報告書番号

GD25022

タイトル（和文）

ガルバニック対センサを用いた海塩量監視システムの開発～横須賀地区における検証～

タイトル（英文）

Development of Sea-salt deposition Monitoring System Using a Galvanic Couple Sensor - Validation Results in Yokosuka Area -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
がいしやブッシングの表面に海塩が付着すると，湿潤環境下では絶縁性能が低下する懸念がある。特に，台風等の通過により設計汚損密度以上に海塩が付着したと懸念される場合，変電所では洗浄作業が必要となるので，海塩付着状況の監視が必要となる[1]。ただし，ダミーがいしの表面導電率から海塩付着量を監視する従来の手法は，測定場所の確保やコストが課題となり，全ての変電所に設置できるわけではない。一方，小型で屋外観測が可能なガルバニック対センサ（以後，ACMセンサと呼ぶ）[2]は，その観測値から海塩付着密度を推定できる[3]。そこで，同センサを用いたIoTシステム[4]により，簡易なオンライン監視海塩モニタの実現が期待される。
目　　的
ACMセンサを用いた海塩付着密度監視IoTシステムを構築する。また，このシステムを用いて台風襲来時の海塩付着密度のトレンドが観測できることを実証する。
主な成果
1. ACMセンサを用いた海塩付着量監視IoTシステムの構築
海塩付着密度を監視するIoTシステムとして，ACMセンサ，環境センサおよびゲートウェイ[5]からなるセンサユニットと，解析プログラムとWebアプリを搭載したクラウドサーバからなるシステムを構築した（図1）。また，本システムでは，海塩付着密度の情報をリアルタイム（数分ごと）に提供できるようにした。
2. 検証試験による海塩付着密度のトレンド観測
当所横須賀地区において本システムの検証試験を4年間行い，大きな不具合は発生しないことを確認した[6]。観測結果の典型例として，2025年9月上旬に台風15号[7]が襲来したときのセンサデータを解析した結果，台風襲来に伴い汚損が進行し，台風通過後もその汚損状態が持続されている様子が観測できた（図2）。表面汚損の影響が懸念される台風通過後数日[8]の表面汚損レベルを判断できたため，本システムは，変電所の海塩付着状況の監視に有用であるとの見通しを得た。

[1] 変電所のがいし洗浄指標は一般的に設計汚損量の50～70%程度とされる。例えば，「変電設備の耐塩設計」，電気協同研究，Vol. 35，No. 3，1979.
[2] Zn，絶縁膜，Agを階段状に積層させたセンサ。付着海塩の潮解等によりセンサ表面がぬれ状態になると，Zn-Ag間にガルバニック電流が流れる。「大気腐食モニタリングセンサ」，JIS Z 2384，2019.
[3] ACM電流と湿度を既知のセンサ出力特性に当てはめることで，海塩付着密度を推定できる。ACMセンサの出力特性は，次の文献値を参照した。篠原ほか，材料と環境，Vol. 54，No. 8，pp. 375-382，2005.
[4] センサ等の「モノ」をネットワークに接続してデータを収集・提供する具体的実装体の全体（システム）のこと。
[5] センサデータを読み取り，そのデータをクラウドサーバに転送するマイクロコンピュータのこと。
[6] ACMセンサは消耗型素子であるため，おおむね半年ごとの交換が必要である。センサ交換作業は好天時に実施されるうえ，要する時間は通常30分以内であるため，表面汚損状態の変化を監視する観点で妨げにならない。
[7] 台風が種子島に接近した9月4日正午ごろ，横須賀市では台風の外側降雨帯に伴う一時的な降雨が観測された。また，横須賀市では9月5日正午前から24時ころまで強風域となった。
[8] 変電所のがいしにおいて，風雨等で汚損が付着した後，数日といった時間ののちの降雨を契機にフラッシオーバが発生した事例が報告されている。North American Electric Reliability Corp, EA Lessons Learned, LL20210801, 2021.

概要 （英文）

Deposition of sea salt on outdoor insulators and bushings can markedly reduce surface resistance. As post-event cleaning is required when the deposition exceeds the designed pollution severity, prompt data on contamination levels is needed for substations, particularly after typhoons approach the site. In this research, an IoT-based online monitoring system for salt deposit density was developed utilising a compact galvanic-couple sensor, which facilitates estimation of salt accumulation from its measured output. The system consists of a sensor unit integrating the galvanic sensors, an environmental sensor, and a gateway, along with a cloud server that hosts data acquisition, automated analysis software, and a web application for visualisation. The architecture was designed to deliver near real-time salt deposition information with update intervals of several minutes, thereby supporting practical operational monitoring. A field trial was conducted at our Yokosuka facility, confirming stable long-term operation, including continuous deployment over four years. Representative data were acquired by Typhoon Peipah in early September 2025. A distinct trend of increasing contamination associated with the typhoon was observed, with elevated levels persisting even after the typhoon passed. The proposed methodology is expected to be valuable for substation operations, assisting with timely decisions on washing and related maintenance activities.

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