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設備のマニアどっとこむ

設備、電子工作、DIYのブログ!

07/26

Wed

2017

絶縁抵抗計(メガー)の正しい使い方

ついこの間までビルメンをやっていたのですが、ときどき絶縁抵抗計の使い方を聞かれる事がありました。絶縁抵抗計を使うときはいざってときが多いのと、失敗してしまうと事故のもとなのでここで簡単にまとめておきたいと思います。

そもそもメガーとはこんなやつです。↓

デジタル表示のものもあります。個人的には針の挙動が分かりやすいアナログのほうがおススメです。



基本的な使い方は黒のクリップ側をアースにかませ、逆の赤のプローブを測定したいケーブルなどにつけて対地間の抵抗を測定するものです。クリップを他のケーブルにつけると線間の絶縁抵抗を測定することができます。

主に使用するのが、ビルの全停電日などの電気設備点検時あるいはモーターや照明の絶縁不良が確認されたときです。

停電時に使用する分にはあまり危険ではないのですが、今回は絶縁不良個所を調べる時の使い方を紹介したいと思います。

【低圧モータートリップの例】

①地絡継電器(51Gなど)、ELBのトリップ、インバータのエラーコードなどを確認する。
盤面の表示や盤内のリレー等から対象モーターを判別して下さい。

②ブレーカーOFFを確認する。ONであればOFFにする。
マグネットスイッチが釈放されていても負荷側を触るのは危険なのでOFFにして下さい。またブレーカへ操作禁止の表示をしてから作業する事が労働安全衛生法で定められています。

③絶縁抵抗計で測定する箇所を検電する。
メガーは無電圧の回路を測定するのが原則です。検電器で電圧がないのを確認する。

↑低圧検電器

④盤内接地とケースアースの確認
盤内には緑のIV線がEと書いてあるバーなどに接続されている場合が多いと思います。
そこから接地線で大地とつながっています。そこと盤フレーム金具(ボルト等)間をメガーをかけます。0ΩであればOKです。「ゼロチェック」などと読んでる現場が多いです。

⑤レンジの確認
電圧をかけるレンジの確認をします。一般的には以下の分類で問題ないはずです。
1000Vレンジ → 高圧機器 3.3KV 6.6KV回路
500Vレンジ → 低圧機器 400V回路
250Vレンジ → 低圧機器 200V回路
125Vレンジ → 低圧機器 100V回路

メガーをかける前に注意しなければならないのが電子機器です。コンセントにつながっているPC、エアコン室外機の基板、モーター用インバータなどはメガーで壊す危険があります。
気をつけましょう。


⑥絶縁抵抗測定 (一括)

マグネットスイッチの2次側かケーブルの端子台で測定するのが一般的です。
ただし、隣の機器が通電中の場合危険なので安全な方法で実施してください。

モーターの巻き線は繋がっているのでUVWどれかの相の対地間のみ測定すればOKです。
モーターの絶縁不良であれば整備や更新を検討してください。
※絶縁抵抗値の基準は電気設備技術基準参照

⑦絶縁抵抗測定(個別)
ケーブルが埋設されている場合、ケーブルの絶縁抵抗が悪い可能性があります。
⑥の測定では原因がどちらか確認できません。

図の様にモーターの端子箱で切り離し、ケーブル、モーター別々に測定する事ができます。
ケーブルは対地間のほかR-S、S-T、R-T間の線間抵抗値を測定します。
モーターに比べケーブルが不良という可能性は低いですが、絶縁不良は切り分けが重要になってきます。


【照明回路絶縁不良の例】

照明8回路、コンセント2回路を想定します。(単相三線式)

①メインブレーカーのトリップを確認する。
照明は個々にELBを設置している場合は少ないのでメインELBがトリップしている場合が多いと思います。

②③④のメガーをかける準備はモーターの場合を確認して下さい。

⑤レンジの確認
ビルなどの照明は200Vである場合が多いので250Vレンジで問題ないかと思われます。
コンセントは前述しましたが、PCがつながっている場合が多いのでかけません。

⑥絶縁抵抗測定(一括)

図の様にメインブレーカーとコンセント回路のみOFFにして照明のみONにします。
この状態で一括で絶縁抵抗測定をしながら、ブレーカをひとつずつOFFにしていきます。

OFFにして絶縁抵抗が上昇したら、その回路は不良回路と確認できます。
ただし、このままではこの系統の照明が使えなくなってしまいます。


⑥絶縁抵抗測定(個別)
不良回路は下記の通りになっているとします。


このブレーカーがONにできないとRの照明4つが消えたままになってしまいます。
まず調査するのがジョイントボックスです。各ジョイントボックスを一つずつ離線していきメガーをかけて電源側なのかランプ側なのか渡り線なのか判別します。
絶縁不良はIV線か照明器具本体なので、IV線の引き換えか、照明器具を交換すればいいのですが、すぐ復旧したい場合はとりあえず不良個所を切り離します。

これで絶縁不良個所は切り離せました。この状態であれば不良であったブレーカーはONにする事ができ、取り急ぎ照明がつかない個所は一つだけになりました。


 今回モーターと照明の例を紹介させて頂きました。絶縁不良にはさまざまなパターンがあり改修には経験が必要です。業者さんまかせではあまり良くないのですが、深追いも禁物です。自分の知識、経験と相談しつつ早期に解決できる様になるのがベストだと思います。







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03/05

Sun

2017

単線結線図の見方

今回は単線結線図、略して「単結(たんけつ)」の見方を解説していきます。あまり専門的にならず、なんとなく読めるぐらいのレベルを目標に書いていきたいと思います。


簡単な単結の例を作ってみました。高圧受電を想定しています。6.6kVあるいは3.3kV受電が一般的かと思います。逆三角の記号がケーブルヘッドでそれより下が高圧盤です。
VDがVoltageDetectionの略で電圧検出器といいます。これが働いていると受電しているという状態です。


52というシーケンス番号がありますが、遮断器の事を表しています。一般的には高圧は真空遮断器であるVCBが用いられます。89は断路器で遮断能力はありません。高圧盤点検時などに開にし、一次側に短絡接地器具を取り付け安全処置をする際に使用します。

左下のマルが重なっている記号が変圧器です。マルのなかの記号により電源の種類が異なります。

左側が「単相三線式変圧器」です。一次側は高圧で一相分しか使用しませんが、二次側は家庭で使用するような100V、また一部のエアコンなどに使用する単相200V両方使用することができます。

そのとなりが「スターデルタ変圧器」です。3相の200Vあるいは400Vを使用することができます。こちらは主にモーターなどの3相動力に使用します。

右下にあるのがコンデンサーです。3相負荷を使用すると力率が悪くなるためコンデンサーにより改善します。

数字に四角で囲ってあるものが「保護継電器」です。変圧器などの負荷を保護するために使用します。図中の継電器を紹介します。

51:過電流継電器(OCR)で過電流が流れたときに動作しVCBを遮断させる。Gがつくと地絡を検知。
27:不足電圧継電器(UVR)で電圧のある、なしを判断する。この系統では発電機Gの始動のきっかけをつくる。
64:地絡過電圧継電器(OVGR)、系統の地絡過電圧をEVTなどを通じて検知する。単体では使われない
67:地絡方向継電器(DGR)、ZCTで検知する。64と組み合わせて地絡時にVCBを開放する。
84:過電圧継電器(OVR)、系統例では力率の進みすぎの際のコンデンサーの過電圧を防止する。

発電機周りの継電器は割愛しました。これくらいを覚えておけば単結を理解するのは問題ないと思います。シーケンスの記事とあわせて読めばよく使うシーケンス番号は網羅できると思います。

電気設備は普段充電中なので実際に触る機会は限られています。なかなか独学で身につけるのは難しいので受変電点検時などに試験員に聞いてみたりして少しずつ覚えました。点検後の報告書も初心者には??だったりします。まだまだ勉強中のアルティメットですが、これからも紹介していきたいと思います。










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02/09

Thu

2017

シーケンス回路について (中級編)

入門編から一年経ってしまいましたが、中級編をやりたいと思います。
前回はモーターの自己保持回路をやりましたが、もうすこし発展して遠隔起動、遠隔停止、外部信号を紹介していきます。??っと感じたら前回記事を見てください。


ふつうの自己保持回路。これに遠隔起動を入れていきます。
接点を点線で囲んでいますが、これは外部であることを指しています。つまりこのシーケンス回路と盤外の接点をつなげているということです。
ここまででは遠隔でONできますが、OFFは押ボタンを押さなければなりません。
遠隔でOFFするには

88リレーコイルにB接点を加えます。これで遠隔でON、OFFする事ができました。
遠隔起動だけではなく、レベルスイッチや圧力スイッチなどでも応用することができます。


もうひとつ外部とのやりとりで重要なのが、状態信号です。
中央監視システムに取り込む際に必要になってきます。


一例を紹介します。この場合、88リレーだけではなく、88x(ハチハチエックス)という補助リレーを増設することが一般的です。これはマグネットスイッチについているa接点,b接点が少ない場合や、R0S0の回路と違う電圧を使用する場合に有効です。

88Xは88と回路上は同じ性質をもっています。モーターが回った場合動作し、右上のA接点、B接点を動作させます。接点の先はケーブルを接続し、中央監視のデジタル入力などに接続します。


中級編といっても電気設備関係の方には常識的な範囲かもしれませんが、昨今のIOTなどの動向から、遠隔で動作させる機会は増えてくるかもしれません。参考になれば幸いです。




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01/24

Sun

2016

制御盤の更新について

最近資格の話ばっかりだったのでたまには設備の記事を書きたいと思います。

会社は転々としてますが、設備の仕事をして10数年、ハードだった仕事のうちのひとつが”盤の更新”です。高低圧盤についていくつか経験したのでコツをご紹介したいと思います。

盤内の遮断器、がいしなどの絶縁物の寿命は、長くても25年ぐらいしかなく更新の話が出てきます。基本的には既設とまったく同仕様にすれば問題ないのですが、そう簡単ではないのです。

更新の流れとしては・・。

1.既設の盤の図面を手に入れる。

25年も昔の設備なので改造をしている可能性があります。最新版を手に入れて下さい。また、現場に図面がなければメーカーに問い合わせてみてください、製造番号、年式、顧客情報からメーカーからもらえる可能性があります。
まったく図面が手に入らない場合は諦めて既設盤の回路を調査して設計するしかありません。(超ハードなのでおすすめしませんが・・)

2.盤内部品のチェック

ブレーカ、マグネットスイッチ、盤面計器、VT、CTなどの部品を調べてください。ここで間違えなければ回路が違っても盤内配線の修正でなんとかなります。とにかく既設と新設の部品仕様はすべて同じでなくてはなりません。

3.盤の外部への回路調査

主にポンプなどの制御回路に多いのですが、外の回路へどのようにつながっているか調べる必要があります。例えば水位による自動起動、遠隔停止、警報、電流の外部出力などです。
盤の図面には載ってない場合があるので施工図などからケーブル単位で調べていって下さい。

4.新設盤図面のチェック

新たに手配した新設盤の図面が出来上がったら、中身のチェックです。寸法、色にはじまり、電動機容量、部品仕様などをすべてチェックします。最終的には既設のケーブルを新設の盤ではどこにつなぐのかはっきりさせる必要があります。

5.動作テスト

まずは新盤単体で工場検査、そして現場でケーブル工事後シーケンステストです。ここでちゃんと動くかは今までの下調べのでき具合できまります。シーケンスが良好なら、電動機の回転チェック、サーマルセット(過電流の設定値)のチェックを実施してください。


【よくある間違い】
更新後ケーブルがあまる。 →未使用ケーブルだったりするので調査する。
遊休のポンプだった。   →新設盤でいる、いらないを確認する
色がなんだかヘン     →社内基準がある会社もあるので事前にチェック


 現在、国内ではバブル期に大量に設備投資した盤が更新時期にきています。前例がなくて悩んでる現場の参考になれば幸いです。もしどうしようもならなそうなら・・・ 




相談のります!!!














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05/04

Mon

2015

保護協調について

電気設備を増設、改造する際には必ず気をつけなければいけない保護協調だが、なぜかあまり広く知られていない。電気を専門としている人も「保護協調はちょっと・・」と敬遠することもある。文献は多少あるものの、ネットでの情報はあまりないので今回簡単にまとめてみた。

例えば下記のような系統があったとする。


一般的に緑のVCB、赤の主MCCB、黄色のMCCBの保護協調曲線は下記のようになる。


なぜこのようなカーブになるかというと基本的に遮断器は

①大きい電流を短い時間で遮断  瞬時特性という
②少ない電流を長い時間で遮断  限時特性という

するように設計されている。

①の瞬時特性は短絡電流といった数kAといった大きい事故電流を即座に遮断するのが目的で、下記の図のような短絡電流が青のモータ近辺で流れた際、最初に黄色のMCCBを遮断し系統を保護することができる。


短絡電流は系統の事故点によって電流値が変わるが、どの場所で起きても上位の遮断器で遮断できる様、定格遮断容量を選定しなければならない。(遮断容量>短絡電流)

続いて②の限時特性だが、モーター、変圧器、ケーブル、その他盤母線などは過負荷耐量という特性がありこれを超過すると加熱して燃えてしまう。

これをふまえて青のモーターの上位のMCCB(黄色)は

 

×の過負荷耐量より早く遮断する様にする。そして定格電流保護のサーマルリレーよりも遅くしモーター始動時の突入電流をかわす。

なかなか面倒だが、設定が変更できるMCCBもあるのでモーターの特性カーブなどが手に入れば簡単に保護協調曲線が作れたりもする。

しかし、問題なのは①の瞬時特性で、短絡電流を求める事が現場によっては非常に難しいことがある。それは度重なる増設や更新の後、インピーダンスマップ(短絡電流を求めるのに必要)を見直すことを実施していないため、どこの系統でどのくらいの短絡電流が流れるかわからなくなっているためである。これでは現行の遮断容量が足りなくなるおそれがあり事故につながる。


地味で手がかかる保護協調だが、電気火災や停電事故を起こさないためにも、一度現場の保護協調を見直してみては???















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プロフィール

HN:
アルティメット雅史
性別:
男性
自己紹介:
製油所、データセンター、化学工場を渡り歩いた設備のマニア
最近はarduinoあたりの電子工作にハマる。
取得資格は電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士補(電気・電子)、エネ電、フォークリフトほか

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