Ioは静電容量による成分も含む漏れ電流、Iorは商用電源の電圧と電流の関係から求める抵抗成分、Igrは監視用の交流電圧を重ねて抵抗成分を捉える方式です。同じmA表示でも測り方と検出範囲が違うため、数値だけを横並びにして設備の良否を決められません。工場の点検報告では、方式・監視区間・運転状態・過去からの変化をセットで確認します。
監視するのは、高圧受電設備の先にある低圧電路
ここで扱うのは、高圧で受電する工場でも、変圧器の二次側などにある低圧電路の絶縁監視です。高圧ケーブルの絶縁試験や太陽光の直流回路の地絡監視を、そのまま同じ装置で置き換える話ではありません。
対地絶縁抵抗が低下すると、大地へ電流が流れやすくなります。一方、正常な機器や配線にも対地静電容量があり、交流ではその容量を通る電流が流れます。インバータ等を含む設備では、漏れ電流が増えた理由を抵抗成分と容量成分に分けて見る必要があります。
| 方式 | 何を捉えるか | 報告・仕様書で確認すること |
|---|---|---|
| Io（I0） | 抵抗成分と容量成分等を含む漏れ電流 | 測定位置、周波数特性、運転状態、相殺の影響 |
| Ior（I0r） | 電圧・電流の関係から求める抵抗成分 | 対応結線、基準電圧、演算方式、接地相の検出範囲 |
| Igr | 監視用交流電圧の重畳で捉える抵抗成分 | 適用電路、重畳方法、接地・配線条件、表示値の定義 |
Ioが大きいときは、容量成分と運転条件を確かめる
Ioだけでは、絶縁劣化に伴う抵抗成分と、対地静電容量を通る成分を切り分けられません。設備増設やインバータの運転に伴って値が変わった場合、測定器の仕様や負荷の状態を確認してから評価します。容量成分がありそうだという理由だけで、警報を放置してよいわけでもありません。
また、日本電気技術者協会の解説では、単相3線式の非接地側2線から流れる漏れ電流が相殺し、合成したIoが小さく見える場合が示されています。小さい値なら全ての電線の絶縁が良好、とも言い切れません。
Iorは、電路と測定器の対応条件が重要
Ior方式では、漏れ電流と基準となる電圧の位相関係などを使って、抵抗成分を求めます。したがって、通常の電流値を測るだけのクランプメータと同じ条件で使えるとは限りません。単相2線・単相3線・三相3線・三相4線のどこに対応するか、どの電圧を基準にするかを機種ごとに確認します。
例えば、共立電気計器のKEW 5050は複数の結線方式に対応し、最大4系統の同時記録を案内しています。一方、HIOKIは3355についてIorを測定できない電路があると注意しています。一つの製品の対応範囲を、Ior方式全体の共通仕様として扱わないようにします。
Igrは監視用の電圧を重ねる。接地相まで含めた範囲を確認
Igr方式は、商用周波数と異なる監視用交流電圧を電路へ重ね、その電圧に対応する電流の抵抗成分を取り出します。日本電気技術者協会は、単相3線式での相殺や中性線の絶縁不良をIo方式と比較して説明しています。オムロンも、重畳した成分を検出して漏れ電流を算出する仕組みを紹介しています。
ただし、Igrなら全ての設備・結線に無条件で使えるという意味ではありません。変圧器バンク、B種接地、他の監視機器、検出器の設置場所を図面に落とし、どの電線・分岐が監視対象で、どこが対象外かを提案者へ確認します。
絶縁抵抗計のMΩと、活線監視の表示値を混同しない
絶縁抵抗計で停止中の電路へ直流電圧を加えて得る抵抗値と、通電中の電圧・漏れ電流から求める値は、測定原理が違います。HIOKIも、3355が求める対地間絶縁抵抗は直流の絶縁抵抗計と方式が異なると明示しています。同じMΩ表示という理由で、過去のメガー測定値と連続した一つのグラフにしない方が誤解を防げます。
絶縁監視装置を付けたことだけで、年次点検や工事後の試験が全て不要になるわけではありません。必要な点検・試験は、電気主任技術者が設備と保安規程、適用条件を確認して計画します。設備担当者が自己判断で接地線を外したり、充電部へ測定器を取り付けたりする作業は避けてください。
警報履歴と見積に残す確認表
設備担当者がまず揃えたいのは、警報の数字だけでなく、どの設備が、いつ、どんな状態で変化したかという記録です。施工・保安の担当者へ渡せる形にすると、監視の追加と故障調査を分けて見積できます。
| 確認対象 | 揃える情報 |
|---|---|
| 監視区間 | 変圧器バンク・低圧幹線・分岐の対応、既設検出器の場所 |
| 表示・記録 | Io/Ior/Igrの区別、単位、機種、設定、記録周期 |
| 発生状況 | 日時、継続時間、雨・湿度、起動中の負荷、増設・工事履歴 |
| 通報 | 連絡先、夜間休日の受信、通信断の検知、保存期間 |
| 工事・保守 | 停電要否、配線・盤改造範囲、動作確認、点検・通信費 |
よくある質問
Q.Iorは必ずIoより小さくなりますか？
A.一律には言えません。HIOKIは3355の三相3線200V測定で、位相条件によってIorがIoより大きくなる場合を説明しています。値の大小だけで誤配線と決めず、結線方式とその機種の説明書を確認します。
Q.警報値はどの設備も同じでよいですか？
A.適用される保安上の条件と、機器の設定、監視範囲を確認して決めます。機器選定の記事にある一つの数値を、全設備の合否基準として流用しないでください。
Q.EMSがあれば絶縁監視もできますか？
A.エネルギー使用量の集計と絶縁状態の検出は役割が違います。絶縁監視のセンサ・演算・警報機能が実装されているかを確認します。
POINT
この記事のまとめ
Io・Ior・Igrは、漏れ電流の数値だけでなく測定原理と監視範囲を分けて読みます。点検報告には方式、結線、区間、運転状態、履歴を残し、装置の追加は通報・通信・工事・保守まで含めて比較してください。
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参考にした一次情報
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