オンライン・ケーブル・モニタリングとは

• 中核目標高圧送電ケーブルとその付属品（端末と継手）の重要な動作状態の継続的なリアルタイム監視と故障警告を実現し、ケーブル線の動作信頼性を向上させ、事後的な修理から事前の予防保全への移行を目指す。

• モニタリング寸法主にケーブルの絶縁状態そして導体および接続点の温度も外シースの完全性これらは、ケーブルの寿命と安全な運用に影響する3つの核となる要素である。

• キーテクノロジー:

  • 断熱モニタリング超高周波(UHF)、高周波(HFCT)、音響(AE)などの各種センサーにより絶縁体内の微弱な放電信号を検出します。

  • 温度モニタリング赤外線サーモグラフィ、ワイヤレスパッシブ温度計測、その他の技術は、重要なポイントを監視するために使用される。

  • シースモニタリング: : シースループ電流をモニターするか、DC信号を注入して、金属シースの接地、腐食、外部損傷の有無を判断する。

• -システムアーキテクチャフロントエンドセンサー、オンサイトデータ収集・処理ユニット、高速通信ネットワーク、バックエンドインテリジェント診断マスターステーションを含むレイヤー分散型アーキテクチャを採用し、包括的なセンシング、インテリジェントな分析、データの視覚化を実現。

• 適用値:: ケーブルの絶縁劣化、接合部の過熱、その他の重大な故障を数週間あるいは数カ月前に警告できるようにすることで、突然のケーブル断線事故を効果的に回避し、都市送電網、重要な送電通路、原子力発電、鉄道輸送、その他の重要なインフラを安全に運用するための中核技術を提供する。

I. ケーブルのオンライン・モニタリングの必要性

高圧送電線、特に地下ケーブル線路に埋設された送電線は、「隠れた工学」という特性を持っている。ひとたび故障が発生すると、発見が困難で修理に時間がかかるだけでなく、大規模な停電や莫大な経済的損失を引き起こす可能性がある。従来の手作業による点検や定期的なオフライン試験（交流耐電圧試験など）には死角があり、運転中に動的に発生する内部欠陥を検出することができない。

ケーブル・オンライン・モニタリング・デバイスの主な目的は、非電源動作状態のケーブル内で発生する早期劣化特性信号を捕捉し、その信号を実現することである：

• 故障の早期警告絶縁が臨界点に達する前に警告を発する。

• 正確なポジショニング不具合が発生した正確な場所（例：どの継ぎ目か、端子から何メートル離れているか）を示してください。

• コンディション評価: : アセット・マネジメントとコンディション・メンテナンスのためのデータ・サポートを提供するために、ケーブル・ラインの全体的な健全性を総合的に評価する。

II.コア・モニタリング技術と原則

1.絶縁状態のオンラインモニタリング：部分放電（PD）モニタリング
部分放電は、ケーブル絶縁の最終的な破壊につながる「主犯格」です。これは、ケーブル絶縁体内（エアギャップ、不純物など）または付属品で発生する弱く局所的な火花放電を指します。

• モニタリングの原則: 局所的な放電が発生すると、さまざまな物理的信号が発生し、それをオンライン・モニタリング・システムが捉えることで、放電の存在と深刻度が推測される。

  • 超高周波（UHF）放電により発生する高周波電磁波（300MHz～3GHz）は、ケーブル付属品の表面に沿って放射される。これらの信号は、ケーブルの端末や接続部にUHFセンサーを設置することで高感度に検出することができる。この方式はS/N比が高く、干渉に強い。

  • 高周波電流トランス方式（HFCT）放電によりパルス電流が発生し、ケーブルのアース線を通って大地に流れます。これらの高周波パルス電流信号は、HFCTをケーブルのアース線にクランプすることで結合することができます。この方法は設置が簡単で、広く使用されています。

  • 音響（AE）放電は超音波を発生させる。ケーブルの取り付け面に音響センサーを取り付けることで、放電音を「聞く」ことができる。複数の音響センサーを組み合わせることで、放電箇所を音響的に3次元的に特定することができます。

• 診断とポジショニングバックエンドシステムは、収集されたPD信号**PRPDマッピング（Phase Resolved Partial Discharge Mapping）**を解析し、マッピングの形状から放電の種類（内部空隙放電、沿面放電など）を特定することができる。複数のセンサー信号の到達時間差（TDOA）を通じて、ケーブル線路に沿った放電源の伝搬距離を正確に計算し、故障箇所を特定することができる。

2.オンライン温度監視
ケーブルの導体温度は、その伝送能力を決定する重要な要素であり、ジョイント部やその他の接続部における異常な温度上昇は、故障の最も一般的な前兆である。

• 分散型温度センシング（DTS - Distributed Temperature Sensing）ケーブルの実現です。フルパス温度モニタリングの最先端技術。感温光ファイバーが電力ケーブルと同じ溝に敷設され、DTSメインフレームがレーザーパルスをファイバーに送信します。 ファイバー内で後方散乱されたレーザーパルスのラマン散乱の強度と時間を分析することにより、ファイバー上の各点の温度を計算することができます。この利点は、死角を監視することなく連続的な温度プロファイルを提供できることで、特に長距離で重要なケーブルラインに適しています。

• 赤外線サーマルイメージング:: 空気にさらされるケーブル終端部や付属品については、インライン赤外線カメラを使用した非接触温度測定により、表面温度分布をリアルタイムでモニターし、ホットスポットを視覚的に検出することができます。

3.シースおよび接地システムのオンライン・モニタリング
ケーブルの金属シース（またはシールド）は、絶縁体を保護し、電界を均一化するために不可欠である。

• シース循環モニタリングケーブルのシース・アース線に変流器を設置し、シース内の誘導リング電流を監視する。ループ電流が異常に大きい場合は、多点シース地絡の可能性があり、さらなる損失と局所的な過熱につながります。

• シース完全性モニタリングクロスインターコネクションの接地システムでは、シースの破損、水の浸入、絶縁の損傷は、プロテクタの動作を監視するか、特定の周波数の信号を注入することによって判断することができます。

III.システム・アーキテクチャとデータ・アプリケーション

オンライン・ケーブル・モニタリング装置は、通常、以下のコンポーネントで構成される：

1. センサー層ケーブルルートに設置される各種センサー（UHF、HFCT、DTS光ファイバー、温度プローブなど）。

2. データ収集とエッジ・コンピューティング層高速データ収集、信号前処理、特徴抽出、ローカルアラームを担当。

3. 通信網層光ファイバー、電力キャリア、無線公衆回線網（4G/5G）を使用して、現場データを監視センターに伝送する。

4. メインサイトの診断とプレゼンテーション層インテリジェント診断ソフトウェアは、バックエンドサーバーに配置され、膨大なデータに対して包括的な分析、傾向予測、故障箇所の特定を行い、ウェブやモバイルアプリを通じて、視覚化されたケーブルの健康状態レポートや早期警告情報をユーザーに提供する。

よくある質問（FAQ）

1.オンライン・ケーブル・モニタリング・システムは、どの程度前に障害を警告することができますか？
これは故障の進展の早さに依存する。徐々に進行する経年劣化や絶縁体内の湿気によって引き起こされる部分放電の場合、微弱なPD信号の検出から最終的な絶縁破壊故障の発生までのプロセスは、数週間、数カ月、あるいはそれ以上続くこともあり、メンテナンスの手配に十分な時間を確保することができます。外力による損傷のような予期せぬ事象の場合、警告時間は非常に短くなります。

2.分散型光ファイバー温度計測（DTS）と従来のポイント温度計測の本質的な違いは何ですか？
ポイント温度測定(熱電対や赤外線など）は、特定のポイントの温度しか測定できず、ポイント間のモニタリングには死角がある。一方DTSファイバー全体をセンサーに変え、ケーブルの経路に沿った情報を提供することができる。1メートル以内だ。ケーブルからの連続温度データは、「点」から「線」への飛躍です。これは、ケーブルの局所的なホットスポット（ジョイント内部の欠陥、外部熱源の影響など）を検出するために非常に重要です。

3.オンライン・モニタリング・システムの設置には、ケーブルの停止が必要ですか？
ほとんどの監視システムはケーブルに取り付けることができる電化運転状況はさまざまな方法で実施される。例えば、HFCTはアース線にクランプされ、UHFや音響センサーはアクセサリーの表面に取り付けられ、赤外線カメラは非接触です。分散型光ファイバー温度計測システムの温度検知用ファイバーだけは、ケーブル敷設と並行して敷設するか、後続のプロジェクトでケーブルの横に後付けする必要があります。

4.システムのモニタリングデータは、メンテナンスの決定にどのように反映されるのか？
システム・マスター・ソフトウェアは、意思決定の中核をなす。データを表示するだけでなく、より重要なのは、専門知識ベースとインテリジェントな診断アルゴリズムを内蔵していることです。例えば、システムがPD信号を検出すると、自動的にPRPDプロファイルを分析し、「アクセサリー内部のエアギャップ放電の疑い」という診断結論を出し、故障箇所をマークします。また、DTSがある箇所の異常な温度上昇を検出すると、その箇所の履歴データと負荷電流を組み合わせて、負荷による正常な温度上昇なのか、接合部の加熱不良なのかを判断します。これらの正確な「診断レポート」は、運転・保守担当者が「どこを修理し、何を修理すべきか」という正確な保守プログラムを策定するための直接的な指針となる。

 イノテラは、業界をリードするオンラインケーブルモニタリングソリューションの提供に取り組んでいます。高度な監視技術を組み合わせ、高度に統合されたインテリジェントな製品システムを構築することで、ケーブルの運用と保守管理を全く新しいレベルに引き上げることができます。

私たちの核となる強み：

• 全方位、多角的なモニタリング。 当社のシステムは、高周波/超高周波部分放電、分散型光ファイバー温度測定（DTS）、シース・リング電流、アース電流モニタリングなど、さまざまなモジュールを統合し、ケーブルの絶縁、温度、シースの状態を死角なく360度モニタリングします。

• コア・アルゴリズムと精密診断。 自社開発のインテリジェント診断エンジンを搭載し、自動的にPRPDマッピング分析を行い、放電の種類を正確に特定することができます。また、マルチセンサーフュージョン測位アルゴリズムにより、故障位置の精度をメートルレベルまで向上させ、明確で実行可能な診断レポートを提供します。

• モジュール設計と柔軟な構成。 単一の重要なラインを集中的に監視する場合でも、ケーブルネットワーク全体を包括的にカバーする場合でも、センサーからマスターソフトウェアまで、モジュール式の拡張可能なソリューションを提供します。製品は、さまざまな電圧レベルやアプリケーションシナリオ（都市部のケーブルトンネル、変電所、洋上風力発電など）に柔軟に対応できます。

• 統合インテリジェント・プラットフォーム。 複雑なモニタリングデータを直感的なグラフィック、トレンドカーブ、3Dマップの形で表示し、統一された視覚化モニタリングプラットフォームを提供します。システムは、ウェブおよびモバイルアクセス、リアルタイムのプッシュアラーム、およびレポートの自動生成をサポートしており、いつでもどこでもケーブルの健全性を管理できます。

私たちは優れた製品を提供するだけでなく、現場調査、プログラム設計、設置、試運転から、処理後のデータ分析、技術サポートに至るまで、あらゆるプロフェッショナル・サービスを提供しています。

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