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【電気設備安全ガイド】設備の劣化ガイド

設備の劣化ガイド

1.劣化対策の重要性

保安管理を受諾している電気設備は、6.6KVの高圧引込線から、低圧の負荷設備ですが、これらは、電線、ケーブル、受変電機器及び電動機、照明等で構成されています。
これらの電気設備は、その使用環境や使用条件及び保守管理の不十分等によって、その性能が劣化していくことは人間の身体と同様です。
しかし、劣化が進行し、そのまま放置しておくと、絶縁破壊あるいは機能が停止し、重大事故発生につながることになるので、劣化要因をよく認識したうえで事故発生前に適切な対策を講じる必要があります。
最近の電気設備は材料、機器なども進歩し、また設計施工技術も種々改善され、信頼度も向上しつつありますが、現在、設備の中には相当年月を経ているものがあるので、その劣化対策は一律的では、不可で、対象物に最も適切な劣化対策が各々必要となってきます。
 
 

2.電気設備の劣化要因

電線、ケーブル、がいし及び高圧機器等は、その使用電器、使用条件または使用回路に生じる短絡、地絡等による影響など種々の要因によって劣化が進み、事故の原因となるわけで、その程度は同一機器でも若干の相違が生じるのは当然でありますが、以下に一般的に説明されている劣化要因を紹介します。

(1)環境的要因
じんあい、汚損、塩分付着、湿気、高温、腐食性ガス、紫外線(表面絶縁不良)グリース硬化、金属腐食(接触不良、破断、折損)、絶縁物変質(トラッキング)

(2)電気的要因
A.外雷・内雷によるサージ電圧と過電圧(部分放電)
B.過電流開閉(アーク溶損と消耗)

(3)電気的要因
過負荷、短絡、高調波侵入、ヒートサイクル(重合度低下、膨張収縮、変形、ゆがみ、弾性低下)

(4)機械的要因
動作の繰返し、外部応力、振動、衝撃、過電流、短絡(疲労、亀裂破損、磨耗、変形、接触不良)

(5)化学的要因
絶縁低下、部分放電(化学生成物)

(6)その他の要因
A.外傷、小動物の侵入
B.設計、製作、施工及び保守の不良
 
 

3.電気設備の劣化対策

電線、ケーブル、がいし及び高圧機器等は、その使用電器、使用条件または使用回路に生じる短絡、地絡等による影響など種々の要因によって劣化が進み、事故の原因となるわけで、その程度は同一機器でも若干の相違が生じるのは当然でありますが、以下に一般的に説明されている劣化要因を紹介します。

(1)機器の劣化故障の形態
機器の典型的な劣化故障パターンを示すものに、バスタブカーブがあります。
機器の寿命に対する基本的概念を知るうえで参考になるのでご紹介します。

A.初期故障期
機器の運転を開始して、しばらくは、外部的環境になじまない弱点や、設計、製作の不具合が現れる。この期間は、時間の経過と共に、故障率が低下する傾向を示す。

B.偶発故障期
初期故障期を過ぎると、故障率が時間の経過に関係なく、ほぼ一定の期間が続く。この期間は故障率が低く、安定した運転が期待出来る。

C.磨耗故障期
偶発故障期を過ぎると、構成部品の劣化や磨耗などにより、時間の経過に伴って、故障率が増加する時期がくる。この時期は設備としての機能を維持するためには、機器のオーバーホール又は更新が迫った時期である。
 

図のB点をどこに取るかということで、この具体的数値は当該機器が故障を起こした場合の二次災害の影響や、故障に伴う停電の影響等によって、各設備ごとに決めるべきものである。
また、この偶発故障期から磨耗故障期に移るまでの期間は、次の要因に左右される。

1.使用条件・環境条件  2.保守点検状況  3.機器の構造(機械的・絶縁物・構成材の材質など)
 

(2)汎用高圧機器の更新推奨時期について
(社)日本電機工業会では、平成元年9月に高圧機器10種類の更新推奨時期について調査報告書を発表しているので、一部を紹介します。
尚、報告書の更新推奨時期は、前記の図のバスタブカーブのA点を指しています。

(3)電線・ケーブル等の更新推奨時期
昭和52年頃までに製作されたCVケーブルについては、水トリー事故が続発したためと、高圧ケーブルの場合はその増設条件によっても寿命に影響を受けるので、使用年数にかかわらず、定期点検の際には高電圧絶縁抵抗計で測定するか、直流漏れ電流試験を行なったり、使用中の場合は活線診断装置による絶縁診断を行なうなどの劣化の早期発見に努めて、不良ケーブルの早期取替を実施すべきだと言われています。
 
<万一、故障した時の発生事故>
1.CVケーブルは、水トリーによる自然劣化により絶縁破壊を生じると、波及事故になります。
2.ケーブル端末の事故で多いのは自然劣化で、最終的に波及事故になります。
3.又、ケーブルの金属製終端箱は、内部コンパウンドの劣化により短絡すると、波及事故になります。

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