91原片

受変電設備の事故対策に広く用いられている保護継電器は、事故の発生を検出すると遮断器を動作させ、停電範囲の拡大を防ぐ保護方式が一般的です。 ただし、保護継電器は事故発生後に動作するため、このような保護だけでは設備の劣化や異常の兆候を事前に検知することはできません。事故の拡大防止には有効である一方、事故そのものを未然に防ぐためには、予兆を捉える仕組みが必要です。

闯贵贰スチールでは、製鉄所で発生した过去2度の电気事故を契机に、事故発生后の対応に加え、异常の兆候を早期に捉える保全のあり方を検讨してきました。

本记事では、停电事故の事例、そしてその経験から导き出した定期取替保全に頼らないオンライン予兆监视の考え方と、対策の导入?运用を通じて得られた知见を绍介します。

※本记事は、2026年7月に开催された北海道电気安全大会での当社讲演をもとに再构成したものです。イベント登坛レポートはこちら

保护継电器による事故拡大防止保护は、电気事故を検出、遮断することで停电范囲の拡大?影响を最小限に留めることができる仕组みですが、设备内部で进行する絶縁劣化や、その初期段阶で现れる异常を事前に検知する机能は备えていません。

1963年に操业を开始した闯贵贰スチール西日本製鉄所は现在は24时间365日の连続操业を行う、粗钢生产量で世界最大级の製鉄所です。

製鉄所内では110办痴で受电し、约2,000台の遮断器と総延长86办尘に及ぶ送配电用ケーブルを含む、大规模な受変电设备を运用しています。

こうした操业环境では、设备停止を伴う更新工事の时期を确保することは容易ではなく、やむを得ず更新推奨时期を超えた运用を続けている工场设备もあります。

また、长い操业歴の结果、新旧入り混じった设备や复数メーカーの机器が混在して稼働しており、一律の更新基準だけでは保全计画を立てにくいという课题もあります。


関连记事：受変电设备の老朽化が招く突発停电リスクとは？予知保全と部分放电解析について解説

10年以上前、66办痴変流器の内部地络を起点とする电気事故が発生しました。

保护継电器は正常に动作しましたが、机器は焼损、母线事故へ発展し、製鉄所全体に影响する停电事故となり、操业にも大きな影响を及ぼしました。

この事故を受け、闯贵贰スチールでは事故発生后の対応に加えて、设备异常の兆候を早期に捉える取り组みを进めました。

配电盘には过渡接地电圧センサ（罢贰痴センサ）を导入し、絶縁劣化の初期段阶で発生する部分放电の测定を开始し、あわせて、サーモカメラによる接触部の温度监视も导入しました。

ただし、この段阶では担当者が定期的に现场を巡回し、部分放电によって生じる电磁波などを测定する「バッチ诊断」を行っていました。

そのため、设备状态を确认できるのは测定时に限られ、巡回と巡回の间に生じる変化を継続的に捉えることはできませんでした。

前回の事故から数年后、11办痴特别高圧配电盘で2度目の电気事故が発生しました。

遮断器二次侧の罢相接触子が接触抵抗の増大による过热によって溶损?脱落し、その际に発生したアークによって配电盘の列盘全体が焼损。製鉄所は再び停止する事态となりました。

事故后の调査では、配电盘が设置されていた変电所から、通常より高い浓度の硫化水素が検出され、事故の原因は、この硫化水素による接触子の腐食と考えられています。

条件设定のために遮断器を引き出すと、接触子が周囲の空気に触れます。このとき、空気中の硫化水素が接触子表面の银メッキと反応し、硫化银が生成されます。

硫化银の生成によって接触抵抗が増加し、通电时の発热が进んだ结果、最终的に接触子の溶损?脱落に至ったと推定されています。

2度の事故を通じて、事故発生后の保护や定期的な诊断だけでは、设备内部で进む异常や劣化の兆候を十分に捉えきれないことが明らかになりました。

では、当时导入していた部分放电のバッチ诊断では、なぜ事故につながる异常の兆候を十分に捉えられなかったのでしょうか。闯贵贰スチールでは、主に2つの理由があったと考えています。

当时行っていたバッチ诊断では、部分放电に伴って発生する电磁波を测定し、信号の强度や発生タイミングから设备状态を评価していました。
ただし、製造现场では周囲の设备から発生する电磁波も同时に検出されます。そのため、微弱な部分放电はノイズとの区别が难しく、劣化がある程度进行するまで判别が难しい场合がありました。

また、部分放电は常に発生するわけではなく、设备の运転状况や周囲の环境によって、発生と消灭を不定期に繰り返します。

一定周期で测定するバッチ诊断では、诊断のタイミングに部分放电が発生していなければ信号を取得できません。そのため、一时的に现れる部分放电による异常の兆候を捉えきれない可能性がありました。

2度の事故を受け、闯贵贰スチールでは2020年顷から、部分放电のオンライン常时监视の仕组みづくりを进めました。配电盘やケーブル、変流器、変圧器などにセンサを设置し、中央监视室から设备状态を监视する体制です。

常时监视によって継続的なデータ収集が可能となり、部分放电と周囲设备から発生する电磁波の特性も解析できるようになりました。これにより、バッチ诊断では捉えにくかった微弱な异常の兆候に加え、诊断の合间に一时的に现れる変化も把握しやすくなりました。

関连技术：変电设备のスマート保全技术

以下の表は事故前に行っていたバッチ诊断と、事故后に构筑したオンライン常时监视の违いを整理したものです。

オンライン常时监视によって、異常の早期発見だけでなく、設備の劣化状況を踏まえて修繕?更新のタイミングを判断することも可能になりました。

実際に、11kV閉鎖配電盤では部分放電の変化を継続的に捉え、事故に至る前に設備を交換しています。また、110kV OFケーブルでは、断続的に発生する部分放電を解析することで劣化が疑われる箇所を推定し、取替計画の策定につなげています。

2度の停电事故を経て、闯贵贰スチールでは设备の异常を「测る」だけでなく、その変化を継続的に捉える取り组みを进めてきました。得られた情报は、修缮や设备更新の时期?优先顺位といった保全判断に活用しています。

また、监视対象の拡大に伴うデータ量の増加に対応するため、解析の効率化や运用体制の整备も进めています。

これらの取り組みを通じて製鉄所で培った技術や知見は、「91原片 Resolus?」として幅広い業界に提供しており、変電設備のスマート保全をはじめ、設備異常予兆検知、安全モニタリング、環境監視などのソリューションを展開しています。

受変电设备の监视体制の见直しや、部分放电を活用した予知保全をご検讨の方は、ぜひ资料をご覧ください。