配電盤、モーターコントロールセンター（MCC）、受変電設備で発生する故障の多くは、前触れなく起こるわけではありません。遮断器がトリップしたり、圧着端子が溶けたり、ブスバーでアークが発生したりする前に、不良な接続部は数週間から数か月にわたって発熱し続けています。問題は、その熱が肉眼では見えないことであり、3交代で稼働する工場では、配電盤を一つずつ停電させて点検する時間はありません。赤外線サーモグラフィは、まさにこの問題を解決します。充電中で負荷のかかった設備を非接触で点検でき、数時間の巡回点検を、優先順位付けされた補修リストに変えることができます。
電気設備で赤外線サーモグラフィが発見できるもの
原理はシンプルです。電流経路に異常な抵抗があると、その箇所で電力が熱として消費されます（P = I²R）。電力は電流の2乗に比例して増加するため、抵抗の高い接続部は、回路に高い負荷がかかっているときにはるかに顕著になります。よく見られる異常は次のとおりです。
- 緩んだ、または腐食した接続部: 圧着端子、ブスバーの締結ボルト、遮断器や電磁接触器の端子などです。接続部そのものに局所的なホットスポットとして現れ、接続部から離れるにつれて導体の温度が低くなります。
- 不平衡負荷: 1つの相が、特定の箇所だけでなく経路全体にわたって他の2相より明らかに高温になっている状態です。これは接続不良ではなく、負荷の不均等な配分や高調波を示しています。
- 過負荷または接点が劣化した遮断器: 定格容量に近い、またはそれを超える状態での運転や、内部接点の摩耗により、遮断器本体や端子が発熱している状態です。
- ヒューズおよびヒューズホルダ: クリップの接触圧不良や、容量が適切でないヒューズです。
- 変圧器およびコンデンサバンク: ブッシングの発熱、冷却不良（ラジエータの流路閉塞）、またはコンデンサの故障です。
適切な赤外線サーモグラフィ点検の進め方
負荷条件
工場の停止中や部分負荷の状態で点検すると、誤った安心感を与えかねません。一般的には、通常の最大負荷条件での点検が推奨されており、目安として回路が定格負荷の少なくとも40 %で運転されていることがよく引用されます（NFPA 70Bなどのガイドに見られる基準）。不可欠なのは、撮影時に各回路の電流を測定し、報告書に記録することです。このデータがなければ、点検結果同士を比較することも、全負荷時の温度上昇を推定することもできません。
放射率と反射
サーモグラフィカメラは温度を直接測定しているわけではありません。放射エネルギーを測定し、点検者が設定した放射率の値を用いて温度に換算しています。光沢のある裸の銅やアルミニウムは放射率が非常に低く、周囲を鏡のように反射するため、測定値が実際の温度と大きく異なることがあります。一方、塗装面、ケーブルの被覆、絶縁テープは放射率が高く、はるかに信頼性の高い値が得られます。そのため、接続部のすぐ横の絶縁被覆や高放射率マーカーの上で測定し、反射を避けるよう撮影角度に注意することをお勧めします。
安全なアクセス
接続部を見るには、ほとんどの場合、充電中の設備のカバーを取り外す必要があり、作業者はアークフラッシュの危険にさらされます。この作業は、リスク分析に基づく適切な個人用保護具（PPE）を着用した有資格者が行う必要があり（一般的な基準はNFPA 70E）、工場の作業手順と、電気設備の保全に関するNOM-029-STPS-2011（メキシコ労働社会保障省の公式規格）に従わなければなりません。重要な配電盤には、カバーを開けずに点検できる赤外線点検窓を設置することをお勧めします。その後の補修はすべて、設備を停電させ、ロックアウト・タグアウト（LOTO）を実施した状態で行います。
異常の分類方法：デルタTによる基準
前後関係のわからないホットスポットだけでは、多くのことはわかりません。最も広く用いられているのは温度差（デルタT）による分類で、同様の負荷条件にある同様の部品（例：他の相の同じ接続部）と比較するか、周囲温度と比較します。NETAの保守試験仕様（MTS）の推奨処置表は、最もよく使われる基準の一つです。
| 同様の部品間のデルタT | 周囲温度に対するデルタT | 推奨処置（NETA） |
|---|---|---|
| 1–3 °C | 1–10 °C | 異常の可能性あり。調査が必要 |
| 4–15 °C | 11–20 °C | 異常の可能性が高い。スケジュールが許す範囲で補修 |
| — | 21–40 °C | 補修が可能になるまで監視 |
| > 15 °C | > 40 °C | 重大な異常。直ちに補修 |
これらの範囲はあくまで目安であり、エンジニアリング上の判断に代わるものではありません。一般に、相間比較の方が周囲温度との比較より信頼性が高く、各部品の最高許容温度はメーカーまたは製品規格によって定められます。30 %負荷で中程度のデルタTでも、全負荷では深刻な状態になる可能性があります。
報告書に含めるべき内容
各異常について、報告書には少なくとも次の内容を含める必要があります。
- 設備の明確な位置（配電盤、セクション、回路、相）。
- 同じ構図の熱画像と可視画像。
- 当該箇所の温度、基準温度、デルタT、周囲温度。
- 測定電流、および（わかる場合は）回路の定格電流。
- 使用した放射率と測定距離。
- 優先度の分類と推奨処置。
補修後は、負荷状態で再点検して、是正が完了したことを確認する必要があります。
点検の頻度
ほとんどの工場では、主配電盤、受変電設備、MCCの年1回の点検が一般的な出発点です。重要設備、高負荷で運転される設備、振動・粉じん・腐食のある環境の設備、そして過去に異常が見つかった設備は、より短い間隔での点検が妥当です。NFPA 70Bは保全の頻度を設備の状態と重要度に関連付けており、取り入れる価値のある考え方です。また、計画停止の前や設備増設の後にも点検することをお勧めします。
診断方法の限界
- 表面しか見えません。 カメラはカバー、ガラス、閉じた筐体を透過できないため、モールド形遮断器の内部や変圧器巻線の故障は見えない場合があります。
- 負荷に左右されます。 十分な電流が流れていなければ、不良な接続部も発熱しません。
- 光沢のある表面は誤判定の原因になります。 裸の金属表面での絶対温度の測定値は信頼性が低くなります。
- 屋外設備: 風は対流によって表面を冷却し、日射は熱を加えるため、屋外の受変電設備ではデルタTが歪みます。
- 電気試験の代わりにはなりません。 赤外線サーモグラフィはどこを調べるべきかを示すものであり、確認はDucter（低抵抗計）による接触抵抗測定、絶縁試験、または原因が不平衡や高調波の場合は三相電力品質解析などの試験で行います。
よくある質問
点検のために配電盤を停電させる必要がありますか？
いいえ。むしろ点検は、設備が充電され負荷がかかった状態で行う必要があります。ただし、カバーの開放は適切なPPEを着用した有資格者が行う必要があり、補修はその後、設備を停電させロックアウトした状態で行います。
どの程度の解像度のカメラが必要ですか？
測定距離と部品の大きさによります。ホットスポットが複数の画素を占めていないと、測定値が背景と平均化されてしまいます。受変電設備では交換レンズが必要になる場合もあります。
赤外線サーモグラフィは監査の証拠として使えますか？
日付、画像、分類基準、補修のフォローアップが記録されたサーモグラフィ報告書は、ISO 9001やIATF 16949などのマネジメントシステムや電気安全プログラムにおいて、予知保全の確かな証拠となります。
CreativeITによる赤外線サーモグラフィ点検
モンテレイに拠点を置く電気・電子試験所CreativeITは、メキシコ全土で配電盤および電気設備の赤外線サーモグラフィ点検を実施しています。当社のエンジニアが外注することなく点検と解析を直接行い、すべての異常を写真と動画で記録し、ご要望に応じてお客様の担当者の立会いのもとで実施します。作業計画とプロトコルを含む専門的な報告書をお届けし、当社の計測器は検証可能な校正体系を通じてNISTへのトレーサビリティを有しています。異常の追加確認が必要な場合は、当社の電気試験をご覧ください。お電話（(81) 4777 6921または(81) 2230 6079）、WhatsApp、またはinfo@creativeit.mxにてお見積りをご依頼ください。当日中にご回答いたします。
