横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

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

  • ガス・LNG

    メタンを主成分とする天然ガスは他の化石燃料に比べ、COの排出量が少ないため、温暖化効果ガスの発生が少なく、また世界中に産出地があり安定した調達が期待できる事から、今後も国内の重要な1次エネルギーを担っていくものとなるものと考えられます。 LNG を主体としたガス事業は、 社会を支える重要基盤として安定供給を第一の使命とし「安全・安心」を確保 した操業が常に求められています。多くのお客様は、安定供給を前提にしながら需要増・供給域拡充 に対する設備増強計画や事業における最適化・効率化を目指すなど 様々な課題に取り組まれています。
    YOKOGAWA は、これまで LNG をコアとしたガス工場やガス広域導管ネットワーク設備に「安全・安心」を キーとした様々なソリューションを提供してきました。
    これからも「安全・安心」をキーに、最新の制御・監視・情報システムや計測器・分析計 など最適ソリューション・製品・保守を通じて、お客様の ビジネスパートナーとして総合エネルギー事業の発展に貢献します。

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  • 下水道

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  • 化学

    化学品製造の新しい“あたりまえ”を創出する DX ~ ワークキングスタイル変革の実践 ~

    私たちの暮らしと日本のものづくりを支える化学産業。石油化学、機能性化学、ライフサイエンスなど分野も広く、製造現場が抱える課題や解決方法は多様化しています。「人」を中心として化学品製造業を取り巻く環境も大きく変わりつつある今、YOKOGAWA はDigital Transformation (DX) により実現される「新しい働き方」についてお客様と共有し、共にプラントの価値最大化を目指します。

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  • 半導体・FPD

    半導体・FPDの製造ライン全体のCIMシステム、及び製造・検査装置の制御・管理・通信について、業務支援からソフトウェアパッケージのご提供、エンジニアリングまでトータルなソリューションをご提供いたします。
    装置オンライン(SECS/GEM)からライン全体の管理システムまでをワンストップで提供することによって、製造ラインを効率化し、製品開発や生産ラインでお客様が抱えている課題を解決します。 また、ミニマルファブでは、半導体装置ビジネスで培った知見を生かし、お客様の装置の導入からファブ構築、運用・メンテナンスに至るまでの様々なソリューションを提供いたします。 横河ミニマルアプリケーションラボでの試作やトレーニングなどもご相談ください。

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  • 石油

    日本の石油産業の各お客様は、プラントの老朽化や運転員の世代交代といった運転リスクの増大に対して、現場の保安力強化をはじめとする様々な取組みを進められています。
    当社は、計測・制御・情報の分野で長年培ったノウハウと最新・最高の技術をベースに、日本の産業基盤を支えるお客様の課題解決ソリューションを提供し、お客様の将来の発展に向けた新たな価値を共創していきます。

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  • 紙パルプ

    YOKOGAWAは、紙パルプ業界の分野において優れた製品を提供しながら、省エネや高効率なプラント構築のお手伝いをしてまいりました。 皆さまにご提供するのは、製品からシステム、そして時代を切り拓く新たなソリューション。
    YOKOGAWAは、紙産業にかかわるあらゆる要求にお応えするベストパートナーです。

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  • 鉄鋼

    鉄鋼業界のお客さまは、世界的な過剰供給構造となっている鉄鋼市場において、コスト競争力強化のために生産拠点の集約化や集約先の設備の強化を図るなど、非常に厳しい経営環境に直面している中で、以下のような課題を抱えていると考えております。

    • 安全対策の更なる推進
    • 高品質/高付加価値製品の製造と徹底したコスト削減の両立
    • ますます厳しくなる環境・省エネルギー問題への対応
    • 製造/操業技術、ノウハウの共有と伝承
    • 設備/装置の老朽化対策

    一方で、ビックデータやIoTなど最新のICT活用により、これらの課題解決を加速させ、新たな付加価値を創出し、さらなる競争力強化につながることが期待されています。

    YOKOGAWAは、これまで最新・最高の技術と、計測・制御・情報の分野で長年培ったノウハウをベースに製品開発を続け、日本の産業基盤を支えるお客様と共に進化してきました。
    YOKOGAWAは、これまでと同様に、24時間365日のプラント安定稼働に貢献し続けると共に、お客様の新たな課題に対処し、お客様のビジネスの成長に貢献できる最良のパートナーとして、これからも努力を重ねていきます。

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  • 電力

    石炭、石油、ガスを燃料とする火力発電は電力発電の大半を占めています。横河電機は火力発電所向けの1,000以上の納入実績を持ち、その経験と知識からお客様へ最適オペレーションと安全性へ貢献して参ります。

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