教えて！
Q1

ちないさ

疑問にくわしく答えま

質 問 箱 災用自家発電装置に必要な保護装置とその防機能は ?

す

第5回用目的から保護装置を必要最小限度のものだけとしているので、それだけに保護装置の信頼性が高いことと十全に保全されていることが求められます。ほA1

 災用自家発電装置に法令で義務づけられて防いる保護装置のうち、電力の供給を停止するとんどすべての保護装置は電気信号を利用していま重要なものは、表1のとおりです。保護装置

接触不良といった偶発的な不具合要因にも注意が必の動作値は表1の値を満足するものであるこ要です。例えば、常時通電しているスイッチを検出ととされています。

器にすれば、待機中に断線しても警報がでますから、速やかに復旧することができるでしょう。発電装置

表1−保護装置の設定範囲
NEGA C 311-2007

保護装置
1

内燃機関

すから、外部からのノイズの混入とか電線の断線・

表4の抜粋）

ガスタービンとは違う分野でのことで、嘘のような昔話ですが、通電してブレーキを掛けるように作られた電車が回路の断線で事故を起こしたという例もあります。熱過電流

定格電流の 135% 以下

線にも、断線警報回路を備える他、外部からのノイ2

過回転定格回転速度の定格回転速度 111% 以下の 116% 以下 （ 多 軸 式 の 場 合116% 以下）

3

断水又は水温上昇

製造者指定値
以下（1）過4

ガス温度上昇製造者指定値
以下

電対とか電磁ピックアップのような電気信号用の配ズの混入による誤動作を防止するためにシールド線を使用し、シールドの一端だけを接地します。

電流

過電流は、過負荷又は短絡で発生し、通電部の過度の温度上昇をもたらします。過電流の検出には、熱動形過電流継電器（サーマルリレー）又は誘導円これらの保護装置が動作すると遮断器を開放し、盤形過電流継電器を使用します。熱動形は回路の電過電流以外では燃料の供給を遮断して原動機も停止

流を電気ヒータに通してバイメタルを暖め、その変します。同時に、ベルやブザーなどで警報音を発生形を利用してスイッチを動作させます。誘導円盤形

して注意を促し、ランプなどで、どの保護装置が動は、コイルと金属製の円盤を組み合わせて、円盤に作したかを表示して復旧の便宜を図ります。日本内発生する渦電流によって発生するトルクを利用して燃力発電設備協会規格「NEGA C 311」
（ 防災用技術

スイッチを動作させます。原理的には電力量計と同基準）にはこれらの他にも仕様に応じて必要な保護装じものです。最近では電子回路による静止形のもの

置が規定されていますが、警報を発生するだけです。

が普及してきているようです。

これら以外にも、待機中に発電装置が電力を供給でこれらには動作するのに多少の時間遅れがあり、きなくなる要因が検出された場合には、警報を発生電流の設定値からの超過分が多いほど時間遅れが短する必要があります。

くなるという特性がありますから、電流が規定値を多少超えたとしても、その時間が十分短ければ、過保護装置の機能は、発電装置が運転できなくなる、電流は検出されません。過渡的な瞬時の過電流を許又は人体に危険を及ぼす恐れのあるような不具合の容しているのですが、この特性が電気品の過度の温発生が差し迫っている事態になったときに警報を発度上昇を防止しながら発電装置の運転の継続性を確生し、可能な限りその危険を回避するために必要な保します。この保護機能は、短絡事故の際には大き制御を自動的に行うものです。防災用では、その使な電流が通るので、瞬時に遮断器を開放します。

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用いるだけでなく、指定されたギャップで取り付けて適切な信号のレベルを確保すること、ピックアップが振動してパルスの数を増やさないように固定ねじに緩み止めを施すことなどにも留意します。保護装置やガバナとは別に、回転速度が保護装置の設定値に到達しないように燃料流量を制御する装置もあります。

（3）断水又は水温上昇
水冷式のディーゼルエンジンに必要とされる保護機能で、シリンダの冷却水の温度が過度に上昇した場

図 1 − 過電流継電器の特性合に動作します。空冷式の場合には、シリンダ自体

図1は、誘導円盤形の過電流継電器の特性の例を示の温度が上がりすぎると、潤滑油の粘度が下がってすもので、黒色のグラフは過負荷、青色のグラフはスカフィング（焼き付き磨耗）を起こしやすくなりま短絡に対するものです。

す。冷却水又はシリンダの温度の検出には、測温抵抗の温度上昇に対して保護機能を設けます。シリンダ

過電流は、電気系統だけに対する保護機能ですか

体や熱電対などからのアナログ信号又は温度スイッ

ら、一般には原動機を停止しません。過電流の原因チを利用します。測温抵抗体は白金の抵抗値の変化、がなくなれば再び遮断器を投入することができます。

熱電対は二種類の金属の接合部に発生する起電力で（2）過回転温度を計測するものです。熱電対の信号配線には熱電対の種類に適合する補償導線（JIS C 1610「熱電対通常はガバナが原動機の速度を制御しているので、用補償導線」参照）を使用します。断水は、冷却水のこの過回転の保護装置は、そのバックアップとして機流路に設けたフロースイッチや圧力スイッチ、冷却能します。過回転は、部品の破損から発電装置の機水タンクに設けたレベルスイッチなどで検出します。

能の喪失につながるばかりではなく、人体にも危害を及ぼしかねない危険な現象です。ディーゼルエン（4）ガス温度上昇

ジンでは潤滑不良に陥ってピストンとシリンダが焼ガスタービンに必要とされる保護機能で、タービき付く、コネクティングロッドがクランクケースをンを通過する燃焼ガスの温度を検出します。この温破る、ガスタービンではタービン翼が根本からちぎ度が過負荷以外の原因で過度に上昇した場合には、れ飛び、アンバランスになったロータのタービンディ

まず圧縮機の汚れかタービンの破損による効率の低スクが脱落する、といったような想像もしたくない下が疑われます。どちらが原因かは、十分な運転デーようなことが起こりかねません。一般的には、原動タがあれば計算で推定できますし、ファイバースコー

機主軸の回転速度を検出し、これが規定値を超過しプで内部を覗くことができれば直接的に判定できるた場合に遮断器を開放し原動機を停止します。二軸でしょう。この温度が上がりすぎるとタービンブレー式のガスタービンの場合には、それぞれの主軸にこドの材料の強度が低下して、それらの一部が欠け落の保護機能を設けます。

ちるということが起きます。さらには、そのかけら過回転の検出には直流発電機（タコジェネレータ）の電圧が回転速度に比例する特性を利用するもの、がノズルや後段のタービンを破壊する、ロータのバランスが崩れるということにもなり得ます。

遠心力を利用するフライホイールの運動によって接タービンガス温度は、初段タービンノズルの入口点を動作させるもの、電磁ピックアップのパルス信で最も高いのですが、この温度は1,000℃を超えるレ号を計測するものなどがあります。電磁ピックアッベルにもなるので、熱電対を使用しようとしても伝プは、原動機を運転しなくてもパルス発生器を使用

熱誤差のために正確に温度を検出できない上に、高して過回転保護装置の動作を確認できるので点検に温のガスに曝される細い熱電対には十分な寿命が期は便利ですが、パルス信号にノイズが混入すると正待できないという困難があります。一般には、ター常な動作ができませんから、信号線にシールド線をビン入口温度とタービン下流の温度に対応関係があ内発協ニュース／ 2011年2月号

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るので（図2）、タービンの中間段又は出口の温度レベルの低い場所で温度を検出します。図2の温度計測位

最終段入口

置を図3（黒文字の箇所）で示します。

入口

出口

タービン燃焼器
圧縮機
減速機

図 2 − タービンガス温度の変化
3月3日、電気主任技術者研修セミナー
日本ビルエネルギー総合管理技術協会（ 社）日本ビルエネルギー総合管理技術協会は3月3日13：00−
16：30、東京都港区海岸1-7-8港区立商工会館でビル管理及びエネルギー管理に携わる技術者を対象に電気主任技術者研修セミナーを開催する。テーマは「自家用電気工作物に係る電気事業法に基づく手続き」「ビル管理による電気主任技術者の役割」。
解説等が行われる。問合せは同協会TEL：03−3431−1352

JPI のエネルギーセミナー◆2月25日（金）14：00−16：00「農林水産分野のCO2見える化施策

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図 3 − タービンガス温度の計測位置の促進と条件整備支援策」農林水産省環境バイオマス政策課課長補佐小池文典氏◆3月15日（火）14：00−16：00「蓄電池付HEMSを軸としたトヨタのスマートハウス戦略とその神髄」トヨタホーム㈱技術部長山根満氏◆問合せ先：㈱JPITEL：03−3508−9070

内発協カレンダー・委員会等開催情報（2月15日〜3月14日）
・1月16日（水）：専門技術者講習・試験テキスト作成部会（内発協）
・1月18日（金）：ガス専焼発電設備用ガス供給系統評価委員会
（内発協）
・2月25日（金）：第62回自家発電設備認証委員会（内発協）
・3月４日（金）：専門技術者講習・試験審査委員会（内発協）

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