食品工場が Soutya AC RCBO を使用してダウンタイムを 45% 削減した方法

マレーシアのジョホール州にある食品加工工場は、電気による迷惑な出張と、それによって引き起こされる生産のダウンタイムにより、毎月数千ドルを損失していました。この施設は、時代遅れの個別の MCB と RCCB の配置を、Soutya の AC 残留電流で動作する過電流保護機能付きサーキットブレーカー (RCBO) に置き換えました。その結果、第 1 四半期には計画外のダウンタイムが 45% 減少し、迷惑な移動が 90% 以上減少しました。

顧客の背景

この工場は 120 名を雇用し、パッケージ化されたソースとドレッシングの 3 つの生産ラインを稼働させています。各ラインでは、冷凍装置、高せん断ミキサー、自動充填機を組み合わせて稼働しています。電気システムは 2 つの主配電盤にわたって平均 850 A の負荷を消費し、3 つ目の配電盤は HVAC と照明を処理します。

食料生産には継続的な操業が必要です。バッチの途中で停止すると、原材料が損なわれ、完全な洗浄サイクルが強制される可能性があります。この施設は 12 年間稼働しており、電気インフラは新しい機器の追加に伴って少しずつ成長していました。

課題と問題点

オリジナルの設計では、過電流保護のために熱磁気小型回路ブレーカー (MCB) を使用し、各基板の上部に別個の残留電流回路ブレーカー (RCCB) を使用していました。理論的には、この層構造により、過電流と地絡の両方の保護が提供されます。実際には、深刻な調整の問題が発生しました。

ミキサーの可変速ドライブにより、小さな漏れ電流が生成されました。これらの漏れ電流はメイン RCCB に蓄積され、警告なしにトリップしました。 1 つの 3 か月間に、プラントでは 14 回の計画外の電気停止が記録されました。各シャットダウンは平均 40 分間続きました。生産損失と材料の無駄によるコストが 1 時間あたり 18,000 ドルと推定され、これらのイベントのコストは四半期あたり約 168,000 ドルになります。

メンテナンス チームは 2 つの修正を試みました。まず、RCCB の感度定格が 30 mA から 100 mA に増加しました。これにより迷惑なトリップは減少しましたが、100 mA の残留電流は危険な可能性があるため、安全上のリスクも増加しました。次に、内部フィルタリングの改善が役立つことを期待して、古い RCCB を別のメーカーの新しいユニットに置き換えました。そうではありませんでした。漏れ電流はまだ存在しており、新しい RCCB も同様に動作しました。

なぜ Soutya は過電流保護機能を備えた AC 残留電流動作サーキットブレーカーを採用したのでしょうか?

発電所の電気請負業者は 3 つのオプションを評価しました。層状 MCB + RCCB 設計を維持するか、個別の CT を備えた専用の残留電流リレーに移行するか、すべての出力回路で個別の RCBO に切り替えるかです。請負業者は、2 つの世界的ブランドのユニットと、Soutya AC 残留電流で動作する過電流保護機能付きサーキット ブレーカーを比較しました。

選択を決定したのは 3 つの要素です。まず、Soutya RCBO は、熱磁気過電流保護と 30 mA 残留電流検出を単一モジュールに組み合わせており、調整の問題を完全に排除します。第二に、ユニットのトリップ特性は、過電流保護に関する IEC 60898-1 と GB/T 6829-2017 の残留電流性能要件の両方に準拠していました。第三に、Soutya ユニットは、同等のヨーロッパからの輸入品よりも約 15% 安い価格で 6 kA の遮断容量を提供しました。

また、端子配置が標準化されており、パネル配線が簡素化されている点も請負業者から評価されました。工場のエンジニアは、Soutya RCBO が地域の安全要件をすべて満たしており、電気検査官に受け入れられることを確認しました。

実装と申請のプロセス

改修プロジェクトは 4 週間にわたって実施されました。請負業者は、すべての発信回路の全負荷監査から開始し、実際の動作電流を測定し、どの回路で過去にトリップが発生したかを特定しました。この監査は、各回路に正しく評価された RCBO を割り当てるパネル スケジュールの基礎を形成しました。

次のステップは次のとおりです。

• 各分電盤の電源を切り、既存の MCB と上流の RCCB を取り外します。
• 各発信回線位置に Soutya RCBO を設置します。
• 各 RCBO にはコアバランス検出用の専用ニュートラル接続が必要となるため、古いパネルにはない個別の中性端子ブロックを追加します。
• ポータブル RCD テスターを使用してすべての回路をテストし、トリップ時間と残留電流しきい値を検証します。
• ボードをコミッショニングし、比較のためにベースラインの電気パラメータを記録します。

作業中に1つの問題が表面化しました。古い生産ラインのいくつかのパネルは、複数の回路にわたって共有中性線を使用して配線されていました。この構成では、RCBO は戻り電流の合計を見てトリップします。解決策は、4 つのサブ回路を再加工して、各保護回路に独自の中性線を与えることでした。これによりスケジュールに 2 日追加されましたが、インストールを機能させるためには必要でした。

申請結果と定量化された成果

試運転から 2 か月後、施設のメンテナンス ログには次のことが示されていました。

• 迷惑旅行は、四半期あたり 14 件から 1 ～ 2 件へと 92% 減少しました。
• 計画外のダウンタイムは 1 か月あたり 140 分から 35 分に減少し、75% 改善されました。
• 電力ダウンタイムにかかる四半期コストの合計は 168,000 ドルから 40,000 ドル未満に減少し、工場では四半期あたり 128,000 ドル以上を節約できました。
• 2 か月の評価期間中に生産期限に間に合わなかったのは 1 件でしたが、前四半期には 3 件ありました。

プロジェクトは 1 か月以内に元が取れました。 Soutya RCBO は残留電流に 0.1 秒以内に反応するため、プラントは稼働時間を犠牲にすることなく安全レベルも向上しました。メンテナンス チームは現在、リセットやトラブルシューティングではなく、他のタスクに時間を費やしています。

お客様の声

工場の電気および保守管理者は、「毎週、幻のトリップを追いかけていた私たちは、機能するシステムに変わりました。Soutya RCBO のおかげで、すべての回路が保護されており、必要なときにオンラインを維持できるという自信を私たちに与えてくれました。」と明快に述べました。

教訓と推奨事項

老朽化した電気システムを備えた他の施設は、このプロジェクトから 3 つの教訓を得ることができます。

• まず、すべての発信回線上の個々の RCBO には投資する価値があります。障害を 1 つの回路に分離するため、単一の問題によって生産ライン全体が停止することはなくなります。
• 次に、定格を選択する前に徹底的な負荷監査を実行します。実際の電流の測定に余分な時間を費やすことで、コストのかかる間違いが防止され、調整が確実になります。
• 第三に、既存のパネル内の接地と中性線の配線を確認します。 RCBO の改修が失敗する最も一般的な理由は、共有ニュートラルです。プロジェクトのスケジュールでやり直しを計画します。

もしチームがこのプロジェクトを再び行うとしたら、計画されたシャットダウン期間中にニュートラルの再配線作業を行うよう主張するだろう。この場合、請負業者は通常のメンテナンス期間中に作業を完了したため、スケジュールが延長されました。専用のシャットダウンは、よりクリーンで高速なアプローチになります。

参考文献

• GB/T 6829-2017。家庭用および同様の用途向けの過電流保護機能の有無にかかわらず、残留電流で動作するサーキット ブレーカー (RCBO)。
• IEC 60898-1。電気付属品 - 家庭用および同様の設備の過電流保護用サーキットブレーカー - パート 1: AC 用サーキットブレーカー手術。
• GB/T 16895.1-2020。低電圧電気設備 - パート 1: 基本原則、一般特性の評価、定義。