IoとIorの違い 合成値と抵抗分の見分け方とIgr方式・1mA基準

Ioは漏れ電流の合成成分、Iorは抵抗分の有効漏れ電流、Iocは対地静電容量分の無効漏れ電流です^[1]。資料の式では、Iorは電圧を絶縁抵抗で割った値で、Iocは電圧に角周波数と静電容量を掛けた値です^[1]。Ioは、IorとIocをそれぞれ2乗して足した値の平方根になります^[1]。単純な足し算ではないため、Iocが大きい電路ほどIoとIorの開きが大きくなります^[1]。

Io方式は、絶縁不良で大地とB種接地を回って流れる電流をCTで拾う方法で、漏電火災警報器と同じ原理です^[4]。インバータや各種フィルタが増えた設備では、高調波や静電容量分の電流が多くなり、絶縁の良否と関係なくIoが大きくなります^[1]。機器の電源フィルタのコンデンサによって見かけの漏洩電流が増え、Io方式での監視が難しくなったことが、Igr方式が考えられた背景です^[4]。

ある技術者は、高調波による漏電警報の誤報と、末端の機器の絶縁不良による警報を分けて扱っています^[7]。一般に、Ioが大きいという結果だけでは、絶縁劣化と静電容量分の増加を区別できません。抵抗分を確かめるには、Ior測定用の専用測定器が必要です^[6]。

Iorクランプリーカーは、停電させずに漏れ電流の抵抗分を測れる測定器です^[8]。Iorの測定は電流と電圧の位相を見るため、結線や周波数設定を誤ると正しく測れません^[8]。電圧取込みのクリップが確実に付いていないと、ノイズで測定値がふらつきます^[8]。

ある測定器では、単相3線・三相3線・三相4線の中から回路に合う測定モードを選びます^[8]。単相3線の電灯回路では、電圧取込みのコードをL1相とN相に付けます^[8]。三相3線の動力回路では、接触式はR・S・Tの3相に、非接触式はR相とT相に付けます^[8]。クランプする位置はB種接地線か電線の一括で、三相4線では4線をまとめて挟みます^[8]。別の技術者も、基準電圧として単相はR-N間、三相はR-T間に電圧クリップが要ると説明しています^[9]。

ある技術者は、受託したIor測定器の校正で、模擬のIorとIocを50mAずつ流しました^[10]。位相角の設定は、その測定器の取扱説明書に記載された値に基づいています^[10]。単相は90°、三相は60°の設定で模擬電流を流し、測定器の表示を確かめました^[10]。合成Ioは、技術者本人の見込みで単相が約70.5mA、三相が約86.5mAです^[10]。どちらの設定でも、Iocを除いたIorの表示が得られました^[10]。なお、Iorの読み方は「アイゼロアール」が正しいと考えつつ、普段は「アイオーアール」と呼んでいるという技術者の記録もあります^[10]。

電圧取込みのクリップを活線に付ける作業は、充電部に近づく作業です。取付けの可否と手順は、現場の手順書と有資格者の判断に従ってください。

電技解釈第14条には、漏えい電流を1mA以下に保つという規定があります^[6]。対象は、低圧の電路のうち絶縁抵抗の測定が難しい場合です^[6]。1mAは、150V以下の回路に求められる絶縁抵抗0.1MΩに100Vをかけたときの電流です^[6]。資料は1mAを、人体が電撃を感じ始める程度の電流と説明しています^[6]。一点に集中して流れても、火災のおそれがない大きさでもあります^[6]。

クランプメーターで測るIoには静電容量分が含まれ、フィルタ機能を使ってもIocは除けません^[6]。Ioが1mAを上回っても、静電容量分が大きいだけで絶縁性能は保たれている場合があります^[1]。反対に、接地相の絶縁不良はIoクランプの値として1mAを超えて現れません^[6]。1mAの判定をIoとIorのどちらで行うかは、適用する規程と保安業務の運用で確かめてください。

ある技術者は、月次点検でクランプメーターのIoを測り、Iorは絶縁監視装置のテストボタンで確かめています^[11]。年2回程度はIorリークテスターでも測り、3つの値に差がないかを記録しています^[11]。この技術者が見るある変圧器では、クランプメーターのIoが193mA、リークハイテスタのIorが33mAでした^[12]。同じ変圧器で絶縁監視装置が示したIorは28mAで、Iorの値には差が出ています^[12]。

この技術者は、漏電の管理は絶対値より傾向を見る性格が強く、多少の誤差は大きく響かないと考えています^[12]。絶縁監視装置の値は、センサーケーブルの長さや敷設環境に左右される可能性があります^[12]。同じ技術者は、比較を重ねて普段のIoとIorの関係をつかめば、月次点検はIoの測定だけで管理できる立場です^[12]。別の技術者は、主幹でフィルタを有効にした値が10mA以下なら問題なく、Iorは必ずその値より小さいと説明しています^[9]。Ioだけで管理できるか、どの値を目安にするかは、現場や設備によって判断が分かれます。

Igr方式は、電路に数ボルト程度の弱い低周波の監視電圧を注入し、その電圧に対して流れる漏れ電流を測る絶縁監視の方法です^[13][4]。注入はCTを介して変圧器のB種接地線に電圧を重畳する形で行い、設備を活線のまま常時監視できます^[3]。

測った電流のうち静電容量による成分は装置内部の演算で分離して除かれ、抵抗分の漏れ電流であるIgrだけが絶縁状態の指標になります^[4]。中性線を含む全電路を監視できる点も、Igr方式の特徴として挙げられています^[13]。

ある機種（IGR-400）の機器構成はZCT、電圧重畳部、検出部の3つです^[3]。この機種では、監視電圧の周波数を20Hz、15Hz、12.5Hzから選べ、出荷時は20Hzの非同期設定になっています^[3]。

IorとIgrはどちらも抵抗分を見る値ですが、取り出し方が違います。Ior方式は高調波を除いた基本波から演算で求め、Igr方式は注入した監視電圧に対する電流から求めます^[2][4]。

単相3線式のN相は接地相で、対地電圧は0Vです^[5]。N相で絶縁不良が起きても漏れ電流は流れず、B種接地線をIoクランプメーターで測っても値が出ません^[5]。L1相とL2相には対地電圧100Vがかかるため、絶縁不良が起きると電流が大地を通ってB種接地線へ戻ります^[5]。

接地相の絶縁不良では、Ioクランプメーターの測定値が1mAを超えません^[6]。一方、MCCBやELBを開放して下流側を絶縁抵抗計で測ると、接地相の不良を見つけられます^[6]。ある技術者は、漏電遮断器が動作しないことを安全の根拠にはできないのではないかと問いかけています^[5]。

Igr方式は、注入した監視電圧に対して流れる漏れ電流を測ります^[4]。一般に、監視電圧は接地相と大地の間にも加わるため、接地相の絶縁低下も電流として現れます。Igr方式が中性線を含む全電路を監視できる点は、Ioクランプでの測定との大きな違いです^[13][5]。一般に、Igr方式で警報が出てもIoクランプの値が小さいときは、接地相側の絶縁不良が候補に残ります。

遮断器の開放と絶縁抵抗測定は停電を伴う作業です。実施の可否と手順は、現場の手順書と有資格者の判断に従ってください。

高圧受電設備の点検は通常は毎月ですが、絶縁監視装置を設置すると2か月に1回へ緩和できます^[2]。緩和の対象は、定められた設備条件をすべて満たす設備です^[2]。条件の詳細は、適用される規程と保安業務の契約内容で確認してください。

絶縁監視装置は、B種接地線を流れる漏れ電流から対地静電容量による成分を除き、絶縁抵抗による成分だけを検知します^[2]。検知はバンク単位で行うのが原則です^[2]。

絶縁監視装置の設置ルールでは、漏れ電流が警報設定値以上の状態で5分以上続くと警報を出します^[2]。警報設定値の上限は50mAです^[2]。警報が出たときは、連絡責任者に連絡して設備の状態を確かめ、必要に応じて速やかに点検します^[2]。絶縁監視装置は、漏電のほかに変圧器の温度異常と停電も検知し、担当技術者へリアルタイムで通知できます^[2]。

ある技術者の記録では、朝7時前に絶縁監視装置から漏電の通報が入り、動力変圧器のIorが1Aを超えていました^[14]。ほかの変圧器のIorもつられて増え、ほかの変圧器でも警報が出ています^[14]。この通報はIor表示の装置での事例ですが、抵抗分の漏れ電流で警報が出たあとの動き方として参考になります。

この技術者はすぐに緊急出動を決め、24時間稼働の事業場だったため、早速担当者へ電話して疑わしい機器の調査を頼みました^[14]。到着時には担当者が制御盤のマグネットの異常を見つけており、モーター回路の絶縁抵抗を測ると0MΩの回路がありました^[14]。

回路を切り離してモーターコイルを測ると2回路が0MΩで、内部で地絡と短絡が起きていると判断されています^[14]。機械はモーター3台で動くもので、残る健全な2台での運転を依頼し、修理と予備品の手配は事業場とメーカーで調整することになりました^[14]。到着前に現場へ調査を頼んだことが、不良回路を早く特定できた要因だったと振り返っています^[14]。

回路の切り離しや絶縁抵抗測定は停電と検電を伴う作業です。実施の可否と手順は、現場の手順書と有資格者の判断に従ってください。

ある技術者のメモでは、絶縁不良箇所の探査は2段階です^[6]。まずB種接地線をクランプメーターで測り、変圧器2次側より先の漏れ電流全体をつかみます^[6]。次に三相の電線を一括で挟み、上流から下流へ順に測って回路を絞ります^[6]。

クランプメーターで測るIoは抵抗分と静電容量分を合成した値なので、抵抗分だけを示すIgrやIorとは大きさが違います^[1]。ある事業場の動力変圧器では、クランプメーターのIoが26.7mAだったのに対し、Iorリークテスターで測ったIorは3.3mAでした^[11]。同じ点検での絶縁監視装置の値は、Ioが27mA、Iorが3mAです^[11]。Ior表示の装置での記録ですが、Ioと抵抗分の開きを知る例になります。

クランプメーターのフィルタ機能は高周波成分を除くだけで、静電容量分のIocは除けません^[6]。抵抗分だけを測りたい場合は、Ior測定用の専用測定器が必要です^[6]。別の技術者は、フィルタを有効にした値の6割程度が絶縁に関わる漏れ電流だと説明しています^[15]。フィルタ後の値をどこまで目安にするかは、現場や設備によって判断が分かれます。

ある技術者は、年2回の月次点検でIorリークテスターの値と絶縁監視装置の値を比べ、監視装置の値が妥当かを確かめています^[16]。測定器と絶縁監視装置の値には、ある程度の差が出るのが普通です^[11]。同じ技術者は、差の大きさを把握しておけば絶対値ではなく相対値で警報に対応できると考えています^[11]。

活線での漏れ電流測定は、充電部に近づく作業です。資料でも、クランプメーターを高圧充電部の測定に使わないよう注意が促されています^[6]。測定の可否と手順は、現場の手順書と有資格者の判断に従ってください。

ある技術者は、厨房の殺菌灯が原因だった停電の事例を紹介しています^[7]。殺菌灯は通電で内部の温度が上がると絶縁抵抗が急に下がり、分電盤の主幹の漏電遮断器が動作して全停電になりました^[7]。技術者が現場に着いたときは温度が下がっており、絶縁抵抗は3MΩに戻っていました^[7]。主幹の漏電遮断器を入れ直すと、5分ほどで再び停電しています^[7]。

殺菌灯の事例は漏電遮断器の動作ですが、到着時の絶縁抵抗が良好でも原因が残っている場合があることを示しています^[7]。IgrとIorを切り替えられるある機種は、Igr・Ior・Ioの最大値を表示できます^[17]。一般に、最大値の表示は、現在値が下がったあとに漏れ電流の大きさを確かめる手がかりになります。

ある技術者がまとめた試験方法（本人が予想と断っている内容）では、絶縁側の試験は本体と絶縁監視電圧発生器の両方に制御電源を入れ、B種接地線に電圧が重畳された状態でZCTの穴に電流を流します^[3]。漏電（Io）側の試験では電圧発生器に電源を入れず、本体だけに電源を入れてZCTに電流を流します^[3]。動作すると赤の漏電警報ランプが点灯して保持され、接点は自動で復帰し、ランプは警報復帰後にリセット操作をすると消えます^[3]。予想に基づく手順のため、実際の試験は当該機種の取扱説明書と試験要領、有資格者の判断に従ってください。

電圧発生器の出力周波数は必ず検出部の設定と合わせます^[3]。電圧発生器と検出部の周波数が食い違うと、検出システムとして働きません^[3]。

設置面では、D種接地を行い、動力の接地とは分けること、高圧線や動力線から200mm以上離すことが注意点として挙げられています^[3]。接地をしない場合や離隔が足りない場合は、誤計測や故障の原因になります^[3]。別の機種では、ZCTへ常時出している補正信号が位相の補正にも使われるため、配線の極性を誤ると正常に動作しません^[17]。

Ior方式の装置を初めて運用した技術者は、年次点検の受電後に可変抵抗で人工的な地絡を作って試験しました^[18]。活線側の電線を可変抵抗経由でB種接地に地絡させ、流れる電流をクランプで測っています^[18]。動作値の45〜55mAの範囲を1mA刻みで読み上げ、警報ランプが赤く点く値を確かめました^[18]。負荷を入れる前なら、Io方式でもIor方式でもクランプでの測定で十分に試験できます^[18]。負荷が入った状態では、Iorクランプなどを装置のCT付近に入れるほうがよいと述べています^[18]。

人工地絡による試験は、活線の充電部を扱う作業です。実施の可否と手順は、現場の手順書と有資格者の判断に従ってください。

負荷設備の稼働で強いノイズが出る現場では、重畳信号や検出信号が影響を受け、Igr方式で正常に監視できないことがあります^[13][17]。IgrとIorを切り替えられる機種では、Ior方式に切り替えることで監視の空白をなくせます^[17]。切替えはスイッチをIor側へ動かしたあと、必ず復帰スイッチを押します^[17]。この機種は表示切替でIgr、Ior、Ioの現在値と最大値を確認できます^[17]。

抵抗分の値からは、絶縁抵抗の目安を逆算できます^[8]。200V回路でIorが2mAなら0.1MΩ、10mAなら0.02MΩに相当します^[8]。10mAの場合は、絶縁不良の可能性が高い値です^[8]。一方、漏電遮断器や漏電警報が動作していないからといって、絶縁抵抗が確保されているとは限らないという指摘もあります^[19]。