サーモラベルの原理と構造

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サーモラベルとは

サーモラベルは、電気機器等の発熱管理のために使用するシールで、電気設備分野では主に、盤内配線の異常発熱による事故防止用として使用する温度管理用ラベルである。温度によって色が変化するため、温度計測を行わずに目視で発熱状況を管理できる。

熱処理関連工程の温度管理や、流通時に所定の温度以上に昇温しなかったかなど、主に「温度が所定以上になった履歴」を検出する。不可逆性のサーモラベルを使用すれば、わずかな時間であっても温度が急激に高くなったという履歴を得ることが可能であり、早期に異常検出が行え、事故の予防が可能である。

温度確認用としてサーモラベルという名称を使用しているが、温度以外に紫外線を検知するものや、結露を検知するものなど、管理対象の性質によって選定を行う。

サーモラベルの用途

サーモラベルは前述のように、電気設備の異常温度発生をいち早く発見するために使用する保守管理用シールである。受変電設備や分電盤では、異常発熱が頻繁に発生する部分として、ケーブルや端子の接続部の緩みが考えられ、緩みは電気抵抗値が上昇し、温度が高くなる。

この特性から、端子接続部を温度管理することで、重大事故につながる前に「温度異常を事故の予兆」と捉えて、増し締めや部品交換につなげるのが保守管理上有効である。

端子接続部だけでなく、変圧器本体の発熱管理、電動機の回転部の温度管理なども、サーモラベルで可能である。電気機器は異常発熱によって大きく品質を損ないるため、温度計による常時温度管理をしていない場合は、最低限の措置としてサーモラベルによる温度異常管理をすることが望まれる。

サーモラベルの構造

サーモラベルは、示温エレメントを耐熱フィルムで密封した構造となっており、設定された温度に応じて変色するように作られている。示温エレメント部は密閉構造となっており、水や薬品など、温度以外の影響では変色しないよう配慮されている。サーモラベルの裏面には接着剤が塗布されており、保護シートを剥がすだけで簡単に貼り付けられる。

変色する温度、複数温度に対応する場合はその温度間隔、シールサイズなどで幅広く分類されており、貼付スペースが狭い場合は小さな製品を使用するなど、貼付場所に適した製品を選択できるようになる。

もしサーモラベルを貼付できないほど端子が密集しているような部分では、サーモラベルを無理に貼付しても、温度が有効に伝わらず、端子の温度以上が検出できない。平面が広い部分を見つけてミニサイズのサーモラベルを用いるか、サーモラベルと同様に、温度によって色が変化するペイント(塗料)や、サーモマーカーといったペン型の製品を使用して、端子接続部の温度管理を行う。

サーモラベルの面積の3倍程度の平面でなければ、有効に温度以上を検出できない。端子のビス上部にサーモラベルを貼付しても効果がないため、場所ではサーモマーカーを用いるのが良い。

サーモラベルの選定方法

真空状態や、減圧状態の空間内で使用する場合や、200℃を超えるような高温用など、サーモラベルを貼付する環境によって製品を選定しなければならない。

建築設備用として利用する場合、端子接続部の温度異常を検出するのが目的であり、70~80℃のサーモラベルを貼付するのが一般的である。100℃以上の高温用ラベルを貼付しても、変色する頃には致命的な損傷になってしまい、適正な温度管理ではない。

可逆性と非可逆性の違いと選定方法

サーモラベルが加熱され設定温度に至ると、示温エレメント部が変色する。変色後、自然に異常発熱が解消され、貼付部の温度が低くなった場合、元の色に戻る製品を「可逆性サーモラベル」、元に戻らない製品を「非可逆性サーモラベル」として区分している。

電気設備の温度管理を行う場合、可逆性サーモラベルを使用することはない。設備員が監視できる環境で、運転をしている電気機器の温度状態を管理するのであれば、可逆サーモラベルを使用するが、建築設備用の電気設備は、設備員が常時監視しながら使用する設備ではない。

もし色が元に戻るサーモラベルを使用していると、異常発熱が発生する時間帯と、設備員が点検する時間帯が適合しなければ、サーモラベルを貼付しても異常に気付かない。電気機器の異常温度を履歴として管理したい場合、原則として非可逆性サーモラベルを使用する。

可逆性のサーモラベルは、運転している電気機器の接触時の火傷防止など「現在の機器温度は何度になっているか」を判別する用途に適している。温度の履歴管理には使用できないため注意を要する。

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