東光高岳技報
TAKAOKA TOKO REVIEW

ごあいさつ
統合から 5 年

1

武部

論

俊郎

─ さらなる発展を目指して ─

3

巻頭言
電力システムの質的な変化の中で
荻本

和彦

文
4

配電盤スマートメンテナンス化へ向けた
盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術
折戸

8

由貴・栗原

12

二三夫

変圧器巻線の油浸要素モデルによる
雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討
酒井

崇行・吉村

智萌・岩井

良

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術
森

佑介・滝澤

明広

技術紹介
16

AI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～
高田

晃平・髙野

裕基

製品紹介
21

発電所用大電流変流器

32

送電用変電所用 IP 対応インタフェース盤

34

風力発電設備用雷電流計測装置

38

小林

22

大蜘蛛

晃一

24

酒井

26
28

繁美

40

良裕・渋沢

真弘・上妻

寛治・関

耕作

公貴・前川

拓哉・石井

竜登

一般産業用スマートメーター専用データ収集装置
TOSCAM-M1
竹内

将悟

聡行・吉田

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介
小倉

昭孝

聡

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】（CD5SC）
小池

人検知センサを利用した照明個別制御システム
園本

30

木村

距離継電器（SEL-421）
杉山

振動解析装置要

智行

小型温度可変反り検査装置 HVI-8000C
井上

征利

トピックス

42

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】（CD5SC）
の試験装置

43

電力会社向け油入全装輸送型
20 MVA 配電用変圧器

44

中部電力株式会社管内設置
T400L を活用した故障点標定機能実証開始

45

ネプコンジャパン2019
第20回半導体・センサパッケージング技術展出展

46

Integrated Electronics Engineering Center（IEEC）at Binghamton Universityごあいさつ統合から 5 年
─ さらなる発展を目指して ─

代表取締役社長

武部俊郎

高岳製作所と東光電気が統合してから 5 年が経ちました。毎年発刊してきた技報も本号で第 6巻になります。
東光高岳グループは，電力分野を中心に変圧器，遮断器，断路器などの電力機器，変電所などの監視制御システムならびにスマートメーターなどの計量機器を製造・販売してまいりました。
また国が主導するスマートグリッド実証事業に参画し，新島において風力・太陽光発電を単独系
統に連系して制御するなどの技術開発は，本技報においてもその一端を紹介してきております。
社会に目を転じますと，この 5 年間で電力システムを取り巻く環境は大きく変化し，変化の度
合いはさらに加速する様相を呈しております。FIT（固定価格買取制度）に由来する再生可能エ
ネルギーのような自然変動分散電源の拡大に対する需給・系統制御，世界的な EV（電気自動車）
普及にかかわる充電インフラ，異常気象や巨大地震に対するレジリエンスなどの課題は，国際的にも議論が重ねられてきております。
東光高岳グループとしましては，このような環境変化の中で以下の 3 つの視点で技術開発を進めております。
まず「電力分野での競争力向上」です。自由化で厳しい経営環境にある電力各社にとって，設備の維持更新においてより一層の効率化は必須です。既存の設備更新において今までとはレベルの異なる原価低減やサプライチェーン全体の改革を追求するとともに，設備のコンパクト化，設
備データの遠方監視によるクラウド上での故障予知診断など，新たなサービス提供を目指してまいります。
次に「新たな電化時代への提案」です。社会の脱炭素化が進む中で，EV に代表されるように
社会システム全体として電化は進展していきます。そしてその普及拡大には，賢い電化をサポートする最先端のデジタル技術が物をいいます。東光高岳グループは EV 急速充電器における国内トップシェアの強みを活かし，ハード面の技術開発のみならず充電データ活用などのサービス領域に事業を拡大していきたいと考えています。
最後に「海外展開」です。電力の送配電システムは各国各様であり，現地のニーズに整合した
送配電ネットワーク高度化の提案が必要です。わが国にない技術開発には現地企業とのアライアンスによるオープンイノベーションも図ってまいります。
以上 3 つの視点で，常に進取の気鋭をもって電力利用の高度化をリードする技術開発を進めてまいりますので，今後ともご支援ご鞭撻のほどよろしくお願い申し上げます。

東光高岳技報 Vol.6 2019

1

巻頭言

電力システムの質的な変化の中で
荻本

和彦 *

Kazuhiko Ogimoto

国内外でスマートな社会を目指した取り組みが行われている。スマートな社会で重要な役割を果たす電力システムでは，「分散化」と「価値のシフト」という，19 世紀末のナイアガラからの交流送電開始以来の大きな技術的な質的変化が起こりつつある。
分散化とは，需要家側が従来の全国で数千のオーダーの大・中規模の発電所より受動的に電力供給を受ける形態から，太陽光発電などの電源に加え，バッテリーなどの電力貯蔵機器の導入を進め，能動的に電気を使用する時間あるいは量を調整できる形態へ変容することによって，数千万の機器が電力システムに統合されることである。
価値のシフトとは，太陽光発電や風力発電など，天気や時間により出力が不確実に変動し，変動費がほぼゼロの再生可能エネルギー発電の大量導入により，電力の価値が，従来の kWh で測るいわゆるエネルギーから，必要な電気の供給を保証する kW，および需給変動に対応して出力を調整できるΔkW などへシフトすることである。
従来の電力システムでは，数千の発電所と送配電網を対象に設備投資を行い，維持運用し，事業が行われてきた。しかし，分散化では，数千万の電源，需要，貯蔵の設備管理と運用を行うことが必要になる。そして，価値のシフトでは，従来の一日中一定あるいは昼高く夜安い電気料金が，例えば太陽光発電が大量に発電する時間帯は安く日没後の時間帯は高くなる。現在進行中の電力システム改革の中では，電力価格に応じて需要を管理，調整することで，さまざまなプレー
ヤーが新たな価値を実現し，事業を進めることができる。
低炭素排出という目標に向けて現在世界的に起きつつある，電気自動車に代表されるもう一段の電化の進展の中，電力貯蔵の多様化とともに「分散化」と「価値のシフト」は進む。スマートな社会を目指す電力分野の技術開発，事業企画・設備投資，毎日の事業運営においては，今後の「分散化」と「価値のシフト」による制度を含めた環境の変化に対応した取り組みが求められるのではないか。

* 東京大学

生産技術研究所

エネルギーシステムインテグレーション社会連携研究部門

特任教授

東光高岳技報 Vol.6 2019

3

論

文

論

配電盤スマートメンテナンス化へ向けた 盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術

配電盤スマートメンテナンス化へ向けた

文

盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術■ 折戸由貴

Yuki Orito

■ 栗原

二三夫

Fumio Kurihara

配電盤内に収納する機器には，絶縁物として樹脂材料が多く用いられている。これらには高い絶縁特性が求められる一方，高湿度状態や表面の汚損堆積によっては絶縁性能が低下すると知られている。このようなリスクを軽減するには絶縁物表面の清掃が不可欠であるが，清掃は停電作業となるため需要家側の負担が大きいという課題がある。東光高岳では，より効率的な配電盤絶縁物の保全技術確立とメンテナンスサービスの事業化を目指し，樹脂絶縁物表面
汚損時の絶縁性能低下評価と劣化診断技術に関する検討を実施している。
今回の検証結果より，高湿度条件において絶縁物表面の汚損付着量と表面抵抗は相関性を持ち，汚損付着量の増加に伴って表面抵抗は低下することが確認された。また，汚損に含まれるイオン種によって表面抵抗低下に及ぼす影響は異なり，特に，硝酸イオンの付着は表面抵抗低下に対する影響が大きいとわかった。
以上の知見より，絶縁物表面の汚損度を定量することで，汚損付着量から間接的に絶縁物の沿面絶縁破壊リスクを評価できる可能性があると考えた。今後は，本検証の結果を基に配電盤絶縁物に対するオンライン診断モデルを構築
し，汚損検知センサによる監視によって，より個々の設置環境に即したメンテナンス内容を提案可能とすべく，研究開発を進める予定である。

1

はじめに

ような定周期で実施する時間基準保全（Time Based
Maintenance, TBM） の 考 え 方 か ら 状 態 基 準 保 全 注 1）

電力システムを取り巻く環境は，2016 年の電力市場（Condition Based Maintenance, CBM）へのシフトが自由化から 2020 年の発送電分離といった大きな構造変進んでおり，機器の状態に合わせたより効率的なメンテ

革の中で，IoT や AI などの技術を活用した新たな価値

ナンス手法が求められている。よって，配電盤に対してを提供しうる電力ネットワークへの変革に向け，技術開も既存の定周期的な保守点検に加え，設置環境に則した発が各所で進められている。このような新しい潮流に対より効率の良いメンテナンス手法の確立が必要である。

する動きがある一方で，受変電設備においては電力の安

近年，状態基準保全への応用が期待されている技術と定供給のため，機器メンテナンスの重要性や監視・予測

して，前述した IoT や AI 技術，センサ活用技術などが保全の高度化へのニーズがますます高まっている。そのあり，東光高岳でもこれらを活用した油中ガスセンサ

中で，配電盤は電力を安定的に供給する上で不可欠な設による変圧器状態診断技術（4）の開発に取り組んでいる。

備として，効率的なメンテナンスへのニーズが高い。

しかし，センサによって得た機器の状態データを保守へ

配電盤内に収納する機器には，絶縁物としてポリエス
テルやエポキシなど樹脂材料が多く用いられている。こ活用するには，前提として対象機器の劣化メカニズムの把握が必須となる。

れらの絶縁物には高い絶縁特性が求められる一方，高湿以上より，東光高岳では 2018 年度からセンサを用い

度状態や表面の汚損堆積によって絶縁性能が低下するこた配電盤絶縁物の保全技術確立を目指し，基礎検証を開とが知られている。遮断器に用いられている絶縁支持物

始した。本報告では配電盤内絶縁物に関する劣化メカニに関しても，絶縁不良を引き起こす要因として絶縁物表

ズム把握の一環として実施した，樹脂表面の汚損と表面面の汚損・吸湿からの絶縁耐力低下が挙げられており，抵抗の相関性についての報告と，センサを用いた配電盤

実際に事故に至ったとの報告もある（1）。

絶縁物の劣化診断モデルについて述べる。

配電盤の保守の要点として塵埃や湿潤対策が挙げられている（2） が，配電盤は半密閉筐体であるため，定期点
検時の清掃を除くと内部の絶縁物に堆積した汚損が除去

2

実験方法

されにくい環境にあり，塩害地域や工業地帯に設置され2.1

た配電盤内機器については，汚損リスクが大きくなる傾（1） 使用樹脂材料の概要

向にある汚損サンプルの作製。そのため絶縁物表面の清掃が不可欠であサンプルとして，直径 100 mm，厚さ 2 mm の不飽るが，清掃は停電作業となるため需要家側の負担が大き

和ポリエステル製 FRP（繊維強化プラスチック）板をくなってしまうという課題がある。

用意した。

（3）

併せて，近年では機器の保全に関して，これまでの4

東光高岳技報 Vol.6 2019

不飽和ポリエステルは配電盤内に収納する遮断器の絶配電盤スマートメンテナンス化へ向けた 盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術論

文

縁材や母線支持材として使用されており，絶縁不良の際のリスクが致命的なものになりやすい。よって，今回の検証材料として選定した。
（2） 模擬汚損液の概要および汚損サンプルの作製
模擬汚損液として，塩化物イオン（Cl − ），硫酸イオン（SO4 2−），硝酸イオン（NO3−）を含む化合物を用いた水溶液を用意した。これらのイオンは，主に塩害地域
や工業地帯で検出される汚損成分であることが知られている（3）。
この汚損液を，樹脂板表面のイオン付着量がおよそ0.01 mg /cm2 から 1.5 mg /cm2 となるよう均一に吹き付けた。また，比較のため溶液吹付無しのブランク（健全品）を用意した。併せて，イオン種の違いが表面抵抗におよぼす影響を把握するため，上記の模擬汚損液をイ（a）低湿度条件（20～30％ RH）

オン種ごとに分けて調製し，樹脂板に吹き付けることで単一成分による汚損サンプルを作製した。
2.2

絶縁物表面の絶縁特性の測定

2.1 節にて作製した汚損サンプルに対し，表面抵抗の測定を実施した。測定方法は JISC 2139-3-2「直流電流印加による抵抗特性の測定」に準拠し，同心円電極および超絶縁計を用いて測定した。印加電圧は 100 V，測定
環境は室温とし，低湿度条件（20～30％ RH）と高湿度条件（80％ RH）の 2 条件とした。このうち，イオン付
着量 0.3 mg /cm2 以上のサンプルのみ，印加電圧 500 V
での測定も実施した。なお，表面抵抗測定は各条件下にサンプルを 1 時間静置した後に行った。測定後のサン（b）高湿度条件（80％ RH）

プルは外観観察ののち表面汚損成分を回収し，イオンク

図 1 不飽和ポリエステルサンプルにおける汚損時の表面抵抗

ロマトグラフ 注 2）にて各イオンの付着量を測定した。
さらに，汚損サンプル表面に，先端角を鋭角としたア
ルミ薄膜製の電極を対向して貼りつけ，連続昇圧によるAC 沿面絶縁破壊試験を実施した。電極間のギャップは6 mm とし，測定環境は室温，低湿度条件（30％ RH程度）で行った。

3
3.1

結果および考察
表面抵抗測定結果

表面抵抗測定の結果を図 1 に示す。図 1 より，低湿度条件では，表面イオン付着量の多いサンプルでも高い
表面抵抗を示すことが確認された。一方で，高湿度条件
では，イオン付着量の増加にしたがって表面抵抗が低

図2

測定後のサンプル表面

下する結果となったほか，イオン付着量が 0.3 mg /cm2するにしたがって表面に付着した水滴量が多くなってい以上のサンプルでは，表面抵抗が測定限界値以下となっるのが視認できた。加えて，表面汚損付着量がおよそた。双方に共通する点として，健全品と比較すると，汚0.3 mg /cm2 のサンプル（印加電圧 500 V にて測定した損サンプルは表面抵抗値のばらつきがより大きくなる傾

もの）では，図 2 に示すように，表面に部分放電起因

向にあることが示された。

とみられる変色が確認された。

測定後のサンプルの表面観察では，汚損付着量が増加
東光高岳技報 Vol.6 2019

5

論

文

配電盤スマートメンテナンス化へ向けた 盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術

図3

不飽和ポリエステルサンプルにおける汚損成分ごとの

図 4 不 飽和ポリエステルサンプルにおける沿面破壊電圧3.2

汚損成分中のイオン種の影響

定時に電圧を印加した程度（500 V）で破壊したものも

表面抵抗

今回の検証に使用した汚損成分の中で特に表面抵抗低下に影響をおよぼすイオン種について調査すべく，汚損（低湿度条件）あり，絶縁破壊に関しては汚損だけでなく湿度の影響も顕著であると確認された。

成分ごとの表面抵抗を測定した結果を図 3 に示す。
結果より，表面抵抗低下への影響が大きいイオン種は
硝酸イオン（NO3 ）である可能性が高いと判断した。
−

電解質の異なる溶液の電気伝導性を比べる場合，イオンによって固有の値である，モル伝導率 注 3）による比較が用いられる。今回使用した化合物中では，モル伝（5）導率の値が大きい順から，硝酸イオン溶液＞硫酸イオン

3.4

絶縁物表面の絶縁特性低下の要因

以上の結果より，絶縁物表面の汚損付着量と絶縁特性に関しては，以下のことがわかった。
・絶縁物表面の汚損付着量と表面抵抗は，特に高湿度条
件において相関性があり，汚損付着量の増加に伴い表面抵抗は低下する。

溶液＞塩化物イオン溶液となった。これは図 3 に示す

・汚損に含まれるイオン種によって，表面抵抗低下に及結果と近いことから，付着する汚損成分によっても表面ぼす影響は異なる。特に，硝酸イオンの付着は表面抵

抵抗率への影響は大きく変化するものと考えられる。

抗低下に対する影響が大きい。

また，長期的に汚損成分が付着する場合，充填剤にカ・汚損付着量が高い場合には沿面破壊電圧のばらつきがルシウム系の材料を用いている樹脂表面に硝酸イオンが大きくなり，沿面破壊電圧低下のリスクが増加する。

硝酸の形で付着すると，化学反応により高い潮解性を持

特に，湿潤状態ではこの傾向が顕著になる。

つ硝酸カルシウムになる可能性があると報告されてい以上から，絶縁物表面の絶縁特性低下の主な要因は，る（6）。一方で，硫酸イオンはイオン単体では硝酸イオ

絶縁物表面の汚損度とその汚損成分であり，これに湿度

ン，塩化物イオンよりも高いモル伝導率（およそ 2 倍）が加わると顕著な影響が現れ，絶縁物表面の絶縁特性がを示すが，かりに硫酸カルシウム（石膏の主成分）を生低下すると言える。

成した場合は，同物質は潮解性を示さず，水に対して難溶性である。そのため，硫酸カルシウムが表面抵抗の低下に及ぼす影響は小さいと考えられる。
以上のことから，硝酸イオンの付着は，表面抵抗低下
に対する影響が大きいと考えられる。

4

絶縁物の劣化診断への応用

3 章にて得た知見より，絶縁物表面の汚損度を定量することで，汚損付着量から間接的に絶縁物の表面抵抗を推察し，沿面絶縁破壊のリスクを評価できる可能性があ

3.3

表面汚損時の沿面絶縁破壊電圧ると考えた。これを基に，汚損検知センサを適用した配沿面絶縁破壊電圧試験の結果を図 4 に示す。

電盤内絶縁物に対するオンライン診断モデルについて図傾向として，表面抵抗と同様に，汚損付着量が増加す5 に示す。

るにつれて表面抵抗値のばらつきが大きくなるようすがみられた。

上記のモデルでは，まず事前に対象機器の初期状態の把握として，オフラインでの絶縁物表面の抵抗測定によ

湿度 30％前後の低湿度環境であっても，表面に多量る絶縁性能評価，および汚損の採取・成分分析を実施すの汚損が存在する場合は，沿面破壊電圧低下のリスクがる。配電盤の設置環境は，汚損の比較的少ない内陸地域

増加すると考えられる。また，湿潤環境では表面抵抗測から汚損の多い沿岸部まで多岐に渡るため，汚損の化学

6

東光高岳技報 Vol.6 2019

論

配電盤スマートメンテナンス化へ向けた 盤内絶縁物の絶縁性低下評価と劣化診断技術

文

ルタイム監視によってより個々の設置環境に即したメン
テナンス内容を提案可能とすべく，研究開発を進める予
定である。
■参考文献
（1） 電 気 共 同 研 究 会 編：「 電 気 共 同 研 究

第 50 巻 2 号

変電設備保全の高度化・効率化」，電気共同研究会，p.142（1994）（2） 電 気 共 同 研 究 会 編：「 電 気 共 同 研 究

第 47 巻 5 号（3） 電 気 共 同 研 究 会 編：「 電 気 共 同 研 究

第 69 巻 3 号

特別高圧需要家受電設備」，電気共同研究会，p.140（1992）
図5

配電盤内絶縁物のオンライン簡易診断モデル

組成は設置場所に大きく影響される。そのため，オフラ
イン分析による設置場所の汚損成分の把握は，より確度の高い状態診断において非常に重要となる。
続いて，オフライン分析後は汚損検知センサによって汚損堆積状況を監視する。分析で得た初期データを基に，絶縁物表面の汚損堆積状況をクラウドを通じてオン
ライン監視し，並行して絶縁物の絶縁性能低下に関する解析を実施する。
これにより，設定した閾値を超過した際にはアラートを配信し，お客さまへ適切な点検や清掃をご提案できる。
センサの適用によりリアルタイムで汚損量が可視化できるため，このモデルによって個々の設置環境にあった
メンテナンス頻度・内容の見直しが可能である。配電盤の定期点検は停電を伴うため，お客さま側の負担が大きくなるものであるが，このようなオンラインサービスで配電機材に対する劣化環境の定量評価」，電気共同研究会，
p.56（2013）（4）栗原二三夫ら：「油中ガスセンサを用いた変圧器状態診断技術に関する検討」東光高岳技報，Vol.5, p.6（2018）（5）米山宏著：「新化学ライブラリー / 電気化学」，大日本
図書，pp.31-35（1990）（6）三木伸介ら：「科学的分析と MT 法の適用による遮断

器用絶縁物の劣化評価」，電学論 B，Vol.127，No.9（2007）■語句説明
注 1）状態基準保全：保全対象の状態に応じて必要な保守点検を実施する方法。時間基準保全と比較して，無駄を抑えられる利点がある。

注 2）イオンクロマトグラフ：イオン交換体などを用いた

分離カラムにより試料中のイオン種成分を展開・溶離させ，電気伝導度検出器で測定する分析装置（JIS K 0127-1992）。
注 3）モル伝導率：溶液の比伝導率をモル濃度で割った値を指す。溶液を無限希釈し，「多数の水分子の中に陽イオンと陰イオンが 1 組のみ存在する」と仮定したものを極限モル伝導率といい，イオンの特性を示す値となる（5）。

は無停電かつ無人での診断が可能であるため，お客さまの負担を低減できる。また，海岸からの距離が同程度の地域であっても，地形や台風被害の有無によって，汚損の総堆積量や堆積速度には大きく差が出ることが考えられる。そのため，センサ情報を活用することで，これまで一律であったメンテナンス内容を，より現状に即した形へ最適化できるメリットがある。

5

まとめ

配電盤内絶縁物の劣化メカニズム把握の一環として，樹脂表面汚損時の絶縁性能について検討した。
その結果，高湿度条件において絶縁物表面の汚損付着量と表面抵抗は相関性を持ち，汚損付着量の増加に伴って表面抵抗は低下することが確認された。また，汚損に含まれるイオン種によって表面抵抗低下に及ぼす影響は異なり，硝酸イオンの付着は表面抵抗低下に対する影響が特に大きいとわかった。
今後は，以上の結果を基に配電盤絶縁物に対するオン

折戸

由貴

栗原

二三夫

 術開発本部 技術研究所
技
材料技術グループ 所属
材料技術の開発に従事

 術開発本部 技術研究所
技
材料技術グループ 所属
材料技術の開発に従事

ライン診断モデルを構築し，汚損検知センサによるリア
東光高岳技報 Vol.6 2019

7

論

文

論

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術

文

■ 森

佑介

Yusuke Mori

■ 滝澤

明広

Akihiro Takizawa

エポキシモールド機器は導体やコイル，ボルト座などさまざまな部品がモールドされている。通常，内部にモールドされた部品付近には残留応力が発生し，弱点部となることが多い。そのため，内部部品付近に発生する残留応力の把握とその残留応力を考慮した機械的強度の評価が必要となる。本稿では，ボルト座をモールドしたモデルを作成し，一連の成形プロセスを加味した残留応力の解析を実施した。さらに，残留応力を考慮した状態で，外力を加えた際に発生する応力分布を解析し，対象の機械的強度を評価した。

1

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

2.1

解析方法
成形プロセスにおける樹脂の挙動と応力の変化

おり，電力機器の固体絶縁材料として広く用いられてい残留応力を解析するためには，成形プロセスにおけるる。東光高岳においても，モールド変成器などの電力機

樹脂の挙動を考慮する必要がある。図 1 は一般的なエ器の絶縁媒体にエポキシ樹脂を適用している。エポキシ

ポキシモールド機器の成形プロセスと各プロセスでの残樹脂のような固体絶縁材料を使用する場合，電気絶縁特留応力の変動要因を示したものである。一次硬化から徐性だけでなく，大電流通電時の電磁力や温度変化による冷のプロセスにおいて，硬化収縮や応力緩和，熱収縮と熱応力，そのほかの外力に対して十分な機械的強度を有いった現象が生じ，時々刻々と残留応力が変化する。硬することを確認する必要がある。したがって，品質の確化収縮はエポキシ樹脂の硬化反応に伴い発生するため，保と効率的な製品開発を実現するためには，電気絶縁樹脂の硬化反応と体積変化の関係を把握しておく必要が特性や機械的強度などを解析できるようにする必要があある。応力緩和は樹脂の粘弾性特性に起因するが，本特る。しかし，エポキシ樹脂を使用した成形品の機械的強性はきわめて強い温度依存性を示す。したがって，各成度に関しては，以下のような課題から解析による把握が形プロセスの温度変化を考慮した粘弾性特性が必要とな

容易ではない。

る。熱収縮を決定するエポキシ樹脂の線膨張係数につい（1）エ ポキシ樹脂の成形プロセスにおいて，残留応ても温度依存性がある。本解析では，これらの非線形性力が発生する。しかし，一般的に利用される線を考慮した解析を実施することで，残留応力を正しく把形応力解析では，残留応力を正しく把握するこ

握することができる。

とはできない。
（2）解 析結果の評価に利用される引張強度や曲げ強度などは材料固有の値ではなく，実際には寸法
効果

注 1）

の影響等がある。

2.2

解析モデルおよび強度評価手順

残留応力はエポキシ樹脂の硬化収縮や内部にモールドされた部品との熱膨張収縮の差によって発生するため，

これらの課題がエポキシモールド機器の機械的強度の

内部部品の微小な曲面部分に集中することが多い。その予測を難しいものにしていると考えられる。これまで筆ような状況を模擬するため，図 2 のように，ボルト座者らは，課題（1）に対して，成形プロセスにおける残をエポキシ樹脂でモールドした解析モデルを作成した。

留応力の変化を解析できるようにしてきた同モデルを用いて，図 3 に示す手順で強度評価を実施

。また，

（1）
 〜 
（4）

課題（2）に対して，エポキシ樹脂に発生する応力分布を考慮し，精度良く機械的強度を評価する方法を検討してきた（5）。
本稿では，上記二つの技術を統合し，エポキシ樹脂を使用した成形品に発生する残留応力を考慮し，機械的強度を予測した事例について紹介する。
（以降，
「機械的強
度」を「強度」と記載する。
）※ 1 一次硬化：離型できる程度まで硬化を進める工程。
※ 2 二次硬化：残りの硬化を進めつつ，内部応力を緩和する工程。
※3徐
冷：内部応力を緩和しつつ，温度を下げる工程。

図1

8

東光高岳技報 Vol.6 2019

エポキシモールド機器の成形プロセスと応力変化

論

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術

文●硬化ひずみ計算式


（3）


（4）



（5）


図2

（6）

εTotal：硬化ひずみ，εc：硬化収縮ひずみ，εT：熱ひずみ，解析モデルおよび境界条件

β：線膨張係数，Sv：体積変化率，TE：離型時樹脂温度，

TR.T.：室温，ν1：ゲル化時の体積，ν2：離型時の体積，p：圧力，α：硬化反応率，添え字 gel はゲル化時（2） 二次硬化解析

二 次 硬 化 プ ロ セ ス で 生 じ る 応 力 緩 和 は， 一 般 化
Maxwell モデルとよばれる式（7）で計算する（6），（7）。
一般化 Maxell モデルは粘弾性を表すモデルであり，時間の経過とともに緩和弾性率 G（t）が低下することで応力緩和を生じる。緩和弾性率の変化は，G∞ ，Gi，τi，a（T）の各係数によって決まる。本解析では，動的粘弾
T性測定 注 2）より得られた結果から各係数を求めている。
●一般化 Maxwell モデル
図3

解析モデルの強度評価手順した。なお，一次硬化解析においては，樹脂への熱の伝
わり方が特に重要となるため，一次硬化における伝熱を適切に解析できるように金型もモデリングしている。

（7）

G（t）
：緩和弾性率，t：緩和時間，G∞：t = ∞における弾性率，Gi：各項の弾性率，τi：各項の緩和時間，aT：シフ

トファクタ，T：樹脂温度，n：Maxwell モデルの項数（3） 徐冷時の応力解析

2.3

成形品の温度低下による収縮と応力の変化を計算す

各項目の解析内容

図 3 に示した各項目の具体的な解析方法について記る。その際，樹脂の線膨張係数の温度依存性も考慮して載する。なお，解析方法のさらに詳しい内容についている。また，徐冷時においても式（7）により応力緩和は，文献を計算している。ここで得られた応力が成形品の残留応

（1）
 〜 
（5）

を参照されたい。

力となる。

（1） 一次硬化解析
一次硬化解析では，樹脂の硬化反応を計算する式（1）（4） 外力を加えた応力解析と温度分布を計算する式（2）を連成して解析しており，（1）～（3）項で求めた残留応力を考慮した状態で，任樹脂の硬化反応に伴う発熱と温度分布は双方に影響を及

意の荷重を設定した応力解析を実施する。境界条件は図ぼしあう。硬化ひずみは，硬化反応率と硬化収縮特性か

2 に示したとおり，一方のボルト座面を拘束し，もう一ら式（3）～（6）で計算する。

方のボルト座面に上方向の荷重を設定した。ここで得られた応力分布から，任意の荷重に対する破壊確率を計算●硬化反応速度式（Kamal モデル）

し，強度を評価することとなる。
（1）（5） 応力分布から破壊確率計算
解析結果として得られた最大主応力分布から，最弱リ

α：硬化反応率，t：経過時間，T：樹脂温度，

ンクモデル（8） 〜 （10） にもとづき破壊確率を計算し，強度

A1，A2，E1，E2，m，n：硬化反応速度定数を評価する。最弱リンクモデルとは，複数の輪で構成される鎖の強度は，最も強度の低い輪が決定づけるという●エネルギー保存式

考え方であり，輪の数が多いほど鎖の破壊確率は高くな（2）

ρ：質量密度，Cp：定圧比熱，T：温度，t：経過時間，k：熱伝導率，Qtot：樹脂の総発熱量，α：硬化反応率る。脆性材料の破壊を表現するモデルとして知られており，ワイブル分布にしたがう。本稿では，輪の数を対象の体積に置き換え，寸法効果を考慮した強度評価を行っている。具体的な強度評価手順を以下に示す。
東光高岳技報 Vol.6 2019

9

論

文

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術（i）	最大主応力分布から，各要素を代表する応力値
σi を求める。下添え字の i は要素番号を表す。

（ii）	各要素の信頼度 Ri を次式より求める。

（8）

ここで，Vi は各要素の体積，V0 は基準体積，m，σu ，

σ0 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，位置パラメータ，尺度パラメータである。
（iii）	す べての要素が健全である確率 R tot から，解析
対象の累積破壊確率 F を求める。


（9）

図4

残留応力分布（最大主応力表示）

前記（1）～（5）の手順を実施することで，成形プロセスで生じる残留応力を把握し，残留応力を考慮した状
態で成形品の強度を評価することができる。

3
3.1

解析結果
成形品の残留応力

図 4 に徐冷後における残留応力分布（最大主応力表図5示）を示す。樹脂の応力がわかるように，ボルト座は非残留応力と外力による最大主応力分布表示にしている。同図より，ボルト座の微小な曲面に残留応力が発生していることがわかる。この段階で過大な応力が発生している場合，周囲の温度変化や外力により破壊する可能性が高く，構造や成形プロセス条件を見直す必要がある。
2.1 節に記載したとおり，残留応力は各成形プロセス
で時々刻々と変化するが，適切な二次硬化プロセスを経た直後の残留応力は非常に小さくなる。また，徐冷速度
によっても残留応力は変化する。さらに残留応力の発生
様相は，製品構造や樹脂の種類によっても異なるため，残留応力を抑制する適切な成形プロセスも製品ごとに異図6なってくる。そのため，従来は適切な成形プロセスを把成形品の強度評価結果

握するために多くの試作が必要であったが，本解析を利用することで試作回数を削減し，開発期間を短縮できる。

ルの場合，1,400～2,000 N の間で破壊する可能性が高いことがわかる。また，非常に狭い範囲でのみ強い応力

3.2

成形品の強度評価結果

成形品に外力を加えたときの応力分布を図 5 に示す。
得られた応力分布から，2.3 節（5）に記載した方法でが発生するため，材料の引張強度と同等の応力が発生する荷重で破壊する確率はきわめて低く，さらに大きな荷重まで高確率で耐えることが示されている。

破壊確率を計算することで，成形品の強度を評価する。
図 6 は，荷重をパラメータとして，応力と破壊確率の変化を解析した結果である。なお，同図の縦軸は対象材

4

おわりに

料の引張強度（JIS K7161 による）で基準化している。

本稿では，エポキシモールド製品の成形プロセスで生荷重が大きくなるにしたがって，応力値も高くなり，破じるさまざまな現象を考慮して，成形品に生じる残留応

壊する確率も高くなる。ただし，応力値と異なり，破壊力を解析した。さらに，残留応力のある成形品の強度を確率はある荷重から急激に上昇する。同図より，本モデ

解析・評価した。本稿に記載した残留応力解析と強度の10

東光高岳技報 Vol.6 2019

エポキシモールド機器の構造および成形プロセスの最適化に向けた解析評価技術

評価方法については，それぞれ文献（4），（5）にて実測との比較により検証し，その妥当性を確認している。本稿ではそれぞれの技術を組み合わせた解析を行うことで，成形品の使用環境における強度を精度良く把握することができ，強度分布も予測することができる。以上のことか
ら，本解析技術を製品開発の初期段階から利用することで，適切な構造設計や金型設計，成形プロセス条件の導出などに活かすことができる。これにより，開発期間の論

文（7） 株 式 会 社 メ カ ニ カ ル デ ザ イ ン：「 粘 弾 性 解 析 に お

け る 諸 問 題 そ の 3 一 般 化 M ax we l l モ デ ル の 同 定 」，
Mech D&A News vol.2005-4（2005）（8）W. Weibull：「A Statistical Distribution Function ofWide Applicability」J. Appl. Mech. Vol.18（1951）（9）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）（10）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）

短縮や試作回数の低減などに繋がると考えている。
■語句説明
■参考文献
（1）滝澤明広，森佑介，大竹美佳：「エポキシモールド機
器の最適設計に向けた硬化ひずみ解析」，東光高岳技報 No.1

（2014）（2）森佑介，滝澤明広，吉谷彰倫：「エポキシモールド機器における硬化条件の最適化」，東光高岳技報 No.2（2015）（3）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）（4）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残留応力解析の検証」，東光高岳技報 No.5（2018）

注 1）寸法効果：材料の大きさにより，その機械的強度などが変わってしまう現象。

注 2）動的粘弾性測定：試料に正弦波を与えた際の応答の遅れを測定するもの。

森佑介

 術開発本部 技術研究所
技
解析・試験技術グループ 所属
解析技術の研究に従事（5）森佑介，滝澤明広：「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」，東光高岳技報 No.4

（2017）（6） 株 式 会 社 メ カ ニ カ ル デ ザ イ ン：「 粘 弾 性 解 析 に お

け る 諸 問 題 そ の 1 M a xw e ll モ デ ル の 基 本 的 な 性 質 」，
Mech D&A News vol.2005-2（2005）

滝澤明広

 術開発本部 技術研究所
技
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

東光高岳技報 Vol.6 2019

11

論

文

論

変圧器巻線の油浸要素モデルによる雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討

文

変圧器巻線の油浸要素モデルによる
雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討
■ 酒井

崇行

Takayuki Sakai

■ 吉村

智萌

Tomoaki Yoshimura

■ 岩井

良

Ryo Iwai

油入変圧器の絶縁特性は，これまでモデルによる絶縁破壊試験を実施し，その結果で評価してきた。しかし，よりいっそうの絶縁の合理化を図るためには電界ストレスも加味した評価が必要といえる。今回，変圧器巻線の主要構成要素であるターン間，セクション間の要素モデルによる雷インパルス試験を実施し，理論式および電界解析による絶縁特性を考察した。その結果，放電特性はくさび状の油ギャップが支配的であり，くさび状ギャップの最弱点部の電界に着目することで評価できることを確認した。

1

はじめに

油入変圧器の絶縁特性は，これまでモデルによる絶縁破壊試験を実施し，その結果から評価してきた。しかし，よりいっそうの絶縁の合理化を図るためには電界ス
トレスも加味した評価が必要といえる。
今回，改めて変圧器巻線の主要構成要素であるターン
間，セクション間の要素モデルによる雷インパルス試験を実施した。その結果を用いて，理論式および電界解析
による絶縁特性を考察する（1）。
本稿では，変圧器巻線の要素モデルによる試験の結果

図1を用いて，ターン間，セクション間の絶縁特性を電界に

変圧器巻線

よって評価した方法を報告する。

22.1

要素モデルを用いた絶縁試験
要素モデル

変圧器の巻線のイメージを図 1 に示す。図中の赤枠のように主要構成要素あるターン間およびセクション間を模擬した要素モデルを図 2，図 3 に示す。要素モデ
ルの断面は図 4 に示すように，ターン間は電線を突き

図2

要素モデル（ターン間）

合わせて模擬し，セクション間は電線間にプレスボード（PB）スペーサを挟み込んで模擬した。電線は平角電線を使用し，被覆はクラフト紙を 3～18 枚巻き回した。セクション間モデルの PB スペーサは厚さ 4 mm とした。モデルの片側は高電圧（HV）を印加，反対側を接地（GND）とした。
2.2

試験方法

図3

要素モデル（セクション間）

試験回路を図 5 に示す。雷インパルス発生器を用いて，負極性標準雷インパルス波形（−1.2/50 µs）にて試験を実施した。試験は絶縁破壊電圧（BDV）予想値の 50％から 5 kV ステップで電圧を印加し，BDV と部分放電開始電圧（PDIV）を求めた。部分放電（PD）は，
接地線に高周波 CT を取り付けて測定した。絶縁破壊（a）ターン間（BD）後は，印加線と接地線を次のモデルに付け替えて

図4

12

東光高岳技報 Vol.6 2019（b）セクション間要素モデル断面論

変圧器巻線の油浸要素モデルによる雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討

繰り返し試験をした。その際に，BD 時に発生した気泡やカーボンなどがその他のモデルに影響を与えないように絶縁物で区画した。試験に使用した絶縁油は鉱油で，試験前に浄油機を通し真空注油した。各パターンのモデ
ル数は 10 個とした。

3
3.1

文

電界解析による評価方法
理論式との比較セクション間の要素モデルのくさび状ギャップ 注1）を
図 7 に示す。くさび状ギャップの放電開始電界は，式（1）で表される界面の電束一定の条件から求められる。


（1）


（2）



（3）

式（2）および（3）から，最弱点部のくさび状ギャッ
プのギャップ長 g と，ギャップが放電する印加電圧 V の関係は式（4）で近似できる（2）。
（4）

ここで，t：被覆厚さ，d：PB スペーサ厚さ        εg ，εt ，εd：油，被覆，PB スペーサの比誘電率

図5

試験回路

くさび状ギャップの放電特性を示す式（3）のαは一
般に 1/3 程度であり，α = 1/3 と仮定し，式（4）で最も放電が発生しやすい条件は dV/dg = 0 から，表 1 に

2.3

示すような最小値（最弱点部）が求まる。また，各被試験結果

ターン間とセクション間の BDV および PDIV を図 6に示す。ターン間では BDV より低い電圧で PD を観測したが，セクション間においては PD が観測されず BDに至った。図 6 からわかるように，ターン間とセクション間ともに被覆枚数に対して線形関係を示した。また，
ターン間とセクション間の BDV の傾きが異なることもわかった。これらのことから，ターン間は PD が発生しても被覆の破壊強度を超えるまで耐えると考えられる。
それに対してセクション間では，PD が発生したときに油が橋絡し，被覆にかかる電圧がターン間よりはるかに大きくなることから，PD の発生と同時に BD したと考
えられる。
図7

要素モデルのくさび状ギャップ（セクション間）
表1

被覆枚数

図6

試験結果

最弱点部の角度dV/dg = 0 となる角度（θ）
ターン間

セクション間

3

22°

54°

6

27°

53°

9

30°

51°

12

32°

50°

15

34°

49°

18

35°

48°

東光高岳技報 Vol.6 2019

13

論

文

変圧器巻線の油浸要素モデルによる雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討

覆における理論式から求めた PDIV と試験結果を図 8

絶縁物の接触部からの角度が小さいほど被覆枚数によるに示す。この図から，ターン間では理論式から求めた電界値の差が大きく，接触部から離れるほど，電界値はPDIV と試験における PDIV，セクション間では理論式収束する傾向を示している。一方セクション間では，被から求めた PDIV と試験における BDV の傾向が良く一

覆枚数が変化しても同等な値を示している。これは，前致した。このことは，セクション間では PDIV = BDV

節の式（2）から PB スペーサ厚さ d が影響しているこであるといえ，セクション間の試験において PD が観測とがわかり，電界解析の妥当性が確認できた。これらのされなかったこととも一致する。

ことから，セクション間よりターン間の方が被覆表面電界に対する被覆の影響が大きいといえる。
次に，前節の表 1 で示したくさび状ギャップの最弱点部の電界を図 11 に示す。セクション間 BDV 時の電界値とターン間 PDIV 時の電界値がほぼ同じ値であることを確認した。

図83.2

試験結果と理論式の比較

電界による評価試 験 結 果 に も と づき，電界解析を用いてくさ び 状
ギャップの評価を実施した。
要素モデル断面を模擬し，二次元の電界解析を実施し

図 10

被覆表面に沿った電界値

図 11

最弱点部の被覆表面電界た結果の一例を図 9 に示す。印加条件は試験で得られた 50％ BDV および PDIV とした。くさび状ギャップにおいて，電線と電線および電線と絶縁物の接触部で最も電界が高くなり，そこから離れるほど電界は低くなる分布となった。
図 10 は図 9 の点 A →点 B の被覆表面電界を示す。
この結果から，ターン間では，電線と電線および電線と

3.3

まとめ

ターン間，セクション間の要素モデルによる試験結果
を理論式および電界解析を用いて評価することで，次のことがわかった。セクション間の BDV と PDIV は同等
図914

くさび状ギャップの解析例（セクション間）
東光高岳技報 Vol.6 2019であること。また，ターン間とセクション間のくさび状

変圧器巻線の油浸要素モデルによる雷インパルス絶縁特性の評価方法の検討

ギャップの最弱点部になる角度の PDIV の電界は同等で論

文

技報，第 9 号（1964）あること。これらのことから，ターン間，セクション間
ともに電界で絶縁特性が評価可能であると考える。

■語句説明
注 1）くさび状ギャップ：本稿では，電線と電線または電

4

おわりに

本稿では，ターン間，セクション間の要素モデルによ線と絶縁物間に形成される V 字または三角形の形状をした

微小ギャップのこと。その部分では，一般的に放電しやすいとされている。

る試験結果を理論および電界解析を用いて絶縁特性を考察し，絶縁特性の電界での評価方法について検討した。その結果，ターン間，セクション間ともにくさび状
ギャップの最弱点部になる角度を見ることで，電界で絶縁特性が評価可能であることが確認できた。電界による

酒井

崇行

吉村

智萌

岩井

良

 術開発本部 技術研究所
技
解析・試験技術グループ 所属
大型変圧器の研究・開発に従事

評価を絶縁評価に組み込むことで，より精度のよい体系的な絶縁評価ができるようになり，試験回数の削減などの検証の効率化や絶縁の信頼性向上にも貢献できると考える。今後は，さらなる検討を進め，より信頼性の高い製品開発に繋げていきたい。
■参考文献（1） 酒井崇行，吉村智萌，岩井良：「変圧器巻線の要素

モデルにおける絶縁特性」，平成 31 年電気学会全国大会，
5-143（2019）

 術開発本部 技術研究所
技
解析・試験技術グループ 所属
大型変圧器の研究・開発に従事

 力プラント事業本部 大型変圧器製造部
電
大型変圧器設計グループ 所属
大型変圧器の設計・開発に従事（2）井関昇，倉橋晟，松浦清：「油中沿面放電」，富士電機

東光高岳技報 Vol.6 2019

15

技術紹介

AI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～

AI を活用した
画像認識技術への取り組み

技術紹介～機器情報の読み取り手法について～
■ 高田

晃平

Kohei Takada

■ 髙野

裕基

Hiroki Takano

東光高岳では，AI の手法である機械学習，およびその発展形である深層学習を活用した画像認識技術の適用に関し，各種機器の管理に用いられている銘板や，管理用シールに記載された内容を読み取るための検討を進めている。本稿
では，電力量計および管理シールの写真を対象として，その撮影条件にかかわらず，電力量計の銘板上にある電力量
や，管理用シールの内容が記載された領域を検出できたことを報告する。

1

件の写真から，必要な情報を読み取ることができれば，はじめに製品や部品の製造工程や在庫管理，保守にかかわる管理

近年，AI（人工知能）に関する研究が各所で盛んにの効率化に応用できる。

進められており，製造・医療・金融など，さまざまな分

東光高岳では，かかわりの深い機器である電力量計

野での活用も始まっている。東光高岳においても，業務（図 1）や，その管理用シール（図 2）の写真から，電効率化や，製品・システムへの適用に向け，AI に関す力量（指針値）を含む諸元や管理用シールの内容を読みる調査・研究を積極的に実施している。

取ることを目的とした検討を進めている。

AI の発展により，大きく進展している分野の代表例

本稿では，それらの写真に対して AI を活用した画像が，画像認識である。従来の画像認識の場合，見本とな認識技術を適用することで，その諸元やシールの内容がる写真との比較などによって認識を行う。そのため，工記載された領域（以下項目領域）を検出する手法につい場の生産ライン上で使われる画像検査装置のように，照て報告する。

明や認識対象に対するカメラの位置関係といった撮影条
件を整える必要があった。それに対し，AI による高度な画像認識では，撮影条件の異なる複数の画像から，共通する特徴をコンピュータが学習し，認識を行う。これ2
2.1

AI についてAI と機械学習と深層学習により，照明やカメラの位置，撮影場所や撮影者などの「AI」は，認識・推論・創造などの知的活動をコン

さまざまな撮影条件に左右されにくい画像認識が可能とピュータに行わせるための情報科学の分野を指す。そのなった。

中に「機械学習」があり，機械学習の一部に「深層学習製品や部品を管理するために，銘板やシールを用いる（ディープ・ラーニング）」がある（図 3）。

方法がある。銘板や管理用シールの，さまざまな撮影条

図3
図1

電力量計の写真2.2

AI と機械学習と深層学習の関係

機械学習について機械学習は，入力されたデータに対してコンピュータ
が「学習」をすることで，コンピュータによる知的活動を実現する。その学習方式は，「教師あり学習」と「教師なし学習」に大別される。
教師あり学習では，データとそれに対する答えをセットで用い，これを教師データとよぶ。教師データをもと
図2

16

管理用シールの写真

東光高岳技報 Vol.6 2019に，データと答えとの関係性を機械学習のアルゴリズム

AI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～

技術紹介が学習する。それにより，新たなデータが与えられた際写っているかを予測する。画像分類は物体検出の処理のに，コンピュータはそのデータがどの答えと紐づいてい一部としても用いられる。

るかを予測できる。
一方，教師なし学習では，教師データを用意しない。
答えのないデータから，その中にひそむ法則性を機械学
習のアルゴリズムが抽出する。このため，コンピュータ
によるデータの分析手法として用いられることが多い。
以降，本稿で扱う画像認識は，教師あり学習である。
2.3

深層学習の特徴

本来，深層学習を含めて機械学習とよぶが，以降，深

図4

物体検出の例

図5

画像分類の例

層学習を除いた機械学習を指して「機械学習」と記述する。本節では機械学習と深層学習の違いについて述べる。
機械学習では，特徴量 注 1）計算のアルゴリズムと予測のアルゴリズムが独立しており，予測に適した特徴量計
算のアルゴリズムを人間が設計する必要があった。
一方，深層学習は，特徴量計算のアルゴリズムと予測のアルゴリズムを内部に有しており，その双方を相互に最適化するように学習することができる。
教師あり学習において，機械学習と深層学習の性能を比較すると，一般に，予測精度は深層学習のほうが高い。ただし，深層学習は，機械学習と比べて多くのデー

3.2

物体検出アルゴリズムの仕組み

タを必要とし，学習および予測に高性能なコンピュータ

本節では，機械学習を用いた物体検出アルゴリズムにを要するなど，欠点も存在する。よって，条件に合わせついて述べる。その概要を図 6 に示す。なお，深層学て，機械学習と深層学習を選択する必要がある。

習を用いた物体検出アルゴリズムの詳細については，参考文献（1）を参照されたい。

3

物体検出アルゴリズム

図 1 に示した電力量計の諸元を読み取るために，文字認識ソフトウェアによる文字読み取りを行った場合，諸元の記載された銘板以外の背景や，銘板内の模様を文字として誤認識する可能性が高くなり，文字読み取りの精度が著しく低下する。
これに対して，物体検出アルゴリズムを用いて，画像中から諸元の記載された領域のみを検出し，その領域に対して文字読み取りを行う。これにより，背景や模様を文字として誤認識しなくなるため，諸元の読み取り精度が向上する。
3.1

物体検出と画像分類「物体検出」は，画像中のどこの位置に，どの大きさで，何の物体が写っているかを予測する教師あり学習

図6

機械学習による物体検出アルゴリズムの概要（1） 教師データ準備のアルゴリズムである。図 4 に例を示す。この例では，物体検出では，学習用に検出対象が写った画像と，そ猫と犬が，画像中でそれぞれどこの位置に，どの大きさの画像内の検出対象の座標（位置および大きさ）とラベで存在するかを予測する。

ル（検出対象の分類先）を紐づけたデータ（教師デー

一方，画像に写っている物体が何であるかを予測する
教師あり学習のアルゴリズムが「画像分類」である。図タ）が必要であり，これを作成する。作成した教師デー
タは学習データと，評価データに分割する。

5 に例を示す。この例では，画像に犬と猫のどちらが東光高岳技報 Vol.6 2019

17

技術紹介

AI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～

4.1（2） 学習時（ i ）	学習データから検出対象の座標とラベルの情報を抽出し，座標をもとに画像から領域を切り出す。
（ ii ）	切り出した領域の特徴量を計算する。

QR コードの位置検出アルゴリズム

機械学習の手法をもとにした，QR コードの位置検出
アルゴリズムについて説明する。
一般的に，QR コード読み取りソフトウェアは，QR（iii）	最 後に，特徴量とラベルを紐づけて画像分類器

コードの 3 個所の角に存在するファインダパターンをに学習させる。ここで，画像分類器とは，3.1

画像処理の手法で検出することで，QR コードを認識し節の画像分類を行うものである。よって，検出ている。具体的には，ファインダパターンをどの方向に対象の座標については学習の対象外となる。

走査しても，黒 1：白 1：黒 3：白 1：黒 1 の白黒比を満たすことを利用している（図 8）。

（3） 評価時（ i ）	評価データの画像から，検出対象の物体が存在する可能性がある座標を切り出す。
（ ii ）	切り出した物体候補領域の特徴量を計算する。
（iii）	学 習済みの画像分類器に，（ii）で計算した特徴
量を入力し，ラベルを予測させる。
（iv）	（iii）の予測結果のうち，そのラベルである可能性が最も高いと予測された座標を予測結果とす

図8る。

QR コードとファインダパターン	評価データの画像から予測された物体の座標おこのようなソフトウェアは，通常，カメラを有する機よびラベルと，評価データの座標およびラベル器にて使用する。よって，ピントなどを調整しながら繰を比較することで，物体検出アルゴリズムの性

り返し QR コードを認識することが可能である。

能を評価する。

一方，既存の写真に対して検出を行う場合を考えると，ブレやピントのズレによって前述の白黒比の条件が満た4マーカ検出アルゴリズム

されなくなり，この手法では QR コードの認識に失敗する可能性が高い。これに対し，ファインダパターンを機

物体検出をしたい対象と一定の位置関係があるマーカ

械学習により検出し，さらに，ファインダパターン間のがあれば，それをもとに物体検出の対象とする範囲を限位置関係が直角二等辺三角形をなしているという条件を定できる。限定した範囲以外に対する物体検出を行わな

もとに，QR コードの位置を検出する手法がある（2）。

いことで，誤検出の可能性を低下させることができ，処理の高速化も期待できる。

図 9 に QR コードの検出例を示す。このように，機械学習を用いることで，写真が多少不鮮明であっても，マーカを用いた補助手法について，図 7 に例を示す。

QR コードの位置が検出可能である。ここで，赤丸が検

文字領域の検出アルゴリズムを用いて，図 7 から青枠出されたファインダパターン，黄線がファインダパター（あいうえお）の文字領域を検出したいとする。このとン間を結んだ直角二等辺三角形を示している。

き，文字に類似した模様がある赤枠内の部分も文字領域として検出されてしまう可能性がある。これに対し，青枠と一定の位置関係があるマーカ（星印）を用いて，文字領域の検出対象とする範囲を，緑枠内に限定する。これにより，文字領域の検出対象とする範囲から，赤枠内の部分を除外することができる。
図 2 に示した管理シールに対して項目領域の検出を行う場合，QR コード 注 2）をマーカとして，項目領域の

図9

検出対象とする範囲を限定できる。

5

QR コードの検出例

項目領域の検出

今回適用した手法および，その結果を以下に示す。
5.1

手法

電力量計の写真（図 1）から，物体検出アルゴリズム
図7

18

マーカ検出による物体検出の補助

東光高岳技報 Vol.6 2019

を用いて，項目領域を検出した。また，管理用シールのAI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～

技術紹介

写真（図 2）から，マーカによる補助手法を用いて，項度で検出できた。このように，項目領域ごとに検出を行

目領域を検出した。

い，それに対して文字認識を行うことで，銘板の両脇に（1） 銘板の項目領域検出手法

3 本ずつある線や，銘板の下部にある矢の形のマークな

3.2 節の物体検出アルゴリズムを適用し，項目領域を検出した。

どを文字として誤認識をすることがなくなった。
深層学習では，画像の特徴量計算をするアルゴリズム

まず，機械学習を用いる際の手法について説明する。

および，その特徴量を用いた認識アルゴリズムが相互に機械学習による物体検出では，物体候補領域の切り出し最適化するように学習されるため，良い結果が得られたにスライディング・ウィンドウ法と考えられる。

の計算に HOG

注 3）を使用し，特徴量，画像分類器に SVM

注 4）

注 5）

を用いる手

法がある。しかし，スライディング・ウィンドウ法では，画像全体を走査するため，処理に時間を要する。そこで，項目領域が四角形で囲われていることに着目し，画像から四角形の輪郭を持つ領域を切り出し，認識を行った。四角形検出には，画像処理のオープンソース・
ソフトウェアである OpenCV（3）を使用した。
次に，深層学習を用いる際の手法について説明する。
深層学習を用いた比較的処理が高速な物体検出の代表例 と し て，SSD（4） や YOLO（5） が あ る。YOLO と SSDを比較すると，YOLO のほうが処理は高速ではあるが，

図 10

SSD のほうが検出したい物体の大きさの大小の差に影響を受けにくいため，今回は SSD を用いた。また，始深層学習による項目領域の検出例（2） QR コードをマーカとした項目領域検出結果

めに写真全体（図 1）から銘板のみを切り出し，次にそ

図 11 に，検出した QR コードの位置，および，それの中から各項目領域の検出を行った。これは，SSD やをもとにした項目領域の検出例を示す。赤丸がファイン

YOLO が，画像全体に対して小さすぎる領域の検出を

ダパターン，黄線がファインダパターンを結んだ三角形

苦手とするためである。

を示す。また，青枠が QR コードの位置をもとに項目領（2） QR コードをマーカとした項目領域検出手法

域の検出対象とした領域，赤枠内が項目領域として検出

4.1 節の機械学習による QR コードの位置検出アルゴされた部分である。機械学習による QR コードの位置検

リズムを用いて，管理シールの写真（図 2）から，QR

出（赤丸および黄色三角形）は，十分な精度で行うこと

コードの位置を検出する。次に，その位置をもとに，項ができた。

目領域の検出を行った。処理のステップを（ i ）～（iii）

一方，深層学習による項目領域の検出（赤枠）に関しに示す。なお，項目領域を検出するために，文字の領域ては，一連の文字列で意味を持つ領域が分かれて検出さを検出する深層学習のアルゴリズム（6）を別途用いた。

れるなどの課題が生じた。この課題については，教師
データをさらに作成して学習を行うことで，検出精度を（ i ）	QR コードの位置検出を行う。

高められると考えられる。

（ ii ）	（ i ）をもとに項目領域の検出を行う領域を定める。
（iii）	（ ii ）の領域に対して項目領域の検出を行う。
5.2

結果（1） 銘板の項目領域検出結果
機械学習を用いた結果，検出された項目領域の誤分類が生じた。この原因としては，画像処理による四角形検図 11出が，写真の撮影条件の変化に対応できなかったこと
や，特徴量計算のアルゴリズムおよび画像分類器の性能の限界が考えられる。
次に，深層学習を用いた結果を図 10 に示す。各枠の付近にあるパーセンテージが検出の根拠となる信頼度（その項目領域である可能性）で，90％以上の高い信頼66.1

QR コードおよび項目領域の検出例

おわりに
まとめ

電力量計の銘板内の項目領域を 90％以上の高い信頼
東光高岳技報 Vol.6 2019

19

技術紹介

AI を活用した画像認識技術への取り組み～機器情報の読み取り手法について～度で検出すること（図 10），および，QR コードの位
置検出をもとに項目領域を検出することができた（図11）。
銘板内の項目領域の検出では機械学習による手法は良い結果を得られなかったが，深層学習では良い結果が得られた。一方で，QR コードの位置検出では機械学習による手法で十分な精度が得られた。
このように，AI を適用する際には，適用したい対象と認識の難易度，目標とする認識精度，および入手可能なデータ量などによって機械学習と深層学習を適宜使いわける必要がある。
6.2（2）L. F. F. Belussi and N. S. T. Hirata :“Fast com-ponent-based QR code detection in arbitrarily acquired

images”，Journal of Mathematical Imaging and Vision（2012）（3）https://opencv.org（4） Wei Liu, et al. :“SSD: Single Shot MultiBox

Detector”，ECCV（2016）（5） Joseph Redmon, et al. :“You Only Look Once:
Unified, Real-Time Object Detection”，CVPR（2016）（6） Xinyu Zhou, et al. : “EAST: An Efficient andAccurate Scene Text Detector”，CVPR（2017）■語句説明

今後の取り組み

検出した項目領域の内容を認識する上で，文字認識が必要となる。電力量計などの銘板の場合，光の反射や，項目領域を囲んでいる四角形の枠，特殊な記号などが存在する。これに対し，一般的な文字認識アルゴリズムは，紙の上に印刷・手書きされた通常の文字を対象としており，銘板の内容をすべて文字認識できるわけではない。
よって今後は，銘板の内容を認識するための，専用の文字認識アルゴリズムの構築を含めた検討を進めていく。
今回は，一例として電力量計および管理シールに対して物体検出アルゴリズムによる項目領域の検出を行った。十分な量の教師データを確保する必要はあるが，画像認識における物体検出アルゴリズム自体は，ほぼ任意の物体の検出が可能であり，さまざまな応用が考えられる。また，QR コードなどのマーカを検出しその位置を得ることは，AR マーカ

Detection: A Survey”，IJCV（2018）

注 6）

注 1）特徴量：データがどのような特徴を有しているかを抽出し数値化したもの。例えば，画像を特徴量に変換することで，写真の手ぶれやボケ，物体への光の当たり方などの影響を軽減することができる。

注 2）QR コードは（株）デンソーウェーブの登録商標。
注 3）スライディング・ウィンドウ法：入力画像の全体から，さまざまな大きさで，総当たりにいくつもの画像を切り出していく手法。

注 4）HOG（Histograms of Oriented Gradients）： 隣 接

画素間の輝度の差（輝度勾配）をもとにした特徴量。

注 5）SVM（Support Vector Machine）：データの特徴量をもとに，そのデータがどの答えに属するかをサポート・ベク

トルとよばれる数理的手法を用いて決定する。

注 6）AR マーカ：AR（拡張現実）の実装のために用いられる。QR コードに類似したマーカであり，これをコンピュータに認識させ，現実の映像に仮想の物体を重ねて描画したり，情報を表示したりする。

などの検出にも応用できる。

今後とも，画像認識に限らず，AI 技術全般への理解をさらに深めていくとともに，AI を活用した課題解決に積極的に取り組んでいく。
■参考文献（1）Li Liu, et al. :“Deep Learning for Generic Object

20

東光高岳技報 Vol.6 2019

高田

晃平

髙野

裕基

技術研究所

技術研究所

ICT 技術グループ

ICT 技術グループ

所属

所属

製品紹介

発電所用大電流変流器

発電所用大電流変流器
製品紹介

■ 小林

晃一

Koichi Kobayashi

1

3

はじめに

試験設備の概要

2020 年から始まる電力の発送電分離に伴い，電力会

大 電 流 CT の 製 品 化 に 伴 い，25,000 A ま で の 電 流社の送配電部門の中立性がより明確に求められることかが発生可能な設備を導入した。設備導入により社内でら，電力取引用の計量器の設置が義務付けられる。大容25,000 A までの誤差試験が可能となった。

量火力発電所では発電機と主変圧器および所内変圧器をまた，発電機を使用しないで，系統電源を変圧して発接続する母線として，相間短絡を起こさない相分離母線生させる変圧器タイプの回路構成のため，電流値の微調（IPB 注 1））が用いられる。

整が容易な特長をもっている。仕様・試験回路の構成は

東光高岳では，既設の IPB に収納できる大電流変流器（CT

表 2，図 2 に記載のとおり。

）の製品化を行い，さらに当該製品の試験設

注 2）

表2

備を導入したので紹介する。

2

項

製品の定格仕様

大電流試験設備の仕様

目

仕

様

定格周波数

50 Hz

通電可能電流～25,000 A

製品の仕様は，表 1 のとおり。
表1
項

大電流 CT の定格仕様

目

仕

様

設置場所

IPB 内収納準拠規格

JIS C 1736-1,-2（2009）

定格周波数

50 Hz

または

60 Hz

定格一次電流5,000 A～25,000 A

定格二次電流

5A

定格二次負担

15 VA

または

25 VA

確度階級

0.3 W

外形寸法・形状

お客さまの設備に合わせてフレキ
シブルに対応

図2

4大電流試験回路構成（誤差試験）

まとめ

発送電分離に伴う電力需給管理へ対応できるように，
既設の IPB に収納できる大電流 CT を製品化した。また，国内有数の変圧器タイプの大電流試験設備が構築できたことで，日本電気計器検定所による出張検定や特殊試験などの受託業務を東光高岳工場で対応する可能性をもたらした。
■語句説明
注 1）IPB：Isolated Phase Bus の略。

注 2）CT：Current Transformer の略。

小林
図1

大電流 CT

晃一

 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.6 2019

21

製品紹介

送電用変電所用 IP 対応インタフェース盤

送電用変電所用
IP 対応インタフェース盤

製品紹介■ 大蜘蛛

昭孝

Akitaka Okumo

1まで実装可能な構成とした。

はじめに盤幅は従来 350 mm と 700 mm であったが，前面保東光高岳では東京電力パワーグリッド株式会社へ納入

守盤も対応可能とし 700 mm に統一した。

してきた送電用変電所遠方監視制御装置（光対応）子
局・監視制御盤・インタフェース盤（以下 IF 盤）
（納入

2.3

お客さまで変電所形態の設定が可能

年：1998～2011）の後継機種として，新形 IF 盤の開送電用変電所の多様な変電所形態に対応できる装置と発を進めてきたが，このたび新しいコンセプトにもとづして開発した。変電所の形態や各種個別設定について，

いた IP 注 1） 対応 IF 盤の開発が完了し，2018 年 8 月か

従来はメーカで対応していた設定をお客さまで設定がでら納入を開始した。

きるようにした。

IP 対応 IF 盤は，現行機の機能に加えて多彩なユー
ザー支援機能を加えたうえで，現行機器からのコストダ
ウンも同時に実現したので，その概要を紹介する。

2.4

完全独立した 2 系列ユニット

CPU，電源，入出力回路などユニットを完全 2 系列化することにより，片系運用を可能とするなど可用性の向上を図った。

3機能・仕様

3.1 機能概要（1）上 位局からの遠方操作，計測・表示（遠方監視制
御装置子局機能）（2）受電機器，変電所共通項目の直接操作，計測・表示（3）変電所全体の HMI 注 2）機能からの監視・表示（4）ソフトインタロック機能（5）同期並列検定機能（6）共通条件の組み合わせと伝送機能（共通 IF 盤）（7）入力条件を組み合わせた接点出力
送電線 IF 盤

内部

図1

2
2.1

共通 IF 盤

正面（8）ユ ーザーで変更可能な整定，設定ならびにスケル
トン作成ツール

IP 対応 IF 盤

特長
装置構成の変更

従来の送電用変電所遠方監視制御装置（光対応）は子

3.2

IF 盤の種類

送電用変電所の多様な変電所形態に対応するため，IP
対応 IF 盤は下記をラインナップしている。
・共通 IF 盤

局と監視制御盤，各設備に対応した IF 盤の 3 種類で構・送電線 IF 盤（最大 4 回線，275 kV 回線にも対応）成されていた。しかし IP 対応 IF 盤は，IF 盤に上位局・母線・母連・母線区分 IF 盤（7 ブスタイまで対応）との伝送機能を実装することで子局が不要となった。ま・主変一次・二次・三次調相 IF 盤

た監視制御盤は，市販のパソコンで実現した。

・MC IF 盤（A 母線，B 母線）
・所内 IF 盤（4 バンクまで対応）

2.2

装置の集約

・母線調相 IF 盤

従来の IF 盤は，送電線などの設備単位で 1 面用意していた。しかし IP 対応 IF 盤は，送電線であれば 1 面で最大 4 回線，主変であれば一次・二次に加え三次調相22

東光高岳技報 Vol.6 2019

3.3

選択制御機能IP 対応 IF 盤は上位システムからの遠方監視制御およ送電用変電所用 IP 対応インタフェース盤

製品紹介

び直接制御（現地にて HMI スケルトン画面から操作）

使用することで他の機器状態を確認しながら操作が可が可能である。

能となる。

3.4

3.8

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

極性表示を標準的に行う。また，上位システムに変圧器装した。

のタップ位置を 23 タップまで伝送可能である。

（1）入力波形の記録機能（2）
  LTC（タップチェンジャー）動作回数管理

3.5（3）選択制御指令による入／切動作記録機能

同期並列指令機能

同期並列指令機能をソフトウェアで実現し，各 IF 盤（4）しゃ断器のモニタリング機能の完全に独立した 2 系列のユニットに実装することで，（5）トリップ回路断線監視機能

しゃ断器ごとの使用・不使用を設定により可能とした。

（6）各相電圧／電流計測（方向付），高調波計測

これにより，共通 IF 盤と各 IF 盤の盤間で同期検定用や共通母線用の制御ケーブルを不要とした。また，同期（7）遠隔運用機能（8）ポジション（メッセージ・警報など含む）設定機能

並列指令の条件である電圧差や位相差などが機器単位で設定可能となり，系統運用の自由度も向上した。

3.9

ソフトインタロック

IP 対応 IF 盤は，従来から採用しているしゃ断器，断3.6路器接点による直接インタロックだけでなく，盤内に情装置構造

従来の IF 盤と同様に前面保守構造（集中配置）を採報として取り込まれているしゃ断器や断路器の条件をソ用した。材質にはステンレスを採用することで塗装面をフトウェアで処理するソフトインタロックも標準で実装

扉に限定し，VOC 注 3）削減にも寄与した。

している。

また地下変電所（分散配置）に対応した構造や前後面保守に対応した構造も順次ラインナップに追加してHMI によりソフトインタロックの使用／ロックおよびインタロック条件の構築が可能である。

いく。
3.7

4

HMI 機能おわりに汎用パソコンのブラウザを使用し，保護整定，監視制御

IP 対 応 IF 盤 は， 高 機 能 CPU を 採 用 し， 汎 用 のに関する設定および機器直接操作も可能とし，これによLAN，Web 機能などの IT 技術を取り入れた信頼性おより使用するパソコンにはプラグインソフトを不要とした。

び経済性に優れた装置である。

送電用変電所は，変電所ごとに設備構成が異なるためスケルトン画面はメーカで作成していた。今回 HMI にスケルトン作成ツールを追加し，お客さまで変電所形態にあわせたスケルトンの作成を可能とした。作成したス
ケルトンから変電所の直接操作が可能である。
また共通 IF 盤では，当該変電所のスケルトンを一括

今後は，2020 年度中に送電線と母線など異なる機能
を 1 面に実装した IF 盤をリリースする予定である。
また現在は国内標準の設計であるが，基板交換による国際標準 IEC61850 対応を想定している。
末尾ながら，今回の開発に多大なるご指導・助言を頂いた関係各位に対し，厚くお礼申しあげる。

で表示できる機能を搭載した。このスケルトン画面を■語句説明
注 1） IP：Internet Protocol の略。

インターネットを実現しているネットワーク・プロトコル。
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） VOC：Volatile Organic Compounds の略。

揮発性有機化合物。常温常圧で大気中に容易に揮発する有機
化学物質の総称。

大蜘蛛
図2

HMI

スケルトン作成ツール昭孝

 ネルギーソリューション事業本部エ
電力システム製造部 保護制御装置設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

23

製品紹介

風力発電設備用雷電流計測装置

風力発電設備用雷電流計測装置

製品紹介
■ 酒井

繁美

Shigemi Sakai

1

GPS アンテナ，風車タワー内部に設置した計測装置本

はじめに体から構成される。雷電流計測装置のシステム構成を図

地球温暖化対策として，再生可能エネルギーで，二酸

1，設置例を図 2 に示す。

化炭素の排出がきわめて少ない風力発電設備の導入が世界的に推進されている（1）。

2.2

発電容量の増加に伴い，風車の大型化が進み，その高機能（1） 雷電流計測機能さから受雷頻度が増加している。それに伴い，世界的に風車のタワー脚部を周回する大口径のロゴウスキーコ

も特異に「エネルギー」が大きい，日本海沿岸の冬季雷イルにより，風車への落雷電流を計測して，正負の電流による，風車のブレード損傷，飛散等の雷被害が多発し

波高値および電荷量（エネルギー）を算出する。

ている。

（2） 落雷時刻取得機能

これを受け，経済産業省では 2015 年に下記の内容

GPS 衛星を利用した高精度な時計により，正確な落を含めた，風力発電設備の雷被害再発防止対策を掲げ

雷発生時刻を取得する。

た（3） データ保存機能。

（2）

・雷撃検出装置の設置ならびに落雷時の運転停止および速やかな点検実施

落雷データは，計測装置本体内部に保存され，記録媒体（USB メモリ）によって，容易に回収することがで・耐雷設計（設計時に想定する雷撃の電荷量）の見直しと適切な補強対策

きる。
（4） 接点出力機能

東光高岳では，これまでも風力発電設備用の雷電流計測装置を全国に納入してきたが，お客さまのニーズの多風車の制御への活用を目的として，落雷発生時に，接点信号を出力する機能を備えている。

様化や標準規格化（3）に向け機能アップを行っている。本稿では，2018 年度よりリリースしている雷電流計測装
置の従来品（4）からの主な機能アップについて紹介する。

22.1

雷電流計測装置の概要
構成

雷電流計測装置は，雷電流を計測するロゴウスキー
コイル（電流センサ），落雷発生時刻を計測するための
図1

図2

24

東光高岳技報 Vol.6 2019

雷電流計測装置の設置例

雷電流計測装置のシステム図

風力発電設備用雷電流計測装置

出力の有無は，雷電流の値（電流波高値，電荷量）を判定条件として，お客さまが任意に設定可能である。
（5） 遠隔データ収集機能

4

製品紹介

適用（導入の効果）（1） 雷被害の原因究明

Web サーバ機能を標準搭載しており，お客さまの雷電流の値（電流波高値・電荷量）と設備損傷の規模

LAN 環境に接続することで，遠隔のクライアント PCの照合により，風車故障の早期原因究明および耐雷設計から落雷データを収集することも可能である。

の妥当性確認が可能。

（6） メール送信機能（2） 落雷時の風車自動停止が可能

以下に示すイベントの発生を，お客さまのメールアド
レス（最大 5 件）に通知する機能を備えている。
・落雷発生

落雷時の接点信号出力を利用して風車を自動停止。
落雷していない風車は運転継続して稼働率低下抑制。
（3） 設備故障発生時の落雷証明

・装置異常発生

正確な落雷時刻を取得するので，故障原因が落雷であ注）メール通知機能を使用する場合は，ネットワーク
への接続およびメールサーバが必要になる。

ることの証明が容易。
（4） 保守・メンテナンスへの活用
落雷回数・レベルと被害状況の照合により，保守計画

3へ活用するなど，20 年運用の保守対応が可能（保守マ

従来品からの機能アップ

ニュアルへの活用等）。

2018 年度に，従来の雷電流計測装置の見直しを行い，下記内容の改善，機能アップを図った（表 1）。
・周波数帯域の下限値を 0.1 Hz にすることで，継続時間が長く大きなエネルギーを有する，日本海沿岸
地域の冬季雷電流も正確に計測が可能（5）。
・最大計測電流 200 kA 品をラインナップし，100 kAを超過する大電流の計測に対応

。

（6）

5

おわりに

東光高岳の雷電流計測装置は，2018 年度までに，国内の風車総設置基数の約 20％に相当する，約 500 台が導入されている。
風 力 発 電 設 備 の 導 入 量 は 2010 年 を 起 点 と し て，・ト リガレベルを最大計測電流の 2％から 1％に下2040 年には 15 倍以上になるとの見込みもあり（1），雷げ，より小さな雷電流も検出可能（最大計測電流

電流計測装置によって，さらなる風力発電設備の安定・

100 kA の場合） 。

安全稼働に寄与していきたい。

（6）・電源電圧 AC230 V 品をラインナップし，風力発電設備の国際標準に対応。

■参考文献

・落雷発生接点出力の判定条件（波高値／電荷量）に「and 条件」を追加することで，より多彩な運用が
可能。
表1
項

従来品からの主な機能アップ項目

目

仕

様

最大計測電流（選択）100 kA，200 kA

トリガレベル

最大計測電流 × 1％

周波数帯域（−3 dB）

0.1 Hz～300 kHz

最大記録数

1,000 データ

落雷発生接点出力の判定条件

波高値正負の絶対値と電荷量の「or 条件」もしくは「and 条件」（判定レベル可変）電源（選択）

AC100 V，AC230 V（1） 認定 NPO 法人環境エネルギー政策研究所：「自然エネルギー白書 2014」，p.118（2014）（2） 経 済 産 業 省 : 発 電 用 風 力 設 備 の 技 術 基 準 の 解 釈 について（20140328 商局第 1 号）の一部を改正する規程，20150204 商局第 3 号（2015）（3） 山本，他：「JIS C 1400-24 の改定と落雷検出装置の要求性能」，電気学会研究会資料，HV-19-081（2019）（4） 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 Vol.2 2015，p.38（2015）（5）藤岡，小川，山口：「風車用ロゴウスキーコイルの低周波数対応」，東光高岳

技報 Vol.3 2016，p.38（2016）（6）藤岡：「風力発電設備用雷電流計測装置の電流計測性

能」
，東光高岳

酒井

技報 Vol.4 2017，p.39（2017）繁美

 ネルギーソリューション事業本部エ
電力システム製造部 保護制御装置設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

25

製品紹介

距離継電器（SEL-421）

距離継電器（SEL-421）

製品紹介
■ 杉山

将悟

Shogo Sugiyama

1証した。国内の電力用規格 B-402 にも準拠（入出力回

はじめに路に専用素子追加を要する場合あり）可能である。

距離リレーは，継電器設置端の電圧および電流入力の（3） 外形

みで至近端～遠端までの事故検出が可能なリレーであSEL-421 は搭載 I/O 点数に応じて 3 種類のラインナッ

り，系統保護における主保護または後備保護として幅広プがある。表 1 に寸法・重量・標準接点数，図 1 に装く使用されている。

置外観を示す。

主な特長として，

表1○事故区間の想定が容易（事故点までの距離を演算）○保 護区間に応じた各段の限時遮断により，事故区
間・主保護との時限協調が図りやすい社の IEDに収納されている多様な

注 2）

要素を組み合わせて，日本の電力系統に整合したリレー特性を構成した。特性検証ならびに従来の国内向距離リ

5U

482 mm

高さ

133 mm

奥行
標準接点数

今回，SEL

注 1）

4U

幅

○幅広い設備に適用可（送電線・変圧器・発電機など）などがあげられる。

寸法・重量

3U

177 mm

222 mm

216 mm重量

8.0 kg

9.4 kg

DI

7

15

23

DO（A コン）

5

18

31

DO（C コン）

3

5

7

AI

レーと比較検証を行い，十分な性能を保有することを確11.3 kg

V3 × 2 組，I3 × 2 組

認し，製品化に至ったので紹介する。

2

装置概要

（1） 概要保護リレーに加えて，制御・計測・記録・通信などの機能を保有し，従来は分離・分散設置していた各機器を

図1

本機 1 台で実現するなど，システムの合理化を図ることができる。主な機能は次のとおり。
○保護（4） 保護要素
本装置の主リレーは距離要素であるが，他に標準的な

過電流，過不足電圧，周波数，方向，再閉路など

保護要素（過電流，過不足電圧等）を実装している。

（上述の複数継電器で構成している装置を，本機1

表 2 に本装置に実装している保護要素を示す。

台で実現することが可能）○制御
DI/DO，AI 注 3）の制御用信号などの入出力や論理回路演算の組込みによる独自仕様追加が可能○計測
電圧，電流，電力，周波数，温度，位相など○記録
オシログラフ，イベントログなど○通信プロトコル（シリアル，イーサネット）
各 国 際 規 格（Modbus，DNP3，IEC61850/60870など）（2） 規格準拠
本装置の仕様・耐環境性能や通信機能は，国際規格（IEC60255，IEC61850 など）に準拠していることを検26

装置外観（4U タイプ）

東光高岳技報 Vol.6 2019

表2
Dev（ANSI）

保護要素

Dev（JIS）

方式
短絡距離

21

44

25

25

位相同期

27

27

不足電圧

32

67

電力方向

地絡距離

50

51

過電流（瞬時式）

50BF

51

二重遮断器の故障過電流5151

過電流（タイマ式）

59

59

過電圧

67

67

方向過電流

68

56

脱調

79

79

再閉路（単相／ 3 相）

81

95

周波数

距離継電器（SEL-421）

3

製品紹介

特長

（1）負荷侵入機能（Load-Encroachment Logic）
負荷侵入機能は，負荷の要因による距離リレーの不要動作を防止する。図 2 に距離リレー特性図を示す。
特性図の網掛け部分はリレー動作範囲と負荷インピー
ダンスが重なる領域であり，事故がなくても重負荷時など，この領域に動作量であるインピーダンス演算値が侵入して事故として検出する可能性がある。本装置は負荷侵入機能にて正相対称分電圧方向要素をブロックすることにより，3 相平衡状態の系統様相において事故として

図4

検出する動作を抑制することができる。

Graphical Logic による構築例

図 3 に負荷侵入機能特性図を示す。

図5

動作検証結果可能である。
図2

距離リレー特性図（四辺形特性）

図 4 に Graphical Logic による構築例（整定値以上の電流急変を検出させ 3 秒間保持させる変化幅過電流リレーの構築），図 5 にその動作検証結果を示す。

4

おわりに

本装置は，2019 年 3 月に検証が完了し，今後，IEDを採用した日本国内向け距離継電器として広く拡販していく予定である。
■語句説明
図3

負荷侵入機能特性図

注 1）SEL：（Schweitzer Engineering Laboratories）

注 2）IED：（Intelligent Electronic Device）高機能電子装置（2）カスタマイズ機能（論理演算回路）
カスタマイズ機能は，Graphical Logic を用いて，任

注 3）DI：（Digital Input）, DO：（Digital Output）,

AI：（Analog Input）

意の保護要素や点検機能等を構築することができる機能である。Graphical Logic は，ブーリアン論理（アンド，オア，ノット）の他，数学関数（加算，減算，乗算，除算，否定），数学論理（同等，以上，以下，超過，未満）
やタイマー等を組み合わせて論理回路を構築することが杉山

将悟

 ネルギーソリューション事業本部エ
電力システム製造部監視制御システム設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

27

製品紹介

人検知センサを利用した照明個別制御システム

人検知センサを利用した
照明個別制御システム

製品紹介

■ 園本

良裕

Yoshihiro Sonomoto

1

■ 渋沢

Masahiro Shibusawa

はじめに

大成建設株式会社と共同開発したシステム「T-Zone
Saver」を提供後，多くのお客さまに納入してきた。近年，国のエネルギー政策による新築ビルの ZEB 化推
進

真弘

2.2

■ 上妻

寛治

Hiroharu Kamizuma

■ 関

智行

Tomoyuki Seki

新型 T-Zone Saver の改善点

従来の T-Zone Saver は，数台の照明器具からなる調
光エリアをエリアコントローラで調光制御を行い，最大16 ch の調光エリアを制御可能である（多灯制御）。
従来の T-Zone Saver で照明の個別制御に置き換えたや省エネ意識の向上から，より細かな照明制御の場合，エリアコントローラ 1 台あたりの調光制御数（調要望が高まっており，これにマッチした照明の個別制御

光エリア数）16 ch が制約となり，機器数量・配線量がも対応可能な新型 T-Zone Saver を新たにリリースしたともに増加するため，システムのコストダウンも図る必ので，ここに紹介する。

要があった。

注 1）

新型 T-Zone Saver では，人検知センサが照明器具に2システム概要

2.1

T-Zone Saver とは本システムは，人の滞在／不在をリアルタイムに検最も近いことに着目し，人検知センサに 4 ch の調光機能を付与した新型人検知センサと，人検知センサがもつ
4 つの検知エリア PQRS（図 1 参照）との連動により，照明の個別制御（一灯制御）を可能とした。

知し，オフィス照明・空調の最適制御を行う。本シス

コスト面では，新型の調光機能付き人検知センサによ

テムにおいて，人を検知する「人検知センサ（T-Smart

りエリアコントローラの必要台数削減と，照明器具まで

Focus）」は，従来式のセンサで行えなかった静止したの調光配線長が短くできることで，工事を含んだ導入コ

人体を検知し，オフィスにおける人の滞在／不在を適切

ストの大幅な削減が可能となり，レイアウト変更工事でに捉えることで，必要なときに必要な場所に最適な環境のレイアウトフリー（配線工事不要）実現も容易となっを提供することが可能なシステムである。

た（図 2，図 3）。
また，新型の調光機能付き人検知センサの開発で下記の機能改善を行った。

（a）従来型（b）新型 T-Zone Saver

図1

28

人検知センサ（T-Smart Focus）

東光高岳技報 Vol.6 2019

図2

従来型・新型システム構成比較

人検知センサを利用した照明個別制御システム

製品紹介

・システムメンテナンス性の向上
センサ状態表示用 LED により，センサ動作や異常表示によるメンテナンスや自然換気有効表示，デマンド警報表示などに活用が可能。

図3

従来型・新型コスト比較

・人の在不在情報（人検知情報）の細分化
調光機能付きセンサに実装したデバイス（サーモパイ
ル）の改善により，□ 1.8 m の検知エリアを□ 0.9 mに細分化（従来の検知エリアの 4 倍。1 センサあたり

図5

16 エリア）し，これにより人検知精度の向上，細かい

センサ状態表示用 LED の利用例

マッピング，人数想定（在所率算出）に活用が可能。
※調光機能付人検知センサ，調光機能付明るさ・人検知
センサのみ対応。

3

おわりに

新型 T-Zone Saver で実現した個別照明制御による
きめ細かな照明制御と新型人検センサに付与したセン
サ LED 表示や検知エリアの細分化といった新機能の活用例として，人検知情報と LED 表示を使ったセキュリ
ティ機能や人の流動性（員数分析）分析に活用している。
今後も T-Zone Saver 機能拡張を図りさらなる省エネの実現に貢献する機能の開発・改善を推進していく所存
である。
■語句説明
（a）人検知センサ

注 1）ZEB：ネット・ゼロ・エネルギー・ビル（Net Zero

Energy Building）の略。建物内における一次エネルギー消費量を正味で 0 またはおおむね 0 となる建築物のことを指す。

国は 2030 年までに新築の建築物すべてを ZEB 化することを目指している。

園本

良裕

渋沢

真弘

上妻

寛治

システムソリューション製造部設計グループ

システムソリューション製造部開発グループ

所属

所属

システムソリューション営業部ソリューション営業グループ（b）調光機能付き人検知センサ

図4

センサ検知範囲

関智行

システムソリューション製造部設計グループ

所属

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

29

製品紹介

小型温度可変反り検査装置 HVI-8000C

製品紹介

小型温度可変反り検査装置
HVI-8000C
■ 井上

征利

Masatoshi Inoue

1

2

はじめに

装置仕様

電子デバイスの実装ではリフロー 注 1）加熱による一括本装置は，ユーザの用途に合わせて 2 種類の加熱タ

はんだ付け法が主流となっているが，部品の小型・薄型

イプから装置選択することが可能となっている。主な仕化，構造の複雑化により加熱反りが発生しやすい状況と様を表 1 に示す。

なっている。また，鉛フリーはんだ導入にともないリフ

表1

ロー温度が上昇していることも反りに影響し，加熱による実装不良が大きな問題となっている。
一方，電気自動車や自動運転といった技術革新に伴

主な用途

い，車載部品に占める電子デバイスの割合は年々増加している。車載部品の不具合は人命にかかわるケース

加熱方式

装置仕様

HVI-8000C-RC

HVI-8000C-EC

リフロー模擬

環境試験

対流方式

も起こりうるため，ほかの分野よりも厳しく信頼性を要

温度制御範囲室温～300℃−55～260℃

求され，車載向け電子デバイスには信頼性を評価する

最大加熱速度3℃ / 秒以上

0.3℃ / 秒以上

AEC

注 2）

規格が設けられている。しかし，自動車が使わ

計測方式

非走査共焦点

計測視野サイズ13.0 × 13.0 mm

ンジンルームで使われる部品もある。このような過酷な

計測範囲

100 × 100 mm

温度環境下では部品が形状変化を起こすことによって故

計測速度

約 2 秒 / 視野（Z 計測範囲 1 mm 時）

障の原因に繋がることが想定され，その挙動を把握する

高さ計測分解能0.1 μmれる環境は高温多湿な環境から氷点下の温度環境など多様であり，搭載箇所によっては 100℃を超えるようなエことが非常に重要となってきている。
このような背景から，さまざまな熱環境下で形状変化を計測できる温度可変反り検査装置の需要は年々高まっている。

3小型化実現のための技術要素

本稿では，計測対象サイズを絞ることで，従来モデル

本装置は，幅広い業種・分野でご使用いただくためにより大幅な小型化を実現した温度可変反り検査装置を開装置導入しやすいサイズおよびコストを実現している。

発し，製品化したので紹介する。

従来モデルとの装置サイズの比較を図 1 に示す。また（a）従来モデル HVI-8000（b）新型モデル HVI-8000C

図1

30

東光高岳技報 Vol.6 2019

装置サイズ比較

小型温度可変反り検査装置 HVI-8000C

製品紹介

以下に，小型化実現のための技術要素について述べる。

においては本体とは別置きとしていたが，本装置ではアー（1） 加熱炉

ム式とすることで一体化し，使い勝手も向上している。

新たに開発した加熱炉は 120 mm 角の耐熱トレイにサンプルを搭載し，100 mm × 100 mm の範囲での加熱計測が可能である。図 2 に本装置の RC タイプ加熱

4

計測機能の強化炉と従来の大型の RC タイプ加熱炉とのサイズ比較を示

本装置には，最新の計測機能として多層の反りを一括す。加熱空間が削減されたことで，加熱速度が 2℃／ s

で計測する機能を搭載した。この機能を使うことで，例から 3℃／ s に向上している点も本加熱炉の特長である。

えば図 4（a）に示すイメージセンサのように，センサ
素子上面に保護ガラスがある場合であっても，センサ素子面とガラス面の反りを一括して計測することが可能である。図 4（b）は，イメージセンサを計測した結果の一例である。センサ素子・保護ガラスはもちろん，セラ
ミックパッケージの表面も同時に計測している。各面の反りだけでなく面間の距離・平行度も評価することが可



能である。

（a）従来型 RC 加熱炉

図2（b）新型 RC 加熱炉

加熱炉サイズ比較（a）イメージセンサ（2） 装置構造（b）計測イメージ

図4

従来装置は，大型加熱炉のもつ広い計測範囲に対応す

多層計測機能るために，図 3（a）のように XY ステージ・3D センサの天吊り構造を採用していた。そのため，高剛性の大型フレームが必要であり装置全体の大型化を招いていた。
一方，本装置は計測範囲が狭いため，図 3（b）に示す
ように，一般的な床置き型のステージ構造で 3D センサを搭載できることから，装置の小型軽量化が実現できた。

5

おわりに

東光高岳の可変反り検査装置は，加熱時でもミクロンレベルの反り計測が可能となっている。
今後，加熱計測の需要がさらに高まっていくことが予想される中で，さまざまな分野での問題解決に貢献できるよう，さらなる開発を進めていきたい。
■語句説明
注 1）リフロー：あらかじめペースト状のはんだを基板上（a）従来構造

図3（b）新型構造

ステージ構造（3） 制御盤に塗布し，部品を設置した後で加熱し接合する手法。
注 2）AEC：Automotive Electronics Council の 略。 大手自動車メーカと米国の大手電子部品メーカが集まり作られた車載用電子部品信頼性規格化のための団体。

従来装置においては，装置本体と制御盤は分離されていた。しかし本装置では，構造の最適化や使用部品の見直しにより装置内部にスペースを確保することで装置と制御盤の一体化を実現した。また，モニタ類も従来装置

井上征利 応用検査機器事業本部
光
検査機器製造部 設計グループ

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

31

製品紹介

振動解析装置

振動解析装置

製品紹介
■ 木村

■ 吉田

聡行

1

耕作

Kousaku Yoshida

Satoyuki Kimura

はじめに

モータやポンプ等の機器が発する振動成分を解析することで，異常診断を行うことが可能であり，機器の予知
保全に役立てることが可能である。予知保全を行うこと
により突発性の機器停止を防止したり，適切な部品交換の見極めが可能となるなどの効果が期待できる。それらを可能にする振動解析装置の活用は，予知保全の有効な手段として注目されてきている。
現在市販されている振動解析装置は，故障原因の解析まで行える高機能だが高価な製品と，振動測定を行ってその結果データを示すだけの低機能だが安価な製品と

図2

いった二極化した状況である。
今回，FFT 注 1）グラフを表示することで故障解析に寄与できる，高機能かつ安価な振動解析装置（以下「本装FFT グラフ

正常時のグラフと定期的に比較することで，機器の異常判断をすることができる。

置」）を開発したので紹介する。なお，本装置は半導体

FFT グラフは，横軸が周波数（Hz），縦軸は大きさデバイスメーカである ANALOG DEVICES 社と共同で（dBFS）になる。図 2 は 16 kHz の振動を入力したとき開発したものである。

のグラフである。

2
2.1

3

製品の特長
製品概要

3.1

本製品の特長は以下のとおりである。

機能・仕様
製品仕様

主な製品仕様について，表 1 に示す。

・安価に FFT 結果が取得できる。
・FFT 解析後の加速度データを SD カードに保存して後日解析ができる。
・PC で設定した閾値を超えた場合に，警報が上げられセンサとして利用できる。
・シ リアル通信にて PC を接続すると FFT 結果をグ
ラフ表示できる。
2.2

製品外観と FFT グラフ

本製品の外観図を図 1 に，FFT グラフの例を図 2 示す。

表1
項

目

32

製品外観

東光高岳技報 Vol.6 2019

仕

様

サイズ

W96 × D145 × H35［mm］（突起物除く）電源

AC100 V または単三電池

加速度センサADXL356，ADXL1002

動作温度範囲−20℃〜60℃

防水機能

なし

外部 IF

図1

製品仕様

DIDO

DI1 点（将来対応予定）
DO2 点（警報出力）
電圧 3.3 V

LED

4点

UART

PC 接続用SD カードminiSD※上記仕様は予告なく変更する場合がある。

振動解析装置

図3

システム構成案

対応センサの主な仕様を表 2 に示す。
表2
項（2）PC 接続
アラームの閾値や範囲などの設定や，グラフ表示を行

対応センサ

ADXL356B（C）

ADXL1002

共振周波数帯域

5.5 kHz

21 kHz−3 dB 周波数帯域

1.5 kHz

11 kHz

検知軸

X，Y，Z

X

測定範囲

± 20 g（± 40 g）± 50 g

測定精度

40 mV ± 8％ /g

40 mV ± 5％ /g

動作温度範囲−40℃〜125℃−40℃〜125℃

※1
※2

目

製品紹介

う PC 画面を図 4 に示す。

ADXL1002 は使用電力量が大きいため電池駆動不可
ADXL356B（C）は X，Y，Z の 3 軸の内 1 軸を利用（設定によ
り可変）

3.2

機能仕様
図4

装置の機能仕様を表 3 に示す。
表3
項

機能仕様

目

データ算出

仕

画面は python 注 3）で作成しているため，ユーザの OS様を問わず使用できるようにしている。

時間軸解析

Peak/RMS/
CrestFactor

ADC サンプリン
グレート

102.4 kSPS

FFT 点数

4096 点

平均化

1〜256 点を設定可能

ピーク検出

周波数帯を 8 箇所設定可能
閾値を 2 段階設定可能

PC 接続

UART（9600-230400 bps）

データ保存

SD カードに最大 60 日間保存

SD カードSDHC※上記仕様は予告なく変更する場合がある。

（1）ピーク検出機能
ピーク検出は，対象とする周波数帯と，閾値を 2 段
階設定する。それぞれの閾値を超えた場合に，DO を介し警報装置や EcoQuest 注 2）でユーザに通知することができる。周波数帯域は 8 点を設定可能である。システ
ム構成案を図 3 に示す。

設定画面

（3）データ保存
検出したピーク値やその周波数，FFT 結果を SD カー
ドにファイル保存している。
■語句説明
注 1）FFT：Fast Fourier Transform の略。高速フーリエ変換。本装置では 1 秒間に 4,096 回センサからデータを取得しており，FFT を掛けることで周波数成分に分解された結果が得られる。

注 2）EcoQuest：ユークエスト株式会社の 920 MHz 帯特定省電力無線通信を使用したセンサーネットワーク製品の登録商標（登録番号：5265564）。

注 3）python：汎用のプログラミング言語。シンプルで構文規則が少ないため，近年注目されている言語である。

木村聡行

 ークエスト株式会社
ユ
技術本部 電力システム部

吉田

所属

耕作

 ークエスト株式会社
ユ
技術本部 電力システム部

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

33

製品紹介

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介

製品紹介

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介
■ 小倉

公貴

■ 前川

Koki Ogura

1

■ 石井

Takuya Maekawa

表1

はじめに

拓哉

ラインアップ

情報技術の利用拡大とそれによる利便性の向上に伴っTatsuto Ishii

MiNT-ACC 端末仕様比較表
デスク
トップ型
BX500

ノート型
B45J

R73J

て，情報漏えいや不正アクセスから情報システムを保護対応 OSするためのセキュリティが重要度を増してきた。また，

Basilware64○○「働き方改革」の推進により中央省庁や自治体，企業でWindows 10
IoT Enterprise○○はテレワークやモバイルワークへの取り組みが活発化している。
シンクライアント製品はこれまでもサーバ側にデータや処理を集約させられるその仕組みから，高いセキュリ
ティを必要とする用途で利用されてきたが，働き方改革の解決策としてニーズが高まっている。
ミントウェーブは，世の中の流れである柔軟な働き方，ワークスタイルの多様化に応えるべく新たに 4 機
種のシンクライアント端末を製品化した。
本 稿 で は， 製 品 化 し た MiNT-ACC BX500，MiNTACC Note B45J，MiNT-ACC Note R73J お よ び
MiNT-ACC Note G83（以下，総称して「MiNT-ACC
端末」とする）の 4 機種と Linux ベースの独自開発 OS
である Basilware64，MiNT-ACC 端末管理ツール Sientについて紹介する。

2

G83

インターフェース
DVI
出力ポート

DVI-I x1,
DVI-D x1

─

─

─

HDMI
出力ポート

─

x1

x1

x1

VGA
出力ポート

─※1

x1

x1

─

USB 3.0

x2

x4

x3

x2

USB 2.0

x2

─

─

─

USB Type-C

─

─

─

x1

オーディオ
ポート

マイク x1,
ヘッドホン x1

マイク & ヘッドホン共用 x1

内蔵マイク

─

○

内蔵スピーカ─○

メディアスロット
対応サイズ

─

SD メモリカード

セキュリティ
ロック

○

○

有線

○※ 2

○※ 2

無線

○※ 3

○※ 3

microSD
メモリカードLAN

シンクライアント端末

本稿で紹介するシンクライアント端末は，デスクトップ型が 1 機種と，ノート型が 3 機種である。対応 OS
は，Linux ベースの独自開発 OS である「Basilware64」と「Windows 10 IoT Enterprise」から選択できる。表1 に MiNT-ACC 端 末 仕 様 比 較 表， 表 2 に MiNT-ACC
端末の外観と想定されるワークスタイルを示す。
2.1

竜登

デスクトップ型

大型モニタおよび二画面表示に対応する手のひらサイズのコンパクトな MiNT-ACC BX500 の特長はつぎのとおりである。

その他
搭載画面サイズ

─

15.6

13.3

解像度［px］

─

1,366 × 768

1,920 ×1,080

内蔵 Web カメラ

─

○

─

筐体サイズ
39.5 × 103（幅）×（奥行）
× 151
×（高さ）
［mm］

379.0 ×257.9
× 23.9316.0 ×229.0
× 22.4308.8 ×211.6
× 17.9重量［kg］

約 2.40

約 1.27

約 0.78

約 0.46 ※ 4※ 1. DVI-I to VGA 変換コネクタあり。
※ 2. 1000BASE-T / 100BASE-TX / 10BASE-T 注 2）に対応。
※ 3. IEEE 802.11a/b/g/n/ac に対応。BX500 は無線 LAN 内蔵モデルのみ。
※ 4. 無線 LAN 内蔵モデルの値。

（1） 二画面表示対応
外部モニタ出力インターフェースとして，DVI-I 注 1）と DVI-D

注 1）の 2 ポートを備えており，同時に二画面表示が可能である。
「DVI-I to VGA

注 1）

変換コネクタ」（2） 静音＆省電力設計
ファンレス設計により一般的なデスクトップ型 PC より静粛性能が高い。アイドル時には 7 W という低消費が標準で付属されるため，VGA ケーブルも接続可能で電力でありオフィスの消費電力削減に貢献する。

ある。最大解像度は 2 ポートとも「1,920 × 1,200 px」（3） 無線 LAN 対応

である。
34

無線 LAN 内蔵モデルを用意しているため，LAN ケー
東光高岳技報 Vol.6 2019

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介

表2

製品紹介

MiNT-ACC 端末の外観と想定されるワークスタイル

デスクトップ型

ノート型
B45J

R73J

G83

※1

※2

※2

※2

外

BX500

観
ワーク
スタイル

1. オフィスワーク
─ 固定席
─ フリーアドレス

1. オフィスワーク
─ 固定席
─ フリーアドレス
2. 在宅勤務

1. オフィスワーク
─ フリーアドレス
2. 在宅勤務

1. オフィスワーク
─ フリーアドレス
2. モバイルワーク
3. 在宅勤務※ 1. 写真は無線 LAN 内蔵モデルです。
※ 2. 画面はハメ込み合成です。

ブルの配線が困難な環境にも推奨できる。Wi-Fi 規格は界最軽量の約 0.78 kg である。

IEEE 802.11ac に対応する。
（4） VESA 注 3）マウント対応
モニタ裏に採用される VESA マウントに取り付けでき，省スペース化が可能である。VESA 規格は VESA75と VESA100 に対応する。

3
3.1

Basilware64 の機能と特長
Basilware64 の主な機能

Basilware64 は Linux ベースの独自開発 OS である。
Basilware64 は主な機能として，複数の接続方式への2.2対応，システム設定機能を有している。主な機能はつぎ

ノート型

持ち運び可能な MiNT-ACC 端末としてノート型をラ
インナップする。大きく分けて 15.6 型と 13.3 型の画面サイズから選択できる。さらに 13.3 型からは超軽量
かつ IGZO 液晶

注 4）搭載機種が選択できる。上記のノーのとおりである。
（1） 複数の接続方式への対応
Basilware64 が対応する接続方式はつぎのとおりである。

ト型 MiNT-ACC 端末はすべて外部モニタ出力インター· Remote Desktop Service（Microsoft Corporation）

フェースを搭載しており，外部モニタを使用しての二画· Virtual Apps and Desktops（Citrix Systems, Inc.）

面表示や，外出先での映像出力が可能である。

· VMware Horizon（VMware, Inc.）（1） MiNT-ACC Note B45J

これらの接続設定は搭載する接続マネージャから行う

15.6 型 HD（1,366 × 768 px） ノ ン グ レ ア 液 晶 に，ことが可能である。図 1 に接続マネージャ画面を示す。

フルサイズテンキー付きキーボードを搭載するスタン
ダードなモデルである。
（2） MiNT-ACC Note R73J
13.3 型 HD（1,366 × 768 px）軽量・高輝度ノング
レア液晶を搭載しており，持ち運びにも便利な軽量薄型モデルである。USB3.0 ポートが一つ少ない以外は
MiNT-ACC Note B45J と同等の機能を搭載する。
（3） MiNT-ACC Note G83
MiNT-ACC Note G83 は軽量でありながら堅牢性を求め る 声 に 応 え る モデルとなっている。13.3 型 Full
HD（1,920 × 1,080 px）の高輝度・広角 IGZO 液晶を搭載するため，映し出される映像は高精彩である。最新の USB Type-C コネクタを搭載しており，高速データ通信が可能である。厚さ約 17.9 mm の極薄ボディ，業

図1

接続マネージャ画面
東光高岳技報 Vol.6 2019

35

製品紹介

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介（4） 管理者モードによるアクセス制限
管理者モードの設定により一般ユーザが設定可能な項目を制限できる。これにより，一般ユーザによる不用意な設定変更や，悪意ある人物による不正な設定変更からシステムを保護する。

44.1

管理ツール Sient
概要

管理ツール Sient は MiNT-ACC 端末の監視・制御を
遠隔から一括で行うことを可能にするソフトウェアである。遠隔から一元管理することで，直接一台ずつ設定す
図2

システム設定機能の GUIる必要はなく，大量展開や管理にかかる時間的なコストを軽減できる。
図 3 に管理サーバの構成例，図 4 に Sient のメイン

（2） システム設定機能
Basilware64 はさまざまなシステム設定を行うためのGUI 機能を持つ。接続先の設定はもとより，端末のディスプレイや音量設定等を行うことが可能である。図 2

画面を示す。MiNT-ACC 端末が起動してからシンクラ
イアントサーバに接続するまでの流れはつぎのとおりである。
① DHCP 注 6）サーバから，Sient サーバおよび FTP 注 7）にシステム設定機能の GUI を示す。

/HTTPS 注 8）サーバのアドレス情報を取得する。
② Sient が MiNT-ACC 端末の情報を取得し，情報を

3.2

登録・更新する。

Basilware64 の特長

シンクライアントのサーバ側にデータを集約可能なセキュリティ面の優位性に加えて Basilware64 はより強③F
 TP/HTTPS サーバから設定情報を取得する。
④ 設 定情報をもとにシンクライアントサーバへ接続

固なセキュリティ機能を多数有している。特長はつぎのする。

とおりである。
（1） ゼロコンフィグモード
ゼロコンフィグモードでは，後述する Sient および必要な機能を搭載した管理サーバから，起動時に設定情報を取得する。設定情報が MiNT-ACC 端末に保存されることがないため，情報漏えいのリスクが少ない。

④（2） 認証デバイス対応①②

IC カードデバイスに対応しており，確実な本人確認③

が行える。また，通常の認証に加えて IC カードデバイ
スを用いることで，二要素認証が必要とされる環境にも導入が可能である。
（3） VPN 注 5）対応

図3

VPN により通信経路を保護することで，ネットワー

管理サーバの構成例

ク経由での情報漏えいや盗聴を防止する。また，テレワーク等で外部から社内ネットワークへ接続する際に安全に接続ができる。対応する VPN 方式はつぎのとおり
である。

4.2

特長

Sient の特長はつぎのとおりである。
（1） 登録とグループ分け· Layer 2 Tunneling Protocol（L2TP）

Sient への登録は，管理サーバ環境が整っていれば·C isco AnyConnect Compatible VPN（openconnect）

MiNT-ACC 端末を起動するだけで完了する。Sient に登· Juniper Network Connect（openconnect）

録した MiNT-ACC 端末は，それ以降遠隔から監視・制· Point-to-Point Tunneling Protocol（PPTP）

御が可能になる。

· Cisco 互換 VPN（vpnc）

登録してある MiNT-ACC 端末はツリー構造による，
視覚的にわかりやすいグルーピングができる。また，ア36

東光高岳技報 Vol.6 2019

シンクライアント新製品と管理ツール Sient の紹介

図4

製品紹介

Sient のメイン画面

イコンのドラッグ・アンド・ドロップで簡単にグループの変更ができる。
（2） 設定情報の管理

5

おわりに

シンクライアントの新製品について紹介した。ミント

MiNT-ACC 端末における各接続方式の設定や各種設

ウェーブは，今後も技術を進化させ，さらなる機能向

定情報を管理でき，個別だけでなくグループ単位等での上，機種の拡充に努め，セキュアで管理しやすいシンク

一括変更ができる。また，Sient への登録時に自動的にライアント環境を提供していく。

設定値を適用させることができ，MiNT-ACC 端末設置
時の初期設定として有効である。
（3） ファームウェアの更新
ネットワーク経由で MiNT-ACC 端末のファームウェ
アの更新ができる。個別での更新だけでなくグループ単
位や機種単位等，任意の適用範囲が設定できる。
（4） 状態監視
MiNT-ACC 端末に対して WoL 注 9），シャットダウン，
再起動の制御が可能である。各 MiNT-ACC 端末の状態
は，アイコンによって一目で確認できる。また，一定時間おきの死活監視ができる。
（5） MiNT-ACC 端末の使用禁止設定
紛失時の対応として，起動後すぐにシャットダウンするように特定の MiNT-ACC 端末を使用禁止に設定できる。使用禁止設定の方法は二とおりあり，一つ目は管理者が Sient の管理コンソールから手動で使用禁止にする方法である。二つ目はユーザが Sient に対してメールを送信し，そのユーザが所有している MiNT-ACC 端末を自動的に使用禁止にする方法である。
（6） ログの管理
Sient と MiNT-ACC 端 末 間 で 発 生 し た 通 信 や，
MiNT-ACC 端末上で発生したエラーのログを収集できる。ログの調査として，ログレベルごとのフィルタリン
グや任意文字での検索ができる。

■語句説明
注 1）DVI-I，DVI-D，VGA：映像通信規格の種類。

注 2）1000BASE-T / 100BASE-TX / 10BASE-T：ネット

ワーク通信規格の種類。

注 3）VESA：Video Electronics Standards Association（ビデオエレクトロニクス標準化協会）。VESA マウントは，モニタ等の映像機器を，壁掛け金具等に接続する際のネジ穴間隔を規定する国際標準規格。

注 4）IGZO 液 晶：Indium（ イ ン ジ ウ ム ），Gallium（ ガリウム），Zinc（亜鉛），Oxygen（酸素）で構成された半導体を利用した液晶の呼称。

注 5）VPN：Virtual Private Network。公衆網であるイ

ンターネットにまたがって，プライベートネットワークを拡張する技術，およびそのネットワーク。

注 6） DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol。

ネットワーク設定を自動的に配信するプロトコル。

注 7）FTP：File Transfer Protocol。ネットワークを介してファイルを転送するためのプロトコル。

注 8） HTTPS：Hypertext Transfer Protocol Secure。

ネットワークを介してデータやファイルを暗号化して転送するためのプロトコル。
注 9）WoL：Wake-on-LAN。ネットワーク内のコンピュー
タの電源を遠隔から投入する技術。有線 LAN のみ対応。

本稿に記載されている社名，製品名等は各社の商標または登録商標です。

小倉公貴，前川

株式会社ミントウェーブ

拓哉，石井
技術開発部

竜登

所属

東光高岳技報 Vol.6 2019

37

製品紹介

一般産業用スマートメーター専用データ収集装置 TOSCAM-M1

製品紹介

一般産業用スマートメーター専用
データ収集装置 TOSCAM-M1 注 1）
■ 竹内

聡

Satoshi Takeuchi

1

はじめに

一般産業用スマートメーター“SmaMe 注 2）”シリーズ（以下，SmaMe）には上位装置から現在計量値，30 分ごとの計量値を要求することができる。上位装置はお客さまで用意いただくが，オーナーが管理人をしているよ
うなコンパクトなビルでは上位装置の導入まで至らず，
結果的に SmaMe の導入が見送られるケースがあった。
そこで，30 分計量値収集と SmaMe TypeH の開閉機能のみに絞った機器をラインアップした。

2

特長

デ ー タ 収 集 装 置 TOSCAM-M1（ 以 下 本 装 置 ） は
SmaMe の 30 分計量値を 7 ヶ月分 SDHC カード 注 3） に保存する。
本装置と SmaMe を収集するための設定は Microsoft
Edge 注 4）等の Web ブラウザ上で設定を行うため，設定のための専用アプリケーションは不要。

3

使用例

PC があれば，本装置と LAN 接続することにより，30 分計量値を CSV ファイルとして収集できる。

保存したデータは Web ブラウザで CSV ファイルとして取得できる。その際のプロトコルは https 通信のため秘匿性に優れている。
Web ブラウザで SmaMe TypeH の開閉操作機能が利用できる。
東芝製 FlashAir 注 5） を SDHC カードとして使用する
場合は無線 LAN にてスマートフォン，タブレットなど
で 30 分計量値を回収できる。
動作電源が AC100〜200 V のため，AC アダプタが
不要。

応用例

本装置はコンパクトなビルのテナント検針向けに開発したが，ほかにも Cloud-TOSCAM での SmaMe データ

停電時刻と復電時刻を記録しログに保持する。
パルスカウント回路を 2 回路内蔵しており，SmaMe
以外にパルス発信装置付き計器（ガス，水道メーター
等）の計量値を保持できる。
SmaMe 収 集 モ ー ド 以 外 に SmaMe 用 RS-485 注 6）／
LAN 注 7）変換機としても使用できる。

38

4

東光高岳技報 Vol.6 2019

収集装置としての利用もできる。

一般産業用スマートメーター専用データ収集装置 TOSCAM-M1

5

6

仕様
項

目

形

式

仕

様

RL-20A

電源電圧

定格 AC100 V～240 V
50 ／ 60 Hz

消費電流

10 VA 以下

データ記録

本装置は SmaMe のデータ収集に特化した製品であるが，今後はこの機能をコアとし，LTE モジュールの追加や，パルスをカウントする端末伝送装置からのデータを取り込めるようにする機能を追加し，SmaMe や水道メーターなどの各種計量器からのデータをより簡単に上位装置へ渡せるようにしていきたい。

記録媒体

SDHC メモリカー
ド※

記録日数

最大 7 ヶ月

記録読出形式

1 日単位の CSV
ファイル形式

記録データ

積算電力量（正方向，逆方向），パルス数※3
 0 分ごとに SDHC
カードに記録■語句説明
注 1）TOSCAM は東光東芝メーターシステムズ株式会社の登録商標。

注 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。

注 3）SDHC は SD アソシエーションの商標。

注 4）Microsoft Edge は米国 Microsoft Corp. の商品名称。
注 5）FlashAir は東芝メモリ株式会社の商標。

注 6）RS-485 は，電子機器間でデータ通信を行うためのシリアル通信規格の一つ。

通信方式

RS-485

ロア内といった狭い範囲にあるコンピューターで構成された

伝送速度

9,600 bps（固定）

終端抵抗

なし

最大
伝送距離

500 m

I/F
上位
伝送 I/F

おわりに

SDHC メモリカードおよび不揮発メモリに記録

各種設定内容

SmaMe
と通信

製品紹介

100BASE-TX/10BASE-T 対応

伝送速度

100 Mbps/10 Mbps

ポート

RJ-45 × 1 ポート

時計機能

日差 2 秒以内（25℃）

停電補償

連続停電補償時間：48 時間，補償内容：RTC（現在時刻を保持）

推奨 Web 動作環境

OS：Windows10，ブラウザ：
Microsoft Edge

動作温度範囲−10～＋50℃，30％～85％ RH
以下（ただし，
氷結，
結露なきこと）外形寸法

80（W）× 100  （H）× 56（D）mm

質

約 220 g

量取付構造注 7）LAN はネットワークの種類の一つで，建物内やフネットワークのこと。

注 8）IEC レールは，機器を制御盤内に取り付ける際，一般的によく利用されている金属製のレールのこと。ドイツ工業規格での略称である DIN レールと呼ばれることもある。

竹内聡

 光東芝メーターシステムズ株式会社
東
営業部 営業第三グループ 技術担当

所属

IEC レール 注 8）取付け，またはねじ止めによる壁面取付け

東光高岳技報 Vol.6 2019

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製品紹介

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】（CD5SC）

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】
製品紹介 （CD5SC）
■ 小池

要

Kaname Koike

1

2

はじめに

コ ン パ ク ト 型 自 動 開 閉 器 用 遠 方 制 御 器（CD3SC，

特長（1） 小型，軽量化

CD4SC）の更新計画に伴い，既設の自動開閉器にも対表 1 に SC-D と CD5SC の比較を示す。

応可能な制御器の開発が必要となった。

SC-D から約 50％の軽量化，約 60％の小型化を実現，そこで，現行の光／搬送両方式対応型センサ内蔵自動筐体に使用環境，耐候性，機械的強度に優れた「PC/開閉器用遠方制御器（SC-D）をベースに，機能を最小ABS 合成樹脂」を採用し，軽量・小型化を実現。

限に絞った，新たな制御器（CD5SC）を製品化したの（2） 機能限定によるスリム化で紹介する。

自動開閉器制御機能に限定し，基板の小型化，部品点数の削減により，スリム化を実現。

表1

SC-D との比較

CD5SC

SC-D

外観

通信
方式
開閉器
開閉器
接続

配電線搬送，光（10 Mbps.，TCP/IP）

自動気中開閉器，自動真空開閉器

センサ内蔵自動気中開閉器

コンパクト型コネクタ付リード

SC-D 用コネクタ付リード・開閉器監視制御機能
・時限式事故捜査機能
・検相機能

開閉器

40

制御器

主な機能
筐体

光（10 Mbps.，TCP/IP）

左記に加え，
・計測機能
・波形データ取得機能
・事故検出機能など

常時励磁方式

瞬時励磁方式

樹脂

ステンレス筐体

東光高岳技報 Vol.6 2019

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】（CD5SC）

製品紹介（3） 自動開閉器（DCAS）対応
高圧架空配電線の柱上に設置されたセンサ内蔵自動開
閉器以外の「自動開閉器」の遠方制御に対応。レセプタ
クルは従来の仕様を踏襲し，CD3SC，CD4SC からの交換が可能。
（4） 通信の信頼性向上
配電線搬送（通信速度：200 bps 専用プロトコル）から，光通信（通信速度：10 Mbps

TCP/IP）となることで，通信速度と信頼性が向上。

3

機能・仕様

図1

CD5SC 製品外観（表）図2

CD5SC 製品外観（裏）本製品の主な仕様を以下に示す。
（1） 周囲温度
周囲温度を表 2 に示す。
表2項

目

周囲温度範囲温度範囲

備

考

特性保証温度−10℃～+40℃

性能を満足する
温度範囲

動作保証温度−20℃～+50℃

正常に動作する
温度範囲（2） 湿度標準使用状態：45～85％ RH（3） 定格電圧
AC100 V（4） 開閉器との受渡条件
コンパクト型コネクタ付きリード（5） 通信方式
Ethernet（光），TCP/IP 10 Mbps
（6） 動作条件

4

おわりに本製品は，東京電力パワーグリッド株式会社の型式認定を取得しており，今年度より量産していく予定である。
最後に，今回の開発に多大なるご指導・助言を頂いた関係各位に対し，厚くお礼申しあげる。

逆送電検出開始時間 1 秒以内
子局通信開始時間 2 秒以内（7） 電力制御
時限式事故捜査機能，遠方制御機能小池要

 ネルギーソリューション事業本部電力システム製造部
エ
配電ネットワーク機器設計グループ 所属

東光高岳技報 Vol.6 201941

トピックス

自動開閉器用遠方制御器【光通信用】（CD5SC）
の試験装置
1

3

概要

2019 年度より出荷を開始する自動開閉器用遠方制御機能開発した試験装置の機能は表 1 のとおりである。

器（光通信用）（以下 CD5SC）に関し，東京電力パワー

表1

グリッド（株）からの委託にて CD5SC の特性試験を実機施可能な試験装置を開発した。

能装置」（以下 SC-D 特性試験装置）への機能追加により，

実施内容

要

自動試験機能手動試験機能

模擬開閉器の入／切や充電／停電状
態， 異 常 状 態 を 任 意 に 設 定 し，
CD5SC の動作を確認する。

模擬親局・
外部設定器機能

CD5SC への開閉器制御や設定指令の送受信を任意に実施する。

CD5SC の試験機能を実装することとした。

2

概CD5SC の論理部，検相部，電源部，表示機能，制御器履歴の記録機能の試験を，人手を介さず自動的に実施
し，良否判定する。
※一 部の試験では人手による操作・確認が必要。

今回はコストダウンのため，納入済みの「光 / 搬送両方式対応型センサ内蔵自動開閉器用遠方制御器特性試験

試験装置機能4特長（1）試 験を可能な限り自動化したことによる試験品質の向上。
（2）試験装置の配線や設定を変更することなく SC-D と
CD5SC 両機種の試験を実施することが可能。

図 1 試験装置構成図

既納品の SC-D 特性試験装置に対し，以下の変更を行った。
① CD5SC 用の模擬開閉器をラック 1 に追加②制御 PC への CD5SC 試験用ソフトのインストール

42

東光高岳技報 Vol.6 2019

図2

試験装置写真トピックス

電力会社向け油入全装輸送型
20 MVA配電用変圧器
1

3

概要

従 来， 電 力 会 社 向 け 配 電 用 変 圧 器 は，10 MVA，特長

主な特長は次のとおりである。

15 MVA 器を油入全装輸送しており，20 MVA 器につい・解析による低騒音検討結果にもとづく高磁束密度化やては輸送質量，寸法の制約から解体輸送を行っていた。

電流密度の最適化，耐熱紙の採用に伴う温度上昇限度

しかしながら，近年，解析精度や設計技術の向上により，の格上げ，付属品レイアウトの合理化により，変圧器

20 MVA 器においても油入全装輸送を実現し，工場試験のコンパクト化を指向

後，部品を取り外すことなく現地への発送を可能とした。

・解析を用いたタンク板厚，補強の最適化（図 2），コ

初号器は東京電力パワーグリッド株式会社にて運用しンパクトブッシングなどの新技術の適用，タンク形状ている。

合理化による油量削減などの軽量化施策を実施
これらの施策を適用することで，20 MVA 器において2も油入全装輸送を可能とし，現地での組立作業，試験

仕様を省略した（図 3）。それにより，工場での品質を維持開発した機器の基本仕様を表 1，外観を図 1 に示す。
表1

配電用変圧器基本仕様

一次引出方法量

20 MVA

電

圧64.5/6.9 kV

油劣化防止方式

無圧密封式

タップ切換方式

負荷時タップ切換線

Y-Y-（△）％インピーダンス

15％

冷却方式

油入自冷式（ONAN）

騒

現した。

気中形，ケーブルヘッド形

容

結したまま，大幅な工期短縮および工事費用の低減を実

音

50 dB
長さ 6,000 mm 以下（トレーラ接触面）

寸法

幅 3,000 mm 以下
高さ 3,700 mm 以下

総質量

37 トン以下

図1

配電用変圧器外観

図2

真空時に各鋼材にかかる応力解析結果

図3

配電用変圧器油入全装輸送
東光高岳技報 Vol.6 201943

トピックス

中部電力株式会社管内設置
T400Lを活用した故障点標定機能実証開始
1

はじめに

7 ms の時間で送電線事故を検出することができる。
（3）1 MHz サンプリング

架空送電線路における電線・碍子などの電気工作物の分解能 1 μs にて，最大 50 波形（最大記録長 1.2 s）

被害に繋がる事故は全体の約 1/3 程度であり , その大半を記録する 1 MHz サンプリングレコーダを搭載していは事故遮断による落雷等のアークの消滅により系統は復る。

旧する。一方，送配電の保守保全業務において，送電線事故点が特定できない場合には，事故点探査に多くの労力と時間を要することになる。
SEL 社 注 1）が 2017 年にリリースした SEL-T400L は，
進行波による故障点標定，送電線保護，1 MHz サンプ
リングなどの機能を有している。これらの機能を日本の3

フィールド検証の内容

図 1 に設置した T400L 盤を示す。
二個所の変電所における各 77 kV 送電線に T400L 盤を設置し，フィールド検証を開始した。

実系統で検証するため，SEL-T400L を中部電力株式会

2019 年 2 月～2020 年 3 月の期間（予定），落雷応動

社管内の二個所の変電所に設置し，故障点標定と事故波

や故障点標定結果，波形取得について検証を行う。計測

形取得および保護機能についてフィールド検証を行うこ

条件として送電線 CB パレット，送電線 CT，母線 PTととした。

を検証盤に取り込んでいる。

2

機能紹介

（1）故障点標定■語句説明
注 1）SEL：『Schweitzer Engineering Laboratories，Inc.』の略称。米国プルマンに本社。

本装置の故障点標定機能は主に，故障検出区間の片端
あるいは両端の電流情報を用いて故障点を標定する機能を有する。故障発生後数十 ms 以内に標定計算を行い，架空・地中複合送電線では地中の故障点に対して自動再閉路キャンセル信号を発行する等に活用できる。
故障点標定は送電線長さに関係なく，鉄塔の 1 スパ
ン単位で正確に故障位置を標定できることがフィールド
実証されている。
・シングルエンド方式
故障検出区間となる送電線の片端のみに SEL-T400Lを設置し，事故により発生した進行波と相手端からの反射波の到達時刻の差を用いて故障点を標定する。
・ダブルエンド方式
故障検出区間となる送電線の両端に SEL-T400L を設置し，事故により発生した進行波が両端に到達した時刻の差を用いて故障点を標定する。
（2）送電線保護・進行波差動保護要素
従来形 CT 取込みによる進行波電流を利用して，送電線長に応じて，1～5 ms の動作時間で送電線事故を検出することができる。
・距離保護要素
電圧や電流の変化量を用いることにより，故障位置，
短絡電流値，故障抵抗および故障発生位相に応じて 2～

44

東光高岳技報 Vol.6 2019

図1

T400L 盤

トピックス

ネプコンジャパン2019
第20回半導体・センサパッケージング技術展出展
1

期間・会場

開催期間

2019 年 1 月 16 日～1 月 18 日（3 日間）

会

東京ビッグサイト場

東光高岳ブース

2

東展示場

3 ホール

E27-22

概要

本展示会は，半導体／実装・検査機／ LED・レーザ ／電子部品・材料にかかわるあらゆる製品・技術・サービスの会社が一堂に出展するアジア最大級の「エレクトロニクス専門展」である。

図1

通路上社名広告

図2

東光高岳ブース

3 日間の来場者数は，会場全体で 116,244 名となり，前年より 1,864 名増と大盛況となった。
光応用検査機器事業本部では，会場へ向かう通路上に社名広告を出し，半導体業界での会社の認知度向上を図った。
東光高岳ブースでは，新規受注を目的に，小型温度可
変反り検査装置 HVI-8000C の実機展示およびプレゼンテーション資料にて PR を行った。
東光高岳ブースにも多数のお客さまにお越しいただい
た。50 社以上のお客さまからお問合せをいただき，ご好評をいただいている。

製品特長■ 小型 & 低価格■ 共焦点光学系による高精度計測■ バンプ除去・塗装不要■ 冷却機能 ～－ 55℃■ 高速対流加熱 3℃ /sec

図3

小型温度可変反り検査装置

HVI-8000C

図4

製品説明

東光高岳技報 Vol.6 201945

トピックスIntegrated Electronics Engineering Center（IEEC）
at Binghamton University
2018 年 9 月，米国ニューヨーク州ビンガムトン大学

52 社が参加した Electronics Packaging Symposium にIntegrated Electronics Engineering Center（IEEC）

も参加し，約 350 名の来場者があり，当社装置の PR

Laboratory に当社の小型温度可変反り検査装置 HVI-を行った。

8000C を設置し，米国におけるサンプル検証を行える

当 社 ブ ー ス に は，IBM , GE Global Research , GE

拠点とした。これにより，米国のお客さまが，装置購入

Healthcare など約 10 社の来場があり，またラボ見学

検討のためのサンプル検証を現地にて実施できる体制がツアーも開催され，数十名が当社装置を見学した。現整った。

在，ビンガムトン大学と連携して，お客さまのサンプル

また，2018 年 9 月に行われた，米国企業を中心に

図1

46

ラボ見学ツアーの様子

東光高岳技報 Vol.6 2019

評価を行い，受注機会の拡大を目指し活動している。

図2

ビンガムトン大学 IEEC ホームページにて紹介