技術開発ニュース No.170

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- CONTENTS
巻頭言
春風駘蕩 ──────────────────────────────────────── 4
特集
3D Gaussian Splatting が導く、新たな設備管理の可能性∼ドローンによる3D自動生成手法∼ ── 5・6
特許紹介
中部電力3 社が新たに取得した特許権 ─────────────────────────── 7・8
研究成果
洗浄液加温ヒートポンプ 「エコdeヒートEX
(セパレートタイプ)
」の開発
名古屋大学 未来材料・システム研究所 所長 内山 知実
先端技術応用研究所 情報技術グループ 岡本 雄司
─────────── 9・10
工業加熱の脱炭素における電化と燃焼についての考察 ─────────────────── 11・12
アンモニア燃焼ガスの工業製品の金属材料への影響調査 ────────────────── 13・14
電力保安通信ネットワークへのAPN 技術適用に関する研究 ───────────────── 15・16
水中ドローンを活用した取水塔点検手法の構築 ────────────────────── 17・18
飯田マイクログリッド実証研究 ───────────────────────────── 19・20
センサ付開閉器データを用いた高圧配電線の相判別アルゴリズム ────────────── 21・22
ガスタービン燃焼器燃料配管の劣化評価 ───────────────────────── 23・24
カラスの営巣履歴から起因となる設備・環境要因を分析 ────────────────── 25・28
環境負荷低減型コンクリート柱の開発研究 ────────────────────────── 29
77kVガス絶縁開閉装置の保全に関する検討 ───────────────────────── 30
ポリマー V吊懸垂装置の開発 ────────────────────────────── 31・32
ドライエア断路器の母線ループ電流開閉性能評価 ───────────────────── 33・34
間接活線工法移行に向けた工具・用品の開発 ─────────────────────── 35・36
排水由来の廃棄物低減を実現するエマルション分離装置(EBS)の開発
研究紹介
岩石蓄熱発電の実証試験研究
─────────── 37・38
───────────────────────────── 39・40
雨を「量」ではなく「力」で測る ∼加速度式雨滴衝撃計の開発∼ ──────────────── 41・42
ドローン画像を用いたSfM 写真測量における作業効率の向上と精度評価 ─────────── 43・44
フライアッシュを大量に混和した高流動コンクリートの特性 ───────────────── 45・46
配管半割を不要とする除染および汚染測定技術 ────────────────────── 47・48
海水が流入した浜岡 5 号機に生じた孔食の再稼働後の進展性検討 ────────────── 49・50
技術開発ニュース 2026/No.170
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- CONTENTS
浜岡原子力発電所周辺に発生する竜巻の予測精度向上に向けた研究 ───────────── 51・52
デジタル技術を活用した新しい作業分析手法 ───────────────────────── 53
作業動画 AI自動解析システム
─────────────────────────────── 54
ペロブスカイト太陽電池のコンビニ店舗における発電実証
内外ニュース
─────────────────── 55
2025 年度技術研究開発賞選考発表会および第 78 回中部電力技術研究発表会 開催 ─────── 57
第 70 回渋澤賞を受賞 ─────────────────────────────────── 61
日本材料学会第 74 期学術講演会「優秀講演発表賞」を受賞 ────────────────── 61
雨の衝撃を見える化!エコプロ2025で「加速度式雨滴衝撃計」を紹介 ────────────── 61
スマート工場 EXPO に出展 改善ソリューションに多くの反響 ────────────────── 62
「ちゅうでんサイエンス・フォーラム 2025」を開催 ─────────────────────── 62
公募研究「第13 回目 2025 年度研究開始」について
───────────────────── 62
「テクノフェア2025」を開催 ────────────────────────────── 63・64
3
技術開発ニュース 2026/No.170
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- 春風駘蕩
内山 知実
Tomomi Uchiyama
名古屋大学
未来材料・システム研究所 所長
我が家の庭の片隅に置いた植木鉢を眺めるのが近頃の
の有望な芽が確実に隠れていることを知っているからで
ささやかな楽しみになっている.昨夏,スーパーで購
ある.
入し食べた後のレモンから 5 個の種を採り,ごく浅く水
私が所属する名古屋大学 未来材料・システム研究所
を張った小皿に置いた.その約 1 週間後にすべてが発芽
は,そうした様々な挑戦の連続の場である.装置を駆使
し,双葉が開いたときのあの小さな感動は,理屈では説
し,得られるデータに目を凝らし,仲間たちと議論を重
明しきれない喜びを伴うものであった.小皿から植木鉢
ねる日々.その一つひとつは極めて地味な作業ではあ
に植え替えられた,まだ弱々しい双葉の茎が光を求めて
る.しかし,そうした積み重ねの中にこそ,未来の人類
伸びていく姿には,「未来」という言葉の手触りが確かに
に役立つ成果が静かに宿っている.苗木の背丈がある日
宿っているように思えた.
ふいに伸びているのに気付くように,研究もまた,ある
そんな素人ながらの園芸のなかで,忘れられない出来
時間を契機に不連続的に飛躍することが多々ある.私た
事がある.毎夏,枝がしなるほど多数の美味しいサクラ
ちはその瞬間を捕らえるために日々の手入れを欠かさず
ンボを付ける桜木が自宅の近所にある.ある初夏,その
続けている.
枝先 10 本を入手できたため植木鉢に挿したところ,2 本
一方,物質,運動量,熱が空間を移流する場合,それ
が猛暑を越えて見事に根付き,翌春,一回り大きくなっ
らは必然的に拡散していく.私の研究テーマのひとつ
た挿木すなわち苗木が 2 輪の花を咲かせたのである.慎
に,ノズルから吹出すジェットの制御がある.最近,自
ましく可憐な花が開いた日,思わず声をあげてしまっ
動車の空力性能の向上をもたらす車体断面の形状技術
た.しかし,その夏,苗木に実は付かなかった.受粉を
(カムテール技術)からヒントを得て,ある形状の翼をノ
人が手助けしなければならないという基本を知らなかっ
ズル出口に設置したところ,ジェットの拡散が抑制され
たのである.自然の営みには仕組みがあり,それを知ら
ることを発見できた(特許第 7722681 号).現在,エア
ぬまま喜びに浸っていた自分を,どこか微笑ましく,同
コン吹出口などへの実装を目指して研究を進めていると
時に少し恥ずかしく思った.
ころである.
だが,失敗は不思議な力を持つものである.次の季節
ふと,これまでの研究の時間を振り返るとき,あらゆ
に向けてどう工夫しようかと考え始めると,花一輪,葉
る場面が苗木の成長に重なる.失敗を重ねた時,思いが
一枚にさえ,以前より深い愛着が湧いてくるのである.
けない成果が実ったとき…….周囲の仲間に支えられ,
小さな苗木に触れていると,その行く末を想像せずには
助言のひとつに救われ,ときに後輩や学生の着眼点の鋭
いられない.どんな枝ぶりになるのだろうか,将来たわ
さに驚かされながら歩む月日は,自分にとってもかけが
わに実をつける季節が来るのだろうかなどと,小さな命
えのない根となり,幹となり.今の自分が支えられてい
の未来に期待を抱くこの感覚は,単なる趣味を超えて,
ることに気づかされる.
どこか仕事に通じる気がする.
庭の苗木たちは,今日も静かに空に向かって伸びてい
研究もまた,様々な試行錯誤の積み重ねである.一本
る.この春,サクランボの枝がどんな花を咲かせるの
の苗木が幾多の季節を経てゆっくり成長するように,研
か,今年は受粉をどう工夫しようかと考えると,自然と
究も短時間で成果が出ないことのほうが多い.想い描い
心が前へ向く.未来を想い描けることほど,人を強くす
た仮説が崩れることもあれば,努力の末に辿り着いた方
るものはない.私たちもまた,日々の小さな挑戦を重ね
法が次のステップで壁に突き当たることもある.それで
ながら,未来に向けて確かな芽を育てているのではない
も私たちは考えることを止めない.失敗のなかには,次
かと思う.
PREFACE
巻頭言
技術開発ニュース 2026/No.170
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特 許 紹 介
Introduction Patents
特許紹介
中部電力 3 社が新たに取得した特許権(期間:2025 年 1 月~ 2025 年 12 月)
7
登録番号
登録日
7617187
2025/1/8
7621747
2025/1/17
発明の名称
立ち入り管理装置
空調機器の制御システム及び制御
方法
中電 3 社
発明者
渡邉 将人
瀬川 修
志村 欣一
宮部 孝典
7623779
2025/1/21
筒状部材、光ファイバ複合架空地線
の端末構造、及び光ファイバ複合架
空地線の接続部の収納構造
―
7628449
2025/1/31
コンクリート構造物の表層分離方法
渡邉 貴信
宮崎 保志
海野 峻行
7636893
2025/2/18
物体検出装置
瀧本 隆
7640252
2025/2/25
誘導加熱装置
赤坂 千春
7656518
2025/3/26
アナログメータの読取装置、読取り
方法および読取りプログラム
赤坂 千春
塚前伊久磨
7658807
2025/3/31
配電設備管理装置、配電設備管理方
法及び配電設備管理プログラム
武村 順三
揚田 剛士
7669216
2025/4/18
防潮堤
熊崎幾太郎
7671119
2025/4/22
蓄電池用可飽和リアクトル装置、蓄
電池装置、無停電電源装置、及び蓄
電池の制御方法
平野 正義
杉本 敏文
7671945
2025/4/24
情報処理システム、情報処理方法及
びプログラム
石田 俊介
近藤 史彦
7675593
2025/5/1
エネルギー原単位算出支援装置
7679003
2025/5/9
解凍装置
7698993
2025/6/18
7698999
2025/6/18
7699464
2025/6/19
物体検出装置
7700091
2025/6/20
空調機器の電力量予測システム及び
空調機器の操作システム
7703388
2025/6/27
運転計画作成装置および運転計画作
成装置用コンピュータプログラム
7709248
2025/7/8
7716821
世帯構成変化検知装置および世帯構
成変化検知方法
世帯属性推定装置および世帯属性推
定方法
市川 敏広
中村 剛
岡田 信彦
野々村 篤
降旗 由紀
長 伸朗
森 秀樹
住友電気工業株式会社、東
京電力ホールディングス株
式会社、北海道電力株式会
社、東北電力株式会社、関
西電力株式会社、中国電力
株式会社、沖縄電力株式会
社 , 電源開発株式会社
2025/7/24
蓄熱発電システムおよび蓄熱装置
松田 尚也
大岩 徳雄
鹿島 直二
7720135
2025/7/30
温度測定システム
棚橋 尚貴
7720229
2025/7/30
定数同定プログラム
渡部 良紗
大川内勝臣
阿部 卓也
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 技 術 開 発 グ
ループ
一般財団法人電力中央研
究所
中部電力パワーグリッド株式会社
電子通信部 通信計画グループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
電力技術研究所
電力設備グループ
原子力本部
原子力土建部 設計管理グループ
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 技 術 開 発 グ
ループ
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 技 術 開 発 グ
ループ
株式会社センシンロボティ
クス
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
株式会社菱豊フリーズシス
テムズ
瀧本 隆
河村 和彦
西潟 有紗
原子力安全技術研究所
プラントグループ
先端技術応用研究所
情報技術グループ
原子力本部
原子力部 企画グループ
安井 威人
宮部 孝典
間瀬 敦史
山岸明日香
高村 幸宏
志村 欣一
杉山 健太
末成 展康
板垣 悟
主管部署
日揮株式会社
安井 威人
連続焼成装置
技術開発ニュース 2026/No.170
共有権利者
中部電力パワーグリッド株式会社
パワーグリッド営業部 総括グループ
事業創造本部
事業戦略ユニット
事業創造本部
事業戦略ユニット
中部電力パワーグリッド株式会社
電子通信部 通信計画グループ
先端技術応用研究所
EaaS グループ
東芝エネルギーシステムズ
株式会社
中部電力パワーグリッド株式会社
系統運用部 系統技術グループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
東芝エネルギーシステムズ
株式会社
電力技術研究所
機械グループ
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
再生可能エネルギーカンパニー
水力事業部 運用・システムグループ
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特 許 紹 介
発明の名称
中電 3 社
発明者
小堀 繁
近藤 宏
登録番号
登録日
7728137
2025/8/14
電圧集中制御システム
7730116
2025/8/19
無効電力デマンドレスポンスシス
テム
7730504
2025/8/20
浸漬ヒータ
竹内 章浩
森山 聡雄
7739027
2025/9/5
運転計画作成装置
棚橋 尚貴
林 大介
7740819
2025/9/8
ゾーン空調システム
青 勇志
中山 浩
7743016
2025/9/12
加熱装置及び加熱方法
竹内 章浩
株式会社佐藤鉄工所、
メトロ電気工業株式会社
7743977
2025/9/16
稲垣 博光
熊野 秀樹
国立大学法人東北大学
7744779
2025/9/17
隙間部からの有害アニオンの排出促
進方法
放射性廃棄物の固化処理方法、放射
性廃棄物固化体、及び、放射性廃棄
物固化体の埋設方法
稲垣 博光
大村幸一郎
株式会社テクノ中部
原子力安全技術研究所
プラントグループ
7746116
2025/9/19
放射性廃棄物の分離工法及び切削分
離装置
株式会社日立プラントコン
ストラクション
原子力本部
原子力部 企画グループ
7747488
2025/9/22
行動履歴記録装置および行動履歴表
示装置
7756866
2025/10/10
金型加熱装置及び金型加熱方法
杉山 公英
河村 和彦
メトロ電気工業株式会社
7763674
2025/10/24
ロードカーブ管理システム、配電系
統管理システムおよびプログラム
西尾 直樹
西村 昂洋
三菱電機株式会社
先端技術応用研究所
情報技術グループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
中部電力パワーグリッド株式会社
配電部 配電計画グループ
―
渡邉 貴信
宮崎 保志
海野 峻行
瀬川 修
田中 一平
共有権利者
主管部署
三菱電機株式会社
国立大学法人東海国立大学
機構
株式会社ヤマト
7764216
2025/10/27
山岳地歩行ナビゲーションシステム
八尾健一朗
牛本 卓二
中司 賢一
7765043
2025/10/28
情報処理装置、情報処理方法、及び
プログラム
橋詰 正広
横洲 弘武
日 本 電 気 株 式 会 社、 株 式
会 社 写 真 化 学、NEC ソ
リューションイノベータ株
式 会 社、SCREEN ホ ー ル
ディングス
東京都公立大学法人、
一般財団法人日本気象協会
7774246
2025/11/13
情報処理システム、情報処理方法及
びプログラム
丸目 裕樹
近藤 史彦
株式会社センシンロボティ
クス
7781625
2025/11/28
情報処理装置、プログラム、異常検
知方法、異常検知システム、及び冷
却貯蔵庫
恩田 茂
田畑 雅宏
ホシザキ株式会社
中部電力パワーグリッド株式会社
配電部 配電系統高度化グループ
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
原子力安全技術研究所
プラントグループ
電力技術研究所
電力設備グループ
原子力安全技術研究所
地震・津波・防災グループ
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 技 術 開 発 グ
ループ
中部電力ミライズ株式会社
ソリューション事業本部 ソリューション統
括部
< PICK UP >取得特許のご紹介
特許の登録番号・名称
特許第 7636893 号・物体検出装置
特許の概要
画像中の極小物体検出技術。元画像を
分割し、個々の分割画像で検出処理す
ることで小物体の検出精度が向上。既
存の物体検出 AI をそのまま利用し、
精度向上が可能。
当社取得特許に関するお問い合わせは、
以下のお問い合わせ先へご連絡ください。
<お問い合わせ先>
中部電力株式会社
現行の物体検出 AI で画像を処理すると、
検出対象が小さいほど検出が困難になる。
((a)
a)
((b)
b)
(c)
(c
c)
((d)
d)
画像を分割して個々の画像で検出処理し、
小物体の検出精度を向上させる手法を考案
当社の開放特許(「中部電力 開放特許」で検索)
https://www.chuden.co.jp/seicho_kaihatsu/kaihatsu/
chitekizaisan/
※右の UR コードからもご覧いただけます ⇨
技術開発本部 企画部 知財創造グループ
Email: Chuden.Chizaig@chuden.co.jp
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
洗浄液加温ヒートポンプ
「エコdeヒートEX(セパレートタイプ)
」の開発
Development of“Eco de Heat EX(separate type)”cleaning liquid heating system using heat pump
柔軟なレイアウトに対応可能なヒートポンプにより
工場の脱炭素化に貢献します
執筆者
当社は(株)ディグリーおよびファインマシーンカタオカ(株)、中部電力ミライズ
(株)と共同で、工場のお客さま向けに、洗浄液加温ヒートポンプ「エコ de ヒート EX
(セパレートタイプ)」を開発した。省エネルギー性とメンテナンス性に加え柔軟なレイア
ウトに対応可能な本機器の導入により、効率よく洗浄液を加温でき、お客さまが進める工
場の脱炭素化に貢献できる。
1
開発の背景と目的
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
中山 浩
また、開発機は本体のファン部分を 2 分割できる構造に
なっており、熱交換器も本体から離すことが可能である。
これにより、例えば洗浄機から離れた場所に本体を設置
金属製の部品の生産工程では、切削や研磨等により部品
し、熱交換器のみを洗浄機近傍に設置するなど、柔軟なレ
を加工した後、部品に付着する金属片や油分等の汚れを除
イアウトに対応が可能である。
去するため、60℃程度に加温した洗浄液で部品を洗浄する
ことが多い。現在は、洗浄液を加温する熱源として、蒸気
ボイラや電気ヒータを用いることが一般的であるが、工場
の脱炭素化を志向するお客さまの増加に伴い、エネルギー
効率の高いヒートポンプによる加温ニーズが増加している。
この背景の下、2023 年に当社は、(株)ディグリー、
ファインマシーンカタオカ(株)および中部電力ミライズ
(株)と共同で、新しい洗浄液加温ヒートポンプ「エコ de
ヒート EX」(以下、現行機)を開発した。現行機は、ヒー
トポンプによる洗浄液の直接加温方式を採用し、従来の
ヒートポンプと比較して高い省エネ性とメンテナンス性を
実現したことが評価され「2024 年度省エネ大賞(省エネ
ルギーセンター会長賞)
」を受賞した。新設・既設を問わ
ず導入が進む一方で、特に既設ラインへの後付け(レトロ
フィット)においては、設置スペースの制約から導入を断
第 1 図 エコ de ヒート EX(セパレートタイプ)外観
念せざるを得ないケースが散見された。
第 1 表 エコ de ヒート EX の仕様
そこで、我々は本課題を解決するため従来機をベースと
して「エコ de ヒート EX(セパレートタイプ)」(以下、開
発機)を開発した。開発機は現行機の省エネ性、メンテナ
ンス性を維持しつつ、機器のファン部分を 2 分割するとと
もに熱交換器も分離できるため、柔軟なレイアウト配置に
対応しており、狭小なスペースでも設置可能とした。以下
では、開発機の特長や効果について報告する。
2
開発機の概要
項目
現行機
定格加熱能力 (kW)
13.3
定格加熱能力は13kW、定格加熱 COP は 3.1を達成してい
る。コイル式熱交換器を本体の外側に配置することで、熱
交換器が汚れた場合の清掃メンテナンスを容易にしている。
9
技術開発ニュース 2026/No.170
13.2
定格 COP ※ 1
3.14
熱源
空気熱源
温水取出温度 (℃ )
40 ~ 65℃
温水流量範囲 (℃ )
50 ~ 250L/min
外気温度範囲 (℃ )
5 ~ 43℃
冷媒
R134a
外形寸法 (mm)
本体 :
本体 :
H2,250×W1,300×D675 H1,840×W1,300×D675
熱交換器:
熱交換器:
H1,481xW675xD510
H1,481xW750xD510
第1図に「エコdeヒートEX(セパレートタイプ)
」の外
観、第1表に基本仕様を示す。基本的には現行機と同様に、
開発機
(セパレートタイプ)
製品重量 (kg)
本体:250kg
熱交換器 115kg
本体:375kg
熱交換器 115kg
※ 1 外気乾球温度 25℃、外気湿球温度 21℃:洗浄液入口温度 60℃、
出口温度 65℃条件
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研 究 成 果
3
(2)省エネ・経済性効果
開発機のレイアウト設置例
中部地区の機械工場での部品洗浄工程を想定し,ガス
蒸気ボイラや電気ヒータで加温する方式から開発機と電
第 2 図にスプレー洗浄機と開発機を組み合わせた設置例
気ヒータのハイブリッド熱源へ更新する場合の年間エネ
を示す。この形態では、洗浄機の上部に架台を設置し、開
ルギー消費量とランニングコストを試算・比較した(第
発機を背中合わせとし、清掃メンテナンスが必要なコイル
2 表、 第 3 表 )。 洗 浄 液 温 度 は 60 ℃、 年 間 稼 働 時 間 は
式熱交換器を下部に設置している。このように既設洗浄機
3,840h、工場内温度は 20 ~ 27℃で変化するとし,熱負
上部の空きスペースを活用することで、大きな設置スペー
荷は 13kW 一定、ガスボイラのシステム効率は 50% とし
スを必要とせずにヒートポンプの設置が可能となる。
た。その結果、ガス蒸気ボイラと比較して、年間エネル
ギー消費量は電気ヒータでは増加するのに対し、開発機を
導入した場合 56%削減し、ランニングコストとともに大幅
な削減効果が期待できる結果となった。
第 2 表 年間エネルギー消費量とランニングコスト比較
エネルギー
ランニングコスト
消費量 [GJ/ 年 ]
[ 万円 / 年 ]
割合
ガス蒸気ボイラ
359
1,111
基準
電気ヒータ
431
1,274
+20%
開発機
157
468
-56%
第 3 表 導入効果の試算条件
洗浄槽温度
60℃
加熱負荷
年間稼働時間
3,840h(平日のみ 16h/ 日)
システム効率
蒸気ボイラ:50%
電気ヒータ:100%
開発機:実測結果に基づく
一次エネルギー換算値
電気 :8,640kJ/kWh, ガス 45MJ/Nm3
第 2 図 洗浄機と開発機の設置例
4
省エネ性能および効果
13kW 一定
ランニングコスト
中部電力のガス料金、電気料金
(1)開発機の性能
機器の性能を評価するため、中部電力技術開発本部の
ヒートポンプ性能試験室にて、周囲温度、水流量等を変更
した条件で測定を行った。第 3 図に屋内設置を想定した条
5
まとめ
件である周囲温度 7℃~ 43℃、温水入口温度 60℃条件で
洗浄液加温ヒートポンプの現行機「エコ de ヒート EX」
の加熱 COP と水流量の関係を示す。周囲温度の増加に伴
は 2024 年度から(株)ファインマシーンカタオカ、(株)
い、加熱 COP はともに単調に増加する。定格条件の周囲
ディグリーが販売しており、開発機のセパレートタイプは
温度 25 ℃ DB/21℃ WB においては、温水入口温度 60℃
2026 年度上期から、販売を開始する予定である。
条件では,加熱能力 13.2kW で COP3.1 を達成した。また
現行機は経済産業省資源エネルギー庁が進める「省エネ
流量の増加に伴い、加熱 COP は増加する傾向となる。こ
ルギー投資促進・需要構造転換支援事業」の先進設備・
れは、水流量の増加に伴い管外の熱伝達率が向上すること
システムの補助対象設備として認定されており、開発機も
で、性能が大きく増加したためと考えられる。
認定を目指す予定である。資源エネルギー庁が定める補助
Q=250L/min
Q=200L/min
Q=150L/min
加熱COP
5.0
条件を満たせば、ヒートポンプを新規設置するケースや、
蒸気ボイラシステムに開発機を追加設置するケースに対し
4.5
て、設備導入の支援が受けられる。
4.0
開発機は金属部品の洗浄工程だけでなく、樹脂洗浄工
3.5
程、脱脂工程、食品加温工程等などの新設、既設を問わず
3.0
適用できる。高い省エネルギー性、導入の容易さ、高いメ
2.5
2.0
ンテナンス性を持つ本システムの採用によりお客さまが進
1.5
1.0
める工場の脱炭素化に貢献できる。
10
15
20
25
30
35
雰囲気温度[℃]
40
45
第 3 図 周囲温度、流量と加熱 COP の関係
技術開発ニュース 2026/No.170
10
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研 究 成 果
Results of Research Activities
工業加熱の脱炭素における電化と燃焼についての考察
A Consideration of Electrification and Combustion in the Decarbonization of Industrial Heating
工業加熱の業種ごとの温度域と脱炭素方策の課題整理
工場の脱炭素において、工業加熱の熱源には電化、水素・アンモニア、合成メタンと
いった選択肢があるが、それらの得意不得意、費用や技術を踏まえて選択するべきであ
る。そこで、工業加熱の設備と温度域のマップを作成して、電気と燃焼の棲み分けや温度
域を分析し、脱炭素の実現に向けた課題整理を行った。
1
はじめに
脱炭素社会の実現に向けて、産業部門での工業加熱の
脱炭素熱源として、電化、水素・アンモニア、合成メタ
ン(メタネーション等)といった選択肢がある。しかし、
執筆者
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
長 伸朗
の熱源は、燃焼がほとんどであり、電気は極めて稀で
ある。
3
産業部門における脱炭素の政府指針
それぞれに得意不得意があると共に、その導入にはお客さ
産業プロセスの脱炭素について、2021年の第 6 次エネル
まに投資が必要なため、熱源の選択には費用や技術を踏ま
ギー基本計画にて、具体的な議論が行われた(総合資源エ
え、全体最適の観点から選択するべきである。また、電
ネルギー調査会 省エネルギー委員会)
。脱炭素の具体的指
化、水素・アンモニア、合成メタンの導入には、用途や時
針として、従来のガスや油からの燃料転換として、
「電化」
期、政策動向等によって異なってくるため、現在のところ
「水素・アンモニア」
「合成メタン」
「バイオマス」が挙げら
不透明な状況にある。
れている。
「電化」が第一に挙げられているのは、将来に再
そこで、工業加熱の脱炭素についての調査を、大阪ガス
生可能エネルギーなどの非化石燃料による発電の増加を前
株式会社の先端技術研究所と共同で実施した。
2
工業加熱の概要
工業加熱とは、概ね数百℃の加熱源で工業製品を加熱す
る技術のことで、自動車・食品・化学・金属などのあらゆ
る産業で利用されている。第 1 図と第 2 図に、工業加熱で
使用される工業炉と工業製品の一例を示す。工業製品の材
料や性状には、金属・セラミックス・ガラスや固体・液
体・ガスなどがある。
第 1 図 工業炉の一例
第 2 図 工業製品の一例
現状の工業加熱の加熱源としては、主に燃焼ガスや電気
が使用されており、燃焼ガスを工業製品に直接接触させて
加熱したり、電気ヒータの輻射で間接的に工業製品を加熱
したりなど、加熱方式には数えきれないほど様々な種類が
ある。第 1 表に工業加熱の各方式の特徴と温度域を示す。
工業加熱には、主に以下の 3 種類の方法がある。
①燃焼…都市ガス・LPG・重油などの燃料を燃焼させ
て高温の燃焼ガスを生成し、その熱で工業製品を加熱
する方法である。例えば、金属溶解炉や乾燥炉などが
ある。
②電気…電気を熱に変換する方法で、電気抵抗・誘導・
アーク・赤外線・マイクロ波などがある。
③蒸気…100 ~ 200℃程度の蒸気を使用して工業製品
を加熱する方法である。一般に、第 3 図のように、工
場内の一か所に設置されたボイラで発生させた蒸気を
配管で送り、工場各所の工業製品を加熱する。ボイラ
11
技術開発ニュース 2026/No.170
第 3 図 工場での蒸気のフロー
第 1 表 工業加熱の各方式の特徴と温度域
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-
研 究 成 果
提としているためである。また、個別の製造プロセスにつ
いては、
「水素還元製鉄」
「人工光合成」
「CO2 吸収型コンク
リート」が、脱炭素技術として位置づけられている。
鉄・窯業
(金属や無機質原料を取り扱うため温度が高い)
② 100 ~ 500℃…飲料・食品・化学・石油・繊維・紙
パルプ・印刷・プラスチック・ゴム・電子・木材・家
4
具・なめし
工業加熱マップによる考察
(3)今後の脱炭素方策についての考察
第 4 図に工業加熱マップを示す。このマップは、現状の
各業種と工程について温度域と加熱方式の実態を整理した
ものである。横軸は業種であり、左の縦軸は電気加熱の方
式別の温度域、右の縦軸は燃焼加熱の方式別の温度域であ
① 1,200℃以上…酸素燃焼等による高温化も可能である
ものの、電気の得意な領域であり、既に電気加熱の導
入が進んでいる業種も多い。
② 400℃~ 1,200℃…燃焼の得意領域であり、電気は少
ないため、表面的には電化の余地が大きい。しかし、電
る。マップの中には、業種別の代表的な工業プロセスと温
気への転換には受電設備の増強が必要となるため、こ
度域が、四角形の領域で示してある。それぞれの領域の着
の温度域での脱炭素では電化以外の選択肢の方が有望
色が濃いほど、電気加熱の割合が高い。前述のように脱炭
になるとも考えられる。このため、電化だけでなく、水
素の施策の一つとして電化が掲げられているため、この着
素・アンモニア・合成メタンへの転換や、電気とガスの
色が濃いところは、CO2 フリー電気を使用することで、比
ハイブリッド機器等を検討していく必要がある。水素・
較的容易に脱炭素が可能となる。
アンモニアの工場での普及には、供給インフラの整備
(1)現状の電気と燃焼の棲み分け
や工業加熱設備の安全設備の充実が待たれる。合成メ
マップの縦軸に着目すると、以下のおおまかな棲み分け
タンは、現状の都市ガス設備からの改修が少なく、安
があることが分かった。③と④は電気と燃焼の混在領域で
全性など取り扱いも容易であるため、期待が大きい。
③ 200℃未満…技術的にはヒートポンプや抵抗加熱で対
ある。
①電気 …1,200℃以上
応可能であるが、装置スペースなどに課題がある。
②燃焼 …400 ~ 1,200℃
③熱風 …400℃以下
5
④蒸気・温水 …200℃未満
(2)現状の業種別の温度域
おわりに
工場のお客さまが今後、工業加熱で脱炭素を行うにあ
各業種の温度域に着目すると、業種別の温度域につい
て、おおまかに以下のような分類ができることが分かった。
① 100 ~ 10,000℃…自動車・機械・金属・鉄鋼・非
たって、今回の調査結果が糸口となれば幸いである。なお、
現状の電気や燃焼の工業加熱設備においても、至近の脱炭
素のために、熱効率の向上を継続的に行うことが重要である。
第 4 図 工業加熱マップ
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
アンモニア燃焼ガスの工業製品の金属材料への影響調査
Investigation of the effects of ammonia combustion gas on metallic materials in industrial products
アンモニアカーボンフリー燃料の工業活用における知見
脱炭素社会に向けて、燃焼時に CO2 を排出しないアンモニア燃料が期待されている
が、工業製品にアンモニア燃焼ガスが直接触れると、工業製品の金属に変性等の影響を与
える可能性がある。文献調査により、CrMo 鋼では伸び率の低下があることが、また暴
露試験により、窒化層は形成されないが酸化膜が形成されることが分かった。
1
執筆者
先端技術応用研究所
先端技術ソリューショングループ
長 伸朗
(1)アンモニア燃焼ガスの成分
はじめに
アンモニア燃焼ガスはアンモニアと空気を混合して燃焼
させて発生させるものであり、主な成分は以下の 4 種類で
脱炭素社会の実現に向けて、産業分野においても燃焼時
ある。
に CO2 を排出しないアンモニア燃料が期待されている。し
①窒素(N₂)…アンモニア(NH₃)の燃焼主生成物で、最
熱する場合、工業製品の金属を変性させるなどの影響を与
②水蒸気(H₂O)…燃焼によって生成される。
える可能性がある。そこで、アンモニア燃焼ガスの工業製
③ NOx(窒素酸化物)…アンモニア燃焼で最大の注意点で
品の金属への影響を把握するために、大阪ガス株式会社の
あり、対策として低 NOx 燃焼技術や排ガス処理(SCR
先端技術研究所と共同で調査を実施した。
など)などがある。
かし、工業製品にアンモニア燃焼ガスを直接接触させて加
も多く出る成分である。
④未燃アンモニア(アンモニアスリップ)…燃え残ったア
2
ンモニアである。
工業炉の概要
(2)未燃アンモニアとその濃度
未燃アンモニアは、臭気・環境影響のため極力抑える必
工業炉とは、自動車などの工業製品を製造する過程で材
要がある。この未燃アンモニアが工業製品の金属を変性さ
料を加熱・溶融・熱処理するための加熱設備のことであ
せる可能性がある。
る。金属・セラミックス・ガラス・化学など、さまざまな
工業炉においては、未燃アンモニアが多いと設備腐食・
産業で使われている。第 1 図と第 2 図に工業炉の外観と工
触媒劣化が発生するため、概ね 10 ~ 50 ppm 以下を目
業製品の一例を示す。
指すことが一般的とされている。一方、内閣府 SIP 報告書
加熱源として燃焼ガスや電気が使用され、燃焼ガスを工
「アンモニア燃焼の基礎特性解明と基盤技術開発」(大阪大
業製品に直接接触させたり、電気ヒータの輻射熱で間接的
学・2019 年)では、未燃アンモニアと NOx の合計値が最
に加熱させたりなど、加熱方式には様々な種類がある。
小になる未燃アンモニア濃度が 1,000 ~ 2,000ppm 程度
と報告されている。このため、本調査で取り扱う未燃アン
3
アンモニア燃焼ガスの概要
アンモニア燃焼ガスとは、燃料としてアンモニア(NH₃)
を燃焼させたときに発生する排ガスのことであり、燃焼時
モニア濃度は 2,000ppm(0.2%)とした。
4
文献調査
既往のアンモニアやアンモニア燃焼ガスの金属材料への
に特有の課題がある。
影響に関する論文等を調査し、従来の知見を整理した。そ
の文献の一覧が第 1 表である。
アンモニアガスによる腐食が大きいのは、アンモニア合
成などの高温高圧プロセスの金属素材であることから、第
1 表において、アンモニア濃度が 1%以上の高濃度での事
例が大半を占めた。また、全てが鉄とステンレスに関する
ものであり、アルミニウムに関するものはなかった。
一方、実際の工業炉で発生する未燃アンモニアを想定す
れば、アンモニア濃度が小さい 1%未満を対象とした文献
第 1 図 工業炉の一例
13
技術開発ニュース 2026/No.170
第 2 図 工業製品の一例
は、大阪大学の事例のみであった。
この大阪大学の事例は、軟鋼・CrMo 鋼・19Cr-12Ni-
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研 究 成 果
2Mo 鋼の 3 つの合金に対し、アンモニア濃度を 0%~ 5%
類とした。
の範囲で試験し、硬度・引張・伸びなどの機械的特性を調
試験片には、炭素鋼 S45C、アルミ合金 ADC12 および
べた研究である。これによると、軟鋼と CrMo 鋼では、ア
ステンレス SUS304 を使用した。暴露試験のフロー図を
ンモニア濃度 0.2%(2,000ppm)未満で引張強度に影響は
第 1 図に示す。雰囲気電気炉に試験片を挿入し、各模擬ガ
なかったが、伸び率の低下があったとある。また、19Cr-
スはガスボンベより供給した。加熱開始前に模擬ガスにて
12Ni-2Mo 鋼では、引張強度・伸び率ともに、アンモニア
パージした後、炉内を電気ヒータで加熱し、目標温度に
濃度 5%未満で全く影響がなかったとある。要するに、鉄
達してから 3 時間の暴露試験を実施した。ここに、炉内温
系合金の含有成分によっては、低濃度のアンモニアでも、
度は、300℃・500℃・850℃とした。アルミニウムは、
機械的特性に影響を及ぼすことが分かった。
650℃近傍で溶融するため、炉内温度を低く設定した。
このように、未燃アンモニアに相当するアンモニアが金
暴露試験の結果を第 2 表に示す。組織観察および元素分
属の機械的特性に及ぼす文献は、この大阪大学の事例のみ
析の結果、どの試験条件においても、窒化層は生じないこ
である。このため、今後は、実際に想定される工業製品に
とが分かった。なお、窒化層とは、金属表面を窒化する
対して、JIS の機械的特性の基準値をクリアするかどうか
ことで形成される硬くて耐摩耗性に優れた層のことである
を判断基準として、未燃アンモニアの影響について更なる
が、一般的な工業用の窒化では、アンモニア濃度が数十%
解明が必要である。
で処理される。
また、鉄の 500℃と 850℃、およびステンレスの 850℃
5
において、試験片の表面に酸化被膜が形成されていること
暴露試験
が確認された。これは雰囲気炉内の残留酸素によって生じ
たものと考えられ、未燃アンモニアに起因するものではな
アンモニア燃焼ガスの模擬ガスをアルミニウム・鉄・ステ
い。実際の工業炉では、燃焼用に空気が供給されるため、
ンレスの試験片に暴露し、処理後の試験片のXRDと組織観
それを再現したものと言える。一般に、この酸化被膜は、
察を行った。模擬ガスは、未燃アンモニアを想定した窒素ガ
アルミニウムやステンレスでは腐食を防ぐ役割をするもの
スにアンモニア 2000ppm
(0.2%)またはアンモニア1% を
である。
混合した模擬ガスと、基準ガスである窒素ガス100%の 3 種
第 1 表 アンモニアガスの金属への影響に関する文献一覧
組織名・文献名
種類
アンモニア濃度
6
おわりに
IHI 検査計測「アンモニア曝露試験の紹介」(IIC
鉄・
REVIEW/2022/04. No.67,2022)
ステンレス
-
八幡鋼管「高温高圧下のアンモニヤ瓦斯による
鉄・
鋼の脆化について」
(鉄と鋼 53 (11),1967) ステンレス
10%
について、全体を網羅して論じたものではないが、産業部
大阪大学「軟鋼および合金鋼の溶接部におよぼ
す高温腐食ガスの影響」
(生産と技術、1962-1)
0-5%
がかりとなれば幸いである。
鉄
日本冶金工業「高温高圧下のアンモニアガス雰囲気におけ
鉄・
る各種耐食合金の挙動」( 鐵と鋼 50 (12), 1964)
ステンレス
荏原製作所「高温機器における浸炭、窒化及び水蒸気酸
化事例と対策」(エバラ時報 256 号 ,2018)
鉄・
ステンレス
日本鋼管「アンモニア合成塔での現用鋼の水素浸食および
鉄・
窒化による腐食脆化について」(防蝕技術 21(.5),1972) ステンレス
住友化学工業「高圧設備の腐食とその対策」
( 圧力技術 18(1),1980)
日新製鋼「高温のアンモニア雰囲気中における
ステンレス鋼の耐窒化性」( 日新製鋼技報 36,1977)
ステンレス
ステンレス
今回の調査は、アンモニア燃焼ガスの工業製品への影響
門でアンモニア燃料の活用を検討されているお客さまの手
約 80%
第 2 表 暴露試験の結果
材料
2-4%
16%
温度
300℃
アルミニウム
ADC12
500℃
99.9%
※ 1%=10,000ppm
500℃
鉄
S45C
850℃
500℃
ステンレス
SUS304
850℃
第 3 図 暴露試験装置のフロー図
模擬ガス
窒化層
酸化
被膜
窒素 100%
無
無
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
無
アンモニア1% +窒素 99%
無
無
窒素 100%
無
無
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
無
アンモニア1% +窒素 99%
無
無
窒素 100%
無
有
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
有
アンモニア1% +窒素 99%
無
有
窒素 100%
無
有
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
有
アンモニア1% +窒素 99%
無
有
窒素 100%
無
無
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
無
アンモニア1% +窒素 99%
無
無
窒素 100%
無
有
アンモニア2000ppm +窒素 99.8%
無
有
アンモニア1% +窒素 99%
無
有
技術開発ニュース 2026/No.170
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-
研 究 成 果
Results of Research Activities
電力保安通信ネットワークへのAPN技術適用に関する研究
Research on applying APN Technology to Electric Power Communication Network
オールフォトニクスネットワーク技術による送電線保護リレー通信システムの実現性
電力保安通信ネットワークは、電力設備の保護など電力安定供給のための重要な設備
であり、低遅延かつ高い信頼性が要求される。このネットワーク用途の一つである通
信要件が最も厳しい超高圧系の送電線保護リレー用通信システムを主な対象とし、AllPhotonics Network(APN)による実現性について検討した。
1
背景および目的
3
執筆者
先端技術応用研究所
情報技術グループ
瀧本 隆
APNを構成する装置について
昨今、変電所システムにおいては通信機能の IP 化を伴う
APN は、通信区間を光信号のみで直結するもので、光波
ディジタル変電所の検討が進められており、様々なシステム
長合分波器、光スイッチ、光増幅器等から構成される。途
の IP 化が進むと共に通信容量も増大することが想定される。
中経路で電気⇔光変換を行わないため、途中区間での遅延
一方、光通信技術の進展は目覚ましく、通信区間を光信
が光ファイバ内の伝搬遅延のみである。さらに 1 波長を占
号のみで直結できる APN(オールフォトニクスネットワー
有する場合、100Gbps 超の大容量通信が可能である。
ク)技術が進展しており、これらの低遅延かつ大容量であ
遅延に関しては、光伝搬時間が支配的であり、光ファイ
る特性を生かしたシステムの高度化が期待されている。
バ区間においては約 5 μ秒 /km となる。今回検討に用いた
電力保安通信ネットワークを利用するシステムにおいて
A 社製の APN 装置の遅延は、中継ノードで約 1 μ秒 / 台、
は、超高圧系の送電線保護リレーシステムの通信要件が最
終端装置で約 15 μ秒 / 台である。例えば事業場間 100km
も厳しく、本報告では、これら用途への APN 適用を想定
(5 箇所・4 中継 ×20km、1 箇所の装置 1 台)の場合、遅延
し、その構成例や実現性および実現上の課題についての研
は約 533 μ秒であり、光ファイバ分の遅延が 500 μ秒と多
究結果を紹介する。
くを占める。
2
電力保安通信ネットワークの要件について
4
光ファイバによるネットワーク構成と
信頼度
電力保安通信ネットワークは、電気の需要と供給のバランス
無線区間の不稼働率は、2.0×10-7/km 程度で、これに対
をとるため、発電所などの出力調整や、電力設備をコントロー
し配電添架による光ケーブル伝送路の不稼働率 3.6×10-6/
ルするなどの、安定供給のための情報伝達に用いられる。ま
km 程度と低い。このため、伝送路を光ファイバで構成を
た設備故障が発生した場合に、電力設備を保護するため、故
する場合、2 ルートでは数十 km 程度までと距離制約が大き
障箇所の分離などの情報伝達にも用いられる。このため、これ
く、これ以上の距離で信頼度を満足させるためには 3 ルー
らの通信システムには、低遅延かつ高い信頼性が要求される。
ト構成が必要となる。また、遅延制約が約 4m 秒の場合、
特に送電線保護リレーシステムは、送電線故障などの事
最大距離は約 800km 以下となる必要がある。
故を速やかに検出し対象区間を切り離す、あるいは事故に
光ファイバネットワークは、線路障害や装置故障を考慮
よる電力系統への影響波及を局限化・防止することを目的
し、2 ルート構成が容易なループ状で事業場間を接続して
としたシステムである。このリレーシステムは、各電気所
いる形態が多い。これを踏まえ 3 ルートによるネットワー
から送電線へ流れる電流値を比較し、この電流に差分が生
ク構成モデルについて、第 1 図の構成例等で検討を行った。
じた場合に事故と判定し、遮断動作を行う。事故発生から
遮断までの一連の動作において、通信設備に配分される伝
送遅延時間は、超高圧系統では最大 4.2m 秒以下、リレー
システム全体での時間変動(ジッタ)の許容値は、最大
200 μ秒と規定されている。加えて、保護機能は停止さ
せることなくシステムを継続して運用することが必要であ
り、不稼働率 10-7 以下の高い信頼性が要求されている。
現状、これらは要件を満たすため、通信ルートにマイクロ
波多重無線を利用し、信頼度が高く、遅延やジッタの少ない
機器を用い、2 ルート2 系列によるシステムで構成している。
15
技術開発ニュース 2026/No.170
第 1 図 光ファイバ 3 ルートモデル例
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研 究 成 果
第 2 図 APN 構成例(3 ルート・送電線保護リレーシステム)
この場合、図の経路 b、c は約 300km で、その遅延は
1.5m 秒となる。線路のみの不稼働率は 6.3×10-10 と、10-7
に比べ十分小さく、遅延も要件を満たす。ただし図のロー
6
研究成果と今後の展開
カルループ間が近接する構成となる場合、最長の迂回ルー
装置実性能の確認のた
トが、500km を超えるケースも想定され、遅延要件を満
め、実機システムにより基
たせないケースに注意する必要がある。
礎的な評価も進めた。遅延
や伝送品質(BER)等は机
5
上想定通りであり、特に光
APN によるシステム構成と実現性能
パス区間のゆらぎ(ジッタ)
については、切替時を除く
さらに APN 装置を含めたシステム構成例を第 2 図に示
常時ルートにおいて、測定
す。これは 2 系列 3 ルート構成の一例で、前記の広域ルー
限 界 の 100n 秒 未 満 で あ る
プ線路の 2 ルートと斜回線路の 1 ルートを利用する形態を
ことを確認している。
想定したものである。
これらの結果から、APN
これを構成する APN 装置の信頼度と遅延について、試算
による送電線保護リレー用
に用いた A 社製品の例を第 1 表に示す。
第 3 図 APN 基礎検証機器
第 1 表 APN 装置の不稼働率と遅延(例)
装置種別
不稼働率
装置遅延
終端装置 APN-T
1.2×10-5
15 μ秒
合分波器 APN-G
1.6×10-5
1 μ秒
光スイッチ APN-I
3.9×10-6
1 μ秒
通信システムは、要件を概
ね満たすことが可能で、制
約や課題はあるが、実現性はあると考えている。
本検討を通して把握した主な制約および課題は、送電線
保護リレーシステム構成における光ファイバルートの信
頼度確保のためには 3 ルート構成など信頼度の検討が必要
これらの諸元を元に、送電線保護リレーシステムの広域
となること、許容遅延制約による距離制限の考慮が必要な
モデル例による信頼度および遅延計算結果例を第 2 表に示
こと、ルート切替による瞬断と遅延変動(ジッタ)の発生
す。不稼働率および遅延は、構成ケース例を前提とする最
があり、無瞬断・遅延調整装置の適用やリレー端末側での
悪値である。なお、光ファイバ障害時の APN-T による別経
対応が必要となることが挙げられる。加えて、終端装置
路への検知・切替時間は 50m 秒以下であるが、現状では 3
APN-T に関しては実適用に向けて、収容インタフェース拡
ルート切替に対応してない。また、光ファイバ経路の切替
充、3 ルート構成における切替機能の実装、異メーカでの
に伴い発生する遅延差は一時的なジッタとなる。
相互接続性の向上など、今後、ニーズに合う装置開発が期
第 2 表 APN 構成モデルによる不稼働率と遅延(例)
不稼働率
最大遅延
最小遅延
遅延差
5.1×10-9
2.73m 秒
0.49m 秒
2.24m 秒
待されるところとなる。さらに、落雷時の電磁誘導や架橋
での電車通過時などによりエラーが発生するなど、光ファ
イバへの外的影響の把握も望まれる。
試算結果例より、通信システムの不稼働率は 10 以下、
今回の検討により、電力保安通信ネットワークへの APN
-7
遅延は 4m 秒以下となる。また通常時のジッタは、ほぼ無
技術適用の可能性を高めることが出来た。今後、利用想
く 100n 秒以下であるが、切替に伴い発生する経路差は
定に対応した製品開発や展開が期待される一方で、光ファ
400km 超(遅延差 2m 秒超)となる場合があり、この遅延
イバセンサとして活用する技術検討が進んでおり、リアル
変動はジッタ制約の 200 μ秒(経路差 40km 相当)を大幅
タイム線路監視などへの幅広い応用も期待される。このた
に上回るため、時間調整装置の利用等の対策が必要となる。
め、将来に向けて製品動向を注視し、合理的な設備形成に
なお、利用波長数の点からは、複数システムが混在した
向けて技術開発を継続して実施していきたいと考える。
場合でも、現行装置(96 波長)での実装は十分可能と考え
られる。
技術開発ニュース 2026/No.170
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-
研 究 成 果
Results of Research Activities
水中ドローンを活用した取水塔点検手法の構築
Development of Inspection Methods for Intake Towers Using Underwater Drones
浜岡原子力発電所における水中ドローンの実用化とその成果
執筆者
浜岡原子力発電所では、従来のダイバーによる点検の安全性に問題があった。そこで、
水中ドローンを使った新しい点検方法を試してみた。FullDepth 社の DiveUnit300 を
使ったところ、ダイバーの目視に匹敵する鮮明な映像が得られた。これにより、安全性と
効率性がアップし、災害リスクを避けつつリアルタイムで確認やデータ保存が可能になっ
た。今後は、遠隔監視や高画質映像の取得で、点検の精度と安全性がさらに向上すること
が期待される。
1
背景および目的
原子力安全技術研究所
地震・津波・防災グループ
久住 隆夫
浜岡原子力発電所
土木課
三浦 涼音
近年、港湾施設や洋上風力、海中ケーブル敷設のための海
底調査、ダムの水中調査、河川調査などにおいて、従来の
ダイバー点検に代わる技術として注目されている。
浜岡原子力発電所は、日本で唯一、約 600m 沖合から取
水塔と取水トンネルを用いて海水を取水する方式を採用し
ている。この独特な取水方式は、発電所が遠浅の海岸に立
地しているため、港湾の建設が困難であることに起因して
いる(第 1 図)。
第 2 図 FullDepth 社 DiveUnit300
今回使用した DiveUnit300 は、取水塔の位置する外洋
でも安定した動作が出来るよう、スラスター出力アップ機
能やホバリング機能を強化することで、波高や潮流に対す
第 1 図 浜岡原子力発電所前面海岸状況
る安定性を向上させた。スラスター出力アップ機能は、電
源回路を改良することで全スラスターの最大推進力を 50%
原子力発電所における海水の取水は、原子炉やタービン
アップさせ、ホバリング機能は水中で一定の位置に停止す
の冷却に不可欠であり、その安全性と効率性は発電所の運
る機能を追加することで、潮流があっても流されないよう
転に直結する。
に機能を強化した。
従来、取水塔の点検はダイバーによる目視で行われてい
実証試験は、2 号機の取水塔(第 3 図)を対象に、1 月、
たが、潜水作業には酸欠や溺水、減圧症などの危険が伴
3 月、4 月の計 3 回にわたり実施し、外観目視点検と海象
う。過去には、取水トンネルの点検作業中にダイバーが死
調査(水質および流向・流速)を行った。試験は、交通船
亡する事故も発生しており、安全で効率的な点検手法の確
により御前崎港から取水塔地点まで移動し、これまでのダ
立が求められている。本研究では、これらの課題を解決す
イバーによる外観目視点検を水中ドローンに変更して実施
るために、水中ドローンを活用した新たな点検手法の構築
した。
を行った。
2
実証試験方法
本研究では、FullDepth 社の DiveUnit300(第 2 図)を
用いて、浜岡原子力発電所の取水塔における実証試験を実
施した。
水中ドローンは、潜航が可能な有線式の小型無人潜水機
であり、操縦者は船上や陸上から遠隔操作により機体を操
縦し、リアルタイムに水中映像を確認することができる。
17
技術開発ニュース 2026/No.170
第 3 図 取水塔断面イメージ
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-
研 究 成 果
3
実証試験結果
これまでのダイバーと今回の水中ドローンの点検画像の
比較のために、これまでのダイバーによる撮影画像を第 5
図に示す。第 5 図(a)が比較的鮮明なもの、第 5 図(b)
実証試験の結果、水中ドローンによる点検映像はダイ
が比較的不鮮明なものである。今回の実証試験により得ら
バーの目視に匹敵する鮮明さを持ち、点検計画の要件を満
れた水中ドローンの点検画像は、第 4 図の 3 枚であり、第
たすことが確認され、特に濁度や流速が低い良好な条件下
4 図(a)、(b)が鮮明な画像、第 4 図(c)が不鮮明な画
では、非常に高品質な映像が得られた(第 4 図)。
像であるが、ダイバーによる点検画像と比較し、遜色ない
具体的には、1 回目と 2 回目の試験では、非常に鮮明な
結果が得られている。
点検映像が撮影され、取水塔の状態を良好な画質で確認す
これらの結果から、取水塔の点検を水中ドローンで行う
ることができた。3 回目の試験では、やや不鮮明な映像と
ことにより、ダイバーによる災害リスクを回避しつつ、よ
なったが、これは濁度やクロロフィルの値が高かったこと
り安全で効率的な点検が可能であることが実証された。
が影響していると考えられる。流向・流速の状況は、全 3
回ともに非常に穏やかであり、撮影ブレなどの影響はほと
んどなかった。
4
考察
取水塔点検における水中ドローンの活用により、点検の
安全性が大幅に向上した。水中ドローンによる映像は、現
場監督者が船上からリアルタイムで確認でき、必要に応じ
て再確認が可能であるほか、映像データの保存により、過
去の点検結果との比較が容易になり、長期的な設備の健全
性評価に寄与するなど、点検の効率性も向上する。
さらに、今後の改良点として、ネット回線を使用して事
務所にてタイムリーに点検映像を確認することも可能であ
(a)1 回目(2025 年 1 月 20 日)
る。また高画質の画像が必要であれば、「画像鮮明化装置」
を使用することや、水中ドローンに「GoPro」などの高性
能カメラを搭載することも可能である。これらにより、よ
り詳細かつ効率的な点検が可能となるほか、点検の安全性
をさらに高めることが期待される。
(b)2 回目(2025 年 3 月 27 日)
5
結論
本研究を通じて、水中ドローンを用いた取水塔点検手法
の有効性が実証された。これにより、ダイバーによる災
害リスクを回避しつつ、安全で効率的な点検が可能となっ
た。今後は、さらなる技術の導入を検討し、実装段階での
(c)3 回目(2025 年 4 月 10 日)
第 4 図 実証試験結果(左:点検画像、右:水質調査)
活用を目指す。特に、ネットワークを活用した遠隔監視や
高画質映像の取得により、点検の精度と効率性、安全性を
さらに向上させることが期待される。
実証試験を実施するにあたり、浜岡原子力発電所土木建
築部土木課の方々には多大なるご協力を賜った。ここに記
して謝意を表する。
(a)鮮明な画像 (b)不鮮明な画像
(2020 年 10 月 13 日撮影) (2012 年 11 月 20 日撮影)
第 5 図 これまでの点検画像
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
飯田マイクログリッド実証研究
Verification Study of Iida Microgrid
エネルギーの地産地消とレジリエンス強化の両立をめざして
執筆者
脱炭素化社会および自然災害にも安心・安全なレジリエンス強化の実現につながる取組
の 1 つとしてマイクログリッドの構築があげられる。本研究では、マイクログリッドにお
けるエネルギーの地産地消とレジリエンス強化の両立をめざして、長野県飯田市川路地区
に地域マイクログリッドを構築し、実証を行っている。
1
背景と目的
電力技術研究所
電力品質グループ
榎本 熱
100m
災害等による大規模
停電時系統解列点
配電線
対象区域
現在、世界的に脱炭素化および安全・安心な自立分散・
循環型社会の実現が求められている。その実現には太陽
光発電をはじめとした再生可能エネルギーや蓄電システム
メガソーラーいいだ
などの分散型エネルギーの最大限の活用が必要不可欠であ
Eストレージいいだ
る。また、わが国では台風や地震といった自然災害が多
く、これに起因する長時間の停電に対し、より迅速な電力
復旧および電力供給のレジリエンス強化が求められる。そ
こで、これらニーズを同時に達成する解決策の 1 つである
至変電所
ハートヒル川路
川路児童クラブ
「マイクログリッド」に着目し、長野県飯田市川路地区に
おいて既設配電設備の一部を利用した地域マイクログリッ
ドの検討・構築を進めた。
計測装置
川路保育園
川路小学校
かわじデイサービスセンター
川路五区公民館
2
飯田マイクログリッドの概要
長野県飯田市川路地区では、昭和 36 年 6 月の豪雨によ
り、山間部での土石流や天竜川の堤防決壊による大災害が
発生し、昭和 58 年、平成 18 年にも同様の洪水が繰り返し
発生している。この地域には、小学校などの避難施設や老
人福祉施設といった災害時要配慮施設があり、災害時にお
いても電力供給のニーズおよびレジリエンスへの関心が高
いことに加え、2011 年に同地区で当社太陽光発電所「メ
ガソーラーいいだ」が運用開始されるなど、先進的に脱炭
素への取り組みが進められてきたことから、飯田市ととも
に当該地区をマイクログリッドの適地として選定した。
飯田マイクログリッドのエリアを第 1 図に示す。また、
©Google
第 1 図 飯田マイクログリッドエリア(飯田市川路地区)
第 1 表 飯田マイクログリッドエリア内の発電規模
発電設備名
発電規模
中部電力(株)メガソーラーいいだ
低圧太陽太陽光発電
1,000kW
対象区域合計で約 140kW
第 2 表 飯田マイクログリッドエリア内の需要規模
需要設備名
件数
高圧需要家
2件
低圧需要家
70 件程度
需要規模
対象区域合計で約 300kW
飯田マイクログリッド内の発電規模・需要規模を第 1 表お
よび第 2 表に示す。このエリアでは発電が需要を大きく上
回っており、この需給差をいかに扱うかが鍵となるため、
この需給差のコントロールを目的に、メガソーラーいいだ
の近傍に蓄電設備「E ストレージいいだ」(リチウムイオン
電池)を新設した(第 2 図)。シミュレーションの結果か
ら、E ストレージいいだのインバータ容量は 500kW 程度
とし、平常時・非常時の運用や蓄電池メーカの機器仕様、
経済性等を総合的に考慮し、蓄電容量は約 2,000kWh を選
定した。
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技術開発ニュース 2026/No.170
第 2 図 E ストレージいいだ
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研 究 成 果
飯田マイクログリッドの目指す姿と
実現方法
3
遠隔で操作でき、マイクログリッド内や EMS で異常が発
生した場合には指定した電子メールに通知を行う。
飯田マイクログリッドの目指す姿として、①エネルギー
の地産地消、②レジリエンス強化の二つを掲げ構築を進
めた。
①エネルギーの地産地消
昼間はメガソーラーいいだなどの発電のうち、消費を上
回った分を E ストレージいいだに充電し、蓄えた電気をエ
リア内需要にあわせて夜間に放電することでエネルギーの
第5図 EMS監視・運用画面
地産地消を目指した。
E ストレージいいだの充放電量・タイミングを制御する
また、気象情報から AI による発電・需要予測を行い、
ためには、マイクログリッドを総合的に運用・管理する仕
地産地消をはじめとした複数モードの蓄電設備の充放電計
組みが必要なため、クラウド型エネルギーマネジメントシ
画・制御が可能となっている。地産地消モードでは第 6 図
ステム(以下、EMS)を独自開発した。E ストレージいい
に示すとおり、晴天時に昼間の早い時間帯に充電し、夜間
だの監視制御、メガソーラーいいだの発電量、主要な需要
に放電することで、エリア内の太陽光発電電力を最大限に
設備の消費電力などを計測するために各箇所に IoT-GW を
活用し、日々のエネルギーの地産地消を実現している。
設置し EMS と連携した。また、気象情報など外部システ
500
ムとも連携し、これら情報に基づいて E ストレージいいだ
︓計測・制御情報
︓外部システム情報
配電用
変電所
マイクログリッド
EMS
計測
装置 IoTGW
開閉器
電力量[kWh]
の充放電計画・制御を実現している。
アクセス制限
社内ネット
400
蓄電システム(放電+、充電ー)
300
エリア発電(PV)
200
エリア需要
100
0
-100
-200
-300
監視・制御
IoTGW
IoTGW
受電盤
受電盤
太陽光
パネル
蓄電池
時刻
IoTGW
高圧
需要家
第6図 2025年5月21日のEストレージいいだ充放電実績
低圧
需要家
2025 年 10 月には、当該エリアを対象とした実系統によ
る自立運転訓練を行った。この訓練では災害によって上位
第 3図 飯田マイクログリッドEMSの構成図
系統が停電した状況を想定し、平常時に連系している商用
②レジリエンス強化
系統からエリアを一旦切り離し、E ストレージいいだと太
従来の電力ネットワークでは、台風などの自然災害で上
陽光発電だけで約 4 時間、避難施設を含むエリア内需要家
位系統が停電するとその影響で下位の配電系統も停電して
に一定電圧で電力を供給した(第 7 図)
。この訓練により、
しまう。飯田マイクログリッドでは、仮に上位系統が何ら
実際に災害が発生した時にも安全かつ安定的に電気を届け
かの理由で長期間停電した場合、メガソーラーいいだなど
られることを確認した。
の発電設備と E ストレージいいだを活用することで、エリ
商用系統から切離すため停電
ア内需要家に電力を供給できることを目指した。
平常時
切離し
系
統
連
系
災害時
変
予測・計画
EMS
メガソーラーいいだ
蓄電池
Eストレージ
いいだ
住宅など
川路小学校など
の避難施設
予測・計画
EMS
監視・制御
蓄電池
Eストレージ
メガソーラーいいだ いいだ
自立運転
監視・制御
住宅など
4
研究成果
自立運転期間
(約4時間)
系
統
連
系
第7図 自立運転中のマイクログリッド内の6.6kV 電圧
川路小学校など
の避難施設
第 4図 自立運転の概念図
商用系統に戻すため停電
5
まとめと今後の展開
本実証により、長野県飯田市川路地区におけるエネル
ギーの地産地消とレジリエンス強化を実現することができ
開発した EMS は、社給 PC・イントラネットからアクセ
た。今後は、得られたデータを分析してより良い EMS に
ス可能であり、マイクログリッドの状況をリアルタイムに
改良していくとともに、EMS やマイクログリッドのコンサ
確認できる(第 5 図)
。E ストレージいいだの運転・停止も
ルティングなどへ展開できればと考えている。
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研 究 成 果
Results of Research Activities
センサ付開閉器データを用いた
高圧配電線の相判別アルゴリズム
Phase Identification Algorithm Using Measured Data by Sensor-Equipped Switchgear
connected to Middle-Voltage Distribution Lines.
執筆者
ビッグデータの活用による現場調査人工の削減
電力技術研究所
電力品質グループ
岩月 秀樹
柱上変圧器の接続相替えにより電圧不平衡の改善を実施する場合、事前に高圧配電線の
相を現場調査する必要があり苦慮しているため、センサ付開閉器から得られる三相線間電
圧データを用いて相判別するアルゴリズムを考案し検証した。
1
高圧配電線における相判別の必要性
付開閉器毎に、各相番号(①相,②相,③相)に接続され
る配電線の相(B 相,W 相,R 相)の組合せが異なるが、
各電柱には配電線の相表示がないため、現場では開閉器の
太陽光発電(以下、PV)の普及以降、高・低圧配電線に
どの相番号に配電線のどの相が接続されているのか分から
おいて PV による電圧上昇が発生するようになり、電圧上
ない。
限値にも配慮した厳しい電圧管理が求められるようになっ
そこで、変電所直近の 1 箇所のみを現場調査し、基準と
ている。
なるセンサ付開閉器の相を確定すれば、蓄積された三相線
三相電圧不平衡率が高い高圧配電線(以下、
「配電線」
間電圧データを用いて、隣接する配電線も含めた各センサ
という。)では、相毎の電圧差が大きく、適正な電圧管理
付開閉器部で相が判別できるアルゴリズムを考案した。
幅に調整することが難しいため、電圧逸脱の恐れのある高
圧配電線では、柱上変圧器(以下、「変圧器」という。)の
③相
接続相替えなどにより、電圧不平衡の改善を行っている。
②相
①相
しかし、中部電力パワーグリッドなどの一般送配電事業
者は、その設備数の膨大さから全電柱の配電線に相(B 相,
センサ付開閉器
W 相,R 相)の表示札などを付けておらず、変圧器が接続
電柱
される相を現場ですぐに確認することが難しい。そのた
V23
め、変圧器の接続相替えを実施する場合は、変電所から目
視により当該変圧器までの間の配電線の相を確認していく
第 1 図 センサ付開閉器の相番号
か、GPS(全地球測位システム)を用いた相判別装置を使っ
て現場調査を行い相判定を行うこととなり、多大な人工を
1箇所の配電線の相を現場調査
費やす事になる。
一方近年、配電線路の主要箇所に、時限順送機能や遠隔
入切制御に加えて電圧や電流などの計測が可能なセンサ付
開閉器が普及してきており、これらの計測データが遠隔で
配電線1
変
電
所
B相
W相
③
②
①
R相
21
①
②
③
電柱
①②③
電柱
③
②
①
①
②
③
電柱
配電線2
第 2 図 センサ付開閉器の施設状況イメージ
付開閉器の三相電圧計測データを用いて、配電線の相判別
センサ付開閉器の相番号と
配電線への施設状況について
電柱
①
②
③
センサ付開閉器
そこで、本研究では配電線に分散配置されているセンサ
2
電柱
電柱
容易に入手できるようになった。
が可能なアルゴリズムを開発した。
V12
V31
3
相判別アルゴリズム
まず、本手法の原理について説明する。電圧不平衡の様
相は、第 3 図に示すように三相線間電圧を正相成分(相が
センサ付開閉器は第 1 図のように、電柱に近い側から順
順回転)と逆相成分(相が逆回転)に変換したうえで、正
に①相、②相、③相として相番号が統一されている。ま
相成分と逆相成分の位相差(以下、「位相差」という。)を
た、①相と②相の線間電圧を V12 と出力するように、開閉
求めることで数値化できる。
器の相番号を基準とした三相線間電圧(V12,V23,V31)が
この位相差が、隣接したセンサ付開閉器間では概ね等し
出力され、データが蓄積される。
く、その時間変化に高い正の相関があると想定して相判別
実際の配電線では第 2 図のように、配電線の分岐や捻架
を行う。
などの影響を受けて配電線の相が入れ替わるため、センサ
次に、判別アルゴリズムについて概要を説明する。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
手順 1
現場調査などで相が判明しているセンサ付開閉器
たセンサ付開閉器(約 1,400 台)の正解の相を、多大な人
(以下、「基準側開閉器」という。)と、隣接する
工をかけて現場で計測し確認した。次に、隣接する基準側
判別対象のセンサ付開閉器(以下、「判定側開閉
開閉器と判定側開閉器 800 組に対し、センサ付開閉器から
器」という。)の各々の三相線間電圧データ(30
得られた線間電圧データを用いて正しく相判別されるかを
分毎 1 ヶ月分、4,320 データ)から、30 分毎の位
検証した。
相差を計算で求める。
検証結果を第 1 表に示す。同表から、判別精度は 99% 以
手順 2
手順 3
基準側開閉器の位相差を縦軸、判定側開閉器の位
上と非常に高く、相判別アルゴリズムの有効性を確認する
相差を横軸に取り、散布図(第 4 図)を作成する。
ことができた。また、第 5 図に示すような、PV からの逆潮
第 4 図左側のように、黄色で示すデータの近似直
流によって夜間と日中の各相線間電圧の高低が逆転するよ
線の傾きが正で、図内の赤枠(Y = X±60°)範囲
うな配電系統においても、正しく相判別できることを確認
内にデータが入る場合に基準側開閉器と判定側開
した。
閉器の相(B 相,W 相,R 相)が同相であると判
なお、同表で近似直線の傾きが負となり誤判別するケー
別し、一方、同図右側のように、近似直線の傾き
スが 2 組あった。これらは基準側開閉器と判定側開閉器間
が負である場合や赤枠範囲内にデータが入らない
の距離が非常に長く位相差の関係が明確とならない場合
場合を異相と判別する。
や、位相差の時間変化が極端に小さく相判別が難しい場合
なお、手順 3 で異相となる場合は、基準側開閉
であった。
器の相を入れ替え再度手順 2,3 を行い基準側と
第 1 表 相判別アルゴリズムの精度検証結果
同相となる相を求める。
手順 4
手順 3 で判別された判定側開閉器を基準側とし
て、更に末端側に位置するセンサ付開閉器の相判
別を同様に実施する。この作業を、判別が必要と
判定結果
正しく相を判別
近似直線の傾きが負となり誤判別
計
なるセンサ付開閉器全ての相判別が完了するまで
繰り返す。
位相差 30°
位相差 0°
B相
比率
798
99.75%
2
0.25%
800
100%
PVの逆潮流により電圧が高い相
と低い相が逆転している
位相差 60°
B相
データ数
B相
逆相成分
正相成分
VR-B
R相
VB-W
VW-R
W相
VR-B
VB-W
W相
VW-R
R相
VR-B
R相
VB-W
VW-R
W相
VB-W = VR-B > VW-R VR-B > VB-W > VW-R VR-B > VB-W = VW-R
【位相差 0° 】
【位相差 30° 】
【位相差 60° 】
第 3 図 電圧不平衡の様相と正相成分と逆相成分の位相差
基準側と判定側が同相の場合の例
位相差(°)
360
300
240
180
基準側開閉器
基準側開閉器
位相差(°)
360
120
60
0
0
60
120 180 240 300
判定側開閉器 位相差(°)
第 5 図 PV の逆潮流で電圧が高い相と低い相が逆転する例
基準側と判定側が異相の場合の例
360
300
5
240
180
まとめと今後の展開
120
電圧不平衡改善など現場の接続相調査に関わる人工を削
60
0
0
60
120 180 240 300
判定側開閉器 位相差(°)
360
第 4 図 相判別に用いる散布図例
減する目的で、センサ付開閉器から得られる三相線間電
圧データを用いて電圧の正相成分と逆相成分の位相差を求
め、隣接する 2 台のセンサ付開閉器の位相差の相関関係か
ら配電線の相を判別するアルゴリズムを考案した。
4
相判別アルゴリズムの精度検証
また、考案したアルゴリズムの有効性を 800 組のサンプ
ルデータで検証し、高精度で相判別可能であることを確認
した。
本アルゴリズムの精度検証を以下の方法で実施した。
今後は、誤判別を防止する対策を検討するとともに、事
まず、GPS を使った同期計測による相判別装置を用い
業所で容易に活用できるツールを作成するなど実用化に向
て、中部電力パワーグリッドの約 180 の配電線に設置され
けた検討を実施する予定である。
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研 究 成 果
Results of Research Activities
ガスタービン燃焼器燃料配管の劣化評価
Damage Analysis of Fuel Pipes for Gas Turbine Combustors
ガスタービンの起動回数増加が部品に与える影響を解明
執筆者
火力発電所における最新型 1100℃級ガスタービンの燃焼器燃料ガス配管は、メーカ推
奨に基づき定期的に取替えられている。そこで、実機で使用した当該配管を調査すること
により、発生する劣化・損傷を明らかにするとともに、その発生メカニズムを解明でき
た。加えて、当該配管の合理的な管理方法を提案できた。
1
電力技術研究所
材料化学グループ
伊藤 明洋
した。
背景および目的
調査した供試材は、いずれも可とう部で軽微な変形が認
められ、一部の供試材では、端管継手部近傍の可とう部外
火力発電設備のうちガスタービン(GT)の高温部品(動
面において微小き裂が観察された。可とう部は外側から、
翼、静翼、燃焼器等)は、使用環境が厳しく、き裂や酸
インターロック(らせん管)、ブレード(編組)およびフ
化・減肉などの損傷が発生する。加えて、近年の再生可能
レキシブルチューブ(フレキ)から成る構造で、内側のフ
エネルギー大量導入により、GT の起動回数が増加してお
レキおよび編組はいずれも可とう部中央周辺で部分的に片
り、これら損傷の増加が懸念される。
側に偏心し、外側のらせん管と接触している様相が認めら
最新型 1100℃級 GT の燃焼器は、NOx 低減を目的にし
れた。(第 2 図)
た二段燃焼方式を採用しており、第 1 図に示す二段燃焼
用燃料ガス配管(LLI 配管)により燃料を供給する構造に
なっている。当該配管は高温の圧縮空気環境下で使用さ
れ、メーカ推奨に基づき高温部品として管理されるととも
フレキ
フレキ
編組
編組
に運転時間で定期的に取替えられている。
そこで、実機で使用した当該配管を調査し、発生する劣
化・損傷を明確にするとともに、その発生メカニズムを検
討した。加えて、合理的な管理方法を検討した。
らせん管
3D
らせん管
横断面
第 2 図 可とう部中央周辺の X 線 CT 画像
下流側
摩耗痕
減肉部
可とう部
端管継手部
上流側
フレキ断面
フレキ外面
摩耗痕
減肉部
第 1 図 供試材(燃料配管)の外観
2
実機配管調査
研究では、使用履歴の異なる 3 グループの燃料配管を供
編組内面
編組素線断面
第 3 図 フレキ/編組の外観マクロ・断面組織
試材とし、各グループ 5 ~ 10 点を調査した。当該配管に
23
は SUS304 等のステンレス鋼等が使用され、配管に加わる
破壊調査の結果、いずれの供試材でも断面組織は通常の
熱伸びや振動を配管下流側の可とう部にて吸収する構造に
ステンレス鋼の組織で、また、酸化および腐食などの高温
なっていることから、可とう部を中心に調査した。供試材
環境に起因する劣化・損傷は認められなかった。端管継手
の調査には、非破壊調査として外観・マクロ観察および X
部内面には、製造時の熱影響に起因すると思われる変色や
線 CT 検査を行い、破壊調査として断面組織観察等を実施
肌荒れが部分的に観察されたが、フレキ内面には腐食、減
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
肉およびき裂等の損傷は観察されなかった。一方、フレキ
値/設計値)と各供試材の運転時間/起動回数の関係を第
外面および編組内面には、帯状・線状の変色や摩耗痕が観
5 図に示す。肉厚比の分布および平均値は運転時間との間に
察され、フレキの山部および相対する編組の素線が平坦に
明瞭な相関は認められないのに対し、起動回数の増加に伴い
減肉していることが分かった。(第 3 図)このことから、減
減少する傾向が認められた。
肉のメカニズムとして、フレキ山部/編組素線間の接触・
摩耗による擦過(銭 志雄ら、配管技術、2025.2)に起因
すると推定される。
以上より、可とう部における外側らせん管のき裂に伴う
内側フレキの損傷や擦過によるフレキ山部の減肉により、
フレキから燃料ガスが漏洩するリスクが想定された。
3
劣化加速試験および劣化評価
前述の調査結果に基づき、当該配管を継続使用した場合
の劣化・損傷の進展を予想するため、第 4 図に示す試験装
置および条件にて、変形の繰返しが可とう部に与える影響
を調査した。
破断部
変位方向
供試材
装置本体
第 5 図 フレキ肉厚比と運転時間/起動回数の関係
試験治具
試験装置の外観
破断状況
第 4 図 実体疲労試験
試験では、供試材可とう部に負荷する繰返し変位量を実機
で推定される変位量より大きくし、試験中に検出される荷重
4
研究成果
を計測して荷重変化から供試材の破断を検知する劣化加速試
実機で経年使用した燃料ガス配管を調査するとともに当該
験(実体疲労試験)を実施した。
配管を用い劣化加速試験を実施した。その結果、当該配管に
その結果、変位量100mm 条件では繰返し数1,334 回で
は運転時間に依存する組織変化や酸化は認められない一方、
検出荷重が急減するとともにらせん管が破断するなど(第 4
起動回数増加に伴い擦過によるフレキ山部の減肉が進展する
図参照)、10,000 回までの繰返し変位を与えると端管継手
傾向が認められた。
部近傍のらせん管でき裂などの損傷が発生した。
以上の結果より、GT 起動回数の増加に伴って燃料ガスの漏
上記試験結果および端管継手部近傍らせん管で認められた
洩リスクの高まりが懸念されることから、従来、基本であった
き裂の破面には疲労の痕跡(ストライエーション)が観察さ
運転時間管理では十分でなく、当該配管には起動回数を重視
れたことから、当該き裂は疲労き裂であることが分かった。
した寿命管理が推奨される。このように、電源構成の変化に
当該き裂の起点近傍は、他の供試材と異なり溶接金属に起
よって発電設備の損傷形態や速度が変わる可能性があること
因する応力集中形状を呈していたことから、当該配管のみに
から、運用変化に応じて劣化評価が必要と思われる。
疲労き裂が発生したと考えられる。試験結果より、らせん管
の損傷発生の有無にかかわらず、いずれの供試材にもフレキ
山部の減肉の加速やき裂発生は認められなかったことから、
らせん管にき裂が発生してもフレキへの影響は小さいと推定
5
今後の展開
され、フレキ山部の減肉に着目して劣化を評価した。
本研究成果は、当該燃料配管の保守管理に活用される計
各供試材断面におけるフレキ山部の肉厚比(最小肉厚測定
画である。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
カラスの営巣履歴から起因となる設備・環境要因を分析
Analyze the equipment and environmental factors derived from the nesting history of crows.
カラスの生態を統計解析により明らかにする
電力設備における配電柱のカラスの営巣履歴から、柱上設備の要因については、開閉器
柱、変圧器柱(機器柱)へ営巣する割合が高い事が明らかになった。また、環境要因につ
いては、送電鉄塔と一級河川の存在が、カラスによる電柱への営巣を減少させる可能性が
示された。
1
執筆者
電力技術研究所
バイオグループ
安藤 隆寛
背景と目的
電力会社では、カラスの巣材による故障停電を防止する
ため、従業員は膨大な時間をかけてカラスの営巣シーズン
の度に巡視を行ってきた。各営業所では、
「どの電柱に何
回営巣されたのか」、「どの設備が営巣による故障が多いの
か」、「巡視した範囲で営巣が発見できたか」、「巡視に係る
労力はどれくらいか」等を毎年記録し、翌シーズンの営巣
巡視の計画を立てている。この結果、多くの営巣があるに
も関わらず、実際停電になるのは僅かに抑えられている。
これらの記録は社内のシステムに登録され、膨大な情報量
となっている。本研究では、巡視への労力低減も視野に、
この記録を基に営巣されやすい配電設備の条件と、さらに
環境条件を統計解析によって分析した。
第 1 図 営業所ごとの電柱数と営巣数
(営業所を 1 ~ 66 までの番号で表記)
討した。「電柱のタイプにより営巣のされやすさに偏りが
ない」を帰無仮説として算出した営巣される割合と、実際
2
分析対象および方法
により比較した。
また、特定の電柱に複数年に渡って営巣されることもあ
全ての営業所(66 箇所)において、電柱本数と営巣数
ることから、電柱のタイプにより、営巣される年数に違い
(2017 ~ 2022 年の平均)との関係について調査した。電
があるか否かを検討した。2017 ~ 2022 年の 6 年間で、
柱本数の多い営業所で営巣数の少ない営業所もあれば、逆
1 回でも営巣されたことがある電柱を抽出し、各電柱につ
に電柱本数が少なく営巣数が多い営業所もあった(第 1 図)
。
いて 6 年間のうち何年営巣されたかでそれらを分類した。
本研究では、これらの営業所の中から、電柱数の割に営
解析には「同一の電柱への複数年に渡る営巣のされやすさ
巣数が多かった営業所(番号 6、赤字)の記録を対象に分
は、タイプによる差がなく、営巣が 1 ~ 6 年となる割合
析を実施した。営巣のデータは 2017 年から電子化されて
はいずれのタイプにおいても同様である」を帰無仮説とし
おり、データ視覚化ツール「Tableau」を用いて管理して
て、それに従い求めた理論的な 1 ~ 6 年の割合と、実際の
いる。1 シーズンの内、同一電柱で 2 回以上営巣された電
割合をカイ二乗検定により比較した。
柱もあるが、本研究では、営巣があったか否かのみを測定
項目とし、1 回のみの営巣と同等に扱った。
(1)電柱のタイプと営巣との関連
25
に営巣された電柱のタイプの割合との違いをカイ二乗検定
(2)周辺環境と営巣との関連
営業所が管理するエリアを一辺 1㎞の正方形に区切り
(以降、各正方形を管理区と呼ぶ)、計 138 個の管理区にお
営業所の電柱を、取り付けられている設備により 5 つの
いて年度ごとの営巣数を集計した。また、138 個の管理区
タイプ「開閉器柱」「変圧器柱」「高圧線のみ」「低圧線の
の中には、全域が営業所の管理区となっている区と一部が
み」「設備 なし」に分類した。タイプ別に営巣数を集計
隣接営業所の管理になっている区があり、後者の解析では
し、特にカラスに営巣されやすいタイプの有無について検
営業所の営巣記録しか対象としていない。
技術開発ニュース 2026/No.170
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-
研 究 成 果
さらに統計解析ソフトウェア R で周辺環境と営巣数との
関係を分析した。統計解析はシーズンごとの営巣数を目
的変数、管理区と年度を変量効果(ランダム効果)、周辺
環境(森の面積、一級河川の面積、管理区における営業
所の面積、鉄道の有無、高速道路の有無、送電鉄塔の本
数、電柱数)を説明変数として、一般化線形混合モデル
(GLMM)解析により、各説明変数が及ぼす効果の強さを
第 1 表 設備タイプ別にみた各年度に営巣された電柱数
電柱のタイプ
2017 年
2018 年
2019 年
2020 年
2021 年
2022 年
計
開閉器柱
140
124
168
159
162
173
926
理論値
65.5
59.9
73.7
64.5
70.8
76.4
410.8
変圧器柱
179
172
183
165
180
188
1,067
137.2
125.5
154.5
135.1
148.3
160
860.6
理論値
高圧線のみ
理論値
低圧線のみ
理論値
検討した。電柱は Tableau にプロットされているが、ここ
設備なし
での地図は周辺環境が不明確であったため、周辺環境につ
理論値
いては地理情報システム QGIS に重ねた。その地図上で、
計
管理区ごとに森の面積、一級河川の面積、管理区における
し、管理区内にそれを含む場合は 1、含まない場合は 0 を
102
134
107
129
148
739
129.4
159.3
139.3
152.9
165
887.4
8
10
17
8
11
11
65
92.4
84.5
104
90.9
99.9
107.7
579.4
0
0
0
0
0
0
0
9.4
8.6
10.6
9.2
10.1
10.9
58.8
446
408
502
439
482
520
2,797
第 2 表 電柱の設備タイプ別に連続して営巣された年数
開閉器、変圧器、高圧線の値は「実測値 / 理論値」
営業所の面積について、それぞれの面積を求めた。一方、
鉄道および高速道路については、その有無のみを変数と
119
141.5
電柱のタイプ
営巣され
た年数
開閉器柱
変圧器柱
高圧線のみ
低圧線のみ
計
1年
506/452
399/427
258/284
43
1,208
2年
106/123
122/116
88/77
6
322
それぞれの管理区内における本数をデータとして用いた。
3年
41/53
63/50
31/33
2
137
4年
15/28
32/26
25/18
1
73
また、各管理区において、よく営巣される開閉器柱、変
5年
5/12
13/12
14/8
0
32
6年
0/5
7/5
7/3
0
14
計
673
636
423
52
1,784
充てた。電柱数と送電鉄塔数は当社で管理しているので、
圧器柱、高圧線のみの 3 タイプの電柱数に対する割合を求
め、営巣数との関連を分析した。営巣数はその管理区に存
在する電柱数と正の相関があるため(第 2 図 r=0.45)、
た。6 年間の年度ごとに、営業所における電柱の各タイプ
営巣数と、電柱数と営巣数との間に描かれる回帰直線式か
の割合から計算される理論的な営巣数と、実際に営巣され
ら計算される理論的な営巣数との間の差を求め、その数値
たタイプの割合を比較したところ、有意差があった(カ
と、3 つの電柱数割合との相関を調べた。
イ二乗検定 P<0.001)(第 1 表)。いずれの年度において
平均営巣数(本/管理区/年)
も、開閉器柱、変圧器柱に営巣される割合が高く、低圧線
14
のみの電柱への営巣が少なかった。また、設備なしの電柱
12
への営巣は 6 年間で皆無であった。
10
営業所に設置された 4 万本あまりの電柱において、6 年
8
間のうち 1 回でも営巣された電柱は 1,784 本であった。営
巣があった年数ごとに分けて、その本数を電柱のタイプ別
6
差
4
に第 2 表に示した(6 年間に全く営巣が無かった設備なし
の電柱は含めていない)。
2
第 2 表のとおり、1 年から 6 年になるに従い、その本数
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800
電柱数(本/管理区)
第 2 図 営業所の管理区内の電柱数と営巣数
は減少しており、それはいずれのタイプの電柱においても
同様であった。営巣数が少なかった低圧線のみの電柱を除
いた 3 つのタイプ(開閉器柱、変圧器柱、高圧線のみ、以
下「主要 3 種」)の間で、営巣があった年数の多さに従いそ
3
結果
(1)電柱のタイプと営巣との関連
の本数が減少する割合が異なるか否かを検討した。その割
合について、電柱のタイプ間の違いをカイ二乗検定した結
果、有意な差があった(P<0.001)。開閉器柱への営巣は 1
~ 2 年の営巣が多い一方、4 年以上営巣が見られた電柱は
営業所において、1 年間に営巣された電柱数は 2017 ~
少なく、6 年間営巣された電柱は皆無であった。一方、変
2022 年 の 各 年 度 に お い て、446、408、502、439、
圧器柱と高圧線のみの電柱は、複数年に渡って営巣される
482、520 本であった。1 年あたりの平均営巣数は 466 本
割合が比較的高く、特に 6 年連続で営巣があった 14 本は 7
であり、概して 90 本に 1 本が営巣されている計算となっ
本が変圧器柱、7 本が高圧線のみの電柱であった。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
(2)周辺環境と営巣との関連
第 3 表 環境要因の相関係数
営業所の 138 個の管理区において、6 年間の平均営巣数
鉄塔
河川
を第 3 図に示す。管理区は東西方向にカタカナ、南北方向
鉄塔
1
-0.105
に数字を振り分けて示してある。最も多く営巣された管理
河川
-0.105
1
0.135
-0.092
区は 02 ウで、営巣数は 11.3 本(6 年平均)であった。
森
鉄道
マ
86
ホ
ヘ
フ
ヒ
0
0 1.33
1
85
0.67 1.33 0.67 1.33
84
0.83
ハ
ア
0.5
3.5 2.67
0.5
1.5 1.33 3.83
2
0.67
2.5 4.33 2.33
4 5.33
01
2
3.5 3.33 4.17 8.17
7 2.17
4.5
50
4 1.83 2.67
51
6.17 2.17 3.17
52
2.33 4.17
53
1.67
54
55
エ
2.5
2.5 1.17
3
オ
カ
キ
道路
電柱
営業所
0
1.5 2.33 5.83 5.33 1.17 0.83
02
0
ウ
2.33 0.67
83
00
イ
0 1.33
0
の面積
8 11.3 7.33 6.67 4.67
9.5 2.83 2.17 6.33
0
1.5 2.17
8 1.17 0.33
57
0.04
0.107
0.168
-0.321
0.141
-0.101 -0.012
0.127
0.158
0.258
-0.132
1
0.093
-0.012
0.093
1
0.107
-0.321
0.127
0.258
-0.112
0.168
0.142
0.158
-0.132 -0.138
-0.112 -0.138
1
0.592
0.592
1
第 4 表 GLMM の解析結果
4 10.8 6.83 8.83 2.67
5.5 4.33
9.5 0.17
1.5
7 4.33 1.17
8.5 0.83
2.5
7.5
5.5
3 0.17
1.5 2.83
0 4.33 3.83
の面積
2.5
3.5
3.5 3.67
1
T 事業所
0.007
-0.093 -0.179
0.007
7 3.67 1.67
3.5 5.83
鉄塔
河川
森
0
鉄道
0
0.67
第 3 図 営業所における各管理区の 6 年間の平均営巣数
営巣数は緑色が少なく、赤色になるにつれて多くなる
高速道路
営業所の面積
ける営業所の面積)、鉄道の有無、高速道路の有無、送電
鉄塔の本数、電柱数)を説明変数として、一般化線形混合
モデル(GLMM)解析検討を行った。これらの相関係数
については第 3 表に示す。相関係数が 0.9 を超えるものは
多重共線性を考慮する必要があるが、今回は無かった。一
般化線形混合モデル(GLMM)の結果、第 4 表のとおりと
理論値との差(本/管理区/年)
区における営業所が管理している面積(以下、管理区にお
標準誤差
Z値
P値
0.385
0.084
4.584
P < 0.01
-0.191
0.0574
-3.327
P < 0.01
-0.363
0.0831
-4.367
P < 0.01
0.0181
0.0554
0.327
P = 0.74
-0.029
0.0623
-0.466
P = 0.64
-0.0765
0.06
-1.275
P = 0.20
0.475
0.0908
5.233
P < 0.01
8.0
営巣数に影響を与えていると予想される要因について、
以下の 7 つの項目(森の面積、一級河川の面積、当該管理
回帰係数
電柱
0 1.67 7.17 1.83 0.33 1.83 1.67 2.67 0.33
56
-0.024
電柱
5 5.33 4.33 4.83 4.83 5.17 2.17
1.5 5.67
1.5
0.135
高速
道路
0.04
3.5 4.33 4.33 8.33 5.67 5.17 7.67 2.67
8 8.33
鉄道
-0.023 -0.179 -0.101
高速
平均
森
6.0
4.0
2.0
0.0
-2.0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
-4.0
-6.0
主要3種の割合
なった。営巣数に正の効果を持つと判定された要因は、管
第 4 図 主要 3 種の割合と理論値との差
(各点は管理区ごとの値を示す)
理区における営業所の面積、電柱数であった。一方で、負
の効果を持つと判定されたのは一級河川の面積、送電鉄塔
の本数であり、これらの数値が大きい管理区では営巣数が
少ないことが明らかになった。森の面積、鉄道の有無、高
速道路の有無は営巣数と関連が薄い結果となった。
4
考察
また、第 2 表のとおり、主要 3 種における営巣数は全体
電柱のタイプによりカラスに営巣される割合が異なる事
の 97%を占めている。だとすれば、主要 3 種が多い管理
は、巡視や巣の撤去に従事する電力会社の従業員は経験的
区では営巣される頻度が高くなるという仮説が成り立つ。
に知っていた事であるが、今回、統計学的解析によって電
これを検証するために管理区ごとに主要 3 種の割合と、営
柱のタイプに依存することが示された。つまり開閉器柱、
巣される数との理論値との差を求め、第 4 図にプロットし
変圧器柱は営巣される割合が高く、低圧線のみや設備なし
た。仮説が正しければ右肩上がりとなるはずであるが、主
は営巣の割合が低い、あるいは全く営巣されなかった(第
要 3 種の割合に関わらず、理論値との差はばらつきがある
1 表)。続いて年度ごとに解析を行ったが、2017 ~ 2022
という結果になった。
年度のいずれにおいても、同様の結果が得られた。本来、
多くの鳥類は樹木に営巣するが、営巣される樹木の種類に
は差があることが報告されている。カラスが好んで営巣す
27
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
る樹木の種類の特徴として、枝が適度に分枝しており、巣
入手しやすい場であると予想される。そのため、河川は
の土台を確保しやすいこと、また、枝や葉などが、周辺環
複数種の生物が生息する場であり、さらに食物が得られる
境から巣を隠蔽できることと、巣から周辺環境を観察しや
場は、カラスの他個体や、カラス以外の動物も集まる可能
すい両方が確保できるのに適切な量であることが考えられ
性が高く、カラスは営巣場所に、これらの存在からある程
ている(中村 2000;Soh ら 2002)。開閉器柱や変圧器柱
度離れた場所を選ぶ可能性がある。営巣する場所は、食物
は、これらの機器そのものや、多くの電線と連結するため
が得られる場所のすぐ近くではなく、ある程度の距離があ
に腕金が取り付けられている。これらの物が土台となり、
る方がカラスにとって適切であると推察される。Soh ら
低圧線のみや設備なしと比較して巣材を設置しやすいこと
(2002)は、シンガポールのイエガラスにおいて、営巣す
が、カラスによる営巣が多い要因と考えられる。また、開
る場と食物残渣が得られる場とは、計算によって求めた理
閉器柱は、機器そのものや腕金や電線が高低差を伴って設
論値よりは近い場所に営巣するが、平均距離は 200 m 程度
置されていることが多く、これらのことが、
「適度な隠蔽
であり、「すぐ近く」ではないことを報告している。
と周辺環境の観察のしやすさ」に適している可能性がある。
電柱への営巣について、もう一つ、負の関係があったの
6 年間で、複数年に渡って営巣されている電柱は少な
は送電鉄塔の本数であった。今回は、電柱への営巣のみ
く、多くは 1 年のみの営巣であった。1 年のみの営巣は、
を計測しており、送電鉄塔への営巣は記録していない。一
開閉器柱の割合が、変圧器柱、高圧線のみの電柱よりも多
方、送電鉄塔にもカラスの営巣があることは、経験として
かった。一方で、変圧器柱、高圧線のみの電柱は 4 年以上
明らかとなっている。カラスは、互いに一定の間隔を保っ
に渡って営巣された割合が多い結果となり、すべての年で
て営巣する(中村 2000;黒沢ら 2004)。送電鉄塔への営
営巣があった電柱も存在した。一方で 4 年以上に渡る開閉
巣があると、後から営巣する他のカラスは、電柱への営巣
器柱の営巣の割合は低く、特に 6 年間すべてで営巣された
がある場合よりも長い間隔を取って営巣することが予想さ
開閉器柱はなかった。当社は、カラスによる営巣を発見し
れ、そのことは、送電鉄塔を含む管理区では電柱への営巣
た場合、事故が起こる可能性の高いものを優先的に選んで
が少ない理由となり得る。今後、送電鉄塔への営巣も併せ
撤去を行なっている。さらに、そのような電柱には、風に
て記録し、電柱への営巣のデータとの関連について解析す
よって回転するプロペラやテグスなど、カラスが忌避する
ることにより、巡視地域の優先順位の決定につながること
ことを期待する物を設置するなど、営巣防止対策を取って
が期待できる。
いる。開閉器柱は電線の連結部が多いぶん、故障停電のリ
さらに、第 4 図から、どの管理区も主要 3 種の割合が高
スクが高いため、他のタイプに比べ対策を取る可能性が高
いにも関わらす、管理区ごとに営巣数の差がある事を踏ま
い。このことが、複数年に渡って営巣される開閉器柱が少
えると、カラスは単に開閉器柱を好むわけではない事も明
ない理由ではないかと考えられる。また、このことは対策
らかになった。おそらく、送電鉄塔や河川などの周辺環境
が一定の効果を挙げていることを示唆するものである。
により選択した後、営巣する電柱を選択している可能性が
今回、営業所を 138 個の管理区に分け、各管理区内での
考えられる。
営巣数に影響を与える環境要因について解析した結果、正
の効果があったのは電柱数と管理区における営業所の面積
であった。カラスにより営巣される電柱数は、そこに元々
存在する電柱数に依存することは容易に想像でき、電柱が
5
今後の展開
多いメッシュほど営巣数も多いのは必然の結果である。ま
今後は、ゴミステーションの位置など、カラスの行動に
た、元々の営業所としての面積が 1 km 未満のメッシュで
影響を与えていると思われる他の環境要因も含めた解析
は、営巣が計測される電柱自体が 1 km を満たすメッシュ
や、他の営業所でも同様の結果が得られるかを検証し、巡
よりも少なく、これが営巣数と正の関係を持つことも当然
視計画策定の一助となるように研究を進めたい。
2
2
である。
営巣数と負の関係がある要因は、一級河川の面積と、送
電鉄塔の本数であった。一級河川の面積が多い管理区ほど
営巣数が少ない理由は、河川に電柱は設置できないため、
元々の電柱数が少ないことも考えられる。一方、河川の近
くはヒトの食物残渣やその他の食物が、住宅付近に次いで
技術開発ニュース 2026/No.170
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-
研 究 成 果
Results of Research Activities
環境負荷低減型コンクリート柱の開発研究
Research on the Development of Low-Environmental-Impact Concrete Power Poles
~脱炭素・資源循環社会の実現へ~
執筆者
電力技術研究所
電力設備グループ
佐野 征弥・奥 佑之
土木グループ
櫻井 友彰
カーボンニュートラル実現に向け、中部電力グループでは発電の高効率化や送電ロス
の低減に取り組んでおり、更なる進展には用品製造に着目した環境負荷低減も重要であ
る。今回、施設数が多く、セメント製造時に多量の CO2 排出を伴うコンクリート柱につ
いて、東海コンクリート工業株式会社と共同してセメントの一部を産業廃棄物に置換する
研究を行った。
1
3
研究の背景・目的
コンクリート分野では、セメント置換材料の研究が行われて
いるが、コンクリート柱は建築物等に使われるコンクリートと
曲げ試験
(1)方法
セメントの 70%を高炉スラグ微粉末で置換した長さ
は異なり、遠心成形による製造や高い圧縮強度を要する特殊
14m のコンクリート柱を工場で試作し、JIS A 5373「プ
性から、既存の研究成果の適用が難しい。コンクリートは、水
レキャストプレストレストコンクリート製品」に準拠した
分を増やすと成形性は向上するが、圧縮強度は低下する関係
曲げ試験(第 2 図)を実施した。
があり、製造方法の工夫等により、これらの両立が必要である。
2
載荷
配合試験
ひび割れ確認
(1)方法
セメントの置換材料として、既存の研究で使われている石
炭灰、高炉スラグ微粉末に加え、当社グループで産業廃棄
載荷前
物処理しているバイオマス燃焼灰を選定した。それぞれ置換
率を変えて遠心成形のコンクリート供試体を作製し、JIS A
1136「遠心力締固めコンクリートの圧縮強度試験方法」に
準拠した圧縮強度試験を実施した。この結果から、各置換材
料で基準強度値を満たすセメントの最大置換率を評価した。
載荷中
破壊
第 2 図 曲げ試験
(2)結果
コンクリート柱に関する規格に適合していることを確認
した(第 2 表)。
(2)結果
第 2 表 曲げ試験結果
3 種類の中で高炉スラグ微粉末が置換率70%と最も高かっ
試験荷重載荷時
のひび割れ幅
試験荷重除荷時
のひび割れ幅
破壊荷重[kN]
規格
0.25mm 未満
0.05mm 未満
10.0 以上
(試験荷重の 2 倍)
結果
0.10mm
0.01mm 未満
12.5
た(第1図、第1表)
。これは、水分割合、練り混ぜ・成形時
間を変更し、延べ56回の試行錯誤の末に得られた結果である。
近似曲線
10日経過時点の
基準強度値
4
1日経過時点の
基準強度値
まとめ
セメントの 70%を高炉スラグ微粉末で置換したコンク
リート柱は、従来配合に比べ、以下の環境負荷低減効果が
得られる(年間使用本数 2 万本で換算)。
第 1 図 圧縮強度試験結果
・CO2 排出量の削減
第 1 表 セメントの最大置換率
置換材料名
(参考)従来配合
石炭灰
高炉スラグ微粉末
バイオマス燃焼灰
29
技術開発ニュース 2026/No.170
2024.03/No.168
セメント
100
80
30
90
割合[%]
:2,613 [t-CO2/ 年 ]
・産業廃棄物の削減量 :4,892 [t/ 年 ]
置換材料
0
20
70
10
今後は、実用化に向けて工場製造における品質の向上や
製造コストの抑制を目指し、継続して検討を進める。
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-
研 究 成 果
研 究 成 果
Results of Research Activities
77kV ガス絶縁開閉装置の保全に関する検討
Considerations on the Maintenance of 77 kV Gas Insulated Switchgear
断路器操作機構部に対する劣化グリース手入れの省力化
執筆者
中部電力パワーグリッド
エンジニアリングセンター
設備技術グループ
野口 和輝
77kV ガス絶縁開閉装置の断路器操作機構部には、動作時の潤滑性を維持するためにグ
リースが使用されており、経年とともにグリースが劣化した際、不具合に至るケースがあ
る。ここ数年一部の断路器操作機構部において、劣化グリースが起因と想定される不具合
が増加傾向にあるため、新たな手入れ手法について検討を行った。
1
現状の手入れ手法に対する問題点と
解決策
まま、もう一方はグリースを加速劣化させた模擬品を 2 種
類準備した。新品グリースのナット回転トルクを基準に、
加速劣化させた模擬品は通電熱により各温度まで加熱を行
今回の対象断路器はモータの駆動力によりネジ棒を回転
い、ナット回転トルクを確認した。その結果、約 44℃まで
させ、ネジ棒に取付けられた摺動子が左右に移動すること
温めることで新品グリース同等の回転トルク(軟化状態)
で主回路の開閉を行う構造である(第 1 図参照)。
になることが判明した(第 3 図参照)。
250
● :回転トルク
主回路
開
ネジ棒
閉
分銅
モータの駆動力
により回転
分銅
第 1 図 断路器操作機構部の構造
新品グリースを基準とした
ナット回転トルク(%)
摺
動
子
:近似曲線
200
分銅の重量で評価
150
100
新品グリースの
回転トルク(100%)
50
劣化グリースが新品グリース
同等の軟化に至る温度
0
15
ネジ棒には動作時の潤滑性を維持するためにグリースが
塗布されており、経年とともに油分が蒸発すると摺動性が
損なわれ、動作時間の遅延や不動作、さらにはネジ棒と摺
動子がかみ込み動作不能に陥る。その不具合を防止するた
20
25
30
35
40
模擬品温度(℃)
45
50
第 3 図 検証方法および温度とナット回転トルクの関係
<通電熱による温度上昇検証>
ネジ棒および摺動子へ電流を通電し、温度上昇推移を測
め、定期的に劣化グリースの除去および新品グリースの塗
定した結果、1 時間で約 34K の上昇を確認した(第 4 図参
布を行い機能回復に努めているが、操作箱内の非常に狭隘
照)。
な箇所での作業となるため、劣化グリースの除去に時間と
40
労力を要している。
リースを軟化させて除去する清掃方法について考案した
(第 2 図参照)。当該手法を確立するため、劣化グリースが
軟化する温度と、通電熱による温度上昇度合を検証にて確
認した。
30
上昇温度(K)
そこで今回、通電熱を利用してネジ棒を温め、劣化グ
20
10
0
0
摺動子の発熱が
ネジ棒へ伝熱する
A断面図
摺
動
子
A
第 2 図 通電熱を利用した清掃方法
10
15
20
25
30
35
通電時間(分)
40
45
50
55
60
第 4 図 通電時間と温度上昇の関係
劣化グリース
ネジ棒と劣化グリースの
接触面を軟化させる
5
3
今後の展開
上記検証結果から外気温が 10℃以上であれば 1 時間以内
2
検証内容および結果
<劣化グリースの軟化温度検証>
にグリース軟化温度(約 44℃)に達することを確認できた
ため、今後現場への展開を進め、メンテナンスコストの低
減に努めていく。なお、不具合兆候の確認された一部対象
器に対して本手法を展開し、有効性は確認済である。
スタッドボルトに新品グリースを塗布しナットを取付け
た模擬品(以下模擬品)を用いて、一方は新品グリースの
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技術開発ニュース
2024.03/No.168
2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
ポリマー V 吊懸垂装置の開発
Development on V-arranged Polymer Insulator Assembly
中部電力パワーグリッドでは、鉄塔の建設コスト抑制や線下及び鉄塔用地の縮小を目的
に、狭線化及び狭隘地化対応として、磁器製の長幹 V 吊懸垂装置を採用している。一方
で、近年、一部の国内電力会社の架空送電線路には、磁器がいしに比べ、軽量であるポリ
マーがいしが導入されつつある。2023 年には、66/77kV 架空送電線用ポリマーがいし
について、仕様や材料等の標準を定めた電力用規格 (1) が発行されたが、ポリマー V 吊懸
垂装置(以下、ポリマー V 吊装置)は、上記規格の対象に該当しない。そのため、ポリ
マー V 吊装置の適用にあたり、技術課題を整理し、がいしおよび装置の詳細設計、性能
検証を実施した。
1
ポリマー V 吊装置の仕様とその課題
〈1・1〉対象装置
2
執筆者
中部電力パワーグリッド
エンジニアリングセンター
用品開発グループ
竹端 聖也
(現所属)
中部電力パワーグリッド
基幹系統建設センター
送電施設グループ
ポリマー V 吊装置の設計
前項の設計仕様からポリマー V 吊装置を設計した。長幹
対象とした V 吊装置は以下の通り。
V 吊懸垂装置を第 1 図、ポリマー V 吊装置の比較を第 1 表
・33kV、77kV、154kV 本線用 V 吊装置
に示す。
・275kV ジャンパ支持用変形 V 吊装置
ポリマーがいしのたわみを抑制するため、FRP コア径は
〈1・2〉設計仕様
V 吊装置のポリマーがいし化にあたり、以下のように設
φ 63mm とした。また、がいし全長を磁器と同等とした
が、有効長が短くなったため、試験で検証することとした。
計仕様を整理した。
・既設の長幹 V 吊懸垂装置との取替を想定し、鉄塔改造
を伴わない装置構造とする。
・がいし性能および装置性能(電気性能、機械性能)は
長幹がいしと同等とする。
〈1・3〉ポリマーがいし化の主要課題
長幹がいしをポリマーがいしに置き換えた場合に予想さ
れる設計上の主な課題を以下に示す。
〈1・3・1〉機械性能
電線風圧による水平荷重によってポリマーがいしに圧縮
荷重が発生し、がいしが座屈することで、V 吊懸垂装置と
しての剛性を確保できない可能性が考えられる。特に本線
第 1 図 ポリマー V 吊装置(77kV)
用は、より大きな荷重に耐える設計が必要となる。
第 1 表 V 吊装置諸元の比較(代表)
〈1・3・2〉電気特性
ポリマーがいしは、FRP コアと端部金具を圧着固定し所
定の引張強度を確保するため、長幹がいしのキャップ金具
に比べ、端部金具全長が長くなる。そのため、ポリマーが
いし全長を長幹がいしに合わせると 33kV および 77kV 用
のポリマーがいしは有効長が短くなり、がいし自体の電気
性能への影響が懸念される。
〈1・3・3〉ポリマーがいし胴部表面電界
ポリマーがいしの劣化要因として、紫外線や酸性雨など
の環境要因の他に、電界起因の劣化が海外でも着目されて
おり、EPRI ではポリマーがいしの胴部電界閾値を提案して
いる。
(2)
31
技術開発ニュース 2026/No.170
引張
強度
(kN)
FPR
コア径φ
(mm)
がいし
全長 H
(mm)
有効長
L
(mm)
ポリマー
φ 63
665
365
磁器
-
635
420
ポリマー
φ 63
1085
785
-
1075
860
φ 63
2353
2053
-
2356
2021
φ 63
3028
2728
-
3037
2582
電圧
がいし
33kV
(LC-8010)
77kV
(LC-8021)
磁器
ポリマー
154kV
(LC-8024×2) 磁器
ポリマー
275kV
(LC-8021×3) 磁器
120
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-
研 究 成 果
3
性能検証結果
〈3・1〉機械試験
果、変位量は 24.3mm であり、鉄塔とのクリアランスに影
響がないことを確認した。
〈3・2〉電気試験
前述した通り、ポリマーがいしの有効長は長幹がいしよ
性能検証には、本線用で使用する最長装置の 154kV 装
り短いため、第 1 図に示す電圧階級毎にポリマーがいしお
置(座屈試験は 275kV 装置)を用いた。なお、実使用荷
よびポリマー V 吊装置で商用周波注水耐電圧試験、雷イン
重を以下の通りとした。
パルス耐電圧試験を実施し、仕様値を満足することを確認
・条件:風速 40m/s、適用電線 ACSR1160mm2(最大使
した。275kV 用のジャンパ支持用ポリマー変形 V 吊装置に
用張力68700N)
、単導体、径間400m、水平角0 ~ 8°
ついては、印加電圧が高くコロナ放電の懸念があるため、
・垂直荷重(P1):11.8 kN ・水平荷重(P2):13.6 kN
・圧縮荷重 (P2ʼ):27.7 kN
コロナ試験を行い、問題がないことを確認した。
〈3・3〉ポリマーがいし胴部表面電界の解析
印加電圧が高い 154kV、275kV 用装置を用いて、電界
解析によりポリマーがいし胴部電界を確認した。その結
果、EPRI の推奨値 (0.42kV/mm 以上の電界が 10mm 以
上継続しない ) 以下となり、電界劣化の影響が小さいこと
が確認できた。
第 2 図 装置およびがいしに加わる荷重
〈3・1・1〉座屈試験
前述した通り、ポリマー V 吊装置には、風圧による電線
横振れ時に水平荷重 P2 が発生し、ポリマーがいしに圧縮
荷重 P2ʼ が加わる。ポリマーがいしに圧縮荷重を加え、が
いし中央部の変位量を測定し、ポリマーがいしが座屈する
第 4 図 電界解析例(275kV)
荷重を確認した。試験には全長が最も長く、より座屈しや
すい 275kV 用ポリマーがいし(LC-8021×3 相当)を使用
した。試験の結果、実使用時に発生する圧縮荷重 27.7kN
では座屈しないことを確認した。
〈3・1・2〉横振れ試験
4
まとめ
ポリマーがいし化による懸念であったたわみは、太径の
ポリマー V 吊装置の横振れ特性も、懸念事項の 1 つであ
FRP を使用することで、横振れを最小限にし、鉄塔とのク
る。水平荷重によりポリマーがいしがたわむことで課電側
リアランス確保の目途を得た。また、ポリマーがいしの有
の位置が大きく変位し、鉄塔クリアランスに影響を及ぼす
効長は長幹がいしと比べ短くなったが、必要な電気特性が
可能性がある。鉄構にポリマー V 吊装置を設置し、実使用
確保できることを確認した。さらに、電解解析によりポリ
時に発生する垂直荷重および水平荷重を印加し、電線位置
マーがいし胴部の表面電界を確認し、EPRI の推奨値以下で
の変位量を測定した。試験には 154kV で使用される LC-
あり、電界による外被劣化の影響が小さいことを確認した。
8024×2 相当のポリマー V 吊装置を使用した。試験の結
文 献
(1) 電力用規格 A-501「66/77kV 架空送電線用ポリマーがいし」(2023)
(2) A.J Phillips, et al, , Electric-Filed Limits for the Design of Grading
Rings for Composite Line Insulators, IEEE TRANSACTION ON POWER
DELIBERY, VOL.30, NO.3, JUNE 2015
第 3 図 横振れ試験
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
ドライエア断路器の母線ループ電流開閉性能評価
Evaluation of Bus Transfer Current Switching Performance with Synthetic Air Disconnector
自然由来ガスを用いた断路器の性能検証および
低環境負荷機器の導入を目指して
欧米で SF₆ ガス規制が進み、SF₆ ガスに比べて環境負荷の低い代替ガスを用いたガス絶
縁開閉装置(GIS)の需要が増している。酸素および窒素からなるドライエアは環境負荷
ゼロであり、SF₆ 代替ガスとして注目される一方、電流開閉性能や絶縁回復特性に課題が
ある。そこで、当社の設備運用実態を踏まえたうえで、実機断路器を用いて母線ループ電
流開閉性能の検証を行い、SF₆ 代替ガス GIS の開発および導入に資する知見を得た。
1
執筆者
中部電力パワーグリッド
エンジニアリングセンター
用品開発グループ
尾関 大輝
はじめに
近 年、 地 球 温 暖 化 係 数(GWP) の 高 い六 フッ化 硫 黄
(SF₆)ガスに対する規制が欧米を中心に進んでおり、GWP
および環境負荷が低い SF₆ 代替ガスを適用したガス絶縁開閉
装置(GIS)の需要が高まっている。SF₆ 代替ガスの一つであ
るドライエアは GWP がゼロであり、環境負荷を大幅に低減
できる自然由来ガスである。無害かつ入手性やハンドリング
性に優れるため、持続可能な絶縁媒体として注目されている。
一方で、従来の SF₆ ガスに比べてドライエアは電流開閉
性能や絶縁回復性能が劣るため、GIS を構成する断路器の
第 1 図 母線ループ電流の発生機序
母線ループ電流開閉等の電流開閉責務に対するドライエア
の特性を把握することは、実系統への適用を検討するうえ
で不可欠である。
そこで、当社管内の設備運用実態を踏まえたうえで、簡
易な接点構造を有する断路器にドライエアを適用し、母線
3
フィールドの実態調査
ループ電流開閉性能を評価した。本検討は、ドライエア断
調査対象は、当社管内の GIS 電気所の中から母線ループ
路器の適用の可能性を検証し、将来的な SF₆ 代替ガス GIS
電流および回復電圧が過酷となるパラメータ(潮流・回線
の開発および導入に活用するための知見を得ることを目的
数・ループ長)を考慮し、回路電圧ごとに代表箇所を選定
として実施した。
した。調査対象の回路電圧は 77 ~ 275kV クラスとした。
以下の項目について電気所毎に調査し、母線ループ電流お
2
母線ループ電流
よび回復電圧を算定した。算定結果を第 1 表に示す。
○ピーク潮流(夏季・冬季ピークのうち過酷側を採用)
○ループ長(母線セクション開閉器の入・切も考慮)
甲乙二重母線変電所では、信頼性向上や運用柔軟性の確
第 1 表 母線ループ電流および回復電圧算定結果
保を目的として、2 つの母線(甲母線・乙母線)を設け、
母線を切替可能な構成を採用している。この構成におい
て、運転中に負荷を停止することなく、母線切替を行うこ
とができる。母線切替の際に生じる電流を母線ループ電流
という。第 1 図に母線ループ電流の発生機序(甲母線から
乙母線への受電切替)を一例として示す。この切替過程
で、断路器が開閉する電流および回復電圧への対応が要素
33
フィールド実態
回路電圧
[kV]
変電所
275
a 変電所
JEC-2310:2014
定格電流 ループ電流 回復電圧 ループ電流 回復電圧
[A]
[A]
[V]
[A]
[V]
8,000
3,116
97.3
4,000
100
275
b 変電所
8,000
3,077
47.3
4,000
100
154
c 開閉所
4,000
2,511
19.3
3,200
100
77
d 変電所
2,000
832
6.4
1,600
100
技術の一つとなっている。従来の SF₆ ガスを用いた断路器
いずれの電気所も母線ループ電流および回復電圧は JEC-
では、アーク消弧性能が高く、ループ電流開閉に対する要
2310:2014 規定値を下回る結果となった。a 変電所におい
求性能を満足しやすい。一方、ドライエアは SF₆ ガスに比
ては、母線セクションを経由したループ切替であり、ルー
べて電流開閉性能や絶縁回復性能が低いため、SF₆ 代替ガ
プ経路が長くなったため、他箇所に比べて回復電圧が大き
ス GIS の開発およびフィールド導入の課題となっている。
くなったと想定される。
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-
研 究 成 果
4
試験条件
供試断路器は、主接点と先端に耐弧片を有するアーク接
点とで構成される並切消弧方式(第 2 図)とし、ドライエア
0.6 MPa-g を封入した。フィールドの実態調査の結果およ
びJEC-2310:2014 に規定の定格電流 2 ,000 A 条件(開閉
電流1,600 A,回復電圧100 V および過渡回復電圧上昇率
100 V/μs)を基準に、第 2 表に示すように回復電圧値と
開閉電流値を変化させた。各条件にてループ電流開閉を行
い、回復電圧または開閉電流とアーク時間の電圧・電流の
依存性を確認した。JEC-2310:2014では GISと気中絶縁機
第 3 図 回復電圧とアーク時間の関係
(2) 開閉電流依存性
第 4 図に回復電圧 50 V 条件における開閉電流依存性を
器とが混在する変電所の回復電圧は 300V を規定しているた
示す。いずれの開閉電流条件においても SF₆ ガスおよびド
め、性能把握を目的に回復電圧は最大 300V まで検証した。
ライエアともにアーク時間に変化がなく、開閉電流 1 サイ
クル以下の安定した遮断性能が確認された。回復電圧 50V
では、SF₆ ガスとドライエアの遮断性能に有意差はみられ
なかった。
第 2 図 供試断路器の姿図および消弧方式
第 2 表 試験条件
条件
No.
ガス種
ガス圧
開閉
回復
[MPa-g] 電流 [A] 電圧 [V]
1
ドライエア
0.6
1,600
50
第 4 図 開閉電流とアーク時間の関係
回数
10
2
ドライエア
0.4
1,600
50
10
3
ドライエア
0.2
1,600
50
10
4
ドライエア
0.6
1,600
20
10
5(基準) ドライエア
0.6
1,600
100
10
6
ドライエア
0.6
1,600
300
10
7
ドライエア
0.6
960
50
10
6
まとめ
簡易的な接点構造のドライエア断路器を用いて母線ルー
プ電流開閉性能を比較評価した結果、回復電圧とアーク時
間は正の相関傾向を示し、回復電圧 50 V 条件では開閉電
流条件に依らず安定した遮断性能であることを確認した。
8
ドライエア
0.6
2,400
50
10
9
ドライエア
0.6
3,200
50
10
フィールドの実態調査結果では、母線セクション経由の
10
SF6
0.6
1,600
50
10
11
SF6
0.6
3,200
50
10
ループ切替を除き、回復電圧の実態は 50V 以下であり、
12
SF6
0.6
1,600
300
10
ドライエア断路器の適用見込みがあることを確認した。ま
た、154kV および 77kV 系統の回復電圧は 20V 以下であっ
たため、要求仕様を低減することで、機器コスト低減や
5
試験結果
(1) 回復電圧依存性
第 3 図にループ電流 1, 600 A 条件における回復電圧依存
性を示す。SF₆ ガスおよびドライエアともに回復電圧が高
くなるにつれてアーク時間も伸びており、正の相関傾向を
示した。回復電圧 300V において、ドライエアは平均アー
ク時間が 150ms を超え、SF₆ ガスに比べて長くなった。
SF₆ 代替ガス機器の開発促進が期待される。
7
参考文献
(1) 野田他:「補助接触子を付属しない気中断路器におけるループ電流開閉性能評
価」 2025 年度 電気学会 放電・プラズマ・パルスパワー/静止器/開閉保護
合同研究会
(2) 小池他:
「ドライエア断路器のループ電流開閉性能評価」
令和 7 年 電気学会全国大会
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
間接活線工法移行に向けた工具・用品の開発
Development of Tools and Equipment for Transitioning to Indirect Work Methods
高圧活線作業における感電災害撲滅に向けた取り組み
執筆者
配電部門では、2022 年度より感電災害撲滅に資する施策として、高圧活線作業の工
法移行(従来の直接活線工法から間接活線工法への移行)を推進してきた。移行の課題
であった作業効率低下と作業者負担の増加に対し、全 91 品目の新規工具を実装すること
で、課題解消を図った。
1
中部電力パワーグリッド
エンジニアリングセンター
用品開発グループ
宮澤 啓太
負担の増加である。間接活線工法では作業者が充電部から
背景・課題
離れた位置から絶縁棒を用いた作業となるが、工具重量に
よる負担が大きい。
(1) はじめに
本稿では第 1 の課題である作業効率低下への対応例とし
高圧 6,600V 設備の工事においては、電線が充電された
て、「自家用仮送電工法の開発」、第 2 の課題である作業者
状態のまま切断・接続等を実施する作業がある。従来、こ
の身体的負担増加の対応例として、「アシストアームの開
の作業は第 1 図のとおり絶縁性の保護具・防具を用いて作
発」について以下に報告する。
業者が直接充電部に触れて作業する「直接活線工法」が主
流であった。
この工法は、現場環境に応じた柔軟な施工が可能である
反面、作業者が充電部に近接する必要があるため、わずか
な判断誤りによって感電災害が発生するリスクを伴う。当
社では、これまで「直接活線工法」の経験や技術力の向上
2
自家用仮送電工法の開発
(1)開発経緯
配電線工事を停電で実施する際に、お客さまへの電気供
により感電災害の撲滅を図ってきた。しかし、第 2 図のと
給を継続するため、仮送電ルートを構築する。この手法
おり感電災害は過去から断続的に発生しており、完全な撲
は、電線が充電した状態のままお客さま設備に仮送電ケー
滅には至ってない。以上の背景から、感電災害の撲滅に向
ブルを接続する必要があるが、直接活線工法でも、狭隘か
け、第 3 図のとおり充電部へ接近せず工事が可能な「間接
つ電線が無張力で揺動しやすいため、作業者は細心の注意
活線工法」への移行に取り組んだ。
を払い、電線の皮剥きやケーブル接続を行う必要があった。
「間接活線工法」で同様の作業を実施することは作業難
5
保護具
(絶縁手袋)
保護具
(絶縁上衣)
防具
(絶縁シート)
易度が高く、また作業工程も多岐に渡ることから、代替と
4
なる作業方法を検討した。検討の結果、第 4 図に示すとお
3
2
り電線相互の接続に用いる接続コネクタへケーブルを接続
1
することで、電線の皮剥き作業を不要にできることを見出
0
1990
2000
2010
2020
し、接続コネクタへのケーブル接続工法の検討に着手した。
第 1 図 直接活線工法の例 第 2 図 感電災害発生状況
現状(お客さまスイッチの電源側)
3
先端工具
(用途毎に取替)
見直し後(接続コネクタ)
絶縁棒
第 3 図 間接活線工法の例
(2) 間接活線工法の課題
35
第 4 図 仮送電ケーブル接続位置の見直し
(2)開発課題
接続コネクタへのケーブル接続には、第 5 図に示すとお
「間接活線工法」への移行にあたっては、大きく 2 つの課
り課題が 3 点存在する。第 1 の課題は導電部の露出部が少
題がある。第 1 の課題は作業効率の低下である。他電力会
ない点である。第 2 の課題は接続コネクタの種類が多岐に
社において採用実績のある間接活線工具には、当社設備へ
渡ることから工具には高い汎用性が求められる点である。
そのまま適用できないものが多く、活線作業に要する人工
第 3 の課題は間接活線工法では作業者が離れた位置から操
は従来より大幅に増加する。第 2 の課題は作業者の身体的
作するため、接触の安定性を確保する必要がある点である。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
②接続コネクタの種類が多い
①導通部の露出が少ない
導通部
種類
導通部の形状
125Ⅱ
凹形
100Ⅱ
60Ⅰ
③接触安定性の確保
厚み
55㎜ 18㎜
53㎜ 18㎜
厚み
38Ⅱ
49㎜ 16㎜
42㎜ 15㎜
では絶縁棒の容易な固定やバケットを操作せず対象物へア
35㎜ 10㎜
プローチできる利便性を追求した。また軽量化の面では、
凸形
5U
既存の仮送電ケーブル
厚み
う特徴がある。当社の開発にあたり、機能性はもちろん、
の両立をコンセプトとして開発した。具体的には、機能性
49㎜ 16㎜
幅
存在するものの、機能性が高い一方で工具重量が重いとい
現場での工具運搬・バケットへの着脱を考慮して軽量化と
55㎜ 18㎜
100Ⅰ
60Ⅱ
幅
幅
第 5 図 接続コネクタへのケーブル接続における課題
(3)開発結果
開発課題を解消し、最終的に決定した形状を第 6 図に
女性従業員による運搬も考慮し、工具重量を 20kg 以下と
する目標値を設定した。
(3) 開発結果
最終的に決定した形状を第 7 図に示す。
示す。
絶縁棒の固定には、ハンドルを押し下げるだけで仮固定
第 1 の課題である導通部の露出が少ない点については、
が可能となるレバーロック機構を備えた。本機構により、従
先端部を爪状の接点とし、コネクタの導通部へ確実に接触
来のハンドル締め付け方式と比較して操作棒の固定時間を
させる構造を考案することで解決を図った。
約1/2 に短縮できた。さらに、対象物へのアプローチは、
次に、第 2 の課題である接続コネクタの種類の多さ、お
バケット操作に依存せずアシストアームの可動だけで位置の
よび第 3 の課題である接触安定性の確保については、爪先
微調整ができるレール機構を備えた。本機構により、対象
部に緩やかな斜面を設けた構造とすることで対応した。具
物へのアプローチに係る時間は、1/4 程度に大幅短縮できた。
体的には、幅や厚みの異なる各種コネクタに対しても導通
また、軽量化の実現に向け、従来のアシストアームにおけ
部への接触が可能となり、1 種類の工具での汎用化を実現
る起伏角度調整機構として一般的に採用されているダンパー
した。また、間接活線での取付時には、締付け操作に伴っ
機構を排し、ラチェット機構を導入した。これにより、任意
て爪先が斜面に沿ってコネクタ位置を補正するため、安定
の位置で絶縁棒を確実に固定する作業性を損なうことなく、
した取付が可能となった。
軽量化を実現した。本工具は、これら要求機能の精査と構
本工具に加え、ケーブル吊り工具や線間離隔器の開発に
造の簡素化により工具重量を15㎏に抑え、開発当初に掲げ
より、自家用仮送電工法を実現するとともに、1 箇所あた
た機能性と軽量化の両立という設計コンセプトを達成した。
りの作業時間は従来約 180 分から約 20 分へと大幅な短縮
本工具の導入により営巣撤去作業などの 1 名対応が可能
が図れた。
となり、重量のある絶縁棒を保持する時間の低減が図れた。
【ケーブル吊り工具】
接続部にケーブル荷重が加わり接触不良が発生することを防ぐため、ケーブルを支持するた
めの工具を開発。従来は、接近する電線に防具を施し電柱に固定していたが、間接活線
工法への移行に伴い、充電部へ接近せずに固定できる構造を採用。
【線間離隔器】
ケーブル接続時に電線が揺動し、電線同士が接触することを
防ぐため、線間を保持するための工具を開発。工具を介した
線間短絡を防止するため絶縁性を有する素材とし、さらにク
リップ把持部は間接活線工具で操作が可能な構造を採用。
作業イメージ
【接続コネクタ用バイパス金具】
接続コネクタに間接活線工法で取付可
能なバイパス金具を開発。先端に緩やか
な爪状の接点を設けることで、サイズや
厚みが異なる接続コネクタに対しても1種
類で導通部に確実な接触が可能。加え
て、締付操作に伴い、爪先が斜面に沿
ってコネクタ位置を補正するため、、安定
的な取付が可能。
従来︓ハンドル締め付け方式
【菊座】
営巣撤去時の営巣ネット保持など、絶縁棒
を下方向に保持するシチュエーションを想定し、
角度可変用の菊座を採用
採用品︓レバーロック機構
【起伏角度調整】
作業時の操作棒起伏角度の調整として、9°
ずつ角度固定が可能なラチェット機構を採用
(起伏倒し時は解除レバーを操作)
【前後・左右レール】
対象電線へアプローチする際に、バケットを移動させ
ることなく取付作業が行えるよう、本体に前後・左右
方向に可動するレールを採用
締め付け(序盤)
締め付け(終盤)
第 6 図 開発品概要
3
【左右角度調整】
対象電線へアプローチす
る際に、電線の張力によ
るたわみなどに対応でき
るよう、左右方向に最大
30°可変する構造を採用
【操作棒把持部】
従来のハンドル締め付け方式では、絶縁棒の着脱
に時間を要し、作業性が悪いため、ハンドルを押し
下げるだけで絶縁棒の仮固定が可能となるレバー
ロック機構を採用
アシストアームの開発
(1)開発経緯
【工具重量】
機能精査と構造の簡素化を図り、重量を15
㎏に抑えた
【固定パット】
バケットへの固定には、ハンドルを回すことで容易に
着脱が可能なパッド式を採用
第 7 図 開発品概要
4
まとめ
2022 年度より本稿で報告した工具を含め、全 91品目の
従来の「直接活線工法」では、作業者が両手を使い異な
新規開発(うち7件は特許出願中)をした。これらの開発成
る作業を同時に行えるため、大半の作業を1名で対応可能で
果により、人工増加の影響を大幅に抑制した。現時点では、
あった。一方、
「間接活線工法」では、営巣撤去作業など複
「直接活線工法」と比較して必要人工はわずかな増加となる
数の絶縁棒を同時に使用する作業において2 名での作業が必
が、今後予定している追加開発により最終的には「直接活線
要となり、さらに絶縁棒の重量による身体的負担が増加する。
工法」と同等以下の人工水準を達成することを目指していく。
これを受け、「間接活線工法」における省人化、負担低
さらに、間接活線の適用率についても、各種開発品の実
減を目指し、高所作業車のバケットに取付けて絶縁棒を保
装や事業場での推進を重ねた結果、2022 年度の 1.6% から、
持・可動できるアシストアームの開発検討に着手した。
2025 年度には 98.8% へと飛躍的に向上した。残された課
(2)開発コンセプト
アシストアームは、他電力会社で採用実績のある製品が
題に対しても工具開発を進め間接活線工法への全面移行の
実現を図る。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
排水由来の廃棄物低減を実現する
エマルション分離装置(EBS)の開発
Development of an Emulsion Separation Device for Reducing Wastewater Derived-Waste
既存装置の失敗をヒントに、逆転の発想で技術開発
執筆者
マイクロバブルの発生方式の 1 つである旋回せん断方式を、溶け込んだ油分(エマル
ション)の分離に使い、従来技術とは一線を画す装置を技術開発した。この技術により、
排水処理の課題となっていたエマルションをクリーンに分離できる。そのため、排水処理
において大きなブレークスルーを実現する。
1
開発背景
中部電力ミライズ
ソリューション事業本部
ものづくり革新部
杉山 玲衣
液や加工液を長寿命化し廃棄物低減に貢献してきた。その
中で、有効成分であるエマルションがブレイクされてしま
い、適切に利用できず、導入に失敗しているケースが散見
当社は、2010 年代よりカーボンニュートラルや循環型社
された。
会の実現を目指し、製造現場における環境負荷の低減に取
一方で、このマイクロバブルの発生方式で生み出せるエ
り組んできた。特に、生産工程で使用される洗浄液の再利
マルションブレイク効果を強化することができたら、大き
用や長寿命化を通じて、廃棄物の削減と資源の有効活用を
な付加価値に繋がるのでは?と考えた。なぜなら、エマル
推進してきた。こうした取り組みの中で、日々の営業活動を
ションブレイクは、機械的にもできる方法は従来からある
通じて顧客と対話を重ね、現場の課題を直接把握してきた。
ものの、処理量が少ない。大容量を処理する場合は、薬剤
その中で明らかになったのが、排水処理に関する深刻な
や濃縮装置などの他手法を利用する方式が一般的だったた
課題である。多くの製造現場では、油分やエマルション
めである。
(乳化油)を含む排水が発生しており、それが原因で処理
また、並行してエンドユーザへのヒアリング調査を行っ
工程において多量の廃棄物が発生している。特に、排水中
た。多くのエンドユーザの排水処理工程では、エマルショ
のエマルションは分離が難しく、処理負荷を高める要因と
ンを含む排水が多く、廃棄物が多量に発生していること
なっていた。
が分った。また、エマルションが要因となり、処理エネ
環境省の調査(令和 5 年度事業 産業廃棄物排出・処理状
ルギーやコストが増大していることも判明し、経営課題と
況調査報告書 令和 4 年度速報値)によれば、国内で発生
なっていた。さらに、排水処理工程は、設備トラブルなど
する産業廃棄物の約 4 割を汚泥が占めており、排水処理は
により現場作業者の負荷も大きいことが明らかになった。
その汚泥発生の主要因となっている。したがって、排水処
以上より、排水処理工程に対して、マイクロバブルの発
理の廃棄物の削減は、製造業全体に共通する重要な社会課
生方式の応用により、エマルションブレイクを起こす装置
題であるといえる。従来のエマルション分離技術では、無
を開発し、廃棄物低減を目指すこととなった。
機凝集剤による薬剤処理が一般的だったが、凝集・沈殿の
過程で多量の汚泥が発生し、廃棄物量を増加させる課題が
あった。(第 1 図参照)
3
技術開発
従来のマイクロバブルの発生体(コア部)は、あくまで
もマイクロバブルを発生させる装置であるため、エマル
ジョンブレイクには最適化されていない。そこで、エマル
ジョンブレイクに寄与する効果は、コア部出口付近のせん
断力と仮説立てし、流体シミュレーションにより、せん断
力を最大化する検討を行った。(第 2 図参照)
第 1 図 処理排水のフロー例と課題
2
EBS の開発コンセプト
2020 年 に 高 効 率 フ ァ イ ン バ ブ ル 式 液 清 浄 化 装 置
(RaFloM-HE)を開発し、洗浄・加工工程で利用する洗浄
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技術開発ニュース 2026/No.170
第 2 図 コア部の流体の動き(旋回せん断方式)
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研 究 成 果
流体シミュレーションでは、様々な内部構造を検証し評
現在、自動車業界を中心に導入が進んでいる。導入先の
価を重ねた。一方、コア部出口付近のせん断力を高めよう
1 つである完成車メーカでは、工場より発生する排水を静
とすると、流路が狭くなり、異物が詰まるリスクが増大す
置槽、受入槽、濃縮装置の順に送液し、濃縮装置にて廃棄
る。そのため、せん断力を高めつつ、異物閉塞しにくい構
物量を減容化していた。(第 6 図参照)
造を編み出した。その結果、強力なエマルジョンブレイク
効果を得ることができた。エマルションブレイクのメカニ
ズムは以下のとおりである。(第 3 図参照)
第 6 図 排水処理のフロー図
しかし、排水の汚染度が高いため、濃縮倍率が高められ
第 3 図 エマルションブレイクとマイクロバブル吸着の模式図
ないことが課題だった。そこで、EBS を 2 台導入した結
果、エマルションの分離を促進することで、濃縮倍率が 8
また、様々な利用先に適用できるように、コア部とポン
倍から 15 倍に向上できた。それにより、廃棄物量の低減
プを一体型するとともに、異物吸込や低重心化の対策を
や、コストダウンに成功した。(第 7 図参照)
施し、装置化した。なお、本装置は投込み式で、対象水槽
に投込み、電源供給することで利用できる。配管工事も不
要なことから、既設、新設問わず利用することができる。
(第 4 図参照)
第 7 図 コストおよび廃棄物の EBS 導入前後比較
また、2025 年 6 月には、環境賞優良賞(主催:国立環
境研究所、日刊工業新聞社 後援:環境省)を受賞し、社
会的な評価を得ることもできた。
第 4 図 本装置の設置イメージ
4
5
成果
今後の展望
EBS は、導入先により差はあるものの、1 台あたり年間
本装置は、商品名 EBS(エマルションブレイクシステム)
で廃棄物を数トンから十トン削減でき、廃棄物低減に大き
として 2024 年 10 月より販売を開始した。(第 5 図参照)
く貢献している。そのため、自動車業界だけでなく、食品
業界や排水処理に携わる企業からの問い合わせも増加して
いる。また、インドやインドネシアなどの海外事業所から
の問い合わせもあり、EBS に対する期待度の高さを感じる。
当社は、排水処理における廃棄物低減の実現を目指し、
EBS をコア技術に据えながら、更なる技術開発により、国
内および世界の廃棄物低減に貢献していく。
第 5 図 EBS の外観
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
岩石蓄熱発電の実証試験研究
Demonstration Test and Research of Thermal Energy Storage (TES) with rock bed
建設中の実証試験装置の概要
執筆者
太陽光発電など天候により出力が変動する再エネの大量導入に伴って生ずる、電力需給
ギャップを埋めるエネルギー貯蔵技術の確立が求められている。環境性、経済性および信
頼性において優位性が見込まれる岩石蓄熱技術に着目して研究を続けており、2026 年に
静岡県島田市の製紙工場内に実証試験設備を建設して試験運用を行う。
1
電力技術研究所
機械グループ
山田 康二
術開発・実証事業(岩石蓄熱プラントの技術実証お
研究の目的・背景
よび地域社会に適した大規模蓄熱エネルギーマネジ
メントモデルの技術開発 )
再生可能エネルギー(太陽光、風力)の大量導入に伴い
電力系統の需給バランスの維持が必要となってきている
が、その対策の 1 つがエネルギー貯蔵技術である。日中、
太陽光発電が出力抑制するような再生可能エネルギーが
2
岩石蓄熱技術の特長
余っているときは、エネルギーを受け取って貯蔵し、夕方
現在、さまざまなエネルギー貯蔵技術が開発されている
などエネルギーが不足する時間に放出する。岩石蓄熱技術
が、出力の大きさを縦軸、エネルギー放出時間を横軸に
は、日中の太陽光発電の電気を熱に変え、天然石に熱エネ
とって技術的または経済的に成立する範囲を示した図を第
ルギーとして蓄える。夕方のエネルギー放出時には、熱エ
2 図に示す。
ネルギーとして出力する。出力された熱エネルギーは熱の
まま利用することが適しているが、火力発電の技術を用い
れば電気に変換して出力することも可能である。この概念
大
100MW
を第 1 図に示す。
10MW
熱に変えて蓄熱
剰余
熱利用
需要
出
1MW
力
100kW
SMES
(超伝導
コイル)
電気に変えて別の
時間に利用
水素化
1kW
ミリ秒
秒
分
火力発電削減
太陽光発電以外の発電
(原子力・火力・水力・バイオマスなど)
岩石
蓄熱
蓄電池
10kW
または
太陽光
発電
揚水水力
1GW
時間
日
週
月
季節
時間
長
第 2 図 各エネルギー蓄積技術の位置づけ
第 2 図中で岩石蓄熱技術を赤色で表示している。岩石蓄
0時
12時
24時
第 1 図 1 日の電力需給イメージ
熱技術は、放熱時間が数時間程度で、出力 10MW 以上の
大規模な領域が適していることがわかる。
岩石蓄熱システムは、他方式に比べて次の特長がある。
中部電力では、2021 年度から 2023 年度まで環境省委
【経済性】蓄熱の主体となる石は極めて安価で、大半のコ
託業務として 3 年間の岩石蓄熱システムの基礎研究を行っ
ストは規模のメリットが働く機械・電気装置類や蓄熱槽筐
た(*1)
。2024 年度からは実証設備による検証と位置づ
体にかかる。このため、蓄エネルギー容量が大きいほど単
け、同じく環境省委託業務として 2026 年度まで 3 年間の
実証研究を行う計画となっている(*2)。
(*1) 令和 3 年度 岩石蓄熱技術を用いた蓄エネルギー・
サービス事業の実現可能性評価・検証委託業務、令
和 4,5 年度 岩石蓄熱技術を用いた蓄エネルギー技術
評価・検証事業委託業務
(*2) 地域共創・セクター横断型カーボンニュートラル技
39
技術開発ニュース 2026/No.170
位当たりの設置コストが低くなる。
【環境性】コバルトやニッケルなどのレアメタルを必要と
する蓄電池に対し、岩石蓄熱は建設地産出の天然石を利用
する。このため、建設時も撤去時も環境負荷が低い。
【長寿命】10 年程度で寿命を迎える蓄電池と比較し、天然
石は劣化せずコンクリートや機械装置の寿命となる 30 年
程度使えると見込まれている。
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研 究 紹 介
3
冷空気
蓄熱システムの開発
蒸気発生器
熱空気
2024 年 11 月に、静岡県島田市、東芝エネルギーシス
テムズ株式会社および新東海製紙株式会社と協定を結び、
電気ヒータ
静岡県島田市内にある新東海製紙島田工場に岩石蓄熱試験
設備(第 3 図)を建設している。岩石蓄熱槽は断熱材を内
側に貼ったコンクリート製で、内部には天然石が納められ
ており 10MWh の熱を貯める能力を有している。本設備は
+
2026 年 6 月から技術実証試験を開始する計画となってお
岩石蓄熱槽
送風機
り、その際の電気から熱に変換して貯蔵し、再び熱として
取り出すまでの効率は 70% 以上になる見込みである。
(1)蓄熱動作
送風機
岩石蓄熱槽
蒸気
蒸気発生器
水
電気ヒータ
電気ヒータ
蒸気発生器
蒸気
水
+
第 3 図 実証試験設備 外観図 (2026 年運転開始予定 )
岩石蓄熱槽
送風機
本試験設備の動作の模式図を第 4 図に示す。
(2)放熱動作
第 4 図 実証試験設備 動作の模式図
日中の電力余剰時には、第 4 図(1)で示す蓄熱動作を
行う。余剰電力を受取り電気ヒータで熱に変えて、送風機
によって送られる空気を熱し、熱空気は岩石蓄熱槽に送ら
れて天然石を加熱する。
夕 方 の 需 要 時 に は、 第 4 図(2) で 示 す 放 熱 動 作 を 行
う。送風機が送る冷空気は岩石蓄熱槽で熱を受け取り、熱
4
今後の展開
空気となって蒸気発生器に送られる。蒸気発生器では、水
実証試験は 2027 年 2 月まで行う計画であり、その後は
と熱交換して 180℃程度の蒸気を発生させ、配管を通して
社会実装に向けて残された課題解決を行い、普及を狙う。
隣接する製紙プラントに送られる。製紙工場では乾燥工程
具体的には次の課題に取り組む
などプロセスに多くの熱を必要としており、本設備で発生
・機器やシステムの最適設計や標準化
した蒸気が有効に使われる。本設備の制御装置にはエネル
・エネルギーマネジメントシステムによる最適運用の実現
ギーマネジメントシステムが装備されており、工場側熱需
・導入メリットを容易に示すシステム開発
要や買電価格を考慮しつつ、運転コストや CO2 削減効果を
また、2025 年 3 月に岡崎市および東芝エネルギーシス
最適化した運転計画を作る支援機能を備えている。本実証
テムズ株式会社と協定を結んでおり、岡崎市のごみ処理施
試験装置の設計には 2021 年度から 2023 年度に実施した
設への岩石蓄熱およびエネルギーマネジメント技術を用い
基礎研究の成果が活かされている。
たシステム導入検討に取り組む予定である。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
雨を「量」ではなく「力」で測る
From Quantity to Force: A New Perspective on Rain Measurement
~加速度式雨滴衝撃計の開発~
執筆者
雨を測る基準といえば「雨量」である。しかし、実際には同じ雨量でも、雨滴の
大 き さ や 落 下 速 度 に よ っ て 地 面 や 物 体 表 面 に 与 え る 影 響 は 異 な っ て い る。 本 研 究
は、雨滴をエネルギー量として捉え、雨が衝突面に与える衝撃力を評価する装置を
開発し、この新しい指標を、私たちの生活や新たなビジネスに生かしていくことを
目指している。
1
開発の背景
電力技術研究所
バイオグループ
津田 その子
共同研究者
東京農工大学大学院
農学研究院 教授
南光 一樹
られる。
共同研究先の研究者は、レーザー光を通過する雨滴一粒
一粒の直径と通過時間から、その雨滴の運動エネルギー
この研究のきっかけとなったのは、送電鉄塔の敷地で行
を精緻に計測する手法に精通している。しかし、鉄塔敷と
われる緑化工事の成功率を高めるための調査だった。
いう現場でランダムな位置に落ちて来る雨粒をレーザーで
送電鉄塔の敷地では、環境修復と土壌侵食防止のため
受けるには、大きなレーザー照射装置が必要となり現実的
に、植物で地面を覆う緑化工事が行われている。しかし、
ではない。このため、新たな発想で装置を開発することに
植物が根付かず土壌表面が露出してしまい、侵食が起きや
し、開発コンセプトを以下のように設定した。
すくなっている場所も多い。この要因の一つとして、鉄塔
○複数の雨滴が当たった面全体の衝撃を直接検知
の骨組みから落ちる雨滴の影響があるとされている。実
○レベルを数値化できれば精緻な値までは求めない
際、雨の日に鉄塔の下に立つと、骨組みを伝って落下して
○土壌侵食に影響を与えないレベルは無視して良い
くる雨滴は明らかに自然の雨とは異なり大粒で、地面の小
○設置や計測が容易
石が弾むほどの勢いがあった。発芽したての植物では、根
を張る前に浮き上がり流されるリスクが高い。
3
開発中の加速度式雨滴衝撃計の特徴
開発コンセプトを満たす計測手法として、三軸加速度セン
サーを用い、雨滴衝突によって生じる対象面の加速度変化
を計測し、その結果から雨滴の衝撃力を推定する仕組みとし
た。雨滴一粒ずつの加速度データの合計から、面全体が受
けた衝撃エネルギーを数値化する。計測面は、気象庁が用い
る転倒マス型雨量計の口径 20cmと同じ面積とし、同一面積
第 1 図 下から見あげた鉄塔(左)と骨組みから落下する雨滴(右)
の単位時間あたりの雨量と衝撃エネルギーをセットで扱える
ようにした。計測面の形状は雨量計と同じ円形タイプと、敷
この雨はどのくらいの力で地面に影響を与えているのか、
き詰めて広い面積を計
どの程度この力を低減すれば植物は根を張り定着できるの
測できるよう同面積の
か。雨滴の影響を低減し成功率の高い緑化方法を検討する
六角形タイプを製作し
ために、雨の力を測定する必要があったが、そのような計測
た。また、現場で容易
機器は見つからなかった。このため、国内で数少ない雨滴
に設置できるよう、単
の研究者に協力をいただき、2023 年、
「雨滴が面に与える
管パイプの直径に合わ
エネルギーを測定する装置」の製作に着手した。
せた脚部に制御用マイ
コンを組み込み、単管
2
開発コンセプト
雨滴の運動エネルギーは、質量と落下速度によって求め
41
技術開発ニュース 2026/No.170
に挿して設置できるよ
うにした(第 2、3図)
。
第 2 図 研究所内の降雨装
置で実験中の加速度式雨滴
衝撃計(円形タイプ 6 台)
- ▲TOP

- ページ: 42
-
研 究 紹 介
この計測器を「加速度式雨滴衝撃計」と命名し、2024
エコプロでは展示用の降雨装置(第 5 図中央右の装置)
年 12 月に特許を出願した。(特願 2024-214645)
に加速度式雨滴衝撃計を設置し、計測値として 10 秒ごと
の衝突雨滴個数とそのエネルギー量をリアルタイムで掲示
し(第 5 図左側モニタ)、右側モニタでは、加速度式雨滴衝
撃計の紹介動画を披露した(第 6 図)。
降雨装置内には、エ
第 3 図 六角形タイプを並べれば広い
面積にも対応
ネルギーの大きさに
よって色が変わる、遊
び心を取り入れたコ
ンセプトモデルも設
4
より多くの活用場面を目指して
置(第 7 図 奥で赤く
光っている小装置)。
エンターテイメント要
加速度式雨滴衝撃計は、
「雨がどのくらいの強さで降ってい
素も含めた活用場面を
るかをリアルタイムに測定する計測器」である。アウトプット
提案した。
可能な情報として、プログラムにより雨滴のエネルギー量や
衝突した雨滴の個数などを示すことができる。また換算式を
用いて概算雨量として示すことも可能である。
第 7 図 来場者に説明する
共同研究者の南光教授
この特徴を活かした活用場面について広く意見を求めるた
め、2025 年は、研究所の一般公開であるテクノフェア2025
(10月 開 催 ) と、 東 京ビッグ サイトで 開 催され たSDGs
Week EXPO 2025 エコプロ(第 4 図)に出展した。
5
今後の開発方針
現在、屋外に長期間設置する現場実証試験や、遠隔地で
データを取得するための IoT システム構築を進めている。
2026 年度は展示会でいただいたご意見を踏まえ、社会実
装に向けた改良に取り組む。
雨の降り方自体が変化している時代において、雨滴エネ
ルギーという新しい指標を多くの方に知っていただき、い
ただいたアイデアに応える装置の開発と普及を通じて、防
災や豊かな生活に貢献していきたい。
第 4 図 約 6 万人が来場したエコプロ 2025
第 5 図 エコプロ展示ブース。キャッチコピーは『雨は「量」から「力」で測る時代へ』
第 6 図 加速度式雨滴衝撃計
公式 YouTube
技術開発ニュース 2026/No.170
42
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- ページ: 43
- Introductions of Research Activities
ドローン画像を用いた SfM 写真測量における
作業効率の向上と精度評価
Enhancing Operational Efficiency and Evaluating Accuracy in SfM Photogrammetry Using Drone Imagery
3 次元データの作成活用に向けて
本研究は、ドローン撮影画像を用いた SfM 写真測量において必要な標定点の測量等の
現場作業を簡略化することを目的として、自動位置取得型対空標識や地球測位航法衛星シ
ステム等の利用について検討した。これらの装置の利用や標定点の設置数と測量精度の関
係を明らかにした。
1
2
研究の背景・目的
ド ロ ー ン を 活 用 し た SfM 多 視 点 ス テ レ オ 写 真 測
量(Structure from Motion Multi-View Stereo
執筆者
電力技術研究所
土木グループ
望月 俊彦
現地作業簡易化に用いた装置
(1)自動位置取得型対空標識
第 2 図(a) に 使 用 し た 自 動 位 置 取 得 型 対 空 標 識 を 示
Photogrammetry : 以下 SfM 写真測量)は、従来の測量
す。この標識は電源を入れるだけで GNSS 衛星電波を取
方法に比べて低コストかつ短時間で広範囲の三次元地形
得し、設置位置の特定が開始されるため、従来必要であっ
データを取得できることから、これまで擁壁、河床、崩落
た標識ごとの測量器による位置計測を省略でき、現場での
地、ダムなどで適用性を検討してきた(第 1 表 技術開発
作業時間と負担を大幅に軽減できる。また、撮影後の画像
ニュース No.165 参照)。この方法では、精度向上のため
処理において標識の自動検出と位置合わせが容易であるた
にはトータルステーション等の測量機器を用いて多数の標
め、データ処理の効率も向上する。さらに、小型・軽量で
定点(GCP:Ground Control Point)の設置が必要であ
防塵防水性能を備えており、河川環境など過酷な条件下で
り、多くの時間と労力を要することが課題となっている。
も設置・撤収が簡単に行える利点もある。
標定点を設けない場合には、第 1 図のように測量範囲の端
部でボウル状の大きな歪みが生じやすい。そこで本研究で
は、標定点を簡易に設定する方法や精度を確保する方法と
して自動位置取得型対空標識や GNSS 測位衛星リアルタイ
ム汎用地球測位航法衛星システム(RTK-GNSS)を利用し
た RTK 搭載ドローン(RTK: Real Time Kinematic)を用
いた場合に対し、標定点の設置数等と測量精度の関係につ
いて、川洲やえん堤排砂路の水平部を対象に検討を行った。
第 1 表 SfM 写真測量の適用可能性評価
事例
擁壁
河床
崩落地
ダム
研 究 紹 介
目的
変位量把握
目標精度
数 mm ~
数 cm 単位
クラック管理
幅数 mm の
クラック検出
河床形状の把握
数十 cm 単位
( 技術開発ニュース No.165 より )
結果
cm 単位の変位量把握は可能
高度なドローン運転技術が必
要、超近接撮影ができれば幅数
mmの既知クラックは検出可能
良好なデータを取得。
ただし、水面下は測量不可
評価
○
△
◎
崩落地の土砂変動量の
数 m 単位
把握
RTK や標定点の設置が困難で
精度確保に難題
△
部位の洗掘量の把握
cm 単位の測量は可能
◎
数 cm 単位
ボウル状の歪み
(a) 自動位置取得型対空標識 (b)RTK 測位に用いる基地局
第 2 図 使用機器
(2)RTK 搭載ドローン
第 2 図(b)に RTK 測位に用いる基地局を示す。RTK 測
位は、既知の正確な位置情報を持つ基地局から補正データ
を受信することで、誤差数 cm の高精度な位置特定を可能
にする方法で、RTK 搭載ドローンは撮影する画像に正確な
座標を付与でき、測量の精度向上に寄与する。
3
自動位置取得型対空標識を用いた検討
第 3 図に対象とした川洲の写真を示す。測量は河川縦断
方向に約 100m、横断方向に約 17m の範囲で行った。図
中の番号は GCP や検証点(CP:Check Point)設置位置
2.0m
1.0m
-1.0m
第 1 図 SfM 写真測量における端部の歪みの例
43
技術開発ニュース 2026/No.170
である。GCP の座標を基に 3 次元データを作成し、CP の
位置に設置した自動位置取得型対空標識の座標を真値とし
て誤差を評価した。検討ケースを第 2 表に示す。GCP 以外
- ▲TOP

- ページ: 44
-
研 究 紹 介
の点を CP とした。GCP と CP の座標取得には自動位置取
得型対空標識を用いた。GCP の配置は、測量範囲の四隅と
中央部分に設定するのが一般的であるが、本検討では、そ
の範囲外にも CP を設定してその誤差の程度を評価した。
特に、ケース 3 では、⑦と⑥の間に水脈筋があるため、作
業の低減のため⑦側に GCP を集中的に配置したケースと
した。
1
第 5 図 えん堤排砂路水平部における標定点(GCP)
配置位置の概要
2
3
4
5
7
6
第 3 表 えん堤排砂路水平部における検討ケース
8
ケース RTK
第 3 図 川洲における標定点(GCP)配置位置の概要
第 2 表 川洲における検討ケース
GCP
ケース
内容
1
GCP四隅+中央
5点 ①・③・④・⑤・⑥
2
GCP四隅のみ
4点 ①・③・④・⑥
3
GCP河川横断なし設置可能位置 3点
①・③・⑦
1
2
3
4
5
6
あり
なし
内容
中央のみ
GCP四隅のみ
GCP四隅+中央
中央のみ
GCP四隅のみ
GCP四隅+中央
1点
4点
5点
1点
4点
5点
GCP
⑦
①・⑤・⑨・⑫
①・⑤・⑦・⑨・⑫
⑦
①・⑤・⑨・⑫
①・⑤・⑦・⑨・⑫
に示す。RTK 技術と併用により GCP を 1 点のみに減らし
たケース 1 に加え、比較用に RTK 測位を用いないケース 4
も行った。なお、現場作業の簡略化を目的として、基地局
の位置座標は GNSS 単独測位で設定するとともに、過去の
第 4 図に測量結果の内、一般的に誤差が大きく発生し易
測量結果を基に画像上の特徴点に GCP を設定した。
い鉛直方向の誤差(絶対値)を示す。黒塗したマーカー
第 6 図に鉛直方向の誤差の絶対値を示す。GCP 点数が 1
は、GCP で囲まれた範囲外の CP であり、近傍の GCP か
点のみでは、RTK 測位を利用しても誤差が大きい。GCP 数
らの最短距離を括弧内に記す。ケース 1 から 3 の鉛直方向
が 5 点と 4 点では RTK 測位を用いたケース(2,3)では、
の誤差は、GCP 範囲内でそれぞれ 2cm 以下、約 4cm、約
誤差に差がほとんどなく、約 2cm 以下であった。また、
5cm、GCP から 30m 程度外側では 2cm、10cm、13cm
RTK 測位を用いない場合でも約 3cm 程度であることが分
であった。また、ケース 3 では、GCP から距離が離れるほ
かった。
ど誤差が大きくなり、約 70m では 61cm であることが分
かった。
測量範囲内の四隅付近と中央付近の 5 点に自動位置取
得型対空標識を配置することで、GCP で囲まれる範囲外
(30m 程度)を含め 2cm 程度の誤差で計測可能である。
第 6 図 えん堤排砂路水平部における鉛直方向の誤差
第 4 図 川洲における鉛直方向の誤差
5
まとめ
本研究では、ドローンを用いた SfM 写真測量において自
4
RTK 搭載ドローンを用いた検討
動位置取得型対空標識を用いて現場測量作業を簡易化しつ
つ標定点数と測量精度の関係を明らかにした。また、RTK
搭載ドローンの使用の有無と測量精度の関係についても明
第 5 図に対象としたえん堤排砂路水平部の写真を示す。
らかにした。今後、同種の SfM 写真測量において活用が期
測量は約 15m 四方の範囲で行った。検討ケースを第 3 表
待される。
技術開発ニュース 2026/No.170
44
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-
研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
フライアッシュを大量に混和した高流動コンクリートの特性
Properties of High-Fluidity Concrete Containing a Large Amount of Fly Ash
低炭素社会への貢献を目指して
執筆者
石炭火力発電所で発生するフライアッシュ(以下「FA」)を高流動コンクリートのセメ
ントの置換材料として大量に用いた場合のコンクリートのフレッシュ性状や硬化性状につ
いて検討した結果、高い流動性を確保しつつ水和熱が大きく低減できること等を明らかに
した。セメント量の低減による CO2 排出量の削減にも貢献するものである。
1
電力技術研究所
土木グループ
村瀬 浩
(2)試験方法
背景・目的
フレッシュ性状はスランプフロー試験(JIS A 1150)お
よび空気量試験(JIS A 1128)で流動性を評価し、硬化性
高流動コンクリートは、締固め作業が不要なことから省人化
に寄与し、充填性に優れるため、狭い場所や鉄筋が密集した
部位での不具合対策として有用である。一般的な高流動コン
クリートは、材料の分離を防ぎながら鉄筋の間をスムーズに通
過させるために、セメントや微粉末などの粉体材料を多く使用
状は圧縮強度試験(JIS A 1108)、自己収縮ひずみ試験お
よび断熱温度上昇試験で評価した。
(3)試験結果
ア フレッシュ性状
練上がり後 30、60、90 分後のスランプフローおよび空
する方法がある。しかし、セメント量の増加により水和熱が大
気量を第 1 図に示す。結合材量に占める FA の質量割合(第
きくなり温度ひび割れが発生しやすくなるほか、自己収縮も増
1 表の F/B)が大きいほど、経時のスランプフロー低下は
大し硬化初期にひび割れが発生しやすいという課題がある。こ
小さかった。空気量については全置換率で時間経過に伴う
の課題を解決する方法の一つとして、FAをセメントの一部に
変化は小さかった。
にし、水和熱および自己収縮ひずみを低減する方法がある。こ
スランプフロー(cm)
の方法は製造時にCO2 排出量が多いセメントを減らし、代わ
りに排出量の少ないFA(セメントの1/43 程度)を使うことと
なり、低炭素社会への貢献にもつながるものである。以上を
踏まえ、本研究ではFAを大量に混和した高流動コンクリート
の実用化を目指し、FAの置換率を変えた場合のフレッシュ性
80
7.0
60
6.0
40
5.0
20
4.0
0
3.0
0
状(硬化前の性質)や硬化性状を室内試験で確認した。さら
に、大型供試体試験を行って流動性や硬化性状を確認した。
2
空気量(%)
置換することで反応速度を緩やかにするとともに硬化体を緻密
30
60
F0
F37
F57
F65
実線:スランプフロー
破線:空気量
90
練上がりからの経過時間(分)
第 1 図 スランプフロー・空気量の経時変化
イ 硬化性状
第 2 図に F/B と圧縮強度の関係を、第 3 図に材齢 28 日を
室内試験
基準とした圧縮強度比の材齢変化を示す。F/B が大きいほ
ど圧縮強度は小さいが、第 3 図より F/B が大きいほど長期
(1)コンクリート配合
の強度増加割合は大きかった。
設定した高流動コンクリートの配合を第 1 表に示す。使
用した FA は碧南火力発電所産であり、JIS 規定値を満たす
65.1% を置換したケース(F37、F57、F65)を実施した。
流動性の指標であるスランプフローの目標値は 65±5cm、
目標空気量は 4.5±1.5% とした。
第 1 表 コンクリート配合(W/B=33.3%)
検討
F/B
ケース (%)
F0
F37
F57
F65
45
0
37.1
57.3
65.1
単位量(kg/m3)
水
W
175
結合材 B
細骨材 粗骨材
AE
セメント FA
混和剤
S
G
減水剤
C
F
525
0
790
7.09 0.008
330
195 724
6.83 0.021
837
224
301 688
6.83 0.032
183
342 674
6.56 0.032
技術開発ニュース 2026/No.170
7日
60
28日
40
56日
91日
20
182日
0
0
20
40
60
F/B(%)
80
F0
F37
F57
F65
1.6
3日
80
圧縮強度比
いない基本配合 F0 の単位セメント量の 37.1%、57.3%、
2.0
100
圧縮強度(N/mm2)
ものである。FA はセメント置換として混和し、混和して
100
1.2
0.8
0.4
0.0
1
10
材齢(日)
100
第 2 図 F/B と圧縮強度の関係 第 3 図 圧縮強度比の材齢変化
自己収縮ひずみは、100×100×400mm の試験体の中心
にひずみ計を埋込み、硬化に伴う収縮量を測定した。測定
結果を第 4 図に示す。FA 混和配合の自己収縮ひずみは、材
齢 182 日で無混和に比べて 20%程度小さくなった。
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-
研 究 紹 介
(3)試験結果
0
自己収縮ひずみ(μ)
F0
-50
F37
-100
F57
ア 流動性
打込み中および打込み終了後のコンクリートの打上げ
F65
-150
高さを測定した結果を第 8 図に示す。なお、各経過時間の
-200
流動勾配(5 測点の打上げ高さを用いて直線近似で算定し
-250
-300
0
50
100
150
た傾き)を併記した。打込み開始 15 分後の流動勾配は約
200
材齢(日)
1/300 であり、自重で滑らかに広がるセルフレベリング性
第 4 図 自己収縮ひずみ
断熱温度上昇量は、F0、F57、F65 に対し、第 5 図に示
は良好であった。
すように断熱材の中にコンクリートを流し込み、断熱材で
蓋をした状態でコンクリート中心温度を測定した。
断熱温度上昇試験で測定した中心温度を第 6 図に示す。
材齢 1 日で F57、F65 の最高温度は F0 に比べて 1/2 程
度まで低減できることが分かった。温度上昇の抑制効果が
高く、マスコンクリートの温度ひび割れ対策として有効と
考える。
打込み位置
中心部に熱電対を設置
第 8 図 打込み中および打込み終了後の打上げ高さ
300mm
イ 硬化性状
第 9 図に流動距離とコアの圧縮強度の関係を示す。流
動距離 4m 以上でわずかに圧縮強度が低下する傾向が見ら
れ、流動距離 0m と 5m 地点の圧縮強度の平均値を比べる
断熱材厚さ 200mm
300mm
第 5 図 断熱温度上昇量の測定に用いた試験体の概要図
と、圧縮強度の低下は 5% 程度であった。
F0
F57
F65
60
40
80
圧縮強度(N/mm2)
温度(℃)
80
20
0
0
2
4
6
8 10
材齢(日)
12
14
第 6 図 断熱温度上昇試験における中心温度
60
40
実線:試験1回あたりの試験結果
(試験体3本の平均値)
20
上段
0
1
↑ 打込み位置
打込み位置
3
中段
下段
0
2
3
4
流動距離(m)
5
6
第 9 図 流動距離とコアの圧縮強度の関係
大型供試体試験
(1)製造・打込み
一般の生コン工場で製造し、40 分程度の運搬時間を経
て、現着した高流動コンクリートを延長 6m× 幅 0.62m の
4
まとめ
型枠内(障害物無し)にコンクリートポンプにより連続的
FA を大量に混和した高流動コンクリートの室内試験と大
に打ち込んだ。
型供試体試験により、フレッシュ性状と硬化性状を評価し
上記の室内試験を踏まえ FA 置換率は 57% を採用した。
た。置換率が高いほどスランプフローの経時変化が抑制さ
(2)試験方法
れ、57% 以上で断熱温度上昇量が大幅に低減可能である。
流動性は打込み中および打込み終了後のコンクリートの
さらに、置換率 57% の大型供試体では流動性低下や圧縮強
打上げ高さ測定結果で評価し、硬化性状はコアの圧縮強度
度低下がほぼなく、
CO2 排出量を 56% 程度削減可能である。
試験で評価した。測定位置およびコア採取位置は第 7 図に
今後も、低炭素社会に貢献するために FA を利用したコ
ンクリートに関する検討を続けていく予定である。
示す。
打込み位置
凡例
:打上げ高さ測定位置、
:コア採取位置
0.74m
0.76m
高さ
0 60m
0.60m
0.38m
.
0.15m
流動 -0.35mm 0m
距離
0.65m
1m
2m
2.65m 3m
6m
4m
4.65m
5m
5.4m 5.65m
第 7 図 硬化後のコンクリートの外観
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
配管半割を不要とする除染および汚染測定技術
Decontamination and contamination measurement technology without cutting pipes in half
浜岡原子力発電所の運転設備の更新に伴い発生する撤去品や 1,2 号機の廃止措置に伴い
発生する解体撤去品のうち、放射性物質による汚染が生じた配管材について、半割切断を
することなく配管材内面の除染および汚染測定が可能な技術の研究について紹介する。
1
はじめに
執筆者
原子力安全技術研究所
プラントグループ
吉田 健一郎
発電所内に保管管理されている撤去品の調査を実施した。
調査結果から、対象とする配管の径は最も更新・撤去頻度
の多い 150A とし、材質は炭素鋼とした。長さについては
浜岡原子力発電所にて発生する設備更新工事での取替に
クリアランス検認装置の測定時に専用容器に収納する必要
よる撤去品や廃止措置工事での解体撤去品については、ク
があることから、専用容器の寸法と収納方法を考慮して
リアランス品 として取り扱うことができるよう、放射性
600mm とした。配管材の規格一覧を第 1 表に示す。
※
物質の除去(除染)および汚染測定など法令に定められた
第 1表 配管材の規格
表面汚染密度の基準を満たすための処理作業を実施してい
る。この撤去品のうち、配管材については配管内面の除染
および汚染測定を行うために円筒形状の半割切断を実施し
ている。これは現場作業にて使用している除染設備および
汚染測定器が、構造上半割切断を行わないと配管材内面の
除染および汚染測定が不可能なためである。処理作業の流
れを第 1 図に示す。この半割切断作業が撤去配管材処理に
伴う作業費用の増加要因となっていることから、配管材を
半割せずに除染および汚染測定が実施できれば、作業費用
の低減と作業効率の向上が図れるのではと考え、半割切断
3
除染装置の研究
を要しない除染および汚染測定の技術について研究を実施
除染方式は、浜岡原子力発電所における現場作業での実
した。
績からブラスト工法を採用した。除染方法については、
※クリアランス品:原子力発電所の運転や解体に伴って発
①半割切断しない配管材内部に除染ノズルを挿入、②除染
生する放射性廃棄物のうち、放射性物質の放射能濃度が
用ノズルを回転させながら研削材を射出、③除染用ノズル
極めて低く、人の健康への影響がほとんどないものを、
を回転および研削材射出状態で引き抜きつつ内面全体を除
国の許可・確認を得て、普通の廃棄物と同様に再利用や
染、④除染済研削材はノズルと反対側から吸引して回収、
処分できるもの。
という仕組みを考案した。仕組みのイメージを第 2 図に示
す。除染方式および除染方法の検討結果を基に、配管材内
面を除染するための除染用ノズルの直動機構および回転機
構を新たに設計・試作した。研削材の供給および使用済研
削材の回収については、現場作業に導入済みであるブラス
ト装置を活用することとし、新規設計・試作した配管材除
染機構と組み合わせて一体化した。装置構成のイメージを
第 3 図に示す。
(除染方法)
第 1 図 配管材処理作業の流れ
2
対象とする配管材の規格
配管材の内面除染および汚染測定の装置化に伴い、処理
対象とする配管材の規格を定めることとした。浜岡原子力
47
技術開発ニュース 2026/No.170
①
配管材内部に除染ノ
ズルを挿入
②
研削材射出,除染ノ
ズル回転
除染ノズルを引き抜
③ きながら配管材内側
全体を除染
④
除染ノズル反対側よ
り研削材を吸引
第 2 図 配管材内部除染方法の仕組み
- ▲TOP

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-
研 究 紹 介
5
浜岡原子力発電所での実証試験
除染装置試作機および汚染測定装置試作機を浜岡原子力
発電所に持ち込み、廃止措置工事にて発生した実際の配
管材撤去品を用いて実証試験を行った。除染装置の実証試
験では、配管材内部の除染を実施することができた。試験
第 3 図 除染装置構成図
4
汚染測定装置の研究
中、除染装置の回転部(除染ノズル)が開放状態となって
いたため、安全対策として保護カバーを装着した。試験状
況を第 6 図に示す。汚染測定装置の実証試験では、配管材
内部へ検出部を挿入・引き抜きして汚染測定を実施するこ
とができた。検出部の操作と測定値の監視が別々のパネル
汚染測定器は、浜岡原子力発電所にて使用されているも
であったことから、操作効率の観点からパネルの統合が必
のと同等の性能、かつ 150A 配管材の内部に挿入できるサ
要であることを確認した。この他にも、現場導入のために
イズの検出部のものを採用した。測定方法については、①
改善すべき点や改良が必要な箇所を実証試験にて確認した。
検出部を配管材内部に挿入しながら直線状に配管材内面を
測定、②測定後配管材を 45 度回転、③検出部を引き抜き
ながら直線状に配管材内面を測定、④測定後配管材を 45
度回転、という工程を繰り返すことで配管材内面全体の汚
染測定を実施する仕組みを考案した。仕組みのイメージを
第 4 図に示す。この仕組みを装置化すべく、汚染測定器検
出部を一定の速度で挿入・引き抜きを行う駆動機構、測定
対象の配管材を回転させる機構および測定値を監視するシ
ステムを新たに設計し、これらを一体化した汚染測定装置
第 6 図 除染装置試験状況
を試作した。試作機のイメージを第 5 図に示す。
(汚染測定方法)
配管材内部に検出部
① を挿入しながら内面
を1ライン測定
②
1ライン測定後配管
材を 45 度回転
検出部を引き抜きなが
③
ら内面を1ライン測定
④
1ライン測定後配管
材を 45 度回転
配管材が 1 周するまで
①~④を繰り返す
第 4 図 配管材内部汚染測定方法の仕組み
6
まとめ
配管材を半割切断せずに内面の除染および汚染測定する
方法は、試験段階ではあるが実現可能の見込みである。
配管材の半割切断作業が削減できれば、作業費用の削減お
よび作業効率の向上を図ることができる。技術導入後の処
理作業の流れを第 7 図に示す。今後、廃止措置工事による
撤去品や設備更新に伴う撤去品などで配管材は大量に発生
し、種類も本研究の規格として定めた 150A の炭素鋼だけ
でなく、径も材質も様々である。撤去品をクリアランス化
することで放射性廃棄物の低減にも繋がることから、可能
な限り多種の配管材に対して処理可能な装置について、共
同研究者である(株)アトックス殿とともに現場作業への
導入に向けた研究を進めていく。
第 5 図 汚染測定装置試作機
第 7 図 配管材処理作業の流れ(技術導入後)
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
海水が流入した浜岡 5 号機に生じた孔食の
再稼働後の進展性検討
Will the deep pitting corrosion that occurred in the RPV of Hamaoka Unit 5 during seawater
intrusion progress further as SCC after restart?
計算コード SCANP での評価結果をもとに今後の課題を検討した
執筆者
浜岡 5 号機の原子炉の内表面クラッド溶接部近傍に生じた孔食がその後に成長するか停
止するかは再稼働時における重要課題である。今回、試行的に ( 一財 ) 電力中央研究所の
SCANP を使用し、欠陥を SCC と仮定する等の保守的な前提条件で評価を行った。今後
の対処方法等についての有意義な知見が得られたので報告する。
1
2
はじめに
原子力安全技術研究所
プラントグループ
熊野 秀樹
進展計算の前提
2011 年 5 月に浜岡原子力発電所 5 号機の炉内に海水が
実機では第 1 図のような部位に孔食が発生している。こ
流入した。その後、弊社は第三者委員会(社内委員会)を
の部位に特徴的な残留応力、環境および材質を踏まえて再
構成し、炉内構造物のさまざまな部位の海水影響について
稼働後における SCC 進展計算を実施することとした。
の検査結果やその影響を評価してきた。そこでは、腐食の
専門家をはじめとする先生方に結果をお諮りし、今後の再
稼働に向けた方針案の検討をお願いしている。なお、上記
委員会の最中でも別途、国の委員会の再開が想定される。
再稼働におよぼす海水混入の影響は①炉内構造物のすき
間腐食、②圧力容器の欠陥発生、およびその結果生じる
③水質管理に影響を与える。これまでの弊社内での経験か
ら、前者の 2 つについてコメントできると考えた。
①
炉内構造物のすき間腐食
すき間腐食は、炉内構造物の構造健全性を左右するこ
とはなく、海水中の塩化物イオンを完全に除去せずと
②
第 1 図 5 号機の当該部位
も大きな影響は無いと想定する。ただし、すき間部内
第 2 図 は、 深 い 孔 食 を 過 度 に 保 守 的 に 応 力 腐 食 割 れ
の残留塩化物イオンは②に示す圧力容器に発生した欠
(SCC)とし、2 通りのシナリオを考えた。1 つ目はクラッ
ド/圧力容器の境目で全面腐食となる(現実的)、もう 1 つ
陥へ再付着する可能性を有する。
圧力容器の欠陥発生
は真っ直ぐに進む想定である(仮想的)。( 一財 ) 電力中央
原子炉内面のクラッドに孔食が発生しており、再稼働
研究所の SCANP(Surface Crack Analysis Program)と
時にその欠陥の取り扱いは重要な問題である。欠陥を
いう計算プログラムでは、真っ直ぐに圧力容器に浸入する
残置した場合、クラッドを通り抜けて圧力容器に達す
場合の進展量が計算できる。
る。圧力容器鋼を欠陥が進展する場合、鋼中の硫化マ
ンガン MnS 成分の量によっては、進展が減速する知
見もある。そのため、圧力容器鋼中の SCC メカニズ
ムは世界的な関心事であると共に、塩化物イオン Cℓ
-
の相乗効果の可能性もあるので、検討すべき課題と考
える。
以上の通り、検討すべき課題は主に圧力容器にある。そ
の検討方法の 1 つとして、欠陥をそのまま放置した場合と
除去した場合、その後の成長を計算機シミュレートする
方法がある。なお本稿は昨年 8 月に原子炉構造力学国際会
議 (SMiRT、於カナダ ) で公表した内容のダイジェストで
ある。
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技術開発ニュース 2026/No.170
第 2 図 想定される 2 つの進展経路
(上側)全面腐食になる(現実的)
(下側)真っ直ぐに進展する(仮想的)
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研 究 紹 介
第 1 表 計算諸元
初期欠陥
圧力容器中に設定(第 2 表の通り)
進展速度
第 3 図を参照
残留応力
メーカ計算値 (プラントメーカへの別委託)
4
計算結果
第 4 図 (a) は初期欠陥形状を深さ 5mm、幅 2mm にした
場合、(b) は深さ 20 μ m、幅 50 μ m にした場合の計算結
この計算の前提となる諸条件は第 1 表の通りとした。
この表中に H9 溶接線近傍の残留応力があるが、本稿のス
ペースの観点からは詳細が長くなるので割愛する。
次に第 3 図に低合金鋼中を SCC が進展する場合の進展
速度の応力拡大係数(き裂の開口する力のようなもの)依
存性を示している。このデータは現在、米国電力研究所
(EPRI)で収集予定となっており、これにも保守性が入っ
ている。
果を示した。赤い線 a は最深点方向の深さを、水色の線 c
は表面方向の進展量を示す。
まず (a) の欠陥を除去せず残した場合は、60 年間で 2 ~
3mm 進展し、それ以降は少し加速度的に進展する傾向を
確認した。応力拡大係数が 15MPa √ m より低い場合(第 3
図)の進展速度を 10-12(m/s)と 10-13(m/s)の 2 ケー
スを設定したが、両者で差は生じないという意外な結果が
得られた。
次に (b) のクラッド中の欠陥を削り落とした場合、すな
わち深さ 20 μ m、幅 50 μ m の小さな初期欠陥しかないと
言う場合でも 60 年で 2mm 程度、進展することが分かった。
内面クラッド中の SCC 進展はクラッドが金属学的異方性
を有する溶接金属であるため、その影響を大きく受けるこ
とが今回の計算で初めて分かった。これまで最深点の低合
金鋼のみ着目してきたが、表面点も重要と気付くことがで
きた。
第 3 図 き裂の進展速度(圧力容器鋼)
3
(a) 初期欠陥寸法:深さ 5mm、幅 2mm の例
初期欠陥寸法の想定
SCANP では、以上のように初期欠陥寸法、進展速度お
よび残留応力を決めれば、その後の欠陥の進展量の計算が
可能となる。この中で、初期欠陥形状について述べていな
かったが進展量を左右するので重要である。初期欠陥形状
は第 2 表の通り、2 通りに設定した。1 つ目はクラッド中に
発生した深さ 5mm、幅 2mm の縦に細長い孔食状の欠陥で
(b) 初期欠陥寸法:深さ 20 μ m、幅 50 μ m の例
あり、2 つ目はクラッドを除去し、クラッドに含まれてい
第 4 図 第 2 表で定めた初期形状と進展の関係
(※ (a) と (b) で縦軸の単位が異なることに注意)
た欠陥も残留応力も共に除去した例である。この 2 つ目の
例で示した深さ 20 μ m、幅 50 μ m の小さな凹んだ欠陥は
一見、想定することは不要のように思えるが、先述のよう
に SCC 進展量の計算には必須なため保守的に設定した。
5
まとめと今後の展開
浜岡 5 号機に発生した孔食が SCC として進む場合を想定
第 2 表 計算条件
した、過度に保守的な想定下での計算結果を紹介した。結
初期欠陥寸法
形状
深さ
幅
初期欠陥の想定
表面
楕円
5mm
2mm
クラッド中に残置
20 μ m
50 μ m
クラッドから除去
果はクラッド中の欠陥の残置と除去であまり変わらなかっ
たものの、若干後者の方がより裕度が大きいと思われる。
今後は表面のステンレス鋼の異方性を考慮した検討も進
め、安全・安心を基本に原子力の活用につなげて参りたい。
技術開発ニュース 2026/No.170
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
浜岡原子力発電所周辺に発生する
竜巻の予測精度向上に向けた研究
Research to Predict Tornadoes Occurring Around the Hamaoka Nuclear Power Plant
局地モデル LFM と突風関連指数 EHI を活用した予測で
浜岡原子力発電所周辺での竜巻発生を予測
執筆者
浜岡原子力発電所では、竜巻の発生が予想される場合、発電所内への速やかな周知およ
び現場での対応が必要となる。本研究では、防災の観点から、浜岡原子力発電所周辺に
発生する竜巻を精度よく予測することを目指しており、局地モデル LFM と突風関連指数
EHI を活用した予測で、竜巻の予測精度が向上することを確認した。
1
原子力安全技術研究所
地震・津波・防災グループ
渡邊 康介
背景および目的
浜岡原子力発電所では、竜巻が予想される場合には、発
電所内への速やかな周知および現場での対応が必要とな
第 1 図 竜巻警戒基準における対応と利用情報(予定)
る。発電所再稼働後の竜巻に関する運用(以降、竜巻警戒
基準)は、気象庁の発信する利用情報をもとに、竜巻の発
生可能性が高まるにつれて、竜巻注意(レベル 1)、作業中
止(レベル 2)
、速やかな屋内退避(レベル 3)と移行し、
各レベル毎に対応することを予定している(第 1 図)。ま
た、各レベルの判定では、気象庁発信情報を活用した予測
手法(以降、竜巻警戒基準の予測手法)を検討している。
この予測手法は、発電所からの距離や予報時間等について
時空間的な閾値を設定し、気象庁発信情報が完全または部
分的に満足するかで判定することを検討している。
竜巻警戒基準の予測手法の精度を「適中」・「見逃し」・
「空振り」の観点で確認した。なお、本研究におけるそれ
(a) 見逃しの観点 (b) 空振りの観点
第 2 図 竜巻警戒基準の予測手法の精度
2
数値予報と突風関連指数についての検討
ぞれの定義は、以下の通りである。
検討では気象庁提供の竜巻発生確度ナウキャストを参考
「適中」:発生すると予測して、実際に発生するパターンまた
にした。竜巻発生確度ナウキャストは、数値予報および
は発生しないと予測し、実際に発生しないパターン
レーダ観測から突風関連指数を求め、メソサイクロンの検
「見逃し」
:発生しないと予測し、実際には発生するパターン
出状況を加えて総合判定を行い解析および予測を行う 1)。
「空振り」
:発生すると予測し、実際には発生しないパターン
突風関連指数は激しい突風の発生可能性を表す指数で、メ
見逃しの観点では、2017 ~ 2023 年で浜岡原子力発電
ソサイクロンは発達した積乱雲の中で直径数キロメートル
所周辺または類似環境で実際に発生した竜巻 15 ケースを
の大きさを持つ低気圧性の回転である。数値予報は、気象
予測できたかを確認した(第 2 図(a))
。また、空振りの
庁のメソモデル(以降、MSM)を用いて解析をされてい
観点では、2017 ~ 2023 年で竜巻警戒基準が「速やかな
るが、気象庁には、より小さい水平格子間隔で予報を行う
屋内退避(レベル 3)
」を発報して竜巻の発生を予測した
局地モデル(以降、LFM)がある 2)。MSM と LFM の比較
事例 10 ケースに対し、実際に竜巻が発生したかを確認し
は第 1 表の通りである。竜巻は、現象の継続時間が 10 分
た(第 2 図(b))。確認の結果、見逃しは無いが空振りが 8
程度で大きさが直径 100m 程度と、台風や積乱雲といっ
ケース発生しており、竜巻警戒基準の予測手法は空振りが
た気象現象と比較して時空間的には小規模な気象現象であ
多いことが確認された。このことから竜巻警戒基準の予測
る。よって、本研究では、格子間隔が小さく、予報頻度も
手法は、竜巻の発生を見逃さない安全な予測手法である一
多い LFM を数値予報に用いて竜巻発生の予測に着目するこ
方、不要な作業中断や対応作業の発生が見込まれる予測手
ととした。LFM は水平格子間隔を MSM の 5km からより小
法であると言える。
さい 2km とし、積乱雲等のより小さいスケールの現象を表
そこで本研究では、浜岡原子力発電所周辺に発生する竜
現できるものである。竜巻は積乱雲よりもスケールの小さ
巻の予測精度向上を目的に独自の竜巻予測手法を検討する
い現象であり、LFM を用いても直接表現することはできな
こととした。
いが、MSM に比べて格子間隔が小さく、予測精度が向上
すると考えられる。
51
技術開発ニュース 2026/No.170
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- 研 究 紹 介
突風関連指数には様々なものがあるが、本研究では浜岡
子力発電所周辺または類似環境で実際に発生した竜巻 15
原子力発電所周辺での竜巻予測に有効な突風関連指数とし
ケースを予測できたかを確認した。また、空振りの観点で
て EHI(Energy Helicity Index) を研究の対象とした。EHI
は、2017 ~ 2023 年で竜巻警戒基準がレベル 3 を発報し
は、積乱雲が発達するための成層不安定と風の鉛直シアー
て竜巻の発生を予測した事例 10 ケースで、実際に竜巻が
を複合的に考慮した突風関連指数で、過去の文献から竜巻
発生したかを確認した。
の監視に有効であるとされている 。
検証の結果を第 4 図に示す。同図より、検討手法は見逃
3)
しをせずに、空振りを竜巻警戒基準の予測手法から 6 ケー
ス低減することができると判明した。一般的な二値分類同
ここに、
は積乱雲を発生させる上昇流の強さの目
様に、竜巻予測においての見逃しと空振りの関係は、ト
は積
レードオフの関係にあり、空振りを低減させると見逃しが
安の 1 つである対流有効位置エネルギーであり、
乱雲がスーパーセルとなるかを診断する指標である。
増加する懸念があるが、検討手法では見逃しをせずに空振
過去に配信された LFM を用いて EHI を計算した結果を
りを低減した。これは、従来の竜巻警戒基準の予測手法よ
第 3 図に示す。実際に、EHI 値が大きくなっている箇所の
りも検討手法が浜岡原子力発電所周辺での竜巻発生と相関
付近で竜巻が発生しており、EHI は浜岡原子力発電所周辺
性が高いことを意味しており、竜巻予測に適している可能
での竜巻の予測に有効であることが確認された。また、突
性が確認されたことになる。
風事象の有無を判断するための閾値は、地域によって異な
ると言われていることから、過去の竜巻発生事例を参考に
EHI での竜巻予測の閾値を設定した。
以上のことより本研究では、MSM よりも格子間隔の小
さい LFM を用い、浜岡原子力発電所周辺の地域での竜巻予
測に適した EHI に関して閾値を設定し、竜巻を予測するこ
ととした。以降、この手法を検討手法とする。
(a) 見逃しの観点
(b) 空振りの観点
第 4 図 検討手法の精度
第 1 表 MSM と LFM の比較
4
まとめと今後の展開
浜岡原子力発電所周辺に発生する竜巻の予測精度向上を
目的に独自の竜巻予測手法(検討手法)を検討した。検討
手法では、格子間隔の小さい LFM を用い、浜岡原子力発電
所周辺の地域で竜巻予測を行うのに適した EHI の閾値を設
定し、竜巻を予測することとした。結果、従来の竜巻警戒
基準の予測手法と比較して、見逃しをせずに空振りを低減
できる可能性が確認できた。今後、より長期的な精度検証
や第 1 図記載の発電所対応を踏まえたリードタイム(竜巻
発生時刻と予測ができた時刻の差)の調整を行う。
最後に、本研究で紹介した各種検討は、一般財団法人日
本気象協会にご協力をいただいた。ここに記して謝意を表
する。
参考文献
第 3 図 EHI の計算結果(2022 年 9 月 18 日 16:00)
3
検討手法の精度検証
1) 瀧 下 洋 一, 竜 巻 発 生 確 度 ナ ウ キ ャ ス ト の 提 供 開 始, 日 本 気 象 学 会 天 気,
2010.10, pp47-52
2) 気象庁予報部数値予報課,気象等の情報を扱う事業者等を対象とした講習会 局
地モデル (LFM) の特性と利用上の留意点について,2013.11,
「 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/minkan/koushu131120/shiryou1.pdf 」
,
( 参照 2025.12)
3) 瀧下洋一,竜巻発生確度ナウキャスト・竜巻注意情報について―突風に関する
防災気象情報の改善―,測候時報 78, pp57-93
検討手法の精度を見逃しおよび空振りの観点から検証し
た。検証は、竜巻警戒基準の予測手法の精度(第 2 図)と
同 様 に、 見 逃 し の 観 点 で は、2017 ~ 2023 年 で 浜 岡 原
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研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
デジタル技術を活用した新しい作業分析手法
Development of the New Method of Work Analysis Utilizing Digital Technologies
人員配置モデル構築への適用
作業分析は、生産現場におけるムダの発見や標準化を進めるための基盤となる取り組み
であり、電力事業を含む多様な産業に共通する普遍的な手法である。本研究では、社内保
有技術とデジタルソフトを連携させ、映像を起点とした新たな作業分析手法を構築し、作
業分析の迅速化と精度向上を目指している。
1
研究の目的
執筆者
先端技術応用研究所
プロジェクト推進グループ
遠藤 紀之
Step1
Step2
監視映像
最適化計算
本研究の目的は、現場の負担を増やすことなく、作業
データ取得
内容を高精度に定量化し、迅速かつ網羅的な作業分析を
実 現 す る こ と で あ る。 特 に 従 来 の 手 作 業 に よ る 分 析 で
Step3
は、記録の煩雑さ、分析者間のばらつき、工場との日程
解析
評価
仮想空間
調整の難しさなどの課題が存在し、分析の質と効率が制
約されていた。この状況を改善するため、AI を活用した
分析結果
分析
姿勢推定・動作追跡技術、最適化計算技術、デジタルツ
インを組み合わせることで、人手では到達できない精度
第1図 本研究における作業分析の Step
とスピードを実現し、現場非依存の新しい作業分析手法
の確立に取り組んだ。
2
研究の内容
本作業分析は Step1 ~ 3 で構成される。
Step1:映像解析によるデータ抽出
3
研究の効果
本研究の取り組みにより、従来約 6 か月を要した作業分
析が約 1 か月で完了するなど、大幅な効率化が実現した。
記録作業の手間削減、分析精度の標準化、現場との日程調
既に社内で実用されている「歩きスマホ検出システム」
整の不要化といった効果が明確に確認され、工程改善のス
に搭載された姿勢・動作解析 AI を改良し、現場監視映像か
ピードも向上した。また、デジタル化された分析結果は蓄
ら作業時間、移動時間、作業場所を自動的かつ定量的に抽
積・再利用が容易で、改善サイクルを加速できる点も大き
出した。これにより、従来の手書き記録に伴う手間と記録
な成果である。一方で、作業者の経験談や潜在的な危険、
漏れの問題を解消した。
作業者同士の関係性といった “ 現場だから得られる情報 ” の
Step2:最適化計算による工程分析
抽出したデータを最適化計算ソフトと連成し、数十工程
重要性も再確認され、デジタル分析と現場理解の併用が最
も効果的であることが分かった。
にも及ぶ膨大な組合せを網羅的に比較し、最適な作業順序
や人員配置を探索した。人手では見落としが発生しやすい
領域もソフトにより体系的かつ漏れなく分析できる点が大
きな特徴である。
4
今後の展開
Step3:ファクトリーシミュレーションによる評価
本手法を活用し、グループ会社に対して最適な人員配置
最適化計算で得られた工程案をデジタルツイン化された
モデルを提案済みであり、今後はその導入効果を多面的に
仮想空間で再現し、工程の妥当性を評価した。実際の現場
評価する仕組みづくりを進める。また、作業映像からデー
での再分析や作業者協力が不要となり、効率的に精度向上
タを自動抽出できる利点を生かし、他産業や他工程への適
を図れる仕組みが実現した。これら Step2・3 の反復によ
用範囲を拡大し、企業全体での生産性向上に寄与すること
り、現場に負担を与えることなく、分析の質を継続的に高
を目指す。さらに、AI モデルの高精度化やリアルタイム分
めることができる。
析、現場との双方向連携など、デジタルツインを軸とした
発展可能性も大きく、今後の業務改革の基盤技術としての
成長が期待される。
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研 究 紹 介
研 究 紹 介
Introductions of Research Activities
作業動画 AI 自動解析システム
About the AI-based Work Video Automatic Analysis System
動画解析によってお客さまの DX を加速
製造現場で撮影された作業動画を AI 技術で自動解析し、作業手順や動作を構造化・言
語化して自動でマニュアル生成や改善提案を提示することで、製造現場の作業効率化と安
全性向上を目指す研究に取り組んでいる。
1
執筆者
先端技術応用研究所
プロジェクト推進グループ
薮崎 良介
目的・背景
製造業をはじめとする多様な産業では、生産性向上と人
材育成が重要課題となっている。特に製造現場の現場作業
では、熟練者の技能継承が難しく、非熟練者の早期育成、
人手不足解消、適正配置判断などが求められている。一方
で、作業の良否は担当者の経験に依存しやすく、従来は人
手による観察・分析が主流であったため、評価のバラツキ
や分析コストの増大といった課題が存在していた。また、
第 1 図 熟練者と非熟練者の違いを言語化する流れ
多人数作業における稼働率の低下や待機状態の把握、作業
改善の優先度判断なども属人的で、改善余地が大きい。
こうした背景から、現場作業を動画として記録し、その
内容を AI が自動解析する「作業動画 AI 解析システム」の
3
効果・メリット
研究を進めている。本研究は、熟練技能の継承、生産性向
歩行・作業・待機時間の抽出や熟練者と非熟練者の行動
上、人材育成の効率化といった幅広い企業課題の解決を支
比較により、技能差異を明確化し、改善ポイントを客観的
援するものであり、製造業のみならず農業・建設業など、
に把握できる。これにより、育成期間の短縮や現場教育の
多様な領域への応用も期待されている。
標準化が期待できる。解析結果はダッシュボードとして即
時に可視化され、稼働率や作業の偏り、ボトルネックなど
2
作業動画 AI自動解析システムの特徴
を一目で把握できるため、作業配置の最適化や工程改善の
迅速な意思決定を可能にする。また、生成 AI により作業マ
ニュアルを自動生成できるため、マニュアル作成にかかる
本システムは、現場で撮影した作業動画を専用ツールに
工数削減や品質の均一化を実現する。作業手順の可視化と
アップロードするだけで、AI が自動的に動画内容を分析
差異分析を通じ、教育資料としての価値も高く、特に多言
し、作業プロセスの可視化や改善に直結する情報を迅速に
語対応が求められる現場での展開にも適している。さらに
生成する技術である。動作解析、視線解析、生成 AI を組
本システムは、既存カメラやスマートグラスで撮影した動
み合わせることで、従来は熟練者の経験や手作業に依存し
画を活用でき、導入障壁が低い点もメリットである。
ていた作業評価を、客観的かつ定量的に行える点が大きな
特徴である。歩行・作業・待機といった行動区分の抽出、
視線の動きから「何を見て、何をしているのか」の行動理
解、作業時間・待機時間の割合など、多面的な指標を解析
4
今後の展開
し、その結果をダッシュボード上に分かりやすく整理して
今後は、マニュアル自動生成技術の実用化を進めつつ、
提示する。これにより、工程全体のボトルネックを定量的
解析精度向上や UI 強化、危険ポイント抽出など機能を拡張
に把握でき、改善施策の立案を大幅に効率化さらに熟練者
し、幅広い産業での社会実装へ発展する。さらに検査や搬
と非熟練者の比較による技能差異分析を自動で実施でき
送など他の作業にも対象領域を広げ、他ソリューションと
る。生成 AI によって、解析結果をもとに作業マニュアルや
の連携による価値向上も図り、実用化を加速していく。
手順書を自動生成できることも大きな特徴である。
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Introductions of Research Activities
ペロブスカイト太陽電池のコンビニ店舗における
発電実証
Power Generation Experiment Using Perovskite Solar Cells at the Convenience Store
ペロブスカイト太陽電池の発電特性評価
執筆者
ペロブスカイト太陽電池を、株式会社アイシンと共同でコンビニ店舗の屋根上と店舗ガ
ラス面に設置する実証を開始した。実証では、発電特性、店舗利用者や周辺建物などの影
が発電量に与える影響、太陽電池の取付方法や構造面の安全性を確認する。
1
研究の背景
先端技術応用研究所
EaaS グループ
加藤 真也
屋根上、店舗ガラス面の太陽電池モジュールと同角度で
全天日射計を取り付けし、屋根上については太陽光が大気
によって散乱・反射されて地表に届く散乱日射も計測でき
2050 年のカーボンニュートラル実現に向け、企業や自
る構成とした。これはペロ
治体において太陽光発電の導入が拡大している。しかし、
ブスカイト太陽電池が曇天
都市部では太陽電池モジュールの設置場所が限られてい
や朝夕の時間帯の弱い光で
るため、建物の屋根上が設置場所の候補となり得るが、既
も発電効率を維持しやすい
設の建物では屋根の耐荷重が足りず設置できないケースが
特性があるため、散乱日射
ある。
によるペロブスカイト太陽
ペロブスカイト太陽電池は、その構造から軽量・フレキ
シブルであり、耐荷重の低い建物屋根や曲面構造物にも
電池の発電特性を定量評価 第 3 図 屋根上の日射計の設置
状況
するためである。
設置でき、将来的に結晶シリコン太陽電池と同程度の発電
ガラス面の太陽電池は、店舗入口を挟んで左右両側に設
性能と低コスト化が期待できることから、近年注目されて
置している。店舗利用者や周辺建物の影などにより、左右
いる。
で発電量が異なることが予想されるため、左右それぞれで
このたび、株式会社アイシン製ペロブスカイト太陽電池
発電量を計測できる構成とした。また、計測した発電デー
を、アイシンと共同でローソン中川野田二丁目店に設置
タや気象データは、遠隔で監視できる構成とした。
し、発電実証を行う機会を得た。主な役割は、中部電力が
ペロブスカイト太陽電池は、従来の結晶シリコン太陽電
計測システムの構築と運用、アイシンが太陽電池モジュー
池と取り付け方法が異なるため、今回施工した方法での構
ルの取付検討と施工であり、発電データの分析は両社が
造面の安全性も実証を通じて確認する。
行う。
2
実証の目的・概要
3
今後の展開
実証設備の取り付けは 2025 年 11 月末に実施し、実証
実証の目的は、以下のとおりである。
期間は 2 年間を予定している。今後実証にて得られるデー
①ペロブスカイト太陽電池の発電特性の確認
タを分析し、ペロブスカイト太陽電池の優位性や課題を確
②店舗利用者や建物の影など発電阻害要因の影響確認
認していく。得られた成果は、中部電力グループの太陽光
③取付方法や構造面の安全性の確認
発電事業における発電量のシミュレーションやシステム検
ペロブスカイト太陽電池の取り付け位置は、耐荷重の低
討、取付工事のノウハウとして活用する予定である。
い建物に取り付ける場合を想定して屋根上と、店舗利用者
が容易に触れることができず、他店舗展開が可能な場所と
して店舗正面のガラス面内側とし、屋根上 20、ガラス面
16 モジュールを設置した。
4
謝辞
実証を行うにあたり、実証場所を提供いただいた株式会
社ローソン、ペロブスカイト太陽電池の提供および共同実
証いただいた株式会社アイシン、実証参加の機会をいただ
いた中部電力ミライズ株式会社の関係者に深く感謝いたし
ます。
第 1 図 屋根上の設置状況 第 2 図 ガラス面の設置状況
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技術開発ニュース 2026/No.170
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Internal and External News
2025 年度技術研究開発賞選考発表会および
第 78 回中部電力技術研究発表会 開催
2025 年 11 月 28 日(金)、「2025 年度技術研究開発賞
今後は、当社の技術力を磨いていくだけではなくて、社
選考発表会(以下、開発賞)」および「第 78 回中部電力技
会の様々な人や組織と新たな価値を生み出すために「共
術研究発表会(以下、発表会)」を開催しました。
創」することや、「オープン・イノベーション」のように
開発賞については当社や地域社会または科学技術の進歩
お互いの技術や知識を融合させていくことが非常に重要に
に貢献した研究に対し表彰をもって賞揚し、士気の高揚と
なると思います。交流を通じて研究成果をさらに発展さ
成果の周知活用を目的に、発表会については技術の向上、
せ、新たな価値や技術革新を生み出していくことを期待し
事業所・部門間の技術交流、ならびに研究意欲の向上を目
ています。
的に、毎年開催しています。(受賞結果は別表参照)
今年 4 月に新たに策定した企業理念には、お客さまや地
開会にあたり、林社長が挨拶され、『「第 7 次エネルギー
域、地球に暮らす全ての人たちとともに、エネルギーに満
基本計画」などで示されているとおり、データセンター需
ちた明るく幸せな未来を創造していくという、私たちの思
要や、脱炭素に向けた電化の推進などにより、電力需要は
いが込められております。みなさんが未来志向で技術力を
増加していく傾向にあります。こうした中、当社グループ
磨きあげ、周りとの交流で社会に役立つ技術を産み出し、
は、引き続き、安定供給に努めつつ、GX の実現に向けた
新たな価値を作り上げていく、これがまさに企業理念その
取り組みを進めているところであります。
ものだと思っております。これからも前向きに思いっきり
一方、当社を取り巻く事業環境は刻々と変化しておりま
チャレンジしてください。』との技術開発に期待するメッ
す。電気事業における制度の見直しや競争の激化、DX の
セージが伝えられました。
進展、お客さまニーズの多様化など、いずれも当社が取り
閉会式では、野田技術開発本部長から、『お客さまの課
組むべき課題と密接に結びついており、対応を複雑にして
題に取組み、解決し、社会実装につなげた研究や、現場目
おります。このような中、みなさんには、先輩方が築き上
線を大切にした研究、DX の手法を用いて、コストダウン
げてきた技術力をベースに、新たな技術の導入に向けて研
を意識した研究などが評価されました。当社の経営理念を
究を進めていただいております。AI の進展に象徴される
よく理解し、自らの業務において広い視野で実践していた
ような新しい分野の研究や、グループ会社、取引先との共
だいていることは、非常に心強く思います。持続可能な社
同研究など、新たな取り組みが増えてきていることは大変
会を実現していくには、当社における GX with DX を推進
頼もしく、当社のさらなる成長につながっていくものと確
していくことが重要であると考えます。当社は、DX をは
信しております。本日の発表会は、
「グループ全体の経営
じめとする新たな分野との融合を図りながら、エネルギー
に効果を発揮する研究開発の成果、また、地域社会へ貢献
に満ちた明るく幸せな未来の創造に挑戦し続けるという、
した技術研究開発の成果、そして、グループ全体の事業に
役割を果たしていきたいと思います』との講評をいただき
かかわる科学技術の進展に貢献した研究だと認められるも
ました。
の」を発表する場です。みなさんのこれまでの努力、そし
今年も多くのみなさまのご協力により、無事に開催でき
て、技術力の高さを大いに披露してください。
ました。ご協力ありがとうございました。
林社長
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技術開発ニュース 2026/No.170
野田技術開発本部長
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内 外 ニ ュ ース
2025 年度 技術研究開発賞 受賞結果
賞詞名
社長賞
本部長賞
件名
所属
氏名
排水由来の廃棄物低減を実現する
エマルション分離装置の開発
中部電力ミライズ株式会社 ソリューション事業本部
ものづくり革新部
杉山 玲衣
田中 良
間接活線工法移行に向けた
工具・用品開発に関する研究
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 用品開発グループ
宮澤 啓太
羽柴 史員
中部電力株式会社 技術開発本部
先端技術応用研究所 先端技術ソリューショングループ
棚橋 尚貴
藤本 貴之
中部電力ミライズ株式会社 ソリューション事業本部
ものづくり革新部
高木 健富
高温環境下の作業改善と品質管理に
貢献する各種工場向け自動温度
計測システムの開発
優秀賞
飯田マイクログリッド実証研究
中部電力株式会社 技術開発本部
電力技術研究所 電力品質グループ
(* 現 中部電力パワーグリッド 系統運用部 系統技術グループ)
中部電力株式会社 経営戦略本部 戦略グループ
山口 遼 *
榎本 熱
大西 宏明
第 78 回 中部電力技術研究発表会 受賞結果
【ステージ発表の部】
賞詞名
最優秀賞
優秀賞
件名
所属
氏名
鉄塔を活用した新たなスマートメーター
通信対策の実現
中部電力パワーグリッド株式会社
配電部 配電系統高度化グループ
山崎 勉
水田 創
松本 成晴
転送送信盤自主製作による
工期短縮に向けた取り組み
中部電力パワーグリッド株式会社
半田支社 変電グループ
國立兼士郎
川野辰太郎
田重田優樹
中部電力株式会社 技術開発本部
先端技術応用研究所 情報技術グループ
追良瀬利也
中部電力株式会社
DX 推進部 DX 推進グループ
近藤 正大
加川 功己
中部電力パワーグリッド株式会社 岐阜支社
岐阜通信センター 運用グループ
田中 良樹
中部電力パワーグリッド株式会社
高山支社 送電グループ
松岡 英宣
生成 AI を用いた議事録 AI アプリの開発
マイクロ波多重無線装置の
フレネルゾーンにおける
支障木判定方法の確立
その他 4 件は奨励賞
【ポスターセッションの部】
賞詞名
最優秀賞
件名
海ノ口水力発電所における
設備評価・運用手法の見直しによる
資産価値向上について
所属
氏名
中部電力株式会社 再生可能エネルギーカンパニー
長野水力センター 業務課
水野 雄紀
保谷 匡
中部電力株式会社 技術開発本部
原子力安全技術研究所 プラントグループ
吉田健一郎
中部電力株式会社 浜岡原子力発電所
廃止措置部 廃止計画管理課
海野 峻行
銅線用直線スリーブの改良
中部電力パワーグリッド株式会社
エンジニアリングセンター 用品開発グループ
熊谷 彰人
難波 秀文
伐採重機の先端工具「クアッドソー」開発
中部電力パワーグリッド株式会社
静岡支社 配電運営グループ
佐野 佑磨
配管半割を不要とする除染および
汚染測定技術
優秀賞
その他 6 件は奨励賞
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Internal and External News
技術研究開発 社長賞
技術研究開発 本部長賞
技術研究開発 優秀賞
技術研究開発 優秀賞
中部電力技術研究発表会ステージ発表の部 最優秀賞
中部電力技術研究発表会ステージ発表の部 優秀賞
中部電力技術研究発表会ステージ発表の部 優秀賞
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技術開発ニュース 2026/No.170
中部電力技術研究発表会ステージ発表の部 優秀賞
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内 外 ニ ュ ース
中部電力技術研究発表会ポスターセッションの部 最優秀賞
中部電力技術研究発表会ポスターセッションの部 優秀賞
中部電力技術研究発表会ポスターセッションの部 優秀賞
中部電力技術研究発表会ポスターセッションの部 優秀賞
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Internal and External News
第 70 回渋澤賞を受賞
第 70 回(令和 7 年度)日本電気協会澁澤賞贈呈式が 11
す。これまで専門会社で実施した測量を保守会社で実施で
月 18 日、東京都千代田区の東京商工会議所渋沢ホールで
きるようにすると共に、精度の良い 3 次元測量により、施
開催され、賞状が受賞者に贈呈されました。
工日数を半減させたことが高く評価されました。
澁澤賞は、故 渋澤 元治博士が昭和 30 年に文化功労
者として表彰を受けられた栄誉を記念し、昭和 31 年に創
設され、電気保安に優れた業績を上げた方々を対象に表彰
するもので、各界より広く認められる権威ある賞です。
今回は、発明・工夫、設計・施工部門として、「スキル
レスな管路位置測量装置の開発」で、熊澤 昌宏さん(技
術開発本部 電力技術研究所)、真鍋 祐矢さん(経営戦
略本部)、竹内 健一さん((株)シーテック 電力本部
地中線部)が受賞しました。
受賞技術は、小型のジャイロセンサを用いて、地面に埋
設されている電力ケーブル用管路の位置を特定するもので
左から(株)シーテック 竹内さん、電力技術研究所 熊澤さん、経営戦略本部 真鍋さん
日本材料学会第 74 期学術講演会「優秀講演発表賞」を受賞
2025 年 5 月 31 日・6 月 1 日に日本大学工学部で開催さ
ブレードの信頼性向上に資する世界初の成果として高く評
れた日本材料学会第 74 期学術講演会において、電力技術
価されています。関連成果は 2026 年春に複数の国際会議
研究所 材料化学グループの中山歩美さんが「優秀講演発表
で発表予定です。
賞」を受賞しました。
本賞は学術講演会で特に優れた発表に授与されるもの
で、35 歳未満で一度のみ受賞できる名誉ある賞です。今
回は 89 名の候補者のうち 8 名が選出されました。博士課
程在学中または博士号取得直後の候補者が多い中での受賞
は、2026 年 4 月から博士後期課程へ進学する中山さんに
とって大きな励みとなりました。
受賞発表「透過 X 線ラウエ法を用いた Ni 基単結晶超合
金における再結晶検出技術の検討」は、発電用ガスタービ
ン・航空機エンジンの性能や安全性のカギを握るタービン
電力技術研究所 材料化学グループの中山さん
雨の衝撃を見える化!エコプロ2025で「加速度式雨滴衝撃計」を紹介
電力技術研究所は、2025 年12 月10 ~ 12日に東京ビッ
グサイトで開催された「エコプロ2025」に出展し、東京農工
大学と共同開発中の「加速度式雨滴衝撃計」を紹介しました。
本技術は送電鉄塔下の緑化を妨げる雨滴の衝撃力を数値
化するために開発に着手し、従来の雨量計測ではわから
なかった「雨のエネルギー」をリアルタイムで測定できる
のが特徴で、活用先拡大に向けデータの遠隔監視が可能な
IoT 対応や広域計測も視野に入れています。
展示では雨を降らせて計測を実演し、ブースに訪れた方
からは「雨の強さを見える化できるのは革新的」「こんな
分野で使ってみたい」というアイデアも多数寄せられ、
ブースは終始賑わいました。
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技術開発ニュース 2026/No.170
※本技術の詳細は、P.41,42 を参照
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内 外 ニ ュ ース
スマート工場 EXPO に出展 改善ソリューションに多くの反響
先端技術応用研究所は、2026 年 1 月 21 日~ 23 日に東
気制御システムと連携した運用への関心も寄せられました。
京ビッグサイトで開催された「スマート工場 EXPO」に出
会期中にいただいたご意見や要望を踏まえ、今後もさら
展し、工場現場の課題をデータ解析で改善するために開発
なる技術向上に取り組んでいきます。
した「MiEL Thermo HT」や「MieruTIME OILMIST」な
どの技術を紹介しました。
「MiEL Thermo HT」は、遠隔やガラス窓越しでの高精
度温度計測が可能な点が高く評価され、鋳造・熱処理工程
などへの適用を検討する来場者から具体的な相談が寄せら
れました。
また、
「MieruTIME OILMIST」は、オイルミストや粉塵の
濃度や温湿度を無線で容易に可視化でき、環境改善に寄与
する点が評価され、その応用として省エネとなる空調・給排
「ちゅうでんサイエンス・フォーラム 2025」を開催
原子力安全技術研究所は、「ちゅうでんサイエンス・
しかった、また来たい」との声をいただき、フォーラムは
フォーラム 2025」を、7 月 26 日に浜岡原子力発電所の地
成功を収めることができました。
元である御前崎市民会館で開催しました。
このフォーラムは、原子力の安全性向上、安定供給およ
び新たな価値の創出を目指した研究成果を地域の皆さまに
紹介するイベントです。12 回目となる今回は 350 名のお
客さまにご来場いただきました。
公募研究の成果発表や著名人による特別講演、会場の中
高生から特別講師への質問コーナーやクイズ、エンディン
グでの抽選会など、来場者が楽しめるイベントを多数実施
しました。今回は、次世代を担う中高生の皆さんに研究へ
の興味を持っていただくため、研究成果発表タイトルを身
近に感じられる分かりやすい表現とし、来場者の探求心を
くすぐるよう工夫して取り組みました。来場者からは「楽
ポスターセッションの様子
公募研究「第 13 回目 2025 年度研究開始」について
中部電力は、原子力発電の推進と利用に必要な将来技
公募研究の成果には、浜岡原子力発電所への適用が期待
術・新技術の研究開発を強化し、原子力の未来を担う人財
されるものや社会実装が見込まれるものが含まれ、特許の
育成にも貢献したいと考えています。
取得や学会での発表も多数行っており、有意義な取り組み
この目的のもと、原子力安全技術研究所では、広く原子
と考えています。
力安全に関する研究テーマを公募し、大学や研究機関と連
公募研究へご興味のある方は、二次元コードからアクセ
携した研究を進めています。
スしてください。
今回で 13 回目となる公募では、33 件の応募をいただ
き、社外の学識経験者による選考委員会での書類・プレゼ
ン審査を経て、8 件を採択しました。
これまでに採択した研究の件名は、中部電力のホーム
ページで公開しています。
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内 外 ニ ュ ース
Internal and External News
<至近採択実績>
第 13 回目 2024 年度募集実施・2025 年度より研究開始、33 件中 8 件採択
研究の領域(分野)
研究件名
領域 1
原子力の将来技術に資する基礎基盤研究
研究代表者(敬称略)
静岡大学
次世代原子炉用核計装を目指した高温中性子検出半導体の開発
中野 貴之
粗大粒・溶接部に適したオンサイト残留応力測定技術の実証的研究
廃止措置プラント材の有効活用を見据えた組合せ照射技術の高度化
原子力の安全性向上に資する研究
東北大学
損傷を有するあと施工せん断補強 RC 部材の耐荷機構の解明と
横浜国立大学
災害訓練におけるノンテクニカルスキル相互評価モデル構築と
順天堂大学
阿部 博志
小松 怜史
アイトラッキングを活用した定量評価
作業性の向上に資する研究
村上 健太
不純物アニオンフリーな SCC 発生試験法の確立と圧力容器鋼の
構造健全性評価法の提案
浜岡原子力発電所 3、4、5 号機の保守性・
東京大学
吉田 健太
SCC 発生臨界条件の解明
領域 4
坂井田 喜久
東北大学
3 次元ひずみ解析による原子炉圧力容器の寿命回復温度の探索
領域 2
静岡大学
水野 信也
テキストとグラフ構造を併用したマルチモーダル AI 構築手法の確立
東京大学
出町 和之
「テクノフェア 2025」を開催
2025 年 10 月 29 日(水)~ 31日(金)の 3 日間(内覧
本展示会は、未来のイノベーションに向けて共に挑戦す
会含む)
、中部電力グループの幅広い技術研究開発の取り組
る共創パートナーさまとの出会いを深め、新たな可能性を
みを紹介するため、
「テクノフェア 2025」を開催しました。
共に探求する機会となりました。
今回は「イノベーションのタネ」をテーマに掲げ、DX
当社では引き続き、脱炭素社会の実現をはじめ、お客さ
や最新の再エネ技術など幅広い分野の技術研究を計 86 展
まや社会とともに持続的に成長するための技術研究開発を
示ご紹介し、3 日間で企業・研究機関・大学などを中心に
推進して参ります。
2,900 名以上のお客さまにご来場いただきました。
今後の展開にもぜひご期待ください。
「テクノフェア 2025」の様子
見どころ展示
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技術開発ニュース 2026/No.170
海からの力:浮体式洋上風力と波力発電の革新
配管振動、もう怖くない!
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- 内 外 ニ ュ ース
3D Gaussian Splattingが導く、新たな設備管理の可能性
~ドローンによる 3D 自動生成手法~
雨の新指標:エネルギーで見る降雨
~加速度式雨滴衝撃計の開発~
海底の観測機器で迫りくる津波を予測する
被加熱物温度計測の高精度化と自動化で、
製造現場の DX に貢献
海藻で描く地球の未来:Blue Carbon の可能性
テレビ局の取材を受ける所員
過去の展示内容は、当社ホームページからご覧いただけます。
https://www.chuden.co.jp/seicho_kaihatsu/kaihatsu/techno/
技術開発ニュースバックナンバー
過去号は、技術開発ニュースライブラリーサイトからもご覧いただけます。
https://www.chuden.co.jp/seicho_kaihatsu/kaihatsu/news/
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※本誌掲載情報の著作権は当社に帰属します。
転載を希望する場合は、その旨を必ずご連絡ください(無断転載禁止)。
https://www.chuden.co.jp/faq/inquiry/inq_kenkyu/
技術開発ニュース 2026/No.170
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技術開発ニュース 170 号
【発 行】
2026 年
【発行所】
中部電力株式会社
技術開発本部 企画部 総務・広報グループ
〒 459-8522 名古屋市緑区大高町字北関山 20 - 1
【特集制作】
【編集所】
西川コミュニケーションズ株式会社
〒 461-0005 名古屋市東区東桜 2-11-16
株式会社プラン・エディターズ
〒 462-0042 名古屋市北区水草町 1-68-2
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