保護装置誤動作¶
30秒まとめ¶
保護装置のトラブルは「動くべきでない時に動いた(不要動作)」と「動くべき時に動かなかった(不動作)」の2種類。不動作は発見が難しいので定期試験が必須。
不要動作(誤トリップ)の原因一覧¶
保護継電器が動作すべきでない状況で動作した場合。
| 原因 | 詳細 | 確認方法 |
|---|---|---|
| 整定値が低すぎる | 通常運転電流に対して電流整定値が小さい | タップ設定・CT 比を再確認 |
| CT 飽和 | 大電流時に CT が飽和して正確な電流を伝えられない | CT 仕様・実測電流と比較 |
| ノイズ・サージ | 開閉サージ・落雷サージが継電器入力に侵入 | サージアブソーバーの有無確認 |
| 高調波電流 | インバータ負荷による高調波が継電器を誤動作 | 電流波形の高調波分析 |
| 整定値タイムオーバーラップ | 上下段の保護協調が取れていない | 保護協調図の確認 |
| 継電器の劣化 | 内部接点の劣化・感度変化 | 継電器単体での動作試験 |
誤トリップ直後にすること
- 発生時刻・アラームの種類を記録する
- DCS トレンドでトリップ直前の電流・電圧を確認
- 原因調査前に復電の可否を電気主任技術者と判断する
- 再発防止策を決めてから復電する(「とりあえず復電」は NG)
不動作(動作すべきなのに動かない)¶
不動作は「事故が起きるまで発見できない」最悪のケース
保護装置が動作しないことは、通常運転では分からない。 定期試験(トリップ確認試験)でのみ確認できる。
不動作の主な原因¶
| 原因 | 確認方法 |
|---|---|
| 配線断線・接触不良 | CT 二次回路・継電器への配線の導通確認 |
| 整定値が高すぎる | タップ設定・時限設定の見直し |
| 継電器内部故障 | 継電器単体での動作試験 |
| バッテリー電圧低下(デジタル継電器) | バッテリー電圧確認・交換 |
| 遮断器のトリップコイル断線 | トリップコイル抵抗測定 |
| 遮断器のメカニズム固着 | 遮断器の手動操作確認 |
不動作リスクの高い設備¶
- 長期間試験を実施していない継電器
- 過去にニュートラル(整定変更なし)のまま放置している設備
- 定修でトリップ確認試験を省略した設備
OCR 整定値の確認ポイント¶
OCR(過電流継電器)の整定値は適切に設定されているか定期的に確認する。
タップ設定の確認¶
OCR 動作電流 = タップ値 × CT 変流比
例:タップ 5A × CT 比 200/5 = 200A
→ 200A 以上の電流でトリップ
確認手順: 1. 設備の定格電流と CT 比を確認 2. OCR タップ設定値を確認 3. 計算した動作電流が負荷定格電流の 1.1〜1.5 倍 程度であることを確認 4. 時限設定(Time dial / 限時設定)が上位との保護協調を満たしているか確認
時限設定(保護協調)¶
| 保護段 | 整定の考え方 |
|---|---|
| 末端 MCCB | 瞬時(限時なし) |
| フィーダー OCR | 末端より遅らせる(例:0.3 秒) |
| 変圧器一次側 OCR | フィーダーより遅らせる(例:0.6 秒) |
| 受電 OCR | 変圧器より遅らせる(例:1.0 秒) |
整定値変更は電気主任技術者の承認が必要
OCR 整定値の変更は保護協調に影響する重要な作業。 電気主任技術者の確認・承認を必ず得ること。
GR/DGR の誤動作¶
地絡継電器(GR/DGR)が誤動作しやすい状況¶
| 原因 | 説明 | 対策 |
|---|---|---|
| 対地静電容量電流 | ケーブルが長い・多い場合に対地静電容量が大きくなり零相電流が流れる | 整定値を適切に設定 |
| 高調波電流 | インバータ負荷の高調波が零相変流器(ZCT)に影響 | 高調波フィルタ・波形確認 |
| インバータ漏洩電流 | インバータからの漏洩電流が地絡と誤検知される | ZCT の位置とインバータ側の EMC 対策 |
| 一線完全地絡ではない | 間欠的な地絡・高抵抗地絡 | 絶縁測定・地絡点の探索 |
ZCT(零相変流器)の確認¶
- ZCT の一次側(ケーブルが貫通する側)の配線を確認
- 中性線(N線)が ZCT を貫通していないか(貫通している場合は誤動作の原因)
- ZCT 二次回路の配線確認(断線・接続不良)
ELCB 頻繁トリップ¶
切り分け手順¶
ELCB を繰り返しリセットしない
地絡が継続しているのにリセットを繰り返すと、漏電箇所が焼損し火災になることがある。
手順:
- 漏電電流の測定
- クランプメーター(漏電電流測定対応品)で各回路の漏電電流を測定
-
漏電電流が大きい回路を絞り込む
-
回路の分離
-
ELCB の二次側回路を1つずつ切り離してトリップが止まる回路を特定
-
絶縁抵抗測定
- 特定した回路の絶縁抵抗をメガーで測定
- 絶縁低下箇所(配線か機器か)をさらに切り分ける
| 漏電電流の目安 | 判断 |
|---|---|
| ELCB 定格(例:30mA)以上 | トリップは正常動作。漏電箇所を探す |
| ELCB 定格の 1/3 以下 | 正常範囲内だがノイズ・高調波の影響の可能性 |
保護継電器試験(トリップ確認試験)¶
試験前には必ず製造担当・電気主任技術者の承認を得ること
トリップ試験中は実際に遮断器がトリップするため、プロセスへの影響がある。 定修期間中(設備停止中)に実施するのが原則。
試験の概要¶
| 試験項目 | 内容 |
|---|---|
| 動作値試験 | 整定電流(電圧)で正確に動作するか |
| 時限試験 | 整定時間で動作するか |
| 通電試験 | 継電器出力から遮断器トリップコイルまでの配線を確認 |
| 特性試験 | 動作特性カーブの確認(デジタル継電器はソフトで確認) |
試験記録の保管¶
高圧ガス保安法および電気事業法に基づき、試験記録は定められた期間(通常 3〜5 年)保管する。 試験結果は「合否」だけでなく「実測値」を記録すること。
プロセス停止を伴う保護動作の連絡フロー¶
保護装置が実際に動作してプロセスが停止した場合:
保護装置動作
↓
① 電気担当:動作表示確認・原因の初期判断
↓
② 製造当直への第一報(「○○の遮断器がトリップ。原因調査中」)
↓
③ 電気主任技術者への報告
↓
④ 原因特定(絶縁測定・ケーブル確認・継電器確認)
↓
⑤ 製造担当と協議(復電可否・プロセス対応)
↓
⑥ 問題解消後、電気主任技術者承認のもとで復電
↓
⑦ トラブルログへの記録(高圧ガス保安法の自主検査記録として)
「誤動作では?」と思っても原因確認を先に
「設備に問題はないから誤動作だ」と判断して復電する前に、 必ず絶縁抵抗測定・外観確認を実施する。 原因不明のまま復電して再度トリップした場合、状況が悪化することがある。