クランプメータの使い方|漏れ電流IoとIorの違いを現場目線で解説

クランプメータの使い方の記事のアイキャッチ画像。漏れ電流のベクトル図で合成漏れ電流Ioが抵抗分Iorと静電容量分Iocから求まることを示し、負荷電流の測定、三相とNの一括クランプによるIoの測定、位相演算によるIorの測定という3つのクランプ方法を並べている。 電気の基礎

点検用紙の漏れ電流欄を埋めてはいるものの、その数値が何を意味するのか説明できない。そんな若手技術者に向けた記事です。クランプメータの使い方を漏れ電流測定の視点から整理し、IoとIorの違い、Iorの測り方、判定の考え方までを一通り押さえられます。

クランプメータの基本的な使い方をおさらいする

この章でわかること:負荷電流と漏れ電流で、挟み方がどう変わるか。

クランプメータは電線の電流が作る磁界を検出して値を読みます。検出方式はCT方式(交流専用)とホール素子方式(直流も測定可)の2つです。

押さえるべきは挟み方です。負荷電流は電線を1本だけ、漏れ電流は回路の電線を全線一括で挟みます。この使い分けが以降すべての出発点です。

クランプメータの挟み方の比較図。左は負荷電流の測定で電線1本だけをジョーで挟み表示は12.5A、右は漏れ電流の測定で電線2本を一括で挟み表示は0.03mA。
図:挟み方の違い。負荷電流は1本だけ、漏れ電流は全線一括で挟む。

ジョー(クランプ部)の中央に電線を置き、確実に閉じます。ずれると値が狂います。

負荷電流用のクランプメータと漏れ電流用のリーククランプは別物です。mA単位にはリーククランプが必要です。

普段は横河の30032Aを使い、点検で測るのはIoまでです。先輩から必ず言われるのは隣接電線からの誘導への注意。変圧器の近くで測ったとき、誘導で数値が引っ張られました。

よくある失敗:負荷電流用のクランプメータで漏れ電流を測り、値が出ないことです。

漏れ電流Ioとは何か、なぜ測るのか

この章でわかること:Ioを測る意味と、絶縁抵抗測定との使い分け。

全線一括で挟むと、行きと帰りの電流のベクトル和はゼロになるはずです。ゼロでなければ差分が漏れています。これが漏れ電流Io(対地漏れ電流)です。漏れた電流は接地線を通って戻るため、接地抵抗が高い回路では、漏れていてもIoが小さく出ることがあります。

最大の利点は、停電させずに絶縁状態を確認できることです。絶縁抵抗測定は回路を止める必要があり、稼働中の設備には向きません。ただし活線作業のため、保護具を着用し、有資格者が行ってください。

判定の目安として1mAという値があり、電気設備技術基準の解釈で定められています。ただし実務では1mAを下限としつつ、平常値と比べる傾向管理が重要です。前回0.2mAが0.8mAなら、基準内でも何かが起きています。

判定値は社内・客先の独自基準を使っています。1mAをそのまま当てはめる運用ではありません。現場ごとに基準が違うので、点検前に確認してください。

よくある失敗:1mA以下だからと安心し、前回値との比較をしないことです。

IoとIorの違い

この章でわかること:Ioが高くても、絶縁不良とは限らない理由。

Ioは単一の成分ではありません。抵抗分であるIor(抵抗分漏れ電流)と、対地静電容量分であるIoc(静電容量分漏れ電流)を合成したものです。

Io・Ior・Iocの関係は直角三角形で表せます。横軸にIor、縦軸にIocを取り、斜辺がIoです。両者は位相が90度ずれるため、単純な足し算ではなくベクトル和になります。

漏れ電流のベクトル図。横軸が抵抗分Ior、縦軸が静電容量分Ioc、斜辺が合成漏れ電流Io。Io=√(Ior²+Ioc²)
図:Io・Ior・Iocの関係。IorとIocは位相が90度ずれるため、合成はベクトル和になる。

ここが肝心です。Iocは絶縁不良で流れるものではありません。ノイズフィルタやケーブルの対地静電容量など、機器の構造上どうしても流れる成分です。つまりIoが高くても、中身がIocなら絶縁は正常です。

感電や漏電火災に直結するのは抵抗分のIorです。絶縁が劣化すると大地への抵抗が下がり、Iorが増えます。見るべきはこちらです。なお、漏電遮断器はIoに反応するため、静電容量分の多い設備では不要動作の原因にもなります。

典型的なのはインバータ設備です。ノイズフィルタの静電容量分でIoだけが高く出て、絶縁を疑って調べても異常が見つからない、という状況が起こります。

よくある失敗:Ioの数値だけで絶縁不良と判断し、原因のない調査に時間を使うことです。

Iorの測定方法と機器の選び方

この章でわかること:Ior測定に何が必要で、Io測定と何が違うか。

Iorを分離するには、基準となる電圧が必要です。電圧の位相を基準に電流との位相角θを求め、ベクトル演算で抵抗分だけを取り出すからです。

手順は次のとおりです。

  • 対象回路の電線を全線一括でクランプする(Io測定と同じ)
  • 電圧クリップを電源側に接続する
  • 単相か三相か、機種の設定を切り替える
  • 測定値を読み取る

Io測定と違うのは、電圧クリップの接続と単相・三相の設定切替です。切り替えを忘れると正しい値になりません。

機器選びでは位相精度が効きます。位相角θが90度に近いほど、つまり容量分の多い設備ほど、位相の誤差がIorの誤差として大きく出ます。高周波成分を含む設備では、商用周波数(50/60Hz)成分だけを抽出するフィルタ機能があると安定します。

Ior対応機には共立電気計器のKEW 5001や、マルチ計測器のIorMAXシリーズがあります。対応方式や確度はメーカー仕様書で確認してください。

よくある失敗:三相回路を単相設定のまま測り、誤った値を記録することです。

まとめ

この章でわかること:現場で押さえるべき3点と、次の一歩。

挟み方の使い分けが出発点です。負荷電流は1本だけ、漏れ電流は全線一括。ここを間違えると測定が成立しません。

Ioが高いことは絶縁不良を意味しません。中身がIorかIocかで判断が変わります。

数値は単発で見ず、同じ設備の平常値と比べてください。変化の方向を追うことが早期発見につながります。

私自身も普段の運用はIoまでです。いきなりIorまで踏み込まなくても構いません。まずIoを正しく測り、平常値を積み上げるところから始めれば十分です。

点検用紙を埋める作業から一歩進み、その数値がなぜ良いのか悪いのかを説明できるようになると、現場の見え方が変わります。

北陸を拠点に、水力発電所の保守を中心とした電気の仕事に10年以上携わっています。保有資格は第一種電気工事士/第二種電気工事士/1級電気工事施工管理技士/第三種電気主任技術者(電験三種)/消防設備士甲種第4類。「難しそうな電気の話を、身近に」をモットーに、測定器の使い方や試験手順など、現場で確かめてきたことを発信しています。

モズパパをフォローする
電気の基礎
シェアする
モズパパをフォローする

コメント

タイトルとURLをコピーしました