バスバーの異常過熱を早期検知する 温度モニタリングソリューション

お客様の課題

大容量電流の通り道であるバスバー

バスバー(ブスバ―、銅バー)は、発電所・変電所の送電設備、工業プラントやデータセンターなどの電源供給の母線、分電盤内の主要コンポーネントとして多く用いられています。
裸導体であるバスバーは、絶縁体で被覆された送電ケーブルと比べて電気抵抗が少ないことから、大容量の電流を安定的に供給するのに適しています。曲げや加工など、レイアウトの自由度が高いことも、バスバーの特長の一つです。

バスバーの異常過熱

バスバーの接続・分岐にはボルト締め、クランプ、溶接が用いられますが、たとえばボルトのゆるみなどが生じると、その部分の電気抵抗が増加し、温度上昇が起こります。 過熱はさらに電気抵抗を増加させるため、接合部が破損・焼損するおそれがあります。

過熱を防ぐためには定期的にボルトのゆるみやバスバーの接合部を点検することが有効ですが、バスバーは樹脂または金属製のバスダクトやカバーで覆われていることが多く、場合によっては建物中に張りめぐらされているため、目視による点検作業は容易ではありません。

プラントへの電力供給を担っているバスバーが破損・焼損した場合には、その復旧には時間とコストを要し、その間プラントは稼働できません。また、予期せぬ操業停止だけでなく、プラントの安全にも大きな影響を及ぼします。

 

バスバーの異常過熱の状態

ソリューションとベネフィット

24時間365日の温度監視による異常過熱の検知

バスバーまたはバスダクトの温度を正確に把握することができれば、過熱の発生箇所を特定し、破損や焼損を未然に防ぐことができます。 しかし、従来型のセンサによる温度監視には課題があります。大容量の電流が流れるバスバーの周辺は強電界下にあり、熱電対など電気式センサによる温度測定は困難です。サーモカメラでは、広範囲かつ複雑に張りめぐらされたバスバーを監視することはできません。

YOKOGAWAのDTSXは、強電界下でも電磁ノイズの影響を受けない 『光ファイバケーブル』 を温度センサとして用いるユニークな温度センサです。数キロから数十キロの長距離を測定可能な光ファイバセンサケーブルを敷設して、温度分布を1メートル単位で素早く正確に測定できますので、異常過熱の発生箇所を迅速に特定し、適切な対応を行うことができます。
光ファイバセンサケーブルは、バスダクトやカバー表面に敷設するほか、バスバーに直接敷設することも可能です。

ダクト内部のバスバーの保守点検作業の効率化

DTSXによる連続的なバスバーの温度監視によって、過熱が起こっている箇所すなわちボルトの増し締めなどの保守作業が必要な箇所を特定することができます。
これにより、異常の兆候が現れた場合にすぐに点検作業が行うことができるなど、 適切なタイミングでの保守の実施が可能になります。

ベネフィット

  • 強電界下、複雑な測定対象でも、ブランクエリアなく正確に温度を監視
  • 異常過熱を発生箇所とともに迅速に検知し、破損・焼損を防ぐ
  • 温度変化を見逃さず、適切なタイミングで点検・保守が可能
バスダクトへの光ファイバセンサケーブル敷設例

 

DTSXによる温度モニタリングの仕組み

ラマン散乱光の強さを利用して温度を測定

光ファイバケーブル中に照射された光は、後方にラマン散乱光 ~照射された光と異なる周波数を持つ光~ を発しながらケーブル内を進むことが知られています。 DTSXは、このラマン散乱光の強さが、温度と相関があることを利用して、光ファイバケーブルが敷設されている箇所の温度を測定(*) します。 

たとえば6kmの光ファイバケーブルで、6,000点の温度が測定可能

光の往復時間と光速とを計算することで、温度を1メートル毎に測定します。 測定ポイントも、1メートル単位のピンポイントで特定することができます。

後方ラマン散乱光

炉の鉄皮

(*) 1メートル毎の平均温度を測定

業種

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