。これにしい。

対して，最大主応力説はある一点の最大主応力値のみを（2）解 析結果の評価に利用される引張強さや曲げ強さ評価するのが一般的であり，応力分布を考慮していななどは材料固有の値とは言い難く，実際には寸法い。そのため，複雑な応力分布をもつ解析対象の場合，効果や応力分布の影響がある。

機械的強度を正確に評価することが難しい場合がある。

これらの課題がエポキシモールド機器の機械的強度の一方，破壊じん性値は脆性材料固有の物性値である。

予測を難しいものにしていると考えられる。これまで筆破壊じん性値は，き裂の進展の有無を評価するしきい値

者らは，課題（1）に対して，図 1 に示す一次硬化からとして用いられる。しかし，これはき裂長さが既知の場

徐冷までの製造工程を考慮して，樹脂内部に発生する合に適用できる考え方であり，破壊じん性値を強度評価

残留応力の解析に取り組んできた。これにより，エに直接使うことは難しい（3）。もちろんエポキシモールド

ポキシ樹脂に発生する応力分布を把握できるようになっ

機器は，き裂のような形状がないように設計されている。

た。本稿では，エポキシモールド機器の構造最適設計の以上のように，エポキシ樹脂の機械的強度には，残留（1）

実現に向けて，もう一方の課題（2）を解決するため，応力解析の評価方法について検討した。

成形プロセス



製造工程

一次硬化

二次硬化

除冷

樹脂挙動

硬化収縮

応力緩和

熱収縮
応力緩和

応力変化

応力⊕

応力⊖

応力⊕⊖

図1

エポキシモールド機器の製造工程と応力変化（1）

図2

引張／曲げ試験における応力分布の模式図
東光高岳技報 Vol.4 2017

11

論

文

エポキシモールド機器の構造最適設計に向けた機械的強度の評価方法

応力の把握に加えて，応力解析結果の評価に課題がある

2.3

応力分布を考慮した強度評価方法

ため，比較的大きめの安全率が設定されることが多い。

本稿で紹介する強度評価方法は，最弱リンクモデルのしたがって，製品の小型化などの妨げになることが想定概念を基にして，応力分布を考慮する。具体的な手順をされる。応力解析を利用し，効率的な構造最適化を実現

以下に示す。また，図 4 に本評価方法の概念図を示す。

するためには，上記の課題を解決する機械的強度の評価（ i ）	有 限要素法を用いて応力解析を実施し，最大主応
力分布を得る。

方法が必要となる。

	最 大主応力分布から，各要素を代表する応力値を（ ii ）
2.2

求める。

最弱リンクモデルに基づく寸法効果

脆性材料の機械的強度は，最弱リンクモデルにより解（iii）	各要素の信頼度 R（破壊しない確率）を次式より求i

釈できることが知られている。最弱リンクモデルとは，める。

図 3 のように複数の輪で構成される一本の鎖を考えた
とき，最も強度の低い輪が鎖の強度を決定付けるという

考え方である。すなわち，輪の数が多いほど，鎖の強度（3）が低下しやすいことを意味する。この考え方はさまざまな材料に対して適用されている（4）〜（6）。また，寸法効果	ここで，下添え字の i は要素番号を表し，各要素ごと同義であり，輪の数を体積に置き換えれば，最弱リンとに手順（ii）で求めた応力値および要素の体積にクモデルは，式（1）のようなワイブル分布で表すこと応じた信頼度が計算される。
（iv）	すべての要素が健全である確率 Rtotal から，解析対ができる。

象の累積破壊確率 F を求める。


（1）



（4）

ここで F は累積破壊確率，σ は応力値，V は対象の体
積，V0 は基準体積，m，σ o，σ u はワイブルパラメータとよばれ，それぞれ形状パラメータ，尺度パラメータ，
位置パラメータである。σ には破壊のモードに応じた種類の応力が選択される。式（1）より，同じ材料で体積が異なる試験片に，一様な引張応力を発生させた場合，同じ破壊確率となる最大主応力値は以下のような比率と
なる。


（2）

ここで，σ 1 は体積 V1 の試験片に発生する最大主応力，σ 2 は 体 積 V2 に 発 生 す る 最 大 主 応 力 で あ る。 式（1），（2）より，体積が大きいほど強度が低下することがわかる。
以上のように，一様な応力が発生する条件であれば，寸法効果を考慮して破壊確率を計算することができる。
しかし，実際の製品で一様な応力となることはきわめてまれであり，応力分布を考慮した評価方法が必要である。



12

図3

最弱リンクモデルの概念図

東光高岳技報 Vol.4 2017



図4

応力分布を考慮した機械的強度評価方法

エポキシモールド機器の構造最適設計に向けた機械的強度の評価方法

論

文

手順（iv）は，解析対象のいずれかの個所（要素）でする。最大主応力説のしきい値は，引張試験における平破壊が生じる確率を求めており，その確率は解析対象の均引張強さである。測定結果の累積破壊確率は，次式に破壊確率でもある。図 3 に示した最弱リンクモデルに示す平均ランク法で計算した。

置き換えると，解析対象が鎖，要素が輪である。
本評価方法を用いることで，任意の製品形状において（5）も，応力分布を考慮した破壊確率を計算することが可能となる。

ここで，j は曲げ破壊荷重を小さい順に並べたときの順序数，n は標本サイズである。

3

本評価方法の検証結果

図 6 に示すとおり，従来の最大主応力説による評価
結果は，実測の平均曲げ破壊荷重値と 2～3 割程度の差

2.3 節に記載し評価方法を適用することで，これまで異がある。これまで述べてきたように，最大主応力説で以上に機械的強度を正確に把握できることを確認した。

は応力分布を考慮していないためだと考えられる。これ

以下に，簡易的な形状ではあるが，本評価方法を適用に対して，本評価方法を適用すると実測に近い累積破壊

し，曲げ試験片の破壊荷重を予測した例を記載する。

確率分布を予測することができる。平均曲げ破壊荷重値もきわめて良い一致を示し，いずれも実測値の ± 2％以

3.1

ワイブルパラメータの導出方法

内である。また，同図には，要素数が 10 倍異なる条件

本評価方法を適用するにあたり，エポキシ樹脂の機械で解析した結果を併記しているが，累積破壊確率分布の的強度に関するワイブルパラメータ（形状パラメータ

変動はわずかである。なお，要素形状についても同様

m，尺度パラメータ σ o，位置パラメータ σ u）を求めるに，結果に影響しないことを確認している。

必要がある。ここでは，JIS K 7161 に準拠した 1A 形

以上のように，従来の最大主応力説では，単純な形状の引張試験を実施した。引張試験の結果から最尤推定

でも破壊荷重を精度良く予測することが困難である。こ法（7）を用いてワイブルパラメータを求めた。

れに対して本評価方法を適用することで，曲げ破壊荷重を精度良く予測できた。また，最大主応力説では対象の3.2

解析モデルおよび解析条件

図 5 に解析モデルおよび解析条件を示す。同一のモデルを使用し，機械的特性の異なる 2 種類の樹脂について検証を実施した。ここでは曲げ荷重をパラメータとして解析，評価し，累積破壊確率分布を得る。なお，図5 に示した要素分割は一例であり，要素サイズや要素形
状などの影響も検証した。解析には有限要素法解析ソフ
ト ANSYS を使用した。
3.3

評価結果

本強度評価方法を適用して，曲げ試験片の破壊荷重を予測した結果を図 6 に示す。本評価方法の結果と併せて，従来の最大主応力説による評価結果と実測値も記載



図5

解析モデルと要素分割の一例

図 6

曲げ破壊荷重予測結果（1 pu = 測定データ平均値）
東光高岳技報 Vol.4 2017

13

論

文

エポキシモールド機器の構造最適設計に向けた機械的強度の評価方法

形状や寸法，荷重の様相によって，応力解析結果から予く，下限値も把握することができる。したがって，機械測した強度と実際の強度との差異の程度は多様になるこ

的強度の分布も考慮したうえで構造最適化を実現でき，とが想定される。これに対して本評価方法では，今回の信頼性の高い製品の開発を効率的に行えるようになる。

例のように単純な形状だけでなく，応力分布が正しく計

本稿では，エポキシモールド機器の機械的強度に焦点算されていれば，どのような形状にも対応し，精度良くを当てたが，要求されるさまざまな性能を試作前に評価

機械的強度を予測できると考えられる。

し，設計・製造プロセスの改善に貢献できるよう解析技術の構築を目指していく所存である。

4

おわりに

さまざまな製品に共通するが，特にエポキシモールド機器の開発においては，試作前に電気的特性の最適化，
構造最適化，樹脂の硬化プロセスの最適化などを実施できれば，品質を確保するとともに，開発期間やコストの低減が見込まれる。本稿では，エポキシモールド機器の効率的な構造最適化を実現するために，解析対象の機
械的強度を精度良く評価する方法について記載した。本
評価方法は，一般的に利用される最大主応力説とは異なり，応力分布を考慮して機械的強度を評価する方法である。ここでは単純な曲げ試験片を対象としたが，どのような応力分布のものでも評価可能である。したがって，複雑な応力分布となるような製品にも適用できると考えている。本評価方法の特長として，解析対象の機械■参考文献（1）滝澤明広，森佑介：「エポキシモールド機器の最適設計に向けた応力緩和解析」，東光高岳技報 No. 3（2016）（2）坂田勝：「ぜい性材料の破壊の統計的扱い」，精機学会
誌，Vol.39，No.11（1973）（3）泉聡志，酒井信介：「実践有限要素法シミュレーショ
ン」，森北出版（2010）（4）W. Weibull：「A Statistical Distribution Function of，J. Appl. Mech., Vol.18（1951）
Wide Applicability」（5） 吉 田 智：
「 入 門： ガ ラ ス の 破 壊 学 」，NEW GLASS,
Vol. 23，No. 3（2008）（6） 南 二 三 吉：「 ワ イ ブ ル 応 力 を 用 い た 破 壊 評 価 手 法
PART1」，溶接学会誌，Vol. 75，No. 5（2006）（7）野中保雄：「信頼性データのとり方，まとめ方」，日科技連出版（1983）

的強度を精度良く評価でき，さらに図 4 のように機械的強度の分布も事前に把握することができる。構造的に信頼性の高い製品を開発するためには，開発品が有する平均強度だけでなく，下限値も正確に把握したいが，そのためには多数の試作品が必要になると考えられる。しかし，エポキシモールド機器の試作においては，金型の製作やモールドされるコイルなどの各種部品の準備のほか，エポキシ樹脂の注型や硬化といったプロセスが含まれるため，試作台数の確保には時間を要する。それに対して，本評価方法を適用することで，平均強度だけでな

14

東光高岳技報 Vol.4 2017

森佑介

技術開発本部
技術研究所 解析・試験技術グループ
解析技術の研究に従事
電気学会会員

滝澤明広

所属

技術開発本部
技術研究所 解析・試験技術グループ 所属
電力機器の開発・設計，および解析技術の研究に従事

「電力系統出力変動対応技術研究開発事業」実証試験開始

技術紹介「電力系統出力変動対応技術研究開発事業」
実証試験開始技術紹介■ スマートグリッド事業推進部

1ある。そこで，NEDO は，2030 年頃のエネルギーミッ

はじめに

クスにおいて想定される再生可能エネルギーの 22～

東光高岳は，国立研究開発法人新エネルギー・産業技

24％導入を模擬した電力系統の実証試験（電力系統出術総合開発機構（NEDO）事業において，東京電力ホー

力変動対応技術研究開発事業（2014 年度～2018 年度））

ルディングス株式会社（東電 HD），東京電力パワーグ

を，東京都新島村の新島と式根島の島内で行う。

リッド株式会社（東電 PG）と協働で，2030 年のエネ
ルギーミックス（電源構成）を模擬した実証試験を，4

2.2

実施内容

月より東京都新島村の新島と式根島で開始した。風力発

2030 年頃に想定される電力需要とそれに対する再生電などから得た電力を安定的に活用するために，電力系可能エネルギーの発電変動量の割合を模擬して，再生可統の予測・制御・運用技術を確立することが目的であ能エネルギーの比率を高めた電力系統の実証設備を島内る。本実証を通じて，国内の再生可能エネルギー大量導に構築した（図 1）。特に，風況に恵まれた東日本地域

入に向けた技術的課題とその解決策を明らかにする。

を想定し，風力発電の比率を高く設計し，天候による風速の急変や強風時の発電停止に対応するための予測技術

22.1を開発する。そして，風力発電および太陽光発電や蓄電実証試験について池，既存設備を組み合わせた電力系統で，予測技術や出力制御技術の高度化と，需給運用技術の基本的な手法確

概要

政府が策定した「長期エネルギー需給見通し」におい

立を目指した実証試験を進めていく。

ては，2030 年頃に向けて再生可能エネルギーの導入拡実証試験では，風力発電をはじめとする再生可能エネ大を目指す。しかし，エネルギーミックス（電源構成）

ルギーの出力予測・出力制御，ディーゼル発電機などのにおいて天候による出力変動が大きい再生可能エネル

既存電源や蓄電池との協調運用制御を行い，再生可能エ

ギーの割合が増えると，電力の安定供給に悪影響を及ぼ

ネルギーを最大限受け入れ可能な系統システムの構築・すことが懸念される。したがって，出力変動の予測など評価を行う。具体的には，再生可能エネルギーや蓄電設

電力系統の安定運用を実現するための技術開発が必要で備の制御のユースケースを，余剰対策制御 注 1），変動緩

図1

新島実証設備配置図
東光高岳技報 Vol.4 2017

15

技術紹介

「電力系統出力変動対応技術研究開発事業」実証試験開始

和制御 注 2），計画発電制御 注 3） に分け，それらを最適に■参考文献

組み合わせた運用を試みる。さらに電力システム改革に（1）「電力系統出力変動対応技術研究開発事業（II）予測
技術系統運用シミュレーション 電力系統における運用実より将来想定されるリソースアグリゲーション 注 4）やバ
ランシンググループ 注 5）を想定し，複数の分散型制御システムを互いに協調させる運用システムの実証を行う。
2.3

各社の役割分担東電 HD と東電 PG は，再生可能エネルギーの出力予測と制御，需給運用を組み合わせ，島内の電力系統が再生可能エネルギーを最大限受け入れられるように検討・評価を行い，発電コストが最も経済的となるように各発電所を制御する最経済制御技術を確立する。将来的には，これまでの電力系統運用の技術・ノウハウも活用
し，再生可能エネルギー導入拡大のため，国内外への展
開および技術支援を目指す。
東光高岳は，複数の発電設備や蓄電池設備，需要家
設備のリソースアグリゲーションなど分散したさまざ
まな制御を協調させる分散型制御協調システム（図 2）の開発とその効果検証およびシステム面・電力供給信頼度の評価を行い，電力系統の最経済制御技術の確立に貢献する。将来的には，電力ネットワーク設備のトー
タルサポートで培った知見も活用し，再生可能エネル
ギーの導入拡大と未来のスマートグリッド社会の構築を進めていく。

図2

証試験」，NEDO スマートコミュニティ部成果報告会資料（http://www.nedo.go.jp/content/100802279.pdf）（2）馬場旬平，今田博己，青柳福雄，横山明彦：「将来の電力システム改革を見据えた離島系統における再エネ導入実証試験（新島プロジェクト）」，1-H7-4.2，平成 29 年電気学会全国大会シンポジウム「H7 再生可能エネルギー大量導入に向けた研究開発の最新動向と今後の展望（NEDO「電力系
統出力変動対応技術研究開発事業」
）
」
■語句説明
注 1）余剰対策制御：電力需要より供給が上回る場合における電源や蓄エネルギー設備などに行う制御
注 2）変動緩和制御：再生可能エネルギーなどの出力が変動する電源の変動速度や変動量などを，蓄エネルギー設備などを用いて緩和する制御注 3）計画発電制御：再生可能エネルギーなどの出力が変動する電源の出力について，あらかじめ立てた計画と実績を一致させるよう蓄エネルギー設備などを用いて行う制御
注 4）リソースアグリゲーション：系統安定化や再生可能
エネルギーの出力抑制回避などのため，需要家等の分散エネ
ルギー機器や需要を束ねて最適制御すること
注 5）バランシンググループ：複数の発電設備や需要設備を束ねて，発電や需要の計画と実績の差（インバランス）を調整する事業者などのグループ

分散型制御協調システムの概要

スマートグリッド事業推進部
16

東光高岳技報 Vol.4 2017

技術紹介

IED を活用した自動開閉器用遠方制御器の開発

IED を活用した自動開閉器用遠方制御器
の開発

技術紹介

■ 袴田

朝丈

Tomotake Hakamata

1

より事故を消滅させ，当該配電線のすべての区間開閉器

はじめに（S1，S2，S3）を開放する。

国内では，高圧配電系統の供給信頼度向上や事故復旧

遮断器（CB）の開放から一定時間経過後に遮断器の迅速化のため配電自動化システムが導入されており，（CB）の再閉路を行い，区間開閉器を変電所引出口から高圧配電線は線路を区分する区間開閉器により適当な区順次投入（S1 → S2 → S3）して停電区間の復旧を行う。
再閉路時に事故が継続している場合は，事故区間の区間に分割されている。
自動開閉器用遠方制御器（以下，制御器）は，この区間開閉器を自動制御するための制御装置であり，国内で間開閉器（S2）の順次投入により，再び保護リレーが動作し再度停電が発生することになる。

は事故発生時に事故区間を分離し，健全区間に送電する制御器は区間開閉器を投入後，一定時間内に再度停電

自動制御方式として，時限式事故捜査方式が広く採用さが発生した場合は自区間を事故区間と記憶し，順次投入れている。

機能のロックを行う。

現在，海外市場をターゲットにした図 1 に示す IED

自区間を事故区間と記憶した制御器は次回以降の送電を使用した配電自動化システムの開発を進めており，今時に順次投入しないため，遮断器（CB）の再々閉路に回，時限式事故捜査方式に対応した制御器を IED

より，事故区間の分離と事故区間より電源側の健全区間

注 1）

を

の復旧が完了する。

活用して開発した。その概要を以下に紹介する。
なお，東光高岳は SEL 社

注 2）の国内代理店

注 3）

であり，IED 適用の検討にあたっては SEL 社の製品を採用した。

0区間

1区間
S1

CB

2区間
S2

3区間
S3

配電用変電所
事故発生

監視制御卓

SCADA装置注4)
LAN

事故発生

制御所

ＣＢ

警報装置

Ｓ１

光ネットワーク

60s

Ｓ２

中継装置

5s

X時限
７s

X時限

ＯＮ

Y時限ロック

Y時限

ＯＦＦ

Ｓ３

開閉器操作情報
変電機器情報

制御器

ＯＮ
ＯＦＦ

フィーダ全開閉器
無電圧開放

変電機器操作情報
第2区間

第1区間

変電所端末
CB

S1
幹線用
自動開閉器

2

Y時限

７s

配電線情報，配電機器情報

IEC61850(MMS，GOOSE)

図1

X時限
ＯＮ
ＯＦＦ

変電所

再々閉路投入ＯＮ
ＯＦＦ

IEC61850(MMS，GOOSE)

時刻同期用装置

再事故発生

再閉路投入

S2

第3区間

図2

S3

再送電失敗
事故区間確定（2区間）

再々送電成功事故区間の自動分離完了

時限式事故捜査動作タイムチャート

連系用
自動開閉器

IED を使用した配電自動化システム構成例

時限式事故捜査方式

時限式事故捜査方式は，配電線事故発生時に変電所引

3

IED を活用した制御器

SEL-651R-2（ADVANCED RECLOSER CONTROL）
は，保護，通信，計測，記録機能のほか，リクローザー
用の制御インタフェースを備えているのが特長の IEDである。

出口の遮断器（CB）の再閉路動作と協調して事故区間

図 3 に SEL-651R-2 の機能概要を示す。

を発見するための方式である。図 2 に時限式事故捜査今 回 の 開 発 で は，SEL-651R-2 に SELogic control

方式の動作タイムチャート例（事故区間が 2 区間の場

Equation Programming 機能（以降，「SEL ロジック」

合）を示す。

という）を用いて時限式事故捜査機能を組み込んだ。

配電線事故発生時は，配電用変電所の保護リレー動作

SEL ロジックは，演算子とタイマー，カウンター，

によって遮断器（CB）を開放し，配電線全体の停電にリレー動作状態などを組み合わせて論理式で動作をプロ
東光高岳技報 Vol.4 2017

17

技術紹介

IED を活用した自動開閉器用遠方制御器の開発

SEL-651R-2 Advanced Recloser Control

圧リレー（27）情報と供給電源情報を利用することにより，時限式のロジックを容易に実現することができた。

配電線
27

59

81

81R

試作した制御器の外観を図 5 に示す。
本装置は 22 kV 自動開閉器との組み合せ試験におい

3
開閉器

50

51

50N

51N

67

て良好な成果が得られた。

32

25

27

79

59

3
BRM

LOC

SER

85
RIO

MET

HMI

LGC

DFR

PQM

LDP

50G

PMU

HIZ

図3

SEL-651R-2 機能概要

グラミングできる SEL 社 IED の機能である。
図 4 にプログラミングに使用した設計・設定ツール：

図5

AcSELerator QuickSet（以降，「クイックセット」といIED を活用した制御器の外観う）の画面を示す。クイックセットは画面右のように論理記号で設計したロジックを論理式にコンパイルが可能な設計・設定ツールである。このように設計した個々のロジックを組み合わせて複雑な動作も容易に製作が可能
となる。

4

おわりに

今回試作した制御器は，海外市場向けの配電自動化シ
ステムへの適用に向けて，屋外試験フィールドでの耐環時限式事故捜査機能では，自区間開閉器の電源側または負荷側配電線の停電，復電の状態検出が重要となる。
今回の組み込みでは，SEL-651R-2 で使用可能な不足電境試験や 22 kV 配電線での事故時応動試験を実施していく予定である。
■語句説明
注 1）IED：『Intelligent Electronic Device』の略称。
IEC61850-2 に定義。
注 2）SEL：『Schweitzer Engineering Laboratories，Inc.』の略称。米国プルマンに本社。
注 3）2013 年 7 月に国内代理店契約締結。
注 4 ） SC A DA ：『 Su p e r v i s o r y C o n t r o l an d D a t aAcquisition』の略称。集中監視制御装置。

袴田
図4

18

クイックセット画面

東光高岳技報 Vol.4 2017

朝丈

電力プラント事業本部 システム製造部
IED システム設計グループ 所属

技術紹介

エコ .Web5LiteG

エコ.Web5LiteG
技術紹介
■ 岡井

正雄

Masao Okai

1

■ 今井

直樹

■ 赤下

Naoki Imai

尚司

■ 加藤

Shoji Akashita

貴大

Takahiro Kato

エコ .Web5LiteG の LAN ポートに電力会社の B ルー

はじめに

ト端末を接続することで，特別な通信設定をすることな2016 年 4 月に電力全面自由化がスタートし，電力会
社各社は新たに B ルートサービス 注 1）を開始した。

く，高圧スマートメーターから計測値を取得することができる。

東光高岳は電力の見える化を推進すべく，クラウドサー

電流値の計測は，無線電流センサーを使用しており，

ビスを展開中であり，B ルート情報の収集と，各種設備

B ルートおよび無線電流センサーより収集したデータの負荷電流の無線計測および EMS のクラウドサービス

は，エコ .Web5LiteG に内蔵の LTE 通信モジュールかを行い，ユーザーへの新たな付加価値を提供している。

ら閉域網にてクラウドサーバへデータを送信し，Web

上記サービスを実現する高圧需要家向けゲートウェイ

ブラウザを使ってデータを閲覧することができるシステ

装置として「エコ .Web5LiteG」を開発したので，そのムとなっている。

概要を紹介する。

2

4

特長

機能概要

エコ .Web5LiteG は，高圧スマートメーターの B ルー

（1）ECHONET Lite 注 2）を認証取得し，全電力会社の高圧スマートメーター B ルートに対応したことにより，高精度な電力量データの利用を可能にした。
（2）LTE 通信モジュールを内蔵し，計測データを直接クラウドサービスに送信することができる。通信
網はセキュアな閉域網を利用している。

トを活用することで，電力情報データを正確に取得することが可能である。
電流計測には無線電流センサーを使用しており，送信器，受信器，中継器を組み合わせることで，無線セン
サーネットワークを構築することができる。
送信器は，クランプ式 CT からの給電（ケーブル通電（3）各 種設備の負荷電流計測には，配線レス，バッテ

電流から取得）により，電流計測と無線通信が可能であ

リーレスの自己給電式無線電流センサー（以下，り，センサー電源の確保に伴う停電工事や通信線の敷設

無線電流センサーとする）で対応し，工事費や保工事が不要である。

守費の削減を図ることができる。

受信器と中継器は共通機器で，設定変更により使い分けが可能である。

3

さらに，エコ.Web5LiteG は，株式会社 NTT ドコモ社製

システム概要の LTE 通信モジュールを内蔵しており，取得データは同社

図 1 にシステム構成例を示す。

表1

エコ .Web5LiteG 仕様

項 目
計測部

インター
フェース

図1

システム構成仕 様

パルス入力

パルスセンサ出力を直接接続が可
能

B ルート

ECHONET Lite
高圧スマートメーター対応

Ethernet

2 ポート
・RJ45 コネクタ
・10/100 Mbps，100 Base-TX
・オートネゴシエーション対応

LTE
NTT ドコモ製モジュール
通信モジュール （UM04-KO）
USB ポート

3 ポート・USB2.0（HighSpeed）

デジタル出力1 出力 A 接点
フォトリレー出力 最大 500 mA

サイズ

横 139 mm × 縦 139 mm × 高
45 mm（突起物を除く）

動作温度−20℃～60℃

東光高岳技報 Vol.4 2017

19

技術紹介

エコ .Web5LiteGの閉域網を介し，簡単・安全にクラウドまで届けることがホップ機能を有する中継器を設置することで，送信器と可能である。表 1 にエコ.Web5LiteG の仕様を示す。

受信器間の設置エリア（距離）の拡張や，電波状況の悪い環境での通信の信頼度の向上を可能とする。

5

無線電流センサーからの情報は，電流値データとと

無線電流センサー

もに各器通信間の電波強度をデータに含んでおり，エ2012 年度から 2014 年度までの 3 年間を研究実施期

コ .Web5LiteG の Web 画面で，現場設置時に電波の受間として，国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総信状況を確認（図 3）しながら設置を行い，最適なセン合開発機構（NEDO）共同研究事業である『グリーンセ

サーネットワークを構築することができる。図 4，図 5

ンサ・ネットワークシステム技術開発プロジェクト』をにて現場取付状況を示す。

東京電力エナジーパートナー株式会社と共同で遂行し，実用的な自己給電式の無線電流センサーを開発するとともに，それらを用いたセンサーネットワークシステムを構築した。
この無線電流センサーからの情報は，エコ.Web5LiteGの USB ポートに受信器を接続することで，送信器からの電流値データを無線通信（920 MHz）にて，1 分間隔のデータとして収集することができる。表 2 に通信仕様を，

図3

図 2 に無線電流センサーの外観を示す。

電波強度の見える化

また，このセンサーネットワークシステムは，マルチ
表2項

無線電流センサー通信仕様

目

仕

様

適用規格

ARIB STD-T108 準拠

通信周波数

920 MHz 帯
922.3～928.1 MHz（CH33～CH61）

トポロジー

マルチホップ通信

送信器 最大接続数

受信器 1 台につき 100 台

中継器 最大接続数

受信器 1 台に対して 10 台

中継段数

最大 6 段

通信帯域幅

200 kHz

送信出力

10 mW

変調方式

GFSK

通信速度

100 kbps

最低受信感度−90 dBm（パケットエラー率 1% 未満）↑受信器↑エコ .Web5LiteG

↑中継器

図4

 場取付状況
現継器

受信器・中継器

エコ .Web5LiteG および受信器・中

↑送信器

送信器

図2

20

無線電流センサー

受信器・中継器（上）／送信器（下）東光高岳技報 Vol.4 2017

図5

現場取付状況

送信器

技術紹介

エコ .Web5LiteG

6

7

クラウドサービス

クラウドサービスは，『T-Step EMS Service』の名称
で 2015 年 4 月より商用サービスを開始した。
エコ .Web5LiteG とのデータ連携は，IoT に適した通信プロトコルである MQTT

注 3）を採用し，閉域網と合わせて，安全かつ正確なデータ転送を実現している。

おわりに

エコ.Web5LiteG は，高 圧 スマートメーター 対 応 の
AIF 認証 注 4）をいち早く取得し，全電力会社管内で，初めて，商用の B ルートサービスに適用した新製品である。
クラウドと連携することで PC やタブレットを介して容易にエネルギー消費推移を見える化でき，さらにクラB ルートの計測値データについては，クラウド上で，ウドの機能により継続的にデータを収集・管理・分析す

1 分単位で演算したデマンド予測判定により，警報メーることで，省エネや電力負荷平準化に寄与するものと考ルの送信が可能である。

えている。

そのほか，クラウド上に蓄積されたデータにより，デエコ .Web5LiteG の CPU ボードは，東光高岳の標準

マンド制御効果の確認を行うためのデュレーショングラ

プラットフォームになり，適用シーンに合わせて拡張

フ，多拠点のデータを一元管理するためのランキング表

ボードを追加することで多様なニーズに適用できるよう

示等，さまざまな画面が用意されている（図 6 デマンな設計である。

ド画面，図 7

データ分析画面）。

デマンドレスポンスや VPP 注 5）を視野に入れた次世代コントローラにも採用する予定である。
■語句説明



図6

すべての拠点におけるデマンド監視画面

注 1）B ルートサービスとは，高圧スマートメーターで計測したデータを，家庭やビルの建物内に送信するサービスのこと。
注 2）ECHONET Lite（エコーネットライト）は，家電機器，高圧スマートメーター，太陽光発電システムなどを含む機器の制御を規定した通信規格のこと。一般社団法人エコー
ネットコンソーシアムの登録商標。
注 3）MQTT とは，TCP/IP ネットワークで利用できる通信プロトコルの一つで，多数の端末間で短いメッセージを頻繁に送受信する用途に向いた軽量なプロトコル。
注 4）AIF 認証とは，ECHONET Lite で，エネルギー関
連機器として選定された重点 8 機器間で互換性を保証する制度。
注 5）VPP とは，Virtual Power Plant（バーチャルパワープラント）の略で，太陽光発電や風力発電などの再生可能エ
ネルギーの導入拡大と省エネルギー・電力負荷平準化による系統安定化コストの低減を目指し，地域に分散して存在す
るエネルギーリソースを遠隔制御（IoT）化するとともにリ
ソースアグリゲーターが統合制御し，一つの発電設備のように機能させる仮想発電所のこと。

岡井正雄

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

今井直樹

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

赤下



図7

データ分析画面所属

尚司

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

加藤

所属

所属

貴大

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

21

技術紹介

CAE を活用した
フロントローディング型設計指向の結露対策検討例の紹介

CAE を活用したフロントローディング型設計指向の結露対策検討例の紹介

技術紹介

■ 片栁

厚志

Atsushi Katayanagi

1

はじめに

図 1 に示す。モデルは制御部品や操作機構などを収納している筐体を想定したものである。筐体寸法は幅約

冬の寒い時期，窓などに発生する結露に悩まされたこ

1,100 mm， 奥 行 き 約 500 mm， 高 さ 約 800 mm で あとはないだろうか。そのまま放っておくとカビの温床とる。筐体を下方から見ると L 字型をしており，内部になるため不衛生であり，場合によっては，建物を傷める

複数の部品を有している。筐体の中央部に熱に弱い部品

原因にもなる。電力用機器においても温度変化が大き（図 1 中水色）が 4 本並んで配置されている。本稿では

く，湿度の高い環境に機器を設置する場合，結露に気をレイアウトの制約条件として，ヒーター以外の部品の配つけなければならない。それは，結露により筐体に錆が置は変更できないものとする。熱に弱い部品の近くに発生したり，電気的な絶縁低下を引き起こし短絡事故にヒーターを配置できないことを考慮し，A，B，C のいつながる可能性があるからである。電力用機器でも変圧ずれかの位置にヒーター（図 1 中赤色）を配置するこ器本体やガス遮断器本体など密閉されている機器であれとを検討する。

ば，結露が問題になることはほとんど考えられない。し

解析条件を以下に示す。

かし，制御盤や操作機構箱などの半密閉機器は湿気が内・外気温：20℃から 0℃まで一定割合で変化

部に入り込むことが考えられるため，結露することがな

・外気相対湿度：90％一定

いよう設計する。

・初期条件：温度 20℃，相対湿度 90％
・ヒーター電源：時刻 0 秒でオン

東光高岳では結露対策の一つとして筐体内部にヒーターを設置している。筐体内部をヒーターで温めること

ヒーター容量はどのパターンにおいても同値とした。

により筐体内部の温度を露点以上にし，結露を防止する

単純に考えれば，筐体の容積と表面積が同一であり，考え方である。使用するヒーターの容量は，試験にもとヒーター容量も同一であるため，ヒーターがいずれの位づいた実験式などを用いて決定する。既存製品の類似設置にあっても結露しない結果になることが予想できる。

計であればその実験式を用いるだけで十分なこともある

解析終了時点の結果を図 2 に示す。解析結果は結露が，筐体の形状や内部機器の配置などを大きく変更する

量の分布を表している。結露量の多寡は，カラーバーに場合は，実器試験等により設計条件を満たすことを確認する必要がある。試験において条件を満たさない場合，「設計変更」→「改造」→「試験」のサイクルを複数回繰り返すことになり，設計条件を満たすまでに多くの時間と費用を費やすことになる。
CAE 注 1）を活用したフロントローディング 注 2）型設計
は，設計パターンが複数あり，どのパターンが有効か比較検討する場合に役立つ。上記の例のようなサイクルで
も，
「改造」
，
「試験」を CAE による「モデル変更」，「計
算と結果表示」に置き換えることにより，すべてが机上で検討可能となる。短期間で仮説と検証のサイクルを回すことができ，機器開発の期間短縮とともに部品配置の最適化による品質向上も期待できる。
本稿ではフロントローディング型設計の一例として，
筐体の結露対策の構想段階に CAE を適用した例を紹介する。

2

結露解析による対策検討事例

結露解析の事例として紹介する筐体の解析モデルを
22

東光高岳技報 Vol.4 2017



図1

筐体の解析モデル

CAE を活用したフロントローディング型設計指向の結露対策検討例の紹介

図2

技術紹介

結露解析結果示す青色の濃淡にて表現した。結露量が増加するにしたりが発生するリスクを軽減することができる。さらにがい青色が濃くなるよう表示した。

CAE の活用を推し進めれば，設計者自身によりアイデ

図 2 から，ヒーター位置 B は結露しないが，ヒーアの仮説と検証を短い期間で繰り返すことができる。

ター位置 A，C は結露する結果となっている。解析の最このように，CAE が積極的に構想設計時に使われる

終時刻だけでなく，ヒーター位置 B に対して途中時刻

ことにより東光高岳の設計品質が向上し，ひいてはお客の結果も調べたが結露は見られなかった。これにより，さまの役に立てるよう，今後とも CAE の活用を推進し実験式などから求めたヒーター容量が適切であっても，ていきたいと考えている。

ヒーターを配置する場所により結露の結果が変化する可能性があることがわかる。この解析事例では結露だけでなく温度も同時に計算している。よって，筐体内の温度分布も評価が可能である。その結果，筐体内の部品の周
囲温度が許容値以下であることも確認した。

3

■語句説明
注 1）CAE：Computer Aided Engineering の略。計算機などを用いて，製品の設計・開発などの支援を行うこと。
注 2）フロントローディング：製品開発プロセスなどにおいて初期工程に負荷をかけ，今まで後工程で行われていた作業を前倒しして進めること。

おわりに

本稿で紹介した例は，構想設計段階に CAE を適用した例である。そのため，解析モデルは簡略化しており，
解析条件には仮定が入っている。したがって，CAE で確認したから合格ということではなく，最終的な確認
は実器試験をもって行う必要がある。しかし，今まで設計者が実験式などから決定できない設計要素の効果
を，CAE で確認できることの意義は大きい。少なくとも CAE を適用することにより，実器試験において手戻片栁厚志

技術開発本部
技術研究所 解析・試験技術グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

23

技術紹介

過渡電磁界解析事例の紹介

過渡電磁界解析事例の紹介

技術紹介
■ 佐藤

裕康

Hiroyasu Sato

1

2.2

はじめに

電磁界解析の必要性

ON-OFF の状態を制御する場合，市販品ではメーカ

解析技術の進歩に伴い，解析専任者でなくとも設計

から定常状態（電流やギャップが一定）での吸引力の者レベルで容易に扱える解析ソフトが増えてきた。まデータが提供されているので，負荷を上回る吸引力が得

た，3D-CAD の普及により，CAD データを解析用モデられる仕様を選定することができる。過渡応答解析と比ルデータとして活用できることが一般的になり，解析を較するため概要を説明する。もともと磁気回路は電気回活用した開発設計の効率化が期待できる。

路と以下に示すとおり類似性がある。

ここでは，従来，経験則や試作評価の繰り返しに頼ることが多かった電磁ソレノイドの設計について，過渡電磁界解析ソフトを導入し，設計の効率化を図った事例について紹介する。

電気回路の電流 I を示すオームの法則
電流 I［A］＝ 電圧 E［V］/ 抵抗 R［Ω］

式（1）磁気回路の磁束φを示す法則
磁束φ［Wb］＝2
2.1

電磁ソレノイドの解析手法
電磁ソレノイドとは

電磁ソレノイドは，電磁力を利用して電気エネルギー
を直線運動の推力に変換するアクチュエータである。
その中でも直流電源で駆動する DC ソレノイドは，シ

起磁力 F［A］/ 磁気抵抗 Rm［A/Wb］

式（2）ただし以下に示すように，磁気回路では定常状態でもその計算は容易ではない。
（a）電気回路では，抵抗 R は一定として考えれば良いが，磁気回路における磁気抵抗 Rm は，全磁束φに依存

ンプルな構造で大きな推力が容易に得られ，動作も高速する磁束密度により非線形に変化する。

であるので，さまざまな分野で広く利用されている。

（b）電気回路では，導体と絶縁体の導電率には明確なコイルに通電することで磁界を生じさせ，可動鉄心・格差があるが，磁気回路における磁性体と非磁性体の透固定鉄心・ギャップ（空気）から構成される磁気回路に磁率は，無視できない差であり，空気中に流れる漏れ磁

磁束を流し，ギャップに生じる吸引力により可動鉄心を束も考慮しなくてはならない。

動作させる。ソレノイド単体では通電を止めても吸引前

具 体 的 に， 電 磁 ソ レ ノ イ ド の 吸 引 力 を 求 め る に はの状態に復帰しないので，一般的には復帰ばねと合わせギャップに流れる全磁束φが必要である。全磁束φを求て用いられている（図 1）。

めるには，式（2）に示すように起磁力 F を各部の磁気抵抗 Rm の合計で割る必要があるが，一方で，各部の磁気抵抗 Rm は，前項（a）で記述したとおり，全磁束φに依存する磁束密度により決定される。磁気抵抗 Rmを決定するには，磁束φが分かっていなければならない
が，逆に磁束φを求めるには，磁気抵抗 Rm が分かっていなければならないため，矛盾が生じる。このように，磁気回路の種々のパラメータは，電気回路のように代数式で解を得ることはできない。また，実際には漏れ磁束
も磁束密度により変化するため，さらに複雑になる。
従来は，電磁ソレノイドを設計する場合には，各部の磁束密度に仮定値を当て込み概略の吸引力を求めていたが，当然のことながら高い精度は得られず，試作を繰り返し修正していく必要があった。
電磁界解析ソフトでは，有限要素法などの数値解析で近似解を得る方法を用いて，実用的な設計が行えるよう



24

図1

電磁ソレノイドの構造

東光高岳技報 Vol.4 2017になっている。

技術紹介

過渡電磁界解析事例の紹介

2.3

遮断ばねをあらかじめ電動機で蓄勢し，ラッチを掛けて過渡解析

電磁ソレノイドで動作時間や動作速度などの応答性が保持しておく。遮断指令によってこの遮断ばねのラッチ問題となる場合には過渡解析を行う。過渡解析では可動を引き外すことで，速やかな遮断動作を行うものである。

鉄心の運動を伴うため，磁気回路と電源回路だけでな

ラッチ引き外しには電磁ソレノイドが使用されるが，く，機械的負荷の動条件と組み合わせて，以下のような遮断時間にはこの動作時間も含まれるため重要な要素と刻々と変化するパラメータを算出しながら行う必要があなる。また，駆動回路の電源容量との関連から，動作電る。各回路連携の概要を図 2 に示す。

流にも制限がある。

（a）コイルの自己誘導起電圧

この解析では，コイルの連続作動定格電圧以上の電圧（b）コイルの電磁誘導起電圧を印加し，動作時間を縮める手法の適用を検討したもの（c）渦電流である（ラッチ引き外しは数十 ms 以内に完了するため，（d）電気回路

コイルの過熱は問題とならない）。

（e）負荷曲線・運動系の質量ラッチは 250 N で 3 mm 押し込むと外れると想定し可動部の運動方程式

た。電磁ソレノイドの押し込み量は裕度を考慮し 5 mmとし，ギャップ 5 mm での吸引力が 250 N 以上得られるサイズを選定した（図 3）。
上記の負荷条件で，表 1 に示す 5 種類のコイル仕様について DC 100 V を印加し動作させた場合のストロー
クとコイル電流を求めた。表 1 および図 4，図 5 に解析結果を示す。
解析の結果，ピーク電流値が 5 A 前後で最も動作時間が短くなるコイル仕様としてケース 3 のコイル仕様を選定した。その後，実器で検証した結果，図 6，図 7に示すように，実測値との比較でも十分な精度が得られることが確認できた。
この事例では，電磁ソレノイドの解析の経験者であれ
初期ギャップ 5 mm
ラッチ荷重

可動鉄心



図2

250 N 0〜3 mm
50 N 3〜5 mm

電磁ソレノイドの構造

吸引力

固定鉄心

前述のとおり，磁気回路，電気回路，運動回路を同時に解くことはできないので，まず初期条件における磁気コイル

回路の定常解を求め，その結果から電気回路，運動回路の解を得て，次のステップでその結果を反映して磁気回路の計算を行うことを繰り返す。したがって，同時には



図3
表1

解を得られないが，ステップを細かくすることで実用的

3.1

解析事例
電力用遮断器のトリップコイル動作時間予測

電力用遮断器は，回路短絡などの事故電流を速やかに遮断するため，事故検知から数十 ms での遮断動作が求められる。この要求を実現する操作機構の一つとして，
電動ばね操作方式がある。この方式では，駆動源となるコイル仕様および結果

コイル仕様

な近似解を得ることを可能としている。

3

引き外し荷重条件

解析結果

Case

連続作動
定格電圧
（V）

コイル
巻数
（回）

コイル
抵抗
（Ω）

トリップ
開始時間
（ms）

トリップ前
ピーク電流
（A）

1

26

1,150

19

26.0

3.1

2

20

950

12

20.7

4.3

3

16

780

8

17.0

6.3

4

13

580

5

13.1

10.3

5

10

470

3

10.7

16

東光高岳技報 Vol.4 2017

25

技術紹介

過渡電磁界解析事例の紹介

ば，モデル作成から解析結果を得るまで 1 日程度で行比較検証工数が削減できる。さらに周囲温度や電源電圧

え，従来電磁ソレノイドの選定に必要であった実器での変動による影響も解析上で予測可能となり，開発の効率化，高度化が期待できる。
3.2

解析事例 2遮断器の電磁ばね操作機構

電力用真空遮断器の操作機構として，3.1 で示した電動ばね操作方式に替わり，コイルと永久磁石を組み合わせた自己保持型電磁ソレノイドを使用した電磁ばね操作方式の採用事例が増えている。
電磁ばね操作機構の構造および動作原理の一例を図 8に示す。
電磁ばね操作機構は，電動ばね操作方式で必須のばね


図4

ストローク



図5

コイル電流



図6

コイル電流実測値



図7

コイル電流解析値

26

東光高岳技報 Vol.4 2017

巻き上げ用の歯車や機械的ラッチ機構が不要となり，注油などのメンテナンスが削減できる利点がある。一方，



図8

コイル電流

過渡電磁界解析事例の紹介



図9

技術紹介



図 10

過電流有無でのストロークの比較



図 11

過電流有無でのコイル電流の比較

渦電流の分布状況

従来電磁ばね操作機構には投入動作時のピーク電流が大きいとの課題があったが，電磁界解析技術の導入による高効率化や，遮断部となる真空バルブのコンパクト化による可動部の軽量化などから，ピーク電流の低減が進ん
で普及が広がっている。
真空遮断器用の電磁操作機構の設計において特徴的なのは，動作開始から完了までの時間や，遮断部接点の接触位置近傍での動作速度を要求されることである。真空バルブでは規定の電流を投入・遮断するため，接点部の動作速度の範囲が指定されており，これを満足する必要ても，同一の 3DCAD データを活用して解析が行いやがある。

すい環境に配慮したい。

さらに，引き外し動作の挙動の検討も重要となる。確
実に引き外し動作を行うためには，コイルや永久磁石磁力，ばね開放力などのバランスを適切に調整する必要があり，電磁界過渡解析が必須である。

4.2

最適化計算手法の導入

数値解析を活用した設計においても，直ちに最適設計が得られる訳ではなく，解析上での試行錯誤が必要であ以上のような条件を考慮し，製品化に向けてさまざまる。現在の解析ソフトでは，性能に影響する複数のパラなモデルを検討中である。そのひとつとして，図 9 にメータを自動的に変更しながら多数の解析を行い，最適示すモデルで渦電流の影響調査のため解析を行い比較し解に収束させていく最適化手法が用意されている。

た事例を示す。磁気回路内の磁束が変化すると，その磁束の変化を妨げるように渦電流を生じる。高速に動作する場合には影響が大きくなる。渦電流の影響で動作時間が長くなり，コイル電流も増加していることが確認できる（図 10，図 11）
。

5

おわりに

電磁ソレノイドの設計では，従来設計手法では精度が得られないため，構想段階から電磁界解析ソフトを活用することが有用である。構想段階では，設計者自ら解析

4
4.1

今後の展開
他分野の解析ソフトとの連携

条件を変えながら，得られた結果からアイデアが得られることも多い。また試作の精度も高まることで，トータ
ルで開発の効率化が期待できる。

今回紹介した事例でも，リンク機構のリンク比や回転今後も解析事例を増やし，多くの設計者が手軽に解析

モーメント，部品同士の衝突現象などは電磁界解析ソフが行える環境を整え，お客さまへ品質の高い製品を短期

ト内での運動解析では直接反映できないため，別途その間で提供できるよう進めていきたい。

影響を考慮する必要が生じている。より解析の精度を高めるためには，機構解析ソフトや制御回路シミュレータなどとの連成解析が必要となる。他の解析ソフトにおい佐藤裕康

電力プラント事業本部
開閉装置製造部 開閉装置製造部ミニクラッドグループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

27

製品紹介

高圧一括受電切替に対応した小型キュービクル

製品紹介

真空遮断器（VCB）を適用した
環境負荷低減型の C-GIS の開発
■ 土屋

知大

Tomohiro Tsuchiya

1

2.2

はじめに

■ 野澤

拓己

Takumi Nozawa

特長（1）VCB 適用・小型化による環境負荷低減

近 年，72/84 kV ク ラ ス の 特 高 受 変 電 設 備 で は， ガ

従来機器において，C-GIS 本体に対するガス遮断器

ス絶縁開閉装置（C-GIS；Cubicle-type Gas Insulated（GCB）が占めるガス質量の割合は 15% 程度であるが，Switchgear）の遮断器について，環境面への配慮から

VCB を適用することで，遮断器のガスレスにつながる。

真空遮断器（VCB）が要求される案件が増加している。

また，C-GIS 本体と遮断器のガス区分が不要となるた

また，これまで特高需要家に納められている C-GIS は，め，遮断器の体積も約 1/3 となる。
今回，C-GIS 本体の定格ガス圧力は，他機種で実績

納入後 30 年程経過している設備が多く，更新時期を迎のある 0.07 MPa を採用した。離隔距離を縮めることでえることが予想される。
今 回 開 発 し た C-GIS は，VCB の 適 用 に よ る 環 境 負

C-GIS 本体の盤幅は 800 mm とまり，C-GIS 本体の小荷低減やタンクのアルミ鋳物化による軽量化，断路器型化を実現し，主要ユニット部のガス使用量約 30% 減（DS），接地開閉器（ES）の一体化による合理的な機器を達成した。

配置による省スペース化を志向した。その結果，従来機（2）省スペースリプレース

器比でガス使用量約 30％減，質量約 20％減，据付面積

従来機器では，計器用変圧変流器（VCT）の前後に

約 15% 減を達成 注 1） し，新規，更新案件双方のニーズ

配置する断路器（DS2，DS3）は C-GIS 本体に格納さに応えうる機器を実現した。

れていたため，片側の系統の更新や増設時は全停止する必要があった。

22.1

図 1 に 示 す よ う に， 今 回 の 開 発 器 で は DS2，DS3仕様と特長

を 一 つ の ユ ニ ッ ト（ 区 分 ユ ニ ッ ト ） と し た こ と で，
2L-1VCT-2B 構成における受電ユニットの更新や増設に仕様

表 1 に従来機器と今回開発した C-GIS の主な定格・仕様を示す。大きな変更点として，遮断器に VCB を適対し，無停電での施工を可能とした 注 2）。
（3）常時監視システム

用したことと，最新の JEC 規格に対応したことが挙げられる。

ることを推奨している。また，開閉器の制御用コイルや
表1

開発器

従来機器

定格電圧

72 / 84 kV

定格電流800 / 1,200 A

定格短時間耐電流

25 / 31.5 kA

商用周波

140 / 160 kV

雷インパルス

350 / 400 kV

定格ガス圧力
消弧媒体
遮断器

ガス絶縁
開閉装置
適用
規格

0.07 MPa

0.05 MPa

真空SF6定格遮断電流定格ガス圧力25 / 31.5 kA
─

0.5 MPaJEC-2350-2005 JEC-2350-1994

交流しゃ断器 JEC-2300-2010 JEC-2300-1998
交流断路器

JEC-2310-2014 JEC-2310-1990

開閉装置
JEC-2390-2013
一般要求事項28

操作用モータは，確実な開閉動作を行うためにも異常のC-GIS の仕様の比較

機 種

耐電圧

C-GIS の定期点検では，ガス圧力や動作回数を記録す

東光高岳技報 Vol.4 2017

─



図1

開発器の単線結線図とユニット

真空遮断器（VCB）を適用した環境負荷低減型の C-GIS の開発

早期発見が必要不可欠となる。

製品紹介

での経験を生かし，図 3 に示す三次元モデルでの応力

これらの点検項目の常時監視を行うことで，現地に赴かずに制御室内で C-GIS の状態確認を行うことができ

解析により強度，歪みを評価し，C-GIS 本体の小型化を実現する形状を導き出した。

る。また，トレンドデータの蓄積により，機器の劣化を事前に察知でき，トラブルの未然防止につながる。
表 2 に，東光高岳の小山事業所設備向け C-GIS で導入する常時監視項目を示す。
表2

常時監視項目（東光高岳小山事業所設備向け適用）

監視項目

目

的

変位

応力

図3

受電ユニットタンクの応力解析結果

開閉極時間

操作機構，開閉器動作異常の検知

モータ電流

電動機，開閉器動作異常の検知

コイル電流

コイル，開閉器動作異常の検知

ガス圧力

状態監視によるガス漏れ予測保全

SF6 ガス温度

タンク内の異常の検知

環境負荷低減を志向した新形 C-GIS について紹介し開閉器動作回数

動作回数の遠方監視た。特高受変電設備は，さらなる省スペース化や環境問

4

おわりに

題に対する取り組みが必要となってきており，SF6 を使

33.1

各構成ユニットの特長
VCB の採用とぜんまいばね式電動ばね操作機構

今回採用した VI（真空バルブ）は大電流遮断に有利用しない AIS 注 3）の要望も高まりつつある。これらの要請に対応すべく，今後も絶縁技術，電流遮断技術，電界・構造解析技術の高度化を推進し，高信頼性のガス絶縁開閉装置の開発を進めていく所存である。
最後に，2L-2CB-2B タイプ（架空受電，バンクユニッ

な縦磁界形電極構造を採用した。
操作装置については，VI の要求仕様を満たす電動ばね操作装置を新たに開発した。主操作ばねには，コイルト付）で製作した東光高岳の小山事業所設備向け C-GISの写真を図 4 に示す。

ばねに比べ，所要スペースあたりの蓄積エネルギーが高
いぜんまいばねを採用し，操作装置の小型化とメカニズ
ムの簡素化を実現した。ぜんまいばねを駆動エネルギーとした機構解析によるシミュレーションを行い，開閉特性の評価を行った（図 2）。
3.2

DS/ES の 3 位置化（1 ユニット化）

DS/ES の 3 位置化は，部品の共通化や部品点数削減，小型化につながる。DS および ES の構造の共通化を図
り，各接触部をユニット化し，連結構造にしたことで 3
位置化を実現した。
3.3

図4

タンクのアルミ鋳物化

新形 C-GIS の外観■語句説明

タンクのアルミ鋳物化は，GIS や GCB などの高ガス
圧力用タンクで採用してきた。今回，低ガス圧力向けの角形タンクは初めてであったが，丸形，楕円形のタンク

注 1）東光高岳従来比。ガス使用量，質量は，CH 受電時の主要ユニットの比較。据付面積は，2L-2CB-VCT CH 受電時の施工面積の比較。
注 2）無停電更新，増設に関しては，施工時の変電所の充電区域の関係から，最終的には現地の状況により判断。
注 3）AIS：Air Insulated Switchgear の略

土屋
VI 可動電極の変位
ぜんまいばね

図2

小山事業所設備向け

VCB 用操作機構の解析結果

知大

電力プラント事業本部
開閉装置製造部 開閉装置設計グループ

野澤

所属

拓己

電力プラント事業本部
開閉装置製造部 開閉装置設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

29

製品紹介

高圧一括受電切替に対応した小型キュービクル

7.2 kV 環境配慮型高機能スイッチギヤ（Eco-Friendly High Specification Switchgear：HSS）

製品紹介

■ 上田

宜史

Yoshifumi Ueda

1

はじめに

高圧受配電設備は，多様な社会ニーズや新技術の導入により長年にわたり進歩してきた。高度情報化社会のなかで，電気の果たす役割は大きく，さらなる高信頼度化が求められている。
高信頼度化のためにメンテナンスは重要であるが，労働力人口の減少にともない，省力化のニーズが高まっている。省力化することで人為的なミスによる事故の低減にも効果が期待できる。
さらに，地球温暖化が危惧されているなか，温室効果ガスを使用しない，環境に優しい製品が期待されている。
このようなニーズに応えるため，安全性・信頼性の向図1

上，環境への配慮，メンテナンスの省力化などを目的とした 7.2 kV 環境配慮型高機能スイッチギヤ（HSS）を
開発した。

HSS

引出装置
可動扉

2

定格・仕様

HSS の構成は，受電盤・配電線盤・母線連絡盤となる。その定格・仕様を表 1 に示す。
表1

HSS の定格・仕様
受電盤

配電線盤
600 A

定格母線電流
定格短時間電流12.5 kA

1秒

適用規格

JEM1425

スイッチギヤの形

MW 相当

保護等級

IP2X

サイズ
（屋内）

幅 W（mm）

母連盤
密閉容器

7.2 kV

定格電圧

800

600

引出装置

VCB

（引出装置）

図2

HSS の 3D モデル（受電盤）

る安全確保や据付作業の省力化のため，各コンパートメ
ントの高圧充電部に気体絶縁と固体絶縁を複合した，ハ

高さ H（mm）

2,300

イブリッド保護構造を採用した。

奥行き D（mm）

1,800（1）密封容器への収納（気体絶縁）

接続端子・ケーブルサイズ

IEEE386・22～150 mm 2

母線から分岐した接続導体は，VCB 端子へ接続するなどさらなる分岐や接続が多い。また，受電部はお客さ

3
3.1

特長
高圧充電部の保護

一般的なスイッチギヤは，母線およびケーブルコン

まのニーズに合わせた柔軟な対応も必要であり，自由度のある構造が求められる。そこで，これらを接地した密封容器内へ一括して収納した。
なお，容器内の気体には Dry N2 を採用した。加圧とパートメントに高圧充電部が存在する。適切な保護を行

減圧の繰り返しにより容器内の Dry N2 を高純度化する

うことで安全に使用することは可能であるが，小動物のことで，標準使用状態の最低温度（屋内 : − 5℃，屋外 :侵入による地絡・短絡などの事故はまれに発生する。こ− 25℃）でも結露の発生がない。また，30 kPa-G（atのような事故の防止とともに，メンテナンス時のさらな20℃）とすることで，外気の浸入もない。

30

東光高岳技報 Vol.4 2017

7.2 kV 環境配慮型高機能スイッチギヤ（Eco-Friendly High Specification Switchgear：HSS）

さらに，万一の異常な内圧上昇があった場合に備えて，過大圧力を放出する放圧弁を設置した。

製品紹介（1）高信頼な自己監視機能を装備
アナログ入力回路の高調波重畳監視や，事故波形メモ
リ機能により，系統事故時の現象解析が容易であり迅速（2）固体絶縁の採用
水平母線や VCB 二次接続導体は，構成に左右されることなくほぼ同一の構造となる。このような部位には，経済性を重視し，固体絶縁を採用した。なお，固体絶縁の表面は接地層で覆い，安全性を確保した。
また，スイッチギヤは設置場所での列盤作業を要するが，水平母線を固体絶縁化し，密封容器外へ配置することにより，作業の効率化にも効果がある。

な対応が可能である。
（2）中央監視システムと効率的な接続
汎用通信の CC-Link に対応し，高速で安定した伝送システムが容易に構築可能である。
（3）保守が容易
定期交換が必要な部品を使用していないため，保守の手間やメンテナンス費用を低減できる。
（4）優れた操作性・視認性
PACGEAR8 シリーズと同じグラフィック液晶を採用した。操作方法も統一しているため，容易な操作が可能である。
（5）負荷変更への対応が容易
広範囲な電流計測が行える貫通型ワイドレンジ CT との組み合わせが可能であり，負荷容量を変更しても CTを変更する必要がない。
グラフィック液晶
装置状態表示部

図3

3.2

HSS の単線接続図例

環境への配慮

密封容器内の気体は，SF6 のような温室効果ガスでは（外形寸法：302 W × 202 H × 128.5 Dなく，環境に優しい Dry N2 を採用した。ただし，高い

図4

絶縁性はないため，容器内の絶縁は気中でも維持できる性能を確保した。
3.3

モード表示LED
遮断器操作部

省メンテナンス（1）母線およびケーブルコンパートメント
高圧充電部は密封容器と固体絶縁の採用により，環境に左右されず絶縁性能を維持することができ，省メンテ
ナンスを実現した。
（2）VCB
機構部をグリースレス化した電磁操作形 VCB を採用
し，点検周期を従来の 2 倍となる，普通点検：6 年，精密点検：12 年として省メンテナンスを実現した。

用途

PACGEARe

表2

PACGEARe の種類

形

式

保護要素

受電用
母線用
主変二次用

PACE1H

配電線用
モータ
配電線用

4

質量：3.0 kg）

PACE1M

計測要素

OCx2, OCHx2,
DG（OCG）,
Ax3, Vx3, W,
OV, UV, OVG Wh, var, varh,F, cosφ, Io,
MIo, Vo, MVo
OCHx2,DG,
OL, OP

おわりに高圧スイッチギヤは，気中絶縁が主流である。しか3.4

コンパクト化

し，今後の電力依存度の高まりにともない，社会のニー

導体や構造の見直しによる最適配置を行い，コンパクト

ズはさらに高品質な製品を求めるようになると考える。

化を実現した。配電線盤では，従来の 800 W × 2,300 H

HSS はこのようなニーズに応えることができる製品で×2,000 D に対して，据付面積を約 33％低減した。

ある。

3.5

上田

PACGEARe による高機能化

最新のディジタル形保護計測装置を採用した。

宜史

電力プラント事業本部
制御装置製造部 設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

31

製品紹介

高圧一括受電切替に対応した小型キュービクル

東京電力パワーグリッド株式会社納入
154 kV 200 MVA 送電用変圧器

製品紹介■ 五月女正樹

Masaki Sotome

1

3

はじめに

送電用変圧器は，高い信頼性はもとより，経済性，メ特長

本製品の主な特長は次のとおりである。

ンテナンス性の向上が求められており，東光高岳はこれ

3.1

らのニーズに応える製品化に取り組んでいる。

（1）温度上昇限度の引き上げ

このたび，東京電力パワーグリッド株式会社（以後，冷却設計の合理化

JEC-2200-2014（変圧器）規格の改正に伴い，平均東京電力 PG）武蔵野変電所に新形 154 kV 200 MVA

巻線温度および最高油温の上昇限度をそれぞれ 70 K，送電用変圧器を納入したのでここに紹介する。

60 K とし，巻線被覆紙に耐熱絶縁紙（アミン添加紙）を採用することで，冷却設計を見直し，合理化を図った。

2（2）冷却器台数の最適化

仕様

冷却設計の見直しにより，冷却器 1 台当たりの冷却

154 kV 200 MVA 変圧器（東京電力 PG 武蔵野変電所納入）の仕様を表 1，本製品の外観を図 1 に示す。

容量の最適化を図った。この結果，従来器と比較して冷却器の設置台数を 25％削減し，冷却器コストの低減およびコンパクト化を図った。

表1
項

仕様

目

3.2
仕

様

軽量化

変圧器中身について，高磁束密度化を含めた設計の見直しにより 5％の軽量化を図った。高磁束密度化によって

相数，周波数

三相，50 Hz

容量200 MVA

一次電圧

154 ± 14 kV

二次電圧

66 kV

短絡インピーダンス

11％（容量ベース）

結線

一次／二次／安定：Y ／ Y ／Δ

冷却方式

導油風冷式

温度上昇限度

巻線：70 K

騒音

55 dB（A）以下

端子引出し構造

一次：油中ケーブルヘッド
二次：油中ケーブルヘッド
二次中性点：ケーブルヘッド※

励磁騒音は増加するため，防音壁構造の最適化を行い防音性能を高めることで騒音仕様 55 dB（A）以下を満たす構造とした。また，タンクなどの製缶部品に関しても大幅に設計を見直しし 20% の軽量化と15％の油量削減を図った。
3.3

その他

（1）ポリマー碍子形避雷器の適用
一次および二次中性点に設ける避雷器を従来の油中タ

油：60 K※中性点避雷器接続は気中引出

イプから気中タイプに変更し，ポリマー碍子形避雷器を適用することで避雷器コストの低減およびメンテナンス性の向上を図った。
（2）三次巻線の安定巻線化
仕様合理化として，電力系統における三次巻線の安定
巻線化を東京電力 PG でご検討いただき，三次巻線のコンパクト化および三次側端子引出し構造を削減した。

4

おわりに

今後も高い信頼性と経済性のニーズに応えられるよう技術の向上に努め，製品への反映に取り組む所存である。

五月女


図1

154 kV 200 MVA 変圧器外観

32

東光高岳技報 Vol.4 2017

正樹

電力プラント事業本部
大型変圧器製造部 大型変圧器設計グループ

所属

配電用変電所用ディジタル保護制御装置（4 形）

配電用変電所用ディジタル保護
制御装置（4 形）

製品紹介

製品紹介

■ 佐藤

一男

Kazuo Sato

1

2.4

はじめに

部品点数の削減による信頼性の向上

高機能 CPU の採用と，ハードウェアの基本構成の見東光高岳では東京電力パワーグリッド株式会社へ納入してきた CDT 注 1） タイプの中央制御盤・バンク制御盤

直しを行い，部品実装点数を大幅に削減し，更なる信頼性向上を図った。

（納入年：1986～1993）の後継機種として，新形の装置の開発を進めてきた。
このたび，新しいコンセプトにもとづいた 4 形中央

3

機能・仕様

制御盤・バンク制御盤の開発が完了し，2017 年 4 月か3.1

ら納入を開始した。

（1）4 形中央制御盤

4 形中央制御盤・バンク制御盤は，コストダウンを図（a）	上 位からの遠方操作，計測・表示（テレコン子

るとともに，現行機の機能に加えて，多彩なユーザー支援機能を新たに追加したので本稿でその概要を紹介する。

機能概要

局機能）
（b）	受 電機器，変電所共通項目の直接操作，計測・表示（c） 変電所全体の HMI 注 2）からの監視・表示（d）受電保護（2 回線受電のみ）（e） 逆潮流対応（構内転送しゃ断）（f） 自動切替機能（g） 配電線事故区間・ロック区間の算出（h）	搬 送結合装置とのインターフェイス（搬送変復調部）（i）
	変 電 ／ 配 電 用 伝 送 ル ー ト 切 替（ 回 線 切 替 部：（a）中央制御盤

図1LSW）（b）バンク制御盤

4 形装置（j） 主変二次ケーブル地絡検出（k）バンク制御盤との構内伝送制御

2

特長

開発品の特長は次のとおりである。
2.1

お客さまで変電所形態の設定が可能

4 形中央制御盤・バンク制御盤は，標準的な配電用変電所形態を対象として開発した。変電所の各種個別設定（2）4 形バンク制御盤（a） バンク・6 kV 側設備の操作，計測・表示（b）バンク保護（変圧器／母線／配電線保護）（c） 再閉路機能・地絡後備機能（d）電圧調整（e）	逆潮流対応（バンクリレー動作時の構内転送しゃ
断）について，お客さまで変電所形態に応じた設定ができる
よう，ユーザー設定機能を搭載した。

（f） 中央制御盤との構内伝送制御

2.2

3.2

汎用ネットワークに対応可能

中 央 制 御 盤～ バンク制御盤間の伝送には一般 的 なLAN を適用した。変電所構内の光 LAN ケーブル接続

装置の組み合わせパターンは 2 種類である。
・中央制御盤～バンク制御盤
4 形装置のみの組み合わせとする。

は 100Base-FX を採用した。また，イーサネット LAN，汎用プロトコルを適用し，経済性向上，機能拡張の柔軟

装置の組み合わせ

・各種遠方監視制御装置（TC）～4 形バンク制御盤

性，自立性維持によるシステムの信頼性向上を図った。

 各 メ ー カ 製 の HDLC 注 3）-TC， ユ ニ ッ ト 分 割 形

2.3

TC および多機能 TC と TC 接続用 I/O 基板（オプ盤の高さを統一

中央制御盤・バンク制御盤とも，屋外・屋内設置に関わらず高さを 1,910 mm に統一した。

ション）を介して 4 形バンク制御盤が接続できる。
3.3

選択制御機能・中央制御盤では上位局からの遠方監視制御および直東光高岳技報 Vol.4 2017

33

製品紹介

配電用変電所用ディジタル保護制御装置（4 形）接制御（現地にて HMI スケルトン操作）が可能。
・バンク制御盤は，中央制御盤からの指令にもとづき

3.4

3.8

付帯機能

運用・保守面で有用となる多彩な計測・記録機能を実集中形保護制御リレーユニットにて機器制御を実施装した。以下は HMI で確認可能である。

する。

（1）オシロ記録機能

保護機能（2）LTC（タップチェンジャー）動作回数管理

2 回線受電変電所の受電保護は中央制御盤で行う。ま（3）選択制御指令による入／切動作記録機能

た，各バンクの変圧器・母線・配電線の保護はバンク制（4）しゃ断器のモニタリング機能御盤で行う。

（5）トリップ回路断線監視機能

4 形は従来からの「メイン－事故検出」方式を見直し，（6）各相電圧／電流測定（方向付）

片系ユニットが故障しても保護を健全系列側のメインリ（7）高調波測定

レーで継続できる「メイン（M1）= メイン（M2）」方（8）遠隔運用機能式（図 2 参照）を採用した。

（9）ポジション（メッセージ・警報など含む）設定

異常となったユニットのトリップ出力をバイパスさせ，保護は継続できるようになっている。異常が復帰す
ると NGX は自動で復帰する。

3.9

単独運転防止機能

2 回線受電変電所において，送電線事故や変電所構内
事故時に，分散電源からの逆潮流により事故が継続し続けることを防止するための単独運転防止機能（オプション機能）を実装することも可能である。

M1X

M2X

M1X

M2X
M2
-NGX

M1X

M1
-NGX

M2X

3.10

M2X
M2
-NGX

M1X

M1
-NGX

インターロック

4 形中央制御盤は，従来より採用しているしゃ断器，断路器接点による直接インターロックだけでなく，新たにしゃ断器，断路器条件を取り込み，ソフトウェアで処理す

赤T.T

るソフトインターロック（オプション機能）も用意した。

赤T.T

TC

M1故障により
M1トリップ出力をバイパスし，M2のみで保護を継続。

TC（a）通常時図2（b）M1 故障時

メイン－メイン方式注）M1X:M1 のリレー接点，M2X:M2 のリレー接点，M1-NGX:M1 の故
障リレー接点，M2-NGX:M2 の故障リレー接点

3.5

計測機能

分散電源からの逆潮流を考慮し，必要な計測項目には極性表示を標準的に行う。また，上位に変圧器のタップ

HMI にてソフトインターロックの使用／ロックおよびインターロック条件の構築が可能となっている。

4

おわりに

新しい 4 形中央・バンク制御盤は，高機能 CPU を採用し，汎用の LAN，Web 機能などの IT 技術を取り入れた信頼性および経済性に優れた装置である。
今後は，2017 年度中に多端子ユニット受電中央制御
盤をリリースする予定である。
末尾ながら，今回の開発に多大なるご指導・助言をいただいた関係各位に対し，厚くお礼申しあげる。

位置を伝送することも可能（オプション機能）。
3.6

主変二次ケーブル地絡検出機能

いままで別盤に設置していた主変二次ケーブル事故検出機能を中央制御盤に実装した。
変圧器二次ケーブル地絡事故の検出を行い，検出情報
は上位局表示を行うとともに，自動切替機能に情報を送
信する。
3.7

HMI 機能

汎用パソコンのブラウザを使用（Java 注 4）は未使用としたため，基本的にブラウザに依存しない）し，保護整定，■語句説明注 1） CDT：Cyclic Data Transmission の略。
1 対 1 のサイクリック伝送方式。
注 2） HMI：Human Machine Interface の略。
人と装置が情報をやり取りするための手段。
注 3） HDLC：High level Data Link Control の略。
1 対 1 のパケット伝送方式。
注 4） Java：Sun Microsystems（現：Oracle 社）によって開発されたオブジェクト指向をサポートする汎用のプログ
ラミング言語。

監視制御に関する設定および機器直接操作も可能とした。
これにより使用する汎用パソコンは専用ソフトを不用
とした。

34

佐藤

一男

電力プラント事業本部
システム製造部 保護制御装置設計グループ

東光高岳技報 Vol.4 2017

所属

製品紹介

ディジタル形分路リアクトル保護リレー

製品紹介

ディジタル形
分路リアクトル保護リレー

■ 菅原

雅寛

Masahiro Sugawara

1

絡過電圧リレーを，主母線に接続する場合には地絡過電

はじめに流リレーを地絡保護要素とする整定切り替え機能を有し送電線路の進相電流を補償する目的で使用されるリアている。

クトル設備の保護として，これまで静止形分路リアクト

また，従来の静止形リレーでクーラー電源監視用保護

ル保護リレーが適用されてきた。静止形分路リアクトル

要素を実装していることから，機能互換性を考慮し，同保護リレーは，製品開発から 30 年以上経過し，部品の様の機能を実装した。

枯渇や技術レベル維持のため，保守性や信頼性が確保で表 1 に本装置の保護リレー方式の，表 2 にクーラー

きるディジタル形リレーへの切り替えが期待されていた。

電源監視用リレー方式の，要素と保護方式の組み合わせ

今回，送電用変電所の主要変圧器三次母線ならびに主を示す。

母線に接続される分路リアクトル設備の保護を目的としたディジタル形分路リアクトル保護リレーを開発した。

2

仕様

2.1

装置仕様

目

的

内部短絡
保護
地絡保護

（1）システム構成

表2

本装置は，電力用規格 B-402 に準拠しメイン，フェイ

表1

保護リレー方式

要

素

保護方式

過電流要素

過電流リレー方式（瞬時・反限時）

過電圧要素

地絡過電圧リレー方式

過電流要素

地絡過電流リレー方式

クーラー電源監視用リレー方式

ルセーフの二重化構成により信頼性を向上させている。

目

（2）外形

欠相検出

欠相要素

欠相リレー方式

電圧低下検出不足電圧要素

不足電圧リレー方式

静止形リレーとの取付け互換性を考慮したうえで，既設サイズからのコンパクト化を行った。ケースサイズ
は，E15 ケ ー ス（ 幅 296 mm × 高 さ 176 mm × 奥 行
278.5 mm，カバー含む）を採用した。

的

要

素

保護方式

励磁突入電流およびタンク破壊強度の保護協調のため
過電流リレーの反限時特性には，静止形リレーの特性を

図 1 に装置外観を示す。

包含した JEC 規格推奨の 4 種類の反限時特性式から選なお，静止形リレーのリプレース時には，アタッチメ択できる機能を実装した。

ント用鋼板を用い，既設盤の取付け穴を利用した取付けを可能とするなど，更新作業の効率化を図った。

図 2 に過電流リレー方式に採用した反限時特性を示す。

（3）保護機能
本装置は，分路リアクトルの保護要素として，適用系
統に合わせ，主要変圧器三次母線に接続する場合には地

図1

装置外観

図2

反限時特性

東光高岳技報 Vol.4 2017

35

製品紹介

ディジタル形分路リアクトル保護リレー（4）出力設定（4）CB 応動監視機能（a）トリップ出力

遮断器状態をリレーへ取り込むことにより，応動時間トリップ回路設定として，保護盤などの外部回路に合の計測を可能とした。応動時間は，最大 100 件まで記

わせて内蔵シールイン回路の使用／不使用を選択できる

録でき，トレンドグラフとして HMI に表示可能である。

ようにした。

図 5 に CB 応動監視機能の表示例を示す。

（b）警報表示出力
警報表示設定は，出力信号を選択式とし，パネル操作
またはパソコンで設定可能とした。
2.2

運用・保守の機能向上（1）データセーブ機能
系統事故発生前後の系統波形データ，リレー動作情報を自動で記録するデータセーブ機能を実装しており，パ
ソコンを接続することによりデータ収集が可能である。
図 3 にデータセーブ画面の表示例を示す。

図5

CB 応動監視機能 表示例（5）高調波計測機能
入力電気量の基本波から 25 次調波までの歪率，含有率を計測できる機能を実装した。
図 6 に高調波計測の表示例を示す。

図3

データセーブ画面 表示例（2）点検機能
点検起動として，既設対応も考慮し，外部起動，自動起動，手動起動を実装した。時刻設定による自動起動の追加により，リレーで別置していた点検起動タイマが不要となる。点検では，補助リレー動作および復帰確認だ
けでなく，遮断器のトリップコイル断線監視も実施でき

図6

る機能を実装した。

高調波計測 表示例

（3）HMI 注 1）機能装置運用状態や入力電気量の確認は，液晶表示画面とパソコンによる方法を実施可能とした。パソコンによる運用方法として，OS やブラウザに依存しない Web サー
バを標準実装し，遠隔操作にも対応可能とした。
図 4 に液晶表示画面の表示例を示す。

3

おわりに

本装置は，2017 年 2 月に開発が完了し，製品展開を開始した。静止形リレーの更新を含めた本装置の適用による電力系統設備の信頼性向上への貢献が期待される。
■語句説明
注 1）HMI：Human Machine Interface 保護リレーの操作部および表示部。

菅原
図4

36

液晶表示画面 表示例

東光高岳技報 Vol.4 2017雅寛

 力プラント事業本部
電システム製造部 保護制御装置設計グループ

所属

国際標準プロトコルを用いた送電線過負荷保護リレーシステム

製品紹介

国際標準プロトコルを用いた送電線過負荷保護リレーシステム

製品紹介

■ 田沼

秀和

Hidekazu Tanuma

1

3

はじめに

特長

送電線，変圧器の事故遮断や再生可能エネルギーの本システムは，従来の国内製保護リレーならびに接点連系増加に伴い，健全設備が過負荷状態となり設備損

情報伝送装置の置き換えとして，海外製 IED を採用し壊に至ることがある。これを防止するため，過負荷電ている。装置間伝送方式に IEC61850 GOOSE を用いる流を検出して，電源の抑制・増発または負荷の遮断をメリットは，以下のとおりである。

行う送電線過負荷保護リレー（以降 OLR（1）Ethernet ベースのマルチキャスト伝送により，

）の設置が

注 1）

従来の N：N から転送元装置が 1 台（1：N）と必要になる。
今回，国際標準プロトコルの（IEC61850 GOOSE

なり，大幅なコスト削減が可能となる。

）

注2）

インタフェースを搭載する SEL 社製 IED を用いて 3 種（2）マ ルチベンダによる効率の良いシステム構築ができる。

類の OLR 関連装置を開発し，2017 年 3 月に東京電力パ
ワーグリッド株式会社の 154 kV，66 kV 送電線設備保（3）転 送元装置から転送先装置への伝送ルートにおけるケーブル心線数を低減できる。

護用に納入したので，その概要を紹介する。

（4）既設の伝送設備を有効に活用できる。

2

システム構成本システムは，OLR 装置，OLR 処理装置（転送元），
OLR 受信装置（転送先）および各装置間の伝送路から

4

装置概要

（1）OLR 装置構成される（図 1）。送電線が過負荷状態になった場合，本装置は，主に送電線の過負荷保護リレー機能のほか，

OLR が動作して，OLR 装置から転送遮断信号を送信す

自動点検，常時監視，リレーシーケンス，強制制御出力，る。OLR 処理装置は，転送遮断信号を受信し，時限処

オシロ出力，IEC61850 伝送などの機能を有する。また，理した後に接点信号を出力するとともに，転送遮断信単一故障モードで誤作動に至らぬよう，メインリレーと号を接点変換装置へ伝送する。伝送方式は，IEC61850

フェールセーフ（以降 FD）リレーの 2 重化構成とした

GOOSE を採用した。

（表 1，図 2）。
本装置は，2 回線分を収納する。



図1

OLR システム構成
東光高岳技報 Vol.4 2017

37

製品紹介

国際標準プロトコルを用いた送電線過負荷保護リレーシステム

表1
項

OLR 装置仕様（2 回線対応）

目

仕様・機能
W 350 mm × H 2,300 mm ×
D 450 mm
前後面保守構造

装置本体
メインリレー※ SEL-351 適用

過負荷検出，自動点検，常時監視，
リレーシーケンス，
通信インタフェース（HMI / 保守用）

FD リレー※ SEL-751 適用

過負荷検出，自動点検，常時監視，強制制御，IEC61850 伝送，
通信インタフェース（HMI / 保守用）

メンテナンスパネル

集約表示，操作，オシロ出力端子

伝送ユニット（転送元装置）処理ユニットメンテナンスパネル
メインリレー

図3（3）OLR 受信装置（転送先）
本装置は，主に OLR 処理装置から受信した転送遮断

FDリレー

信号を接点情報に変換する機能のほか，強制バイパス処理，異常通知接点出力，監視警報，IEC61850 伝送など

メンテナンスパネルの機能を有している（表 3，図 4）
。
表3
項



OLR 処理装置

図2

目

仕様・機能

装置本体
※ SEL-2440 適用

W 447 mm × H 88 mm × D 171 mm

主な機能

接点情報変換，強制バイパス処理，
異常通知出力，監視警報，
IEC61850 伝送，
通信インタフェース（HMI / 保守用）

OLR 装置実装接点構成（2）OLR 処理装置（転送元）

OLR 受信装置仕様

警報接点

本装置は，主に OLR 装置から受信した転送遮断信号

入力 16 点，接点出力 32 点
1 点（c 接点）

を時限（タイマー）処理する機能のほか，自動点検，常時監視，強制制御出力，オシロ出力，IEC61850 伝送な
どの機能を有する。また，単一故障モードで誤作動に至らぬよう，メインと FD の 2 重化構成とした（表 2，図3）。
最大で OLR 装置 5 台と受信装置 13 個所を接続することができる。

図4

5
表2

項



OLR 処理装置仕様

目

装置本体

仕様・機能
W 700 mm × H 2,300 mm ×
D 450 mm
前後面保守構造

OLR 受信装置（転送先）

おわりに本システムは，東京電力パワーグリッド管内において2017 年 5 月から運用が開始されている。
■語句説明

OLR 処理ユニット（メイン，FD）※ SEL-2440 適用

OLR 時限処理，自動点検，常時監視，強制制御，IEC61850 伝送，
通信インタフェース（HMI / 保守用）

注 1）OLR：『Over Load Relay』の略称。
注 2）GOOSE：『Generic Object Oriented Substation
Event』の略称。

伝送ユニット（メイン，FD）※ SEL-2440 適用

IEC61850 伝送（転送元），
通信インタフェース（HMI / 保守用）

田沼

メンテナンスパネル

集約表示，操作，オシロ出力端子38

東光高岳技報 Vol.4 2017

秀和

電力プラント事業本部
システム製造部 IED システム設計グループ

所属

風力発電設備用雷電流計測装置の電流計測性能

製品紹介

風力発電設備用雷電流計測装置の電流計測性能

製品紹介

■ 藤岡

博文

Hirofumi Fujioka

1

演算記録部では，センサ I/F 部の出力に対して，計測

はじめに

時間 1 s における，正極性電流および負極性電流の波高

東光高岳では，落雷の検知と外部への通知（風力発電
設備と連携して運転を停止），電荷量（エネルギー）の値を算出し，電流の絶対値を積算することにより電荷量を算出する。

計測（耐雷設計の妥当性を把握）といった，風力発電設

表1

備の雷被害再発防止対策に必要な機能を有する雷電流計

項測装置を開発・改良し，これまでに日本海沿岸の冬季雷地域を中心として全国に納入している（1），（2），（3）。

計測仕様

目

仕

様

計測データ

波高値（正負），電荷量

最大計測電流100 kA，200 kA

スキーコイルを用いた雷電流計測装置のセンサ I/F（イトリガレベル

最大計測電流× 1％

ンターフェース）部において，200 kA までの計測への低域カットオフ周波数

0.1 Hz（− 3 dB）

立ち上がり応答時間

1.5 μs（約 167 kHz 相当）

波高値計測精度± 10％（フルスケール）

波高値分解能0.1 kA

電荷量演算範囲

0 C～9,999 C（分解能：1 C）

計測時間

1s

最近，風車の大型化等に伴い，100 kA を超過する大きな雷電流の頻度が増加傾向にある。このため，ロゴウ

対応を行った。本稿では，その電流計測性能測定結果について紹介する。

2

電流計測構成雷電流計測装置は，風車のタワー脚部を周回する大口
径のロゴウスキーコイルにより風車直撃雷の落雷電流を検出し，タワー内部に設置した計測装置本体において，正負の電流波高値および電荷量を算出して記録する（図1，表 1）。
ロゴウスキーコイルで誘起される電圧は，落雷電流の3

電流計測性能試験方法

図 2，図 3 に電流計測性能試験の回路を示す。

微分波形となり，センサ I/F 部において，この誘起電圧信号源から印加線をロゴウスキーコイルに周回するこを積分することで落雷電流に比例した電圧信号を出力すとにより，等価的に大きな電流を印加しており，印加線

る。また，低域補償回路と組み合わせることで，低い周の電流波形から読取って換算した波高値と雷電流計測装

波数の電流も計測可能になる

置の記録値を比較した。

。

（2）

計測装置本体センサ I/F 部

ロゴウスキーコイル


図1

計測構成
東光高岳技報 Vol.4 2017

39

製品紹介

風力発電設備用雷電流計測装置の電流計測性能

低周波側（～100 Hz，図 2）では，信号源として交なお，低域カットオフ周波数 0.1 Hz に対応する高域の流電源（信号発生器＋バイポーラ電源）を使用し，ロゴ−3 dB（約− 30％）点は約 300 kHz となっている。

ウスキーコイルも印加線に周回することにより，波高値
10 kA相当の正弦波（連続波）を印加している。
高周波側（100 Hz～，図 3）では，信号源としてイ
ンパルス発生器を使用し，波高値 200 kA までのイン
パルス波または減衰振動波を印加している。周波数は，印加電流波形の波頭長を 1/4 周期として換算している（例：波頭長 2 μs →周波数 125 kHz）
。



図2



図４

入出力特性測定結果



図５

周波数特性測定結果

試験回路：交流電源（〜100 Hz）

5

おわりに

本稿では，最大計測電流 200 kA への対応を行った雷


図3

4

試験回路：インパルス発生器（100 Hz～）

電流計測性能測定結果

電流計測装置の電流計測性能測定結果について報告した。
なお，今後は，今冬から日本海沿岸冬季雷地域の風車において，実フィールド観測を実施した後，順次，新設のサイトに導入していく。

電流計測性能の測定結果は，印加電流の波高値に対する雷電流計測装置の記録値の比誤差で評価した。
なお，試験対象のロゴウスキーコイルは，コイル長
16 m（風車タワー外径：約 5 m 相当），測定ケーブル長 15 m である。
図 4 に，入出力特性の測定結果を示す。電流値に対して分解能（0.1 kA）が粗くなる小電流では比誤差が大きくなっているが，200 kA まで ±10％以内であるこ■参考文献（1）酒井，細谷，藤岡：「風力発電設備用雷電流計測装
置」，東光高岳技報，No.2，p.38（2015）（2）藤岡，大塚：「風力発電設備用雷電流計測装置の低周波数域特性」，電気学会研究会資料，HV-16-053（2016）（3）酒井，藤岡，大塚：「風力発電設備用雷電流計測装置」，電気評論，第 102 巻第 3 号，p.58（2017）とが確認できる。
図 5 に，周波数特性の測定結果を示す。0.5 Hz から立ち上がり応答時間 1.5 μs に相当する約 167 kHz まで，比誤差は ±10％（約 ±0.9 dB）以内であることが確認できる。また，シミュレーション結果とも一致しており，設計どおりの動作となっていることも確認できる。
40

東光高岳技報 Vol.4 2017

藤岡博文

技術開発本部
技術研究所 ICT 技術グループ 所属
雷観測，雷予測に関する研究に従事

製品紹介

モールドバランサ

モールドバランサ
製品紹介

■ 山﨑

勇輝

Yuki Yamazaki1

概要

現在，単相 3 線式の低圧配電線路において負荷の偏りによる電圧不平衡を解消するために低圧配電線の末端に油入バランサを接続しているが，経年による錆等に対するメンテナンスや，油漏れ等の事故が問題点として挙げられる。このため東光高岳ではオイルレス・タンクレスを目的に，屋外用エポキシ樹脂を使用したモールドバ
ランサの開発を進めている。

2仕様

仕様は下記のとおりである。
表1
項

3

目

モールドバランサの仕様
仕

図1

様

定格電圧

100/200 V

定格容量

1 kVA

定格電流

10 A

定格周波数

50/60 Hz

寸法

W 220 × H 250 × D 180 mm

総質量

20 kg

モールドバランサの外観（2）	オイルレスのため，漏油等の問題がない。
（3）
	屋外用エポキシ樹脂は鉄道車両用の特高変成器で長年使用実績があり高信頼性がある。

特長

モールドバランサの主な特長は以下のとおりである。
（1）	コイルを屋外用エポキシ樹脂で一体モールド化することでタンクが不要となり，メンテナンスが容易。

山﨑勇輝

 量事業本部
計
モールド変成器製造部

設計グループ所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

41

製品紹介

EV 用パワーコンディショナ（V2H）の開発

製品紹介

EV 用パワーコンディショナ（V2H）の
開発
■ 古家

成正

Shigemasa Furuie

1

3

はじめに

■ 鈴木

健司

Takeshi Suzuki

装置機能

石油資源に依存しない低炭素社会の実現に向けた再生

Smaneco V2H は，EV の DC 充電および EV から家エネルギーの導入促進策として，固定価格買い取り制度

庭への AC 給電を行うシステムである。代表的な 4 点の（FIT）が導入された。この FIT により家庭の太陽光発機能を示す。

電（PV：Photovoltaic）の普及が拡大している。しか（1）EV への充電機能

し 2019 年から住宅向け FIT の買い取り期間が終了し始 電力会社からの電気を EV に充電する。手動操

めるため，PV の用途が売電から自家消費に移行すると作とスケジュール運転が選択できる。

予想されている。

（2）EV から宅内への給電機能

自家消費のためにエネルギーを蓄える装置として定 EV からの電気を宅内に給電する。
（1）と同様置 型 蓄 電 池 が あ る が， そ の ほ か に 電 気 自 動 車（EV：に手動操作とスケジュール運転が選択できる。

Electric Vehicle）や PHV（Plug-in Hybrid Vehicle）（3）スケジュール機能でも可能である。

 充電と給電を 1 時間単位で設定できる。

そのため，PV から EV や PHV への充電も積極的に（4）操作機能進むと考えられる。また，EV や PHV は自動車として

 充電と給電の開始・停止を V2H 本体のパネル

普段活用する以外に電源としても有効活用できることか

またはグラフィックリモコンから行うことがで

ら，非常用電源のニーズも高くなってきている。これきる。

らを受けて住宅内への電力供給が可能な V2H（Vehicle
to Home）の利用が増加すると見

4

込まれる。

装置仕様

そこで東光高岳では系統連系時

Smaneco V2H は屋外に設置する V2H 本体と，宅内に必要な機能を削減し，より小型に設置する V2H 接続箱からなる。装置仕様を表 1 に，化を図れる非連系方式の Smaneco
V2H

2

注 1）

を開発したので紹介する。

Smaneco（イメージキャラクタ）装置の特長

Smaneco V2H は以下の 4 点の特長を有している。

外観図を図 1 に示す。
今回の V2H システム設置例の構成図を図 2 に示す。
表1
項

目

装置仕様

方式

（1）非連系方式

系統給電・自立給電切替タイプ
充電・DC 150 V〜450 V 最大 3 kW で EV に給電（DC 400 V 7.5 A）
・家庭での電力使用ピークを超えないよう契約電流以下に電流を抑制

給電・AC 100 V/ 200 V 連続 3 kW（30 A）
・短時間（2 分以内）6 kW（60 A）※（ ）の電流は AC 100 V 換算値を示す

運転方法

液晶パネル・タイマー予約
グラフィックリモコン（オプション）

寸法

幅 580 mm ×奥行 310 mm ×高さ
730 mm質量

約 70 kg（ケーブル含まず）

 単相 3 線の負荷がアンバランスした場合でも

保護
等級

IP44

家電機器に安定的に給電ができる。

寸法

幅 630 mm ×奥行 110 mm ×高さ
320 mm質量

約 9 kg

保護
等級

IP21

 非連系方式のため，電力系統の影響を受けずに家電機器に給電ができる。電力会社からの給電とV2H からの給電の切り替えを高速で実施するた

機能め，停電時間が短い。
（2）大部分の家電機器をカバー可能
 EV から宅内への給電は 3 kW であるが，起動時の瞬間的な過負荷に対応している。
（3）負荷のアンバランス対応（4）EV 充電の最適化
 家電機器の使用と同時に EV を充電する場合には契約電力内での最適な充電ができる。
42

Smaneco V2H 装置仕様

東光高岳技報 Vol.4 2017

V2H
本体

接続箱

EV 用パワーコンディショナ（V2H）の開発

製品紹介

超えた場合には Smaneco V2H からブザーで過負荷をお知らせする（最大 6 kW，2 分間未満の過負荷であれば給電を継続する）。

V2H 接続箱Smaneco V2H 本体



図1

Smaneco V2H 外観図

商用電源（単相 3 線式 AC 200 V-100 V）（2）Smaneco V2H を PV と併用する場合

PV
WHM

   PV が発電している日中（9 時～16 時）は EV に充

PV 用
PCS

電し，夕方以降は EV から給電する。
ELB

ELB

SB

LB

負荷

LB

負荷

LB

取り外し

負荷

分電盤

V2H
接続箱

SW

宅内

V2H
本体

（オプション）（オプション）

制御部
ELB

屋外

リモコン

WiFi

SW

B

ブザー

※実線は電気製品の使用状況を表します
（停電時）

制御部

EVアクセサリプラグ（12V）

PCS
EV

WHM：積算電力量計

SB   ：サービスブレーカ

ELB   ：漏電ブレーカ

LB   ：分岐ブレーカ

PV     ：太陽電池

PCS：パワーコンディショナ

EV     ：電気自動車

SW   ：高速スイッチ

B       ：ブザー（警報・異常発報用）

図2

6

おわりに

Smaneco V2H はコンパクトであるため，EV を活用
したい住宅や停電に備え非常電源として確保したい自治体の避難所向けの導入を想定している。今後新たなVPP の仕様にも応えられる，連系方式の V2H を開発していきたいと考えている。

V2H システム設置例 構成図■語句説明

V2H 接続箱と V2H 本体内の高速スイッチ（SW）によ

注 1）Smaneco（スマネコ）：Smart（かしこく），Neo（新り，電力会社からの給電と V2H からの給電の切り替え

しく），Ecology（環境にやさしい）を組み合わせたパワーエを行う。

レクトロニクス製品向けのイメージキャラクタ（）である（Smaneco（スマネコ）は東光高岳の登録商標です）。

5

V2H 活用事例

Smaneco V2H の代表的な運転事例を 2 パターン紹介する。契約電力内での最適な給電が可能である。
（1）Smaneco V2H を PV と併用しない場合
夜間は安価な深夜電力を EV に充電し，電気料金が高い日中は EV から給電する。給電時に家電機器（エアコン，炊飯器，電子レンジなど）の使用が重なり 3 kW を

古家

成正

鈴木

健司

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部
設計グループ 所属

技術開発本部
技術研究所
次世代系統技術グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 2017

43

製品紹介

一般産業用スマートメーター SmaMe シリーズ 注 1）

製品紹介

一般産業用スマートメーター
SmaMe シリーズ 注 1）
■ 小川

政雄

Masao Ogawa

1

■ 山本

宏治

Koji Yamamoto（2）データ

はじめに電力量（正・逆方向），30 分値（正・逆方向），瞬時近年，電力量計を取り巻く環境には，2016 年の電

電圧・電流値，最大電流値，など。

力小売完全自由化，2020 年の発送電分離，ZEH 注 2） や

（3）開閉器設定・電流制限機能搭載 注 5）

ZEB 注 3）の普及，誘導形電力量計からスマートメーター（4）機 器 分 離 推 定 技 術 注 7） 対 応 モ デ ル“SmaMe Ⅱへの切替え等の大きな変化があり，電力量計に求められ-TypeHP”

る機能も多様化している。

リリース予定2017 年 10 月

東光東芝メーターシステムズ（以下，東光東芝）では，これらの新たなニーズに対応する機能を備えた一2.2

般産業用スマートメーター“SmaMe”シリーズ（以下，
本シリーズ）をラインアップした。

SmaMe-TypeM

低圧分電盤や家庭用分電盤向けのミニタイプ。BEMSや MEMS の構築に利用されている。また，各種電力関連データを収集するためのトランスデューサーとしても2活用できる（図 2）。

特長

本シリーズは，30 分値の計測・記録機能と通信機能を標準搭載し，相線式・定格・精度階級・取付構造において，お客さまの用途に沿った幅広いラインアップを特長としている。各機種の特長と主な仕様を以下に記す（表 1）。
2.1

SmaMe Ⅱ-TypeH 注 4）

スマートマンションの構築をサポートするための機能を搭載したハイグレードタイプ。
遠隔通信による電源の投入／遮断および契約電流値の設定・変更ができ，スマートマンションにおける住戸の

異動時の開閉制御や電流制限値

（1）構造

注 5）

の変更等が遠隔で操作でき，業務の効率化・省力化に活用できる（図 1）。

図2

SmaMe-TypeM

幅 75 mm のコンパクトサイズ（2）データ
電力量（正・逆方向），30 分値（正・逆方向），1 分
値，瞬時電圧・電流値（3）東光東芝標準電文に加え，MODBUS RTU注 8）に対応（4）パルス出力と電文出力を搭載（5）双方向計量計器型式承認（一部定格）注 9）
2017 年 6 月取得（6）計測電圧値・電流値表示機能
2017 年 6 月搭載



図1

SmaMe Ⅱ-TypeH

2.3

SmaMe-TypeS

既設誘導形電力量計（表面取付前面接続形）からの置換えが容易なスタンダードタイプ。テナントビルや（1）構造
通信方式を選択できるユニット構造（図 1）

ショッピングモールなどの自動検針システムに適してい（PLCる（図 3）。

44，RS485）

注 6）

東光高岳技報 Vol.4 2017

一般産業用スマートメーター SmaMe シリーズ 注 1）



図3



SmaMe-TypeS

（1）構造

図4

製品紹介

SmaMe-TypeV（1）構造

誘導形電力量計（表面取付前面接続）と同等の端子配列（2）データ

配電盤への設置に適した埋込取付背面接続型（2）データ

電力量（正・逆方向），30 分値（正・逆方向），1 分

電力量（正方向），30 分値（正方向），瞬時電圧・電値（正方向），瞬時電圧・電流値

流値（3）東 光東芝標準電文に加え，MODBUS RTU 注 8） に

（3）停電時表示機能 注 10）・逆電流判別機能搭載

対応
2.5
2.4

SmaMe-TypeR

一級基準電力量計（東光東芝開発品）の計測方式を搭

SmaMe-TypeV

高圧配電盤に利用されている盤埋込取付タイプ。通信載した特別精密電力量計。高精度な電力量管理が必要と機能を搭載した精密電力量計や無効電力量計をラインされる発電所および変電所での運用に適している（図アップしている（図 4）
。

5）
。

表1

SmaMe シリーズ仕様

機種群“SmaMe”シリーズ

モデル名

TypeH

耐候性能

普通耐候形

精度階級
取付方法
型式承認
計器種別

単方向計量

TypeS

TypeV

TypeR

屋内耐候形

屋内耐候形

屋内耐候形

屋内形

普通級

普通級

普通級

精密級無効

特別精密級

表面取付
前面接続

表面取付
前面接続

表面取付
前面接続

埋込取付
背面接続

埋込取付
背面接続

○

○

○

○

○

─

─

─

注 9）

双方向計量

○

○

単独計器

○

○

○

─

─

変成器付計器
電
文

機

TypeM
注 11）

─

○

○

○

○

現在値収集

○

○

○

○

○

30 分値収集

○

○

○

○

開閉設定／電流制限

○

DR 信号

注 13）

注 12）

○

注 12）

─

─

─

─

─

○

○

─

─

東光東芝標準電文

○

○

○

○

─

─

能

注 5）

○

MODBUS RTU

─

○

パルス出力

─

○

停電時表示

─

○

MEMS

MEMS，BEMS，
低圧分電盤

主な仕向け先

注 8）

○

注 8）

○
注 10）

○

○
○

注 10）

MEMS，BEMS，
市場，空港（誘導形置換）○○ 注 10）

注 10）

高圧分電盤

発電所
変電所

東光高岳技報 Vol.4 2017

45

製品紹介

一般産業用スマートメーター SmaMe シリーズ 注 1）

4

おわりに

本シリーズは，2013 年の SmaMe-TypeH リリースを皮切りに多彩な機能を持つ 5 機種をリリースした。今後も更なる機種・機能の拡充に努め，東光高岳と連携し，ソリューションを進化させていきたい。
■語句説明



図5

SmaMe-TypeR（1）構造
配電盤への設置に適した埋込取付背面接続型（2）データ
電力量（正方向），30 分値（正方向）3東光高岳グループとしてのソリューション

本シリーズの各機種と東光高岳製コンセントレーター
ST-iNC Ⅱをシステム連携し，MEMS，BEMS，エネル
ギープラントなどの検針システムとしてご提案し，多くのお客さまにご採用いただいている（図 6，図 7）
。
■採用例
R NT

各住戸へ
通信ユニット
PLC

お客さま

責任分解点

通信ユニット
PLC

PLC親機

ルーター

PLC親機

Back Up
USB出力

5CH
通信ユニット
PLC

CSV
File



図6

注 1）SmaMe は東光東芝メーターシステムズ株式会社の登録商標（商標登録第 5542012 号）。
注 2）ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス
注 3）ネット・ゼロ・エネルギー・ビル
注 4）SmaMe Ⅱ-TypeH は東光東芝メーターシステムズ
株式会社の登録意匠（登録意匠第 1530632 号）。
注 5）開閉器搭載品のみ（単相 2 線式 30 A，単相 3 線式
60 A）
注 6）PLC：Power Line Communication
PLC 通信ユニットは東光高岳の製品。
注 7）インフォメティス株式会社の機器分離推定技術に対応。同社の機器分離推定技術は，主幹の電流波形や電力値のみから，AI（人工知能）を用いて，家庭内の家電機器ごとの稼働状態を推定する技術。
注 8）MODBUS はシュナイダー エレクトリック ユー
エスエーインコーポレーテッドの登録商標（登録 3163343
号）。
注 9） 双 方 向 計 量 計 器 は， 単 相 2 線 式 100 V，
200 V-30 A，単相 3 線式 100 V-60 A のみ。
注 10）停電時表示機能の有効期間は下記。
累積停電時間：TypeM，S 4 か月間，TypeV，R 7 年間
（電池消費後も AC 電源で表示できる）
注 11）単相 2 線式計器のみ強化耐候形。
注 12）30 分値は MODBUS  RTU では対象外。
注 13）デマンドレスポンス信号

FCPEV-S-Φ0.9-2P（1Pは予備）
RS485通信（Max500 m）

MEMS 向け検針システム例
SmaMe-TypeM

cloud

PLC
/RS485

PLC/RS485コンセントレーター
ST-iNC

PLC/RS485

PLC/RS485

Ethernet
PLC
RS485



46

図7

小川

政雄

山本

宏治

東光東芝メーターシステムズ株式会社
技術部 技術グループ 所属

BEMS 向け検針システム例

東光高岳技報 Vol.4 2017

東光東芝メーターシステムズ株式会社
技術部 技術グループ 所属

共同検針に対応した通信ユニット

共同検針に対応した通信ユニット

製品紹介

製品紹介
■ 久保田卓

Masaru Kubota

1

■ 渋沢

真弘

■ 岡井

Masahiro Shibusawa

正雄

Masao Okai

■ 澁谷

啓之

Hiroyuki Shibuya

・デ ータは 30 分ごとのパルスカウント計量値以外に，はじめに

1 か月ごとの指針値による課金データを取得できる。

電力の自由化に続いて，2017 年 4 月からはガスの小売

・電気の自動検針システムと同様に，メーターから検針り自由化がスタートした。マンションなどの集合住宅で値が取得できなかった場合には，コンセントレータ自は高圧一括受電による電気の供給と自動検針が行われて動再取得が行われる。

おり，ガス検針についても，中圧一括送りで住戸に供給

・定 時検針以外に現在指針値や指定日時の 30 分指針値にし，子メーターで検針するスキームが増えることが想定さ

ついて，Web 画面上からの操作にて取得が可能である。

れる。また水道検針についても，一部ではすでに一括検・電 気のみ対応の通信ユニットと共同検針対応通信ユ

針されている地域もあり，さらなる自動検針の要望や，電ニットは同一システム内に設置することが可能であ

気・ガスと同様に自由化された場合に備える必要がある。

り，住戸とテナントが混在するようなマンションビル

東光高岳では，マンション高圧一括受電事業者やテナントなどに向けて自動検針システムを導入しているが，各デベロッパおよび管理会社からは，電気に加えてガにも導入が可能である。
・最 大接続メーター数は，電気・ガス・水道合わせて600 台まで可能である。

ス・水道も検針に取り込みたいという要望もある。

表1

そのような要望を受けて，一括受電自動検針システム

項にガス・水道の共同検針の機能追加を実現するための通信ユニットの開発を行った。

2

定時
検針

システム概要と主な仕様

共同検針に対応した一括受電自動検針システムの主な仕様を以下に示す。また，構成イメージを図 1 に，機能概要を表 1 に示す。
・電
 力メーターに内蔵する通信ユニットに，ガス・水道
メーターからのパルスを取り込んで積算値を記録し，コンセントレータ（STiNC Ⅱ）注 1）からデータを取得する。

図1目

共同検針システム 機能概要
電気

ガス

水道

結果出力

30 分ごと メーター
指針値取得 指針値

パルス
積算値

パルス
積算値

Web
CSV データ

課金データ
取得

－

メーター
指針値

メーター
Web
指針値 CSV データ

自動再取得

○

○
○
Web
（停電中の （停電中のCSV データ
値を除く） 値を除く）

パルス
現在指針値 メーター 積算値
指針値 メーター
取得
個別
指針値
操作
指定日時
メーター パルス
30 分指針値
指針値
積算値
取得

パルス
積算値
メーター
指針値

Web
通信

パルス
積算値

Web
通信

共同検針システム 構成イメージ
東光高岳技報 Vol.4 2017

47

製品紹介

3

共同検針に対応した通信ユニット

4

特長

まとめ

共同検針通信ユニットの特長を以下に示す。また，通高圧一括受電自動検針のビジネスは同業他社との競争

信ユニット内部の機能ブロックを図 2 に，装置仕様をも激しくなっており，価格面だけでなく新しいサービス

表 2 に示す。

に対応していくなど付加価値を高めていく必要がある。

・コンセントレータとの通信は，一括受電システムで採すでに実績のある PLC を活用した共同検針通信ユニッ

用している PLC 注 2）通信で行う。

トを提案することで，効率的かつ高品質な検針システム

・ガ ス・水道メーターの接続は，通信ユニットの中継
ボックスにメーターからの通信線およびパルス線を接続するだけで対応可能である。

を実現することが可能となる。
マ ン シ ョ ン 向 け の SmaMe Ⅱ -TypeH 注 3） だ け で な
く， テ ナ ン ト ビ ル や 商 業 施 設 に 適 用 さ れ る SmaMe-

・パルス / 電文対応のガス・水道メーターを最大 2 台接続可能である。

TypeM 注 4）をターゲットにしたテナント向けでも共同検針の要望は多く，そのような要望に応える新たなシス・パ ルスは見える化のデータとして積算する。パルスの積算値は 30 分値ごとに内部メモリに記録し，最大

テム・製品の提案を行うことで他社との差別化を図っていく。

45 日分保持する。
・電文通信により，1 か月に 1 回の課金用データとして指針値を取得する。

注 1）STiNC ※ 1 Ⅱ：インターネットを通してさまざまな・共同検針対応の通信ユニットは電気のみ対応の通信ユニットと同一形状であるため，共同検針対応に切り替える場合，電力メーターは交換せずに通信ユニットのみの交換で済む。このため，停電が不要で，容易に電気のみの自動検針システムから共同検針システムへの機能拡張が可能である。

PLC通信部(PLC親局
経由)

図2

パルス
積算値
保存機能

ガス/水道
パルス
カウント機能

ガス
メーター

拡張通信
I/F機能

上位通信
I/F機能

ガス/水道
通信機能

水道
メーター

共同検針通信ユニット 装置仕様

目

電源
共通

電力メーター
通信機能

共同検針通信ユニット 機能ブロック図

表2
項

環境

仕

PLC
通信 IF
通信部

48

様

供給電源

DC 5 V（電力メーターより供給）

消費電力

2 W 以下使用温度− 10～60℃

相対湿度

20～85%RH 以下（結露なきこと）

構造

共同
検針部

スマートメーター（東光東芝メーターシステムズ製）

共同検針部

PLC
通信機能

システムを構築可能な汎用ゲートウェイ装置（東光高岳製）
注 2）PLC：PowerLineCommunication の 略 で， 電 気 エ
ネルギーを供給する電力線に高周波の通信用信号を重畳して伝送させることにより，電力線を通信ケーブルとしても使用する技術
注 3）SmaMe ※ 2 Ⅱ -TypeH：高圧一括受電マンション・

スマートコミュニティ用のスマートメーター（東光東芝メー
ターシステムズ製）
注 4）SmaMe ※ 2-TypeM：コンパクトタイプの一般産業用

電力メーターSTiNCⅡ■語句説明

メーター端子カバー内に装着

通信方式

ARIB STD-T84
特別搬送式デジタル伝送装置

外部接続

AC 100/200 V（50/60 Hz）
メーター端子ブロックに接続

通信方式
ガス
通信 IF パルス入力
通信方式

水道
通信 IF パルス入力

8 bit 電文
無電圧接点
パルス ON/OFF 時間 100 ms 以上
東京都水道局通信仕様準拠
無電圧接点
パルス ON/OFF 時間 100 ms 以上

東光高岳技報 Vol.4 2017

※ 1 STiNC は株式会社東光高岳の登録商標※ 2 SmaMe は東光東芝メーターシステムズ株式会社の登録商標

久保田

卓

技術開発本部
技術研究所 ICT 技術グループ

渋沢

所属

真弘

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

岡井正雄

エネルギーソリューション事業本部
エネルギーソリューション製造部 開発グループ

澁谷

所属

啓之

技術開発本部
技術研究所 ICT 技術グループ

所属

所属

EcoQuest（920 MHz 無線通信）の新製品（サーモパイル子機）のご紹介品

製品紹介

EcoQuest（920 MHz 無 線 通 信）の新製品（サーモパイル子機）のご紹介品
■ 蓬莱

康行

Yasuyuki Hourai

1

製品紹介

■ 永岡

英明

Hideaki Nagaoka

温度センサは，エリアセンサ（横 16 ×縦 4 セル）をはじめに採用しており，温度センサ部を測定対象の方向に向ける

ユークエストは，無線によるエネルギー監視ソリュー

ことで測定を行うことができる。
なお，オプションで本機の向きを確認するためのレーションを容易に実現できる通信システム EcoQuest 注 1）を開発し，販売してきた。事務所あるいは店舗などの建

ザーポインタを用意する予定である。
本製品の取り付け方法の例として，監視カメラなどに屋内における温湿度の測定や，デマンド監視のための電力量計測等に採用していただいている。

用いられる雲台に固定したようすを図 2 に示す。

EcoQuest の営業活動を進めていく中で，非接触での温度測定結果の表示画面例を図 3 に示す。エリアセ

温度測定のニーズが設備監視の分野で多いことがわかンサで測定された横 16 ×縦 4 の各セルの温度データは，

り，非接触式温度センサを搭載した製品を開発した。

同様に配置された測定結果の表示画面で確認することが本稿では，EcoQuest の新製品となる，非接触式の温度センサを搭載したサーモパイル子機を紹介する。

できる。図 3 のように，温度測定の結果は数値表示だ
けではなく，測定値を色分けして表示することも可能で
ある。

2

製品概要

3

本製品は，省電力モードをサポートしているハイマン
社製のサーモパイルアレイセンサを温度センサとして搭

製品仕様

本製品の主な仕様を表 1 に示す。

載し，被測定物が発する赤外線を測定することで，測定物の表面温度を測定する。また，給電方式として電池給電を採用しており，無線による温度測定データの送信と電池駆動の特長から，設置場所を選ばず，測定対象の温度変化を非接触で監視することができる。
図 1 に製品の外観を示す。本製品正面の黒い円形部
が温度センサ部となる。
電池は，EcoQuest の温湿度子機で実績がある自己放電率の少ないリチウム一次電池を採用している。設計上の電池寿命は，毎分 64 点のデータを測定し，親機へ測定データを無線送信する動作環境（再送は発生しない想定）で，約 1 年間の動作が可能である。

温度センサ部

図1

製品外観（正面，斜左面）



図2

本製品を雲台に取り付けた例
東光高岳技報 Vol.4 2017

49

製品紹介

EcoQuest（920 MHz 無線通信）の新製品（サーモパイル子機）のご紹介品



図3
表1
項

目

温度測定結果の表示画面例

本製品の主な仕様
内

容

備

考

特定無線
設備の
種別

証明規則第 2 条第 1 項第 8 号の無線設備
特定小電力機器

無線
周波数920 MHz 帯（922.5 MHz～927.9 MHz）

工事設計
認証番号

001-A00427 または，
001-A03213

サイズ

W 80 mm × H 80 mm ×D 25.5 mm

電源

専用電池

センサ

サーモパイルアレイセンサ
測定可能温度範囲：− 50℃～+ 1,100℃

センサ単体
での性能

動作温度
範囲

0℃～+ 55℃

結露なきこと

約 80 g

電池を除く

質量
防水機能

4

用途

本製品は，以下のような監視・点検業務にご利用（ご活用）いただけます。
（1）空調設備の点検業務
空調設備の吹き出し口温度を測定することによる設備の動作状況の確認，設備の健全性の確認。
（2）制御盤の状態監視
高圧制御盤等接触式センサを配置することが難しい環突起を除く

境で温度計測を行い，盤の異常状態の有無の監視。
（3）可動部を有する設備の状態監視
回転部等可働部を有する設備の可働部の温度を非接触で測定することにより，オイル切れ，偏芯等による温度上昇の監視。
■語句説明
注 1）EcoQuest：ユークエストの 920 MHz 特小無線セン
サネットワーク応用製品の製品名。

なし

蓬莱

康行

永岡

英明

ユークエスト株式会社
営業本部 営業部 所属

ユークエスト株式会社
技術本部 神戸システム部

50

東光高岳技報 Vol.4 2017

所属

製品紹介

フォトマスク欠陥検査装置 MIS-C1005

フォトマスク欠陥検査装置
MIS-C1005

製品紹介

■ 西野

佳昭

Yoshiaki Nishino

1

はじめに

半導体部品の製造に使用されるフォトマスクはガラス
基板にクロムを遮光膜として回路パターンが描画された原版である。フォトマスク欠陥検査装置は，フォトマス
ク上の微細な欠陥（欠け，突起，ホール，パーティクル等）の検出を行うことにより半導体の品質維持に重要な役割を担っている。
今 回 商 品 化 し た MIS-C1005 は 2.5 inch か ら 9 inchまでの半導体用フォトマスクに対応している。

2

概要

本商品は透過照明，反射照明および透過と反射の同時
照明の 3 種類の欠陥検査機能を有し，さらに 1 μm のパーティクルを検出することができる。
欠陥検出結果は，高倍率のレビューカメラで観察することができ，また保存した検査結果および画像により遠隔レビュー可能なオフラインレビュー機能を有している。さらに，検出した欠陥情報は PC やサーバなど外部機器へ送信することもできる。

3



図1

4

仕様

MIS-C1005 の仕様を表 1 に，外観を図 1 に示す。

MIS-C1005 の装置外観

特長

本商品は，従来の東光高岳フォトマスク欠陥検査装置の機能を踏襲しつつ，これまでのラインナップではカ

表1
項

フォトマスク検査装置の仕様

目

仕

様

検査対象

バイナリ（クロム）

最小検出感度

1 μm

検査動作

スキャン方式（TDI センサ使用）

検査方式

マスタマスク比較検査，
マスタ DIE 比較検査，
DIE-DIE 注 1）比較検査，
DIE-DB 注 2）比較検査

検査タクト

11 分（6 inch マスク最大検査エリアの
DIE-DB 検査時）

寸法

W 1,190 mm × D 1,165 mm ×
H 1,800 mm

質量1,200 kg

バーしていなかった性能を低価格帯で実現した製品となる。従来機種との主な違いは，マスタマスク比較検査機能の追加，演算用クラスタマシンをなくすことにより低エネルギー消費化を実現したことである。
最小検出感度が 1 μm とローレンジ性能帯としながらも，CAD 情報をもとに欠陥を検出する DIE-DB 検査機能を搭載している。
■語句説明
注 1）DIE-DIE：フォトマスク同士で比較検査を行う方式
注 2）DIE-DB：描画した CAD 情報と比較検査を行う方式

西野佳昭

光応用検査機器事業本部
検査機器製造部 開発グループ

所属

東光高岳技報 Vol.4 201751

トピックス

小山地区特高変電所の設備更新～最新技術を駆使した「スマート変電所」へ～
1（7）主要変圧器：N2 密封形油入変圧器

はじめに

定格容量 7,500 kVA
二次側電圧 3 kV/6 kV 切替

東光高岳では，小山地区特高変電所の受変電設備を全面的に更新する。
新設備には東光高岳の最新技術を取り入れた高効率・環境配慮型の機器を採用し，電力監視，劣化診断などの見える化機能を備えた「スマート変電所」仕様とした。

3

更新の基本方針（1）高効率・環境配慮型変電所とする。

また設置工事には，‘省スペース’，‘工期短縮’，‘低コ

高 効率機器や環境配慮型機器など社会ニーズに適スト’といった施工者の要望に最大限応えられる工法を合した機器を採用。

採用した。

・VCB 型 C-GIS（新規開発機器）
・パーム油変圧器（環境配慮型機器）

2・シリコーン油変圧器（防災型機器）

新設備の概要・エコ・スマート配電盤（コンパクト機器）（1）受電電圧：66 kV・監視・制御システム（MUDIC+FEMS）（2）受電方式：2 回線受電 CB2 台（本・予備方式）（見える化機器）（3）引込方式：架空引込み（2）スマート変電所とする。

（4）契約電力：4,400 kW【スマート化】（5）回路構成：2 バンク方式

機器の状態監視のための各種センサーを設置し，デー（3 kV 配電用と 6 kV 配電用）

タの収集・分析等により劣化診断を実施。

高圧母線を区分開閉器で区分【見える化】（6）受電用開閉装置：VCB 型 C-GIS

エネルギー監視システム（FEMS）を導入し，エネル
ギーの見える化により省エネ。

図1

現設備の外観図3

現設備の配置

設置面積が従来の約 1/4 に
図252

新設備の外観東光高岳技報 Vol.4 2017

図4

新設備の配置【工期短縮】
・敷地の一角に新設備一式を完成させ，配電線のみ接続換えすることにより，わずか 2 日の停電で切換えを完了。
【低コスト】
・工期の短縮による工事費の低減。
・引き込み口等の使用可能な現有設備を継続使用する工法を採用し，設備費と工事費を低減。
（4）将来の構内電圧変更など拡張性を備える。
東光高岳個別の将来的ニーズとして，順次 6 kV へ
昇圧していけるよう以下の対応を実施。
・二次側電圧を 3/6 kV に手動でタップ切換できる変圧器を用意 。
・3 kV 配電用と 6 kV 配電用の変圧器をそれぞれ
用意。
製品の特長
・引込ブッシングにポリマー碍管を採用し，重量を軽減する
ことで耐震性能を向上。
・受電 CB と二次 DS ユニットを区分することで受電 CB の
緊急メンテナンス・交換作業等も片側受電で構内停止することなく実施可能。
図5

VCB 型 C-GIS の外観

・2 台の変圧器の二次側を共通母線で接続し，区分開閉器により系統を区分。

4

展示会への出展2017 年 5 月 17 日〜19 日に東京ビッグサイトで行われた「第 65 回電設工業展 JECA FAIR」には，パーム
ヤシ脂肪酸エステルを使用した変圧器，シリコーンオイ（3）最適な工法を採用する。
【省スペース】
・C-GIS やエコ・スマート配電盤の採用により設置面積を従来の約 1/4 に圧縮。

ルを使用した防災型変圧器，真空遮断器（VCB）を採用したガス絶縁開閉装置（C-GIS），エコ・スマート配
電盤など，小山地区特高変電所に設置予定の環境配慮型製品を出展し好評を博した。

東光高岳技報 Vol.4 201753

トピックスバーチャルパワープラント構築実証事業への
取り組み

1

はじめに

東日本大震災後，従来の大規模集中電源に依存したエ
ネルギー供給システムからの脱却とともに，急速に普及している再生可能エネルギー（以下，再エネ）を安定的かつ有効に活用することを課題とし，電力システム改革
を政策にかかげている。国はこうした対応の一つとして，需要家の蓄電池などのリソースを遠隔制御し，電力の需給調整に活用するバーチャルパワープラント 注 1）構築実証事業（補助金）を 2016 年度より始めた。

2

図2

VPP への取り組み

配電ネットワーク実証試験場

東光高岳は，電力流通機器やエネルギーソリューショ

今後は，東光高岳の小山事業所の研究設備の一つであン事業などで培った技術や知見を活用し，バーチャルパ

る配電ネットワーク実証試験場（図 2）を活用し，系統

ワープラントの構築実証事業に参画している。

安定化や RA を核として展開される事業化にかかわる計

これまでは分散するエネルギーリソースが系統に与える影響のシミュレーションと，これを緩和するため

量方法について制度的課題の解決とサービス提供などを目指した取り組みを行っていく。

の出力制御方法や，リソースアグリゲーター（以下，RA）注 2）の取り引きに不可欠な各種計量など課題抽出や■語句説明対応方法の検討を行ってきた。

注 1）バーチャルパワープラント（VPP：Virtual Power
Plant）とは，太陽光発電や風力発電などの再エネ導入拡大と省エネルギー・電力負荷平準化による系統安定化コストの低減を目指し，地域に分散して存在するエネルギーリソース
を遠隔制御（IoT）化するとともにリソースアグリゲーター
が統合制御し，一つの発電設備のように機能させる仮想発電所である。
注 2）リソースアグリゲーター（RA：Resource Aggregator）とは，再エネ発電事業者，需要家の負荷，蓄電池などの分散
エネルギーリソースを束ねて統合制御する事業者。例えば，再エネ発電事業者に対しては，電力会社から出力抑制指令を受けた際，需要家の蓄電池への充電などにより発電機会損失を回避し，需要家には蓄電池の提供への対価を提供するなど，電力にかかわる各種事業者や需要家それぞれがメリットを享受できるサービスを展開することでその対価を得る。
図154バーチャルパワープラント（VPP）

東光高岳技報 Vol.4 2017

トピックス

発電所用 VCT の納入（11 kV および 66 kV）
1

概要

2020 年までに発送電分離が行われるのに伴い，発電所に電力取引用計量装置の設置が義務付けられた。
オープンタイプの変電所に計量用の VCT（計器用変圧変流器）を設置する場合，通常，しゃ断器と断路器の間に増設することになる。
従来の三相一括 VCT を増設するためには，しゃ断器を移設するなどして，VCT の設置スペースを確保する必要がある。
今回，既存の空きスペースに設置可能な VCT として
屋外用分割形モールド変流器（CT），油入変流器（CT），

図2

油入計器用変圧器（VT）などを組み合わせることで計

封印用カバー取付状況

量用の VCT として構成することができ，停電期間の短
縮，改修費用の低減につながる提案活動を行ってきた。
その結果，東京電力ホールディングス株式会社の水力発電所 2 個所に納入することができた。

2.1

金井発電所

（1）納入仕様（a）VT：66 kV/110 V

屋外用三相油入 VT

1 台（東光高岳形式 VDO1-66）21.1（b）CT：2,000 A/5 A

納入実績

屋外用単相油入 CT

2 台（東光高岳形式 APC-60）（2）納入日：2017 年 3 月

川中発電所（1）納入仕様（a）VT：11 kV/110 V

屋内用モールド VT

2 台（東光高岳形式 PD-5）（b）CT：1,000 A/5 A

屋外用分割形モールド CT

2 台（東光高岳形式 OCA-11BZ）（2）納入日：2017 年 1 月

三相油入 VT
単相油入 CT

図3

3
屋外用分割形モールド CT
図1

屋外用分割形モールド CT の設置状況

金井発電所の設置状況

今後の展開

今後，需要が増えていく発電所用 VCT に対して，発電所ごとのニーズに対応できる製品メニューの提案を行っていく。

※分割形 CT にすることで，高圧側母線の引き直しをせずに据え付けが可能

東光高岳技報 Vol.4 201755

トピックス

太陽光発電所への168 kV ガス絶縁開閉装置の適用
1

概要

168 kV GIS

ガス絶縁開閉装置（GIS）は絶縁耐力の高い SF6 ガスで満たされたタンク内に各種開閉器を配置したもので，気中設備と比較し，受電設備の据付け面積の小面積化を可能とする。
今回，シャープエネルギーソリューション株式会社が受注した，株式会社クリーンエネルギー研究所のビック
クリーンエネルギー潤井戸発電所（発電容量：14 MW）に 168 kV GIS を納入した。

2仕様

納入した 168 kV GIS の機器仕様を表 1 に，受変電設備の全景を図 1 に示す。
表1

168 kV GIS の機器仕様

定格電圧定格雷インパルス耐電圧
定格短時間商用周波耐電圧
定格電流
定格周波数
定格短時間耐電流
定格ガス圧力最低保証ガス圧力適用規格

168 kV
750 kV325 kV
800 A
50 Hz
31.5 kA，2 秒
0.4 MPa
0.35 MPa
JEC-2350-1994

図1

3

受変電設備の全景

特長

本製品の特長は次のとおりである。
（1）
	塩害の汚損区分（等価塩分付着密度：0.25 mg/cm2 以下）への対応として 275 kV クラスの磁器ブッシングを採用。ブッシングの荷重に耐えうるタンクを新規設計。
（2）
	電力系統の構成上，落雷時に非常に大きなエネル
ギーが設備に流れ込むため，
従来よりエネルギー耐量の高い酸化亜鉛形避雷器を適用。
（3）
	従来器よりも操作機構配置の高さを低減し，機構
操作時の操作性・安全性が向上。

トピックス

ディジタル形再閉路リレー
1

概要

本装置は，配電用変電所の配電線遮断器の投入制御を実施する静止形再閉路リレーの後継機として，新たに開発したディジタル形再閉路リレーである。
配電線遮断器が自動遮断した場合に，あらかじめ整定
された再閉路時間および再閉路回数に応じて遮断器を投入することが可能である。
また，既設静止形再閉路リレーと互換性を持たせたことで，容易に取り替え可能とした。

2

特長（1）主な仕様
本装置の主な仕様を表 1 に，外観を図 1 に示す。
（2）耐サージ性能向上
サージへの対応として，従来も電力規格 B-402（1 kV）
表1
項

主な仕様

目

再閉路
機能

仕

様

再閉路時間：1～60 s（1 s ごとに設定可能）
投 入 回 数：1，2 回

区 間 数：1～25 区間（1 区間ごとに設定可能）
外形寸法，
W：156 × D：137 × H：180 mm，3.0 kg
質量

56

東光高岳技報 Vol.4 2017の規格値を満足していたが，より耐サージ性能を向上させ，4 kV の耐量を実現した。
（3）常時監視機能
部品故障発生時の早期の不良検出を目的とした常時監視により信頼性の向上を図っている。
（4）強制制御機能
シーケンス確認試験が実施可能となるよう，パネル操
作からの強制制御機能を実装した。
（5）故障区間表示
故障区間表示機能を実装しており，早期復旧に役立てることが可能である。
（6）リプレース対応
盤取付け寸法，端子配列は既設設備と共通となっており，既設品との交換が容易に実施可能である。
さらに，内蔵されているリレーユ
ニットとケースの分離を可能としており，故障取り替えの場合は裏面配線を外すことなく取り替えが可能で 図 1 ディジタル形再閉路リレー外観ある。
（リレーユニットとケースの分離が可能）トピックス

ダイナミックレイティングシステム（DRS）用
光式電流計測装置
1

表1

概要

項

目

2016 年 10 月に住友電気工業株式会社へ光式電流計

中送電線用ダイナミックレイティングシステム（DRS：
Dynamic Rating System）へ適用された。

比誤差3,000 A：± 2％以内  600 A：± 3％以内  150 A：± 5％以内

DRS は地中送電線の温度・潮流（電流値）などの変− 20～＋ 60℃

最大計測点数16電流
計測盤

従来の送電容量は，最も過酷な条件を想定して算出さ2

IPX7（JIS C 0920）（

容量を算出するシステムである。

ならびに発変電設備能力の有効活用が可能となる。

防水等級
適用温度範囲
寸法
光ケーブル
接続部

動要素をリアルタイムに計測し，設備状態に応じた送電れた値であったため，DRS の適用により地中送電設備

様

150～3,000 A

製の光式温度計測装置と組み合わされ，光式電流温度
光電流
センサ

仕

電流計測範囲測装置を納入した。本装置は，住友電気工業株式会社
計測装置として東京電力パワーグリッド株式会社の地

光式電流計測装置の仕様

光ファイバ
伝送路
お客さま
設備

通信仕様

） W：100 × D：244 × H：59 mm
シリアル通信（RS-422）

電源

DC 110 V

寸法

W：350 × D：450 × H：2,300 mm

種別

シングルモードファイバ（SMF）

使用心数

2 本／光電流センサ 1 台（） 最大伝送路長

3

特長

10 km

仕様

地中送電線用 DRS 用光式電流計測装置の概略構成を
図 1 に示す。光式電流計測装置は光電流センサと電流計測盤から構成され，両者は光ファイバ伝送路で接続される。また，光式電流計測装置の仕様を表 1 に示す。

本装置は，光電流センサを適用することにより，以下の特長を有している。
（a）	遠隔地点（最大 10 km）の電流値を計測可能なため，発変電所から送り出す電流値だけでなく，主要な支線や場所の電流値を計測できる。

光式電流温度計測装置
電流計測盤

温度計測盤

電源ユニット
実効値演算
ユニット

（b）
	可とう性の高いセンサファイバを地中ケーブルに巻き付けるだけで電流計測が可能なため，既設送電設備への適用が容易である。

電流情報

（c）
	電流計測地点に電源設備が不要なこと，センサ部が高光電変換ユニットい防水性能を有していることから，水没の可能性があ光源るマンホールや洞道内での電流計測が容易にできる。

光電変換部

ＤＲＳ装置（親局装置）
にて送電容量を算出

電流情報・温度情報
光接続箱

光接続箱

光ファイバ伝送路

電流計測盤
外観写真

洞道

：光式電流計測装置（東光高岳 製品区分）

光電流センサ
光接続箱

光ケーブル
接続部

光ケーブル接続部
光電流センサ
外観写真

センサファイバ

図1

地中送電線１
地中送電線２地中送電線３・・・

光ファイバ温度センサ

センサファイバ

DRS 用光式電流計測装置の概略構成
東光高岳技報 Vol.4 201757

トピックス

沖縄電力株式会社向け
気中開閉器付の地上用変圧器
1

概要

地中配電線路に設置する，気中開閉器を内蔵した地上設置形変圧器である。
開閉器を内蔵することにより，回路工事ならびに保守作業の効率化が可能となる。2016 年度に沖縄電力株式
会社に性能の評価をいただき，2017 年度から採用いただく予定となっている。

3特長

主な特長は以下のとおりである。
・地 上高さ 1,100 mm にて開閉器を内蔵し，開閉器は地球環境にやさしい気中開閉器を採用した。
・高圧ケーブルの端末は，T 型終端接続部を採用し，高い保守作業性を確保した。
・充電部は非露出とし，高い安全性を確保した。
・外箱の表面処理は亜鉛溶射に防食塗装を施し，厳しい2仕様

塩害環境に対応した。

外形寸法：高さ 1,100 mm  幅 1,300 mm  奥行 600 mm
定格電圧：一次 6,600 V，二次 210/105 V
相数・定格容量：三相・50 + 30 kVA，100 + 75 kVA
高圧開閉装置：気中開閉器（T 型端末）
高圧保護装置：高圧カットアウト（限流ヒューズ内蔵）
低圧分岐回路：2 回路

図1

58

東光高岳技報 Vol.4 2017

製品外観

トピックス

電力用エポキシ樹脂のナノコンポジット化による特性向上の取り組み1

電力用エポキシ樹脂の高性能化の目的

今後も電力用エポキシ樹脂のナノコンポジット化技術の研究開発を加速し，固体絶縁材料としてのメリットを

電力用モールド機器（図 1）は固体絶縁であるため，ガさらに高める機械特性や電気特性への効果を見極め，電スや油による絶縁方式に比べて省スペースや省メンテナン

力用モールド機器の適用範囲拡大に向け推進していく。

スといったメリットがある。近年では環境負荷低減の観点から SF6 ガス削減の流れも後押しし，固体絶縁への代替
ニーズはより高まっている。そのような背景から，固体絶
縁材料にはその役割である機械特性や絶縁性能面等で従来よりも高い材料性能が求められており，東光高岳では電力用エポキシ樹脂の機械特性や電気特性の向上を目的として，ナノコンポジット化の研究開発に取り組んでいる。

2

図1

電力用モールド機器

ナノコンポジット化の取り組み

ナノコンポジットとは一般に 100 nm 以下の極微小なナノ材料を樹脂などに添加した複合材を指す。ナノ材
料は少量でも膨大な比表面積を有するなどの性質から添加することで樹脂を改質し，各種特性を大幅に向上できる可能性を秘めている。そのため，さまざまな分野で活発な研究開発がなされており，近年では絶縁材料分野においても電気特性の向上などを目的とした取り組みがなされている。
東光高岳ではこれまでに，PSQ（ポリシルセスキオキ
サン：シリコーンと石英の中間体のナノ材料）やナノ
MgO（酸化マグネシウム）を電力用エポキシ樹脂に添加することで，いずれも従来のミクロンサイズの材料配

PSQ 配合により，機械強度や耐熱性を維持したまま，弾性率（硬さ）のみを低減できる効果（耐クラック性向上）を確認

図2

PSQ 配合量と曲げ強度・弾性率

合技術では得られなかった特性の向上効果（他の特性は低下させずに弾性率や比誘電率を低減）を確認している（図 2，図 3）。

3

今後の取り組み

ナノコンポジット化による特性向上は，添加するナノ材料の材質，形状，サイズ，添加量，分散状態，表面処理によって大きく影響を受ける。一方で，ナノコンポ
ジット化による各種特性向上のメカニズムはいまだ明らかになっていない部分も多い。しかし，ナノコンポジットの最適な配合技術により，これまでは困難であった各
種特性の大幅な向上や相反する特性（耐熱性と耐クラッ
ク性等）の両立などが実現できる可能性がある。

ナノ MgO 添加により，構成する素材の体積含有率に依存しないナノ材料特有の誘電率低減効果を確認

図3

ナノ MgO 添加量と比誘電率

東光高岳技報 Vol.4 201759

トピックス

牟礼浄化苑 沈砂池電気設備改築工事 竣工
1

はじめに

東光高岳は，2015 年 1 月，高松市上下水道事業管理者発注の「牟礼浄化苑沈砂池電気設備改築工事」を受注し，2016 年 1 月に竣工した。
図1

2

（1）
牟礼浄化苑（全景）

施設の概要

  図 2

牟礼浄化苑平面図
（1）
（沈砂池）

施設の概要は以下のとおりである（図 1，図 2）。
（1）処理方式：標準活性汚泥法（2）処理能力：11,200m3/ 日（3）下水排除方式：分流式

3

改築工事の概要

本工事の概要は，沈砂池設備，汚水ポンプ設備，自家発補機設備，計装設備の更新および，これらに伴う機能増設工事一式である。
本工事では，更新する機器の設置場所やケーブルルー

図3

沈砂池仮設状況

図4

電気室完成状況

トが，既設設備とほぼ同じになるため，仮設の設備に振り替える必要があり，切り替え作業の回数が多くなる。
さらに設備停止時間は 2 時間弱しか取ることができず，また一度に複数の負荷を切り替えることができないといった制約がある中での工事となるため，切り替えを連続して行わなければならないこともあった（図 3）。
実施工程遵守のため，早期に綿密な工程調整ならびにお客さまとの調整を頻繁に行い，各部門が適切な時期に適切な対応をすることで，ほぼ計画どおりに現場施工が実現でき，問題なく竣工することができた（図 4，図 5）。
今後も東光高岳が長年にわたり培ってきた現場のノウハウと経験を活かしたエンジニアリング技術を駆使することで実現する，安全で効率的な管理・施工をとおして資源の循環型社会に貢献していく所存である。

4

おわりに

竣工に当たり，高松市上下水道局下水道施設課の皆様に深く感謝する次第である。
■参考文献（1）高松市上下水道局企業総務課：「平成 26 年度 上下水
道事業年報」，p.73（平成 27 年 10 月）

60

東光高岳技報 Vol.4 2017

図5

汚水ポンプ室完成状況

トピックス

第 3 回メディカルジャパン 2017 大阪〈日本医療総合展〉出展
1

期間・会場

開催期間：2017 年 2 月 15 日～2 月 17 日（3 日間）
会

場：インテックス大阪

東光高岳ブース：6 号館 B ゾーン
No.29-20（関西広域連合ブース内）

2

概要

本展示会は，医療 IT ／医療機器・設備／介護・看護
製品／先端医療技術／製薬にかかわるあらゆる製品・技術・サービスが一堂に出展する日本最大の「医療の総合展示ブース展」である。今年は総合展として 3 回目の開催で，出展社数は 1,067 社で，3 日間の来場者数は 29,311 名となり，東光高岳ブースのある関西広域連合ブースにも3,250 名が来場した。
東光高岳ブースでは，大阪市立大学と産学共同研究で進めているスマート Aging 皮膚診断装置の実機展示・デモを行い，10 社以上のコスメ・製薬関連企業から新規引合い・お問い合わせをいただいた。
新しい市場の開拓と新規受注獲得に向けて，フォロー活動を実施している。
来訪者対応

展示物（スマート Aging 皮膚診断装置）

計測例

東光高岳技報 Vol.4 201761

トピックス13th International Conference andExhibition on DEVICE PACKAGING 出展
1

期間・会場

開催期間

2017 年 3 月 7 日～3 月 8 日（2 日間）

会

Fountain Hills, Arizona USA場

WeKoPa Resort & Conference Casino

2

概要

iMAPS（International Microelectronics
Assembly and Packaging Society） が 主 催 す る 半
導 体 の 2.5D/3D 実 装 技 術 に 関 す る 国 際 学 会（13thInternational Conference and Exhibition on DEVICE
PACKAGING）が米国アリゾナ州で開催され，東光高岳

会場入り口

は，対流加熱式温度可変反り検査装置およびその技術に関してポスターセッション（学会発表）とブース展示を行った。
展示会には全世界から 63 社が出展し，約 600 名の来場者があった。今回，コーポレートスポンサーの登録を行い，会場の入り口や展示会プログラムに社名／ロゴマークを掲載することでも，業界における東光高岳の認知度向上を図った。
東光高岳ブースには約 20 社の来訪があり，東光高岳の技術や装置に高い関心をもっていただけた。
海外からの新規受注獲得に向け，継続フォローをしている。

Corporate Sponsor

東光高岳ブース

注）本稿に記載されているロゴ，社名は，それぞれ各社が商標または登録商標として使用している場合があります。

62

東光高岳技報 Vol.4 2017

ポスターセッション

トピックス

第 21 回ソウル国際総合電気機器展 2016
（Seoul International Electric Fair）への出展
1

期間・会場

展示会名：S eoul International Electric Fair 2016
（SIEF2016）
主 催 者：韓 国電機産業振興会（KOEMA），韓国電力
公社（KEPCO）
出展期間：2016 年 10 月 5 日～10 月 7 日（3 日間）
会

場：韓国（ソウル）COEX

ホール B（会場面積8,010 m ）2

出展者数：217 社（430 ブース）
，うち海外 6 か国 13 社
入場者数：約 10,000 人


2

図1

東光高岳ブース

概要

東光高岳は，2016 年 10 月 5 日（水）から 10 月 7 日（金）に開催された「ソウル国際総合電気機器展 2016
（SIEF2016）」に出展し，ガス絶縁形計器用変圧器（ガス VT），モールド形計器用変圧器，風力発電設備用雷電流計測装置 注 1）などを中心に紹介した（図 1）。
韓国電力公社では，近年の電力需要の伸びに伴い，特に 345 kV 変電所の増強を進めている。
変電所に設置されるガス絶縁開閉装置（GIS）に東光
高岳ガス VT を採用していただくことを目的に韓国のGIS メーカに製品の特長をアピールする機会として出展した。
今回，東光高岳が出展した 345 kV ガス VT は従来品



図2345 kV

ガス VTと比較して小型化を図り，モデルチェンジした製品であ■語句説明る（図 2）。

注 1）落雷の検知と外部への通知，電荷量（エネルギー）の計測といった，風力発電設備の雷被害再発防止対策に必要な機能を有する雷電流を計測するシステム。

GIS メーカからの反響も大きく，採用に向けたお問合せをいただけたことから今後の新規受注獲得に期待している。

東光高岳技報 Vol.4 201763