ビルの給水、空調、消防関係はモーターが使用されています。
これが起動できないはビル運営に深刻なダメージを与えます。
設備管理の電気主任技術者対応で一番日常的にあるのは照明
が点灯しない、ここに電気が来てない、モーターが起動しな
いです。モーター内部が故障に至る原因は配給電気質、接続
される機械悪化、周囲環境悪さです。それらが適正ならモー
ター本体は15年は故障しないのが日本製モーターの性能です。
ただ起動しないはモーター本体の状態とは無関係。つまり
モーター業者を呼んでも解決できない、その場合は電気が来
ていない、起動装置が故障してるのどちらか！_電気室の動
力変圧器が故障なんてまずないです。そうなればMCB、マグ
ネット、制御故障のどれかがモーター起動不能の原因です。
温度、圧力などを制御する自動制御は業者が定期点検し
てるはず、でもモーター起動回路つまり動力盤までして
る現場は少なく(オーナーもそこまで余裕がない)そのため
動力盤の対応は電気主任技術者の仕事としてする事にな
ります。滅多にモーターが起動できないはありませんが
10年を経過してる状況ではその場合の対応を電気主任に
なったら考え準備しておかないといけません。猛暑時期
に空調が動かない、業者に急に電話しても明日しか来れ
ない、絶対オーナーからなんとかできないのかとキツイ
言葉を浴びさせられます。業者点検してないからと返答
して”キミも電験三種を持つ電気のプロじゃないのか”
と言われたら？...電験三種あり、点検はしてる、故障し
た、業者に修理させる、それしかできないなら高圧受電
なら人件費の安い保安協会に頼めば貴方は不要、選任者
もあり方を考えないと生き残れない時代です。点検する
以外の故障対応も電気主任業務として保安規定に明記。
★電気主任だけは一般の設備員とは責務が違うのです★
屋内使用してるモーターの絶縁は正常なら100MΩはある。
もし≒0ならヤバい、そうなればモーター取替しか方法は
ないけどそれは滅多にありません、どこかの漏水が侵入し
たとか相当イレギュラーな状況です。マグネットコイル断
線も私は経験ない、ただ老朽化で単相状態となりMCBトリ
ップはありえます。マグネットは10年以内に更新が理想。
そういう予防対策はしてるとしてモーター起動不能で一番
原因として多いのは制御故障。タッチパネルで制御してる
モーターは専用ユニットが故障すると自動も手動も操作が
できなくなります。基盤を取替し必要な設定値を登録すれ
ば起動できる様になり実際私はそうしています。もしその
在庫がない場合の応急対応は後半で説明します。手動への
切替SWがある昔ながらの回路ならいいですけど15年以内の
動力盤なら基盤制御が多いです。
もしマグネット接点が原因で単相状態、MCBトリップなら
同じ容量のマグネットを持つモーターで停止できるなら
そのコンタクターを応急使用する事です、マグネット
のそれの外し方は私の動画で⇒マグネット動画
MCBがトリップする様な大電流が流れたなら私の経験では
そのマグネット接点は焼損してもう使えないです。運転
中の単相運転と違い三相モーター停止状態からの単相起動
は軸をロックしたのと同じ位の大電流が流れるのです。
モーター等価回路で言えば、停止S=1ですからR=0で二次側
はr2+jx2のみの電流が流れたまま、当然一次側も大きな電流
が流れたまま、だからMCBはトリップ。電気は電流を遮断し
た時に接点で大きなアーク(火花)が出るのでその時にマグ
ネットは接点が焼けます、部屋の照明を消して通常運転
でマグネットが切れる時に接点を観察するとよくわかる。
それの何倍もキツイ火花が出るという意味です。だから
MCBが切れモーターを保護したとしてもマグネットだけ
は相応のダメージを受けるのです。それとMCBトリップ
を確認してるのにそれを投入して再度運転だけは絶対
にされないでください、劣化したマグネットが火を噴
いて完全に本体事取替しかなくなりその日は空調機
は使えなくなるでしょう。他現場でその事例あり！
マグネット二次側つまりモーター絶縁がOKでも私
が懸念するのはその前にあるマグネットの状態！
PCを探したら上で"他現場でその事例あり"事故の写真
を見つけたので載せます、これではないのですが３個
の内１個は亀裂が入り欠けてもいました。二度目の
再起動でトリップが致命傷でした。下手すると火事
にでもなっていたのではと思いました。現場の話で
もMCBが切れると同時にマグネットから大きな音がし
少し煙も出たそうです、それって絶対にヤバイよね。
この教訓から自分の管理現場では11KWまでのマグネット
は私が取替、それ以上は業者に、４年前にすべてのマグ
ネットを更新しました、費用は1000万円近くかかった
そうです。お金のないオーナーではキツいでしょう。
私も行動しないとオーナーも本気にならないと
思ったのでできる範囲で頑張りました。
MCBがトリップする、これも1回目の動作では何事もな
かったそうですが、とりあえず再度投入したら今度は
火花が出て盤を焼損させた事例です。結果盤全体取替
をオーナーに要求され管理会社が弁償となりました。
一般の方が家の電気が切れたから何も考えずに再度投
入されますが、あれ実は危険です。電気の使い過ぎで
なかったらどこかで火を噴きます！モーターや設備機
器は専用回路なので負荷は追加される事はないので
MCBがトリップしたら100%不良個所があります。
MCBが動作しても極短時間は大電流が流れて相手は
焼損してしまう現実は覚えておきましょう。とりあ
えず様子見、とりあえず1回だけとか素人さんと同
じ方法をしてしまうケースは設備現場でもあります。
電気トラブルはほとんど漏電、短絡はまずないです。
短絡の多くがヒューマンエラー(人為的ミス)です。
老朽化三相モーターをマグネットの接点不良で単相起動させ
ない、10年一度も取替されてない場合は早急に取替計画を立
てましょう。Vベルト交換,グリースUPは定期的にしてるのに
マグネットだけは何もしない設備現場は多い、それは蛍光灯
と同じ消耗品です。早め々の対応ができない方はこのお仕事
は向かないです。毎日使用、10年OVERのマグネット接点状況
はこれに近い、いつ単相状態になってもおかしくない！
ただ上の場合と違い接点が完全に硬く焦げてないので
かろうじてまだ導通があり使えていた状態と言えます。
これなんか非常用発電機補機マグネット中外観ですが運転
頻度は少なく見た目は綺麗でもコンタクターを抜いて見れ
ばやはり表面劣化ありました。この程度なら表面を磨いて
戻せばOKです。この方法は工場勤務時代に父から習った方
法、工場勤務の時は毎年１回全機械でこの作業をしていま
した。でも接点に亀裂が入っていたら即取替！オーナーへ
のまとめて取替提案が承認されないケースも今の不況では
ありえるので、その場合一度接点を取出し状況を確認しま
しょう、酷い物のみ取替で再度提案するするかですね。
壊れて取替する場合の弊害をオーナーが理解されてない
なら電気主任から丁寧に説明してあげるべきです。
★開閉可能回数を過信しない方がいい、目視が確実★
容量の大きいマグネットは接点が大きいので隙間から
反対側接点状態が見えそうですがやはり外さないとよ
くわからないです。受側より可動側接点が劣化する感
じです。ただ戻す時は完璧に組まないと投入した時に
はじけて事故になるのは明白なので慎重にします。
モーター本体は普通15年大丈夫、電源配給のための
接点対応も完璧なら電源側ではまず故障は発生しない
後は後半で述べる制御系の故障ですね。
マグネットによる三相モーター単相起動の話はここまで。
以下から直起動モーターの応急起動方法の記事です。
マグネットの既存制御配線を撤去して制御電源から片切で
電圧をかけたら手動運転可能です。主接点の配線も外さな
いと邪魔となり、マグネットコイルの配線作業が難しい。
実際はタンブラSW経由で配線、これをONにする事で
マグネットが投入されモーターを起動できます。
何かを強制的に動作させたい時に私はタンブラSWを
使います。写真は空調のOAダンパーを強制全開全閉
実験した時です。弊害を考慮して問題なければ該当
するリレーやマグネットをON/OFFさせたらいいのです。
猛暑や厳寒時は強制手動閉鎖させたら省エネできる
のではと当時検証していました。室内CO2の問題が
あるので全閉してそのエリアのCO2変化を観察。
★そう部品代100円で省エネを考えました。
本修理まで時間がかかるならタイマー配線をします。
朝晩現場まで空調機の運転、停止を人がする事になり
面倒臭いと騒ぐ先輩が一人はいますから言われる前に
私ならこうしておきます。自分の行動にレベルの低い
発言でも苦言を言われるのは嫌なので完璧にします。
電源S1-S2、NO接点を利用しました。_日常現地で手動で
運転してる物を自動化する場合も同様に配線すればいい
のです。単相200Vで極性は関係ありませんが100Vを使用
するならば非接地側を必ず入切する様にされてください。
NO接点とはa接点動作の事です。
タイマーを盤に取付して制御電源を投入、タイマーに正常に電圧
がかかりました。モーター電源はすべて設定が終わり最後に投入
されてください。_タイマーをぶらさげた様な状態で取付すると
動作はしても職場の方に笑われるので気をつけます。ここで必
要になるのが物を硬い金属に固定するスキル、ドリル作業、タ
ップでネジ溝を作るなどです。紙の上で方法は理解できるが実
際できない、何でも初めて作業では順調にはいかない
でもそれも経験する事で電気のプロに近づける、私もその繰返し
で今日まで、今も修行中です。取付背面ですから熱は発生しない
です、誰かが両面テープで固定できないのかと言っていたけど
まず無理、仮にそのパーツの背面が完全フラットならば工業用
両面アクリルテープなら固定はできるけど適用は難しいです。
モーター電源、制御電源とあれば必ず制御を生かしてモータ
ー電源を投入する、絶対に無制御の状態でモーター電源を投入
しない、これは★電気を扱う者の原則です★
問題はスターデルタ起動のモーターでの起動不能の場合
教科書にある様なリレーとタイマーで構成される回路と違い
スターデルタ起動の電子制御ではすべての機能が基盤の中に
電子的にあり、対応が難しいので研究して起動BOXを自作し
ました。_スターデルタ専用タイマーで起動させられますが
上で使用したTB15601Kも使い自動運転もできる様にしました。
スターデルタの起動不能の内部パーツ故障ではスナップ式
の手動SWがあっても起動できないです。この起動方式では
電圧制限起動⇒正常電圧運転と段階的な切替動作が必要な
ので別の方法でそれをさせるしないです。直起動ならば
切替操作なく１個のマグネットでモーターを起動させて
るので対応は難しくないのです。
故障したら既存の接続を外してこのBOXに接続するだけで誰で
も応急運転ができます。この状態で業者到着を待てば利用者
やオーナーにも迷惑をかけません。_とにかくどんな方法でも
構わないのでモーターを起動させて正常な運営をさせるとい
うのが現場電気主任技術者に求められるスキルです。そのた
めの方法を故障が発生する前に対策として準備しておく事が
重要です。基盤は10年経過すると誤動作や急に使用不能と
なる事があるので注意が必要ですね。_10年経過基盤は仮に
業者定期点検していても経年劣化で壊れる時は壊れます。
基盤は多機能、コンパクトではある反面、電気的衝撃や環境条
件で劣化進行が速くマグネット、リレーと比較し寿命が短い。
近くで見ると手作り感はしますが、きちんとスターデルタ起動
して時間制御運転も可能です。パーツは正規部品だから当然！
オムロンのスターデルタタイマーH3CR-G8ELはこれ1個でそれ
の制御がすべて可能で素晴らしいです。
ただ今回紹介した起動方式はあくまで応急対応である点と
中央監視に運転表示が出せないのです、もし既存運転信号
が中央監視からのDC信号をDCリレーで受けてるとかマグネ
ット補助a接点で運転表示を出してる単純な方式なら可能
です。私が会社で扱ってるケースでは中央監視の起動信号
では直にリレーを扱う事ができません。ただ運転表示を中
央監視に戻す方法は見つけたのでその改造もすれば上の改
造で現地自動起動＋中央監視運転表示もできます。ただあ
くまで応急対応であり恒久的ではないのでそこまではしま
せん。ここまで読まれてそれはおかしいだろうという意見
があってもこの現場ではこれでできてるのでいいんです。
自分が担当してる現場を正常運用できるかの１点だけが重要！
BLACKBOXの中の基盤を見ると...私は電子回路はわからない
でも素子にある記号や番号で検索するとそれが何かわかる
事があります。様はどの素子でスイッチングしてるのか
わかればパターンを見てると入出力の検討がつく事もあ
ります。
そうして一人考えていくと基盤の入出力が判明します。
基盤制御でモーターが起動しないとは上段の基盤素子
接点が動作しないからからです。見た様にこうした基盤
内が故障したら速やかに基盤取替するのが最善です。仮
に修理できても半日機械が使用不能ではテナントの快適
環境に悪影響を与える、それでは意味がないのです。
お客様からの苦情を最低限にするというのが最大の使命
又それこそがオーナーも求める価値観、単なるオタクな
技術者や資格マニアは現場では不要です。大切なのは
ビルを利用されるお客様なのです。機械の都合に人を
合せる対策を考えてはいけません。
スターデルタ起動の日常簡易点検は起動がかかると最初
にメインとスターマグネットが投入されます、タイマー
時間(10秒位)後にスターマグネットが切れてデルタマグ
ネットが投入されます。普段は中央監視からの自動起動
で起動の瞬間を見る機会はないので月１回は現地で起動
状態を確認しましょう。デルタマグネットまでプロセス
が進行できない場合ですがこういう基盤制御ではなく
教科書にある様な方式ならばそのタイマーを取替され
てください、それで50%の確率で復旧できるはずです。
それでダメで業者に連絡する時は起動のどの段階まで
行くのか確認してそれを伝えてください。それがわか
れば相応の準備をされて来れるので１回の来館で修理
ができる可能性が高い、逆にまったくわからないでは
調査と部品手配等の理由で本修理は早くて明日という
事態になるかもしれません。その盤にあるタイマー
の型番を調べて在庫として１個は持っておくべき。
各空調機のマグネット容量は異なれど使用されてる
タイマーはすべて共通です。
基盤制御ではなくリレーとタイマーで構成されるスタ
ーデルタ起動、このシステムにおけるタイマーです。
プラグインなので誰でも物さえあれば取替できます。
この回路と回路動作は電気主任ならば必ず暗記して
おきましょう。私は父から電気を習ったので得意な
のが昔の電気配線記号ではありますが新記号でも読
めます、昔の記号の方が動作をイメージさせる形が
多いので覚えやすい、たいていこういうのと新しい
図面記号の両方が現場は混在した状態です。
巡回点検でモーターは起動してるが運転電流がいつもより
多いのを確認、見れば最初のスター起動のままで運転継続
している、タイマー故障でデルタに切替わらないのが理由。
モーター電流増加は機械的抵抗力増加以外でもありえる。
どのモーターも起動しないならタイマーb接点、デルタマ
グネット補助b接点、スターマグネットの補助a接点のど
れかが原因。もしスターの補助a接点不良ならばまずそこ
をジャンパーして起動ONで正常起動完了できます。その
ジャンパーはつけたままでも問題ないので本修理までは
この状態、後はマグネットを購入し営業終了後の近日に
取替、図面を見てどう応急対応するかまず考えます。
仮に在庫でマグネットがあるとしても取替は最低でも30
分かかるから、なるべく後で行うのが最善です。
スター結線電源配給は電源電圧の√３分の１だから運転
電流は下がるんじゃないのと思われる方へ、その電圧が
モーターが起動できない低い値なら何も発生しませんが
なんとか起動できる範囲の低減では簡単に言えば電流は
電力=電圧×電流の法則に従うのです、だから電圧が下
がると電流は上昇します。ビルの空調機の様に要求トル
クがそう大きくない機械ではスター結線でも運転します。
ただ電流が増加する事でモーターの温度がどうかという
のが一番懸念するとこです。とにかくそういう場合は
モーターの表面温度を測定してください。普段50℃
しかないのに、表面で80℃までなら大丈夫ですけど90
℃や100℃近くなってたらヤバい、更に温度上昇し中
の絶縁が溶けていずれ相間短絡してしまいます。
モーターは使用不能、工事費込み取替で100万円。
オーナーに故障報告、今後の防止対策の提出も必要
となります、早い段階ならマグネット取替で済んで
いたのにともし業者がオーナーに語りでもしたら?
数日前から電流値が高いのを巡回で気がついてい
たが運転するので様子見していた、モーター温度
なんて気にもしてなかった。ではないでしょうか？
その返答に悩む事になるかもしれません。管理が悪
と言われるのはそういうプロセスで使用不能に至っ
た時です。故障した、そうですか！で今の時代は済
まない、原因と今後の防止対策、オーナーに対する
管理会社との関係とはそういう厳しい物なのです。
事前に兆候に気がついていての最悪の結果なら管理
会社が弁償です、設備保険を使うと思いますがそう
いう事って時々あるんです。オーナーもそれを知っ
てるので黙ってはいないんです。当人は解雇にはな
りませんがその現場の電気主任を外されるでしょう。
電験三種に合格して知識があり事態の予想もでき
てたはずなのにその知識を生かせなかったが結論。
勉強してただ理屈を知ってるだけではダメなんです。
本での勉強は結果とその状態しかしないのでそれに
至る原因や兆候を学んでいない。経験がないとは
まさにこの部分が欠けてる状態です。私にしても
お仕事をしながらそれを学んでいる状態です。
まったく経験のない異業種の方が電験三種を取得
してその求人に応募する、採用するのは人事の方
ですから資格あり、良いお人柄なら採用されるか
もしれませんが入社後は相当にキツイと予想します。
ずっと100MΩあった絶縁が0.2MΩになっていた。
法定値ギリあるので合格とするしかそういう人は
判断基準がない、法定値とは限界値であって変化
率が重要、点検業務とはそれを確認するための作業。
0.2MΩまで急減がそのままか、更に低下最後は対地
間で完全0MΩとなり対地間短絡か、後は運まかせの
管理をしてる電気主任は現実いらっしゃいます。
そういう人はなぜ絶縁が下がり続けるかわからない。
だから劣化進行ならば最終状態に至るのは時間の問題。
対地間短絡したら終わりで復旧費用が発生します。
三相モーターの起動確認をデルタマグネット補助a接点
から中央監視に返してる現場ならば状態不一致警報が出
るからいいんですけど、メインマグネットから返してる
現場ではスター運転でも気がつけない、電気主任技術者
は着任した機械がどういう条件で起動完了信号を中央監
視に返してるか確認しておきましょう。実際メインマグ
ネットで起動完了確認してる現場ってあるんです。個人
的には組み方が悪いと私は思います。オーナーの許可を
もらい修正すべきです、業者はその現場の最初にあるが
ままを点検するのが仕事なので、それが正論でも変更を
はまずしないです。現場の改善というのは電気主任だけ
が可能と思ってください。
冒頭"キミも電験三種を持つ電気のプロじゃないのか"
の質問の答えはこうした日々の問題解決スキル経験から
いずれわかるのかもしれません。私もまだ自信を持って
その問に答えられないです。
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