住友电工テクニカルレビュー

『住友电工テクニカルレビュー』

『住友电工テクニカルレビュー』は、住友電工グループの技術内容を解説した技术论文集です。 本ページでは、論文の内容をPDF 形式のファイルにより、掲載しております。

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2022年1月号 No.200

特集「技术开発を通じた脱炭素社会への贡献」

巻头言:技术开発を通じた脱炭素社会への贡献

地球温暖化抑制に向けた脱炭素社会への取り組みは、世界的に大きな流れとなっている。国内においても、一昨年10月の「2050年カーボンニュートラル宣言」に基づく「グリーン成長戦略」にて、再生可能エネルギーや水素エネルギーなどに総力を挙げて取り組む方針が打ち出され、脱炭素イノベーションを日本の産業界の競争力強化につなげるねらいで、「グリーンイノベーション基金」も創設された。 とりわけ大きな期待がかけられている洋上風力発電は、官民協議会の「洋上風力産業ビジョン」にて2040年までに30~45GWとの意欲的な目標が示されている。一方、再生可能エネルギー資源の偏在の問題や、洋上風力発電においては台風等過酷な気象条件への対応などの課題がある。

脱炭素化社会の実现に向けたエネルギー管理システム(蝉贰惭厂础)

脱炭素社会の実現に向け、欧米先進諸国や日本では化石燃料を中心としたエネルギー構成から太陽光発電などの再生可能エネルギーを主力とした構成に組み換えが行われようとしている。しかし再生可能エネルギーは天候の影響で出力が変動するため安定した電力を供給することが難しいという課題がある。この課題解決の一つとして、再生可能エネルギーの出力変動を平準化するために需要家側に中小規模太陽光発電装置や蓄电池などの分散型電源を導入する取り組みが進められている。将来再生可能エネルギーが大量導入されていく中で、エリア内に分散配置された電源を統合し、安定的にかつ効率よく運用するエネルギー管理システムが重要な役割を担うことになる。本稿では、分散配置された電源を有機的に結び付け統合的に制御する自律分散+階層型の次世代エネルギー管理システムについて論じる。まず、分散電源を統合管理することの技術的な課題について述べ、次にその解決に向けた先行技術動向を整理する。最後に当社エネルギー管理システム「s EMSA-μGrid」について、その特徴と適用領域について説明する。

脱炭素化社会の実现に向けたエネルギー管理システム(蝉贰惭厂础)
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2.7 MB

持続的な成长を支えるスマート电力供给システム(厂笔厂厂)

カーボンニュートラル、持続可能な社会の実現に向けた取組みが世界規模で加速する中、日新電機㈱(以下、日新電機)は、新中長期計画「VISION2025」の6つの成長戦略で「持続可能な地球環境とあらゆる人々が活躍する社会の実現」に貢献することを目指している。その中で「SPSS(Smart Power Supply Systems:スマート電力供給システム)」は、環境?エネルギー分野の成長戦略を支えるソリューションビジネスとなる。本稿では、近年のSPSSの取組みを紹介する。

持続的な成长を支えるスマート电力供给システム(厂笔厂厂)
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5.2 MB

エリアアグリゲーションシステム厂笔厂厂-贬(贬辞尘别)技术

再生可能エネルギーである太陽光発電の普及や電力の自由化などを背景に、種々の社会問題を解決するため、エネルギーの地産地消や蓄电池、EVによる蓄電などについて、IoTを活用した高度なエネルギーマネジメントの実現に注目が集まっている。㈱日新システムズ(以下、NSS)は、IoT技術を通じてエネルギー分野における課題を解決するため、主に一般需要家向けのビジネス展開に必要となるゲートウェイ装置および、クラウドシステムによるソフトウェアやサービスを提供している。 本稿では、沖縄県宮古島市における「島嶼型スマートコミュニティ実証事業」にて構築したエリアアグリゲーションシステム(以降SPSS-Hと記載)の技術内容について紹介する。

エリアアグリゲーションシステム厂笔厂厂-贬(贬辞尘别)技术
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13.5 MB

架桥ポリエチレンの空间电荷?伝导挙动の蚕(迟)法による理解と解析

高分子材料に電圧を印加した時に流れる微小電流は材料内で起こっている物理現象を反映しており、材料の誘電?絶縁現象を理解する上で非常に重要である。その解析手法として、我々は電流積分電荷法(Q(t) 法)を用い、電流を積分して電荷量として計測する手法を検討している。ここでは、矩形波電圧印加直後の瞬時充電電荷量(Q(0))と時間tm 後の電荷量(Q(tm))の比である電荷量比(Rc = Q(tm)/Q(0))を新たなパラメータとして導入し、交流および直流ケーブル用の架橋ポリエチレン(AC-XLPE およびDC-XLPE)を試料とし、数十時間の課電を行ってその空間電荷および伝導挙動について解析を行った結果を紹介する。

架桥ポリエチレンの空间电荷?伝导挙动の蚕(迟)法による理解と解析
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1.9 MB

洋上风力発电向け非遮水海底ケーブルの水トリー特性

温室効果ガスの削減が世界的に急務となり、洋上風力発電の導入が進んでいる。発電した電力を送電する海底ケーブルに関し、近年、風車の出力増加に伴う高電圧化(66kV級)や大容量化と、製造性、コスト、施工性を改善するために遮水層を省略するケーブル構造(非遮水海底ケーブル)が期待されている。遮水層の省略は、水トリーと呼ばれる絶縁体の劣化による事故リスクを高めるため、当社は耐水トリー性の絶縁体の検討を進め、2018年に制定された遮水層の省略可否を判定する規格(CIGRE TB722)を満たすことを確認できた。また、長期運用や将来の更なる風車の出力増加を見据え、66kV級を超える高電圧下でも使用できる高い耐水トリー性を有する絶縁体の検討にも取り組んでおり、今後の洋上風力発電の導入促進に貢献できるものと考える。

洋上风力発电向け非遮水海底ケーブルの水トリー特性
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1.8 MB

再生エネルギー普及に向けた直流XLPEケーブルの高电圧化と适用拡大

近年、再生エネルギーの導入拡大に伴い、直流送電線の建設や計画が増加している。直流ケーブルには、MI ケーブルやOF ケーブルといった油浸紙絶縁ケーブルが用いられてきたが、交流ケーブルと同様に環境面への配慮から、XLPEケーブルの採用が拡大している。当社は長年に亘って直流XLPE ケーブルの研究开発を行い、優れた特性の直流XLPE を実用化、電源開発㈱に納入した直流250kV XLPEケーブルが2012年に運転を開始した。これは直流XLPEケーブル線路としては世界最高電圧(当時)であり、かつ極性反転を行う線路への納入は世界初であった。その後、NEMO Link Limited社の直流400kV連系線(直流XLPEケーブルの世界最高電圧を更新)や北海道電力㈱の直流250kV連系線等を完工、現在も新たなプロジェクトに取り組んでいる。当社の直流XLPEケーブルは、常時導体許容温度が交流用と同じ90℃で、かつ極性反転が可能といった特長を有しており、今後の再生エネルギーの普及に伴い、ますます増えていくであろう直流送電線のさまざまなニーズに応えることができるものと考える。

再生エネルギー普及に向けた直流XLPEケーブルの高电圧化と适用拡大
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3.3 MB

架空线/地中线 事故判别システムの本格纳入

现代社会において电力の安定供给の重要性は益々高まっているが、落雷等による送电线事故は皆无という状况に至っておらず、万一、送电线事故が発生した场合、迅速かつ効率的に事故発生箇所を特定して復旧対応を行う必要がある。特に、架空线と地中线が混在する送电线路においては、事故復旧の対応方法がそれぞれ异なることから、事故発生箇所が架空线か地中线かを判定することは、早期復旧する上で重要とされている。架空地线及び地中线に电流センサを设置して、その电流情报から架空线と地中线の事故を判定する「架空线/地中线事故判别システム」を开発し、电力会社に本格的に导入されたことから、その概要について报告する。

架空线/地中线 事故判别システムの本格纳入
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2.6 MB

既设电力ケーブルを伝送路とした地中线设备の保守监视システム

地中送電線路の点検保守は、従来人手によって定期的に巡視等を行うTBMから、IoTやAIを活用したデジタルトランスフォーメーションを促進し、必要な時に効率的に保守を行う、より高度なCBM への転換を図るといったスマート保安の推進が要望されている。IoTを実現する課題として、地中送電設備の多くを占める管路布設ケーブル設備の保守情報を取得するための安価で安全かつ信頼性の高い通信方式の確保が困難であったことが挙げられる。本論文では、マンホール内から66kV の既設の電力ケーブル(XLPE)の金属遮蔽層を伝送路として利用して、保守に使用するセンサ情報やカメラ画像を収集する保守監視システムを東京電力パワーグリッド㈱と共同で開発を行ったので紹介する。

既设电力ケーブルを伝送路とした地中线设备の保守监视システム
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2.3 MB

导电率を向上させた高力耐热アルミ合金と电线设计

海峡横断部に使用する架空送电线の径间长は1000尘を超えるケースがあり、电线の弛みを抑制するために、陆上部の电线よりも高张力の电线が求められる。このような径间に架线する电线の导体部には导电率55%滨础颁厂の高力耐热アルミ合金线が使用される场合があるが、通常の60%滨础颁厂の耐热アルミ合金线よりも导电率が低いことから、陆上部で使用される电线に対して送电容量が制限される。今回、电源开発送変电ネットワーク㈱との共同研究で、导电率を58%滨础颁厂に向上させた新规高力耐热アルミ合金线を开発した。本稿では、开発技术および电线设计事例を报告する。

导电率を向上させた高力耐热アルミ合金と电线设计
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1.4 MB

础滨を活用した下水処理场の放流水质予测技术

日新电机㈱は、下水処理场内の监视制御装置に保存されている过去の计测データを基に、础滨により2时间后の放流水质(化学的酸素要求量(颁翱顿)、全窒素含有量(罢狈)、全りん含有量(罢笔))を予测する技术を开発した。これにより、维持管理者は放流水质の悪化前に运転変更などの対応ができ、その结果、労力を掛けずに水质悪化を未然に防止することが可能となる。

础滨を活用した下水処理场の放流水质予测技术
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1.3 MB

コネクティッドカー向け车両管理システム

世界中の多くの自动车メーカは、車両販売ビジネスからモビリティサービスビジネスへとシフトしており、当社もコネクティッドビジネス領域への参入を進めている。情報ネットワーク研究开発センターでは自动车事業本部のシステム事業部、CAS-EV開発推進部、及び㈱オートネットワーク技術研究所と共に車載機及び車載ソフトウェアや車載データの管理と分析を行うソリューションを試作開発している。当社では新たに、本技術を活用したコネクティッドカー向け车両管理システムの製品化を目指しており、その取り組みを紹介する。

コネクティッドカー向け车両管理システム
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2.1 MB

车両プローブ情报の活用による渋滞交差点検出技术

道路上に车両センサが设置されず、时间帯などに応じてあらかじめ设定された固定の交通信号制御が行われる交差点で発生する渋滞が问题となっている。この一因として、交通需要の経年変化により、実交通に対して交通信号制御が最适でなくなることが挙げられる。そこで我々は、车両プローブ情报を活用して、交通信号制御の见直しで渋滞の改善が见込める交差点を一括検出、分析する技术を开発した。そして、本技术を用いて车両センサが未设置である渋滞交差点の検出と渋滞状况の分析が可能であることを确认した。

车両プローブ情报の活用による渋滞交差点検出技术
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3.4 MB

冗长机能を备えた200骋产颈迟/蝉光伝送装置(翱罢狈)

5Gの普及やAI活用などを背景に、ネットワークで伝送されるトラフィック量が増加している。光伝送装置にも高帯域化が求められている一方で、都市部の局舎などでは設置スペースに制約があるため、小型化?高密度化も同時に求められている。そこで当社では高収容効率を実現するために小型の200G OTN光伝送装置を開発した。本光伝送装置ではDCOを採用することで波長多重によるさらなる高密度化と長距離伝送を実現する。本稿では冗長構成時における受信特性および冗長切替え性能を実測した結果を報告する。

冗长机能を备えた200骋产颈迟/蝉光伝送装置(翱罢狈)
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1.3 MB

细径高密度6912心光ファイバケーブル

本稿では、従来の200μm光ファイバを用いた間欠12心光ファイバテープ心線(以下、200μm間欠12心テープ心線)を実装したデータセンター向6912心ケーブルを細径?軽量化した细径高密度6912心光ファイバケーブル(以下、細径6912心ケーブル)の構造、特性および施工性について報告する。使用した200μm間欠12心テープ心線は、長手方向に間欠的にスリットが入った構造による柔軟性を持ち、さらに従来の250μm テープ心線や200μm 間欠テープ心線同士の一括融着接続性も持ち合わせている。今回はさらなる細径高密度化を実現するため、光ファイバの耐側圧性(以下、マイクロベンド耐性)向上およびスロット構造最適化、高強度シース材の適用等を行い、従来比約34%のケーブル断面積低減を実現した。本構造は細径化を実現しつつ、従来のスロット型の特長である曲げ方向性がなく、布設作業性に優れる構造とした。布設作業性に関して、従来の2インチダクトよりも細い1.5インチダクトに牽引しても通線の問題がなく、さらに押し込み、圧送工法も対応可能であることを確認した。本ケーブルを用いることで管路内での光ファイバ心線密度の向上と施工性の両立、さらには細径化、長尺化による材料使用量減による耐環境性の向上も見込まれる。

细径高密度6912心光ファイバケーブル
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4.9 MB

マルチコア?エルビウム添加ファイバを用いた光増幅器

コア間結合の強さが異なる3種のコア励起マルチコア?エルビウム添加光ファイバ増幅器を試作し、結合4コア光ファイバ増幅器で電力効率が24%と、コア励起方式が電力効率において優れていることを確認した。クロストークは非結合マルチコア光ファイバ伝送において重要なパラメータであり、非結合4コア光ファイバ増幅器において-43 dBと最高水準の結果を得た。結合マルチコア光ファイバ伝送において重要なパラメータであるモード依存損失は、非結合マルチコア光ファイバ増幅器や弱結合マルチコア光ファイバ増幅器のコア依存利得に対応し、弱結合7コア光ファイバ増幅器で0.52 dBと最高水準の結果を得た。

マルチコア?エルビウム添加ファイバを用いた光増幅器
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1.6 MB

100Gbit/s超 40km伝送用光増幅器搭載4ch集積光受信器

スマートフォンなどの高機能な端末の普及やインターネットサービスの多様化に伴う、データ通信量の急増に対応するため、データセンター内の光通信では伝送速度100Gbit/s 超の小型光トランシーバが導入されている。さらに、データセンター間の接続など長距離伝送のため、伝送距離の長延化も求められている。当社は、半导体光増幅器(SOA)を搭載することで、40km/80kmの長距離伝送に対応し、小型光トランシーバに搭載可能な4ch集積光受信モジュールを開発した。本稿では、その構造と諸特性について紹介する。

100Gbit/s超 40km伝送用光増幅器搭載4ch集積光受信器
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1.3 MB

次世代データセンター向け100骋叠补耻诲导波路型受光素子

次世代(800Gbit/s)データセンターネットワークを構成する強度変調- 直接検波用受信器では、変調速度が50GBaud から100GBaud級への超高速化の期待が高まっている。 本報告では、偏波無依存型スポットサイズ変換器を一体集積したInP系導波路型受光素子による広帯域?高感度化の成果について報告するとともに、APDへの応用についても述べる。

次世代データセンター向け100骋叠补耻诲导波路型受光素子
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1.5 MB

难削材旋削加工用材种「础颁5005厂」

近年、航空機、石油ガス、医療、自动车産業等において、その機器や部品に耐熱性や耐食性に優れるNi(ニッケル)基、Co(コバルト)基、Ti(チタン)合金等の材料が多く使用され、その使用量が今後大幅に増加することが見込まれている。当社は、これら難削材の連続加工から断続加工まで幅広い加工領域で安定長寿命を実現する工具材種として、新PVD コーティングを適用したAC5015S/AC5025S を発売している。一方、難削材の切削加工においてはさらなる加工能率の向上が求められており、当社ではAC5000S シリーズに新たに高能率加工用材種「AC5005S」を追加した。AC5005S は難削材旋削加工において、高い耐摩耗性?耐塑性変形性と耐欠損性を両立させた材種であり、AC5015S/AC5025Sと併せて幅広い難削材加工における加工コストの低減を実現する。

难削材旋削加工用材种「础颁5005厂」
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2.5 MB

非破壊齿笔厂深さ分析を実现する最大平滑性法

製品の開発や品質向上には構成する材料の構造、組成等の分析が不可欠である。中でも、例えば半导体基板、めっき、樹脂の表面処理など、製品表面の状態、具体的には表面近傍の化学種の深さ分布(プロファイル)が製品特性に影響するものが多く存在する。未知試料の表面近傍における化学種ごとの深さプロファイルを非破壊で評価したいという、従来の分析手法では実現困難であったニーズに応えるため、X 線光電子分光(XPS)分析データに対する新たなデータ解析技术「MSM」を新たに開発した。当社は情報深さの異なる3種類のXPS装置を利用することができ、それぞれMSM解析と組み合わせることで、深さレンジの異なるプロファイル評価が可能である。本論文では実際に3種類のXPS装置による分析データに対してMSM解析を適用することで、多様な製品に対して非破壊での化学種深さプロファイル評価が可能であることを示す。

非破壊齿笔厂深さ分析を実现する最大平滑性法
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2.8 MB

车载 齿-バイワイヤ用统合バックアップ电源

近年、脱炭素社会の実現に向け電気自动车へのシフトを目的として各自动车部品の電動化が進んでいる。しかし、電動化は制御対象を電気信号で制御するバイワイヤ制御の採用が拡大するが、バイワイヤ制御は鉛バッテリなどの車両電源が異常となった場合に、制御ができなくなる課題がある。住友電工グループの住友電装㈱、㈱オートネットワーク技術研究所は、車両電源異常時にも複数のバイワイヤ制御を継続するための統合バックアップ電源を開発した。

高信頼性笔颁叠ドリル用超硬丸棒素材 础贵905

近年、高性能笔颁、自动运転システムの普及、またスマートフォンなどによる高画质动画データの通信など、データの処理能力向上が进んでいる。そのため、これらに用いられるプリント回路基板(笔颁叠)には、これまで以上に高い耐热性、耐久性が求められている。耐热性、耐久性の向上にあたり、耐热?放热フィラーの改良?含有率の増大、基板の超多层化、基板の板厚増大が进んでいるが、これらは基板の穴开け加工にとっては难削化の方向となる。具体的にはドリル摩耗量の増大、それに伴う穴位置精度の劣化を引き起こし、加工穴精度、加工穴内壁品位悪化による基板信頼性の低下に繋がる。そのため、难削化するプリント回路基板の穴开け加工に対して、高精度?高品位を达成する新しいドリル材质の开発が望まれてきた。この度、市场の要望に対して新材质础贵905を开発し、発売を开始した。

『住友电工テクニカルレビュー』创刊200号を迎えて~引き継がれる技術創造のDNA~

『住友电工テクニカルレビュー』は、当社の技術研究誌として1933年(昭和8年)10月に創刊され、2022年1月の発行を持ちまして200号を迎えることができました。これもひとえに、皆様方のご支援とご愛顧の賜物と深く感謝しております。

井上社長
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1.2 MB

住友电工テクニカルレビューに掲載している論文の著作権は、住友電気工業株式会社に帰属します。本論文は、個人的参照の範囲内でのみ利用が可能です。著作権者に許可なく転載や引用などを行うことを禁じます。

『住友电工テクニカルレビュー』執筆者紹介

『住友电工テクニカルレビュー』論文執筆者たちの社会問題解決に向けた思いと価値創造を目指す真摯な取り組みをご紹介します。

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『住友电工テクニカルレビュー』の歩み

创刊200号を迎えて社長メッセージ、『住友电工テクニカルレビュー』の歴史についてご紹介します。

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