ブスバーのサーモグラフィ点検と判定基準|温度差の見方
ブスバーのサーモグラフィ点検で見るべきなのは「何℃か」ではなく「どれだけ差があるか」です。判定は、同一条件の3相どうしの温度差と、周囲空気との温度差の2軸で行い、測定時の負荷率で補正して初めて意味を持ちます。この記事では、判定に使う温度差の区分、光沢のある銅で測定を誤らせる放射率の扱い、軽負荷時の換算方法、異常が出たあとの原因の切り分けまでを整理します。
ブスバー
サーモグラフィ
赤外線診断
温度差 ΔT
放射率
接触抵抗
この記事の内容
ブスバーのサーモグラフィ点検とは何か
ブスバーのサーモグラフィ点検とは、通電したまま赤外線カメラで母線や接続部の温度分布を非接触で映像化し、異常な発熱箇所を見つける一次診断のことです。目的は停電して分解しなければ分からない不具合の候補を、停電せずに絞り込むことにあります。
ブスバーで発熱が問題になるのは、ほとんどが導体そのものではなくボルト締結部です。接触抵抗の増加は、緩み・座面の酸化・座金の欠落・面圧不足で進行し、発熱が酸化を進め、酸化がさらに抵抗を上げるという悪循環に入ります。この悪循環は途中で止まらないため、早い段階で見つけることに価値があります。
2026年時点の状況 — 負荷率が上がり、点検の人手は減っている
生成AIの普及によるデータセンター需要の拡大で、国内のデータセンターの消費電力量は日本全体の3%近くに達しつつあるとされ、2021年ごろの約1.5%から数年で倍増したと報告されています。受変電設備が高い負荷率で連続運転される場面が増える一方、電気保安の現場では点検要員の不足が課題であり続けています。この2つが重なり、2026年時点では「停電点検だけに頼らず、活線で行える熱画像診断や赤外線窓(IRウィンドウ)・温度センサによる常時監視を組み合わせる」運用が広がっています。
判定はどの温度差で行うか(ΔTの区分)
判定は、絶対温度ではなく温度差(ΔT)で行います。比較は2つで、①同一条件で使われている類似部位どうしの差(三相の R-S-T 間、同じ系統の同形状の端子)と、②その部位と周囲空気との差です。単独の温度だけを見て「70℃だから危ない」と判断すると、負荷も周囲温度も違う設備を同じ物差しで測ることになり、判定が成立しません。
国内には官庁が定めた統一的な判定区分はなく、実務では各事業者の社内基準が使われています。その下敷きとしてよく引用されるのが、米国の保守試験規格 ANSI/NETA MTS の区分です。
温度差(ΔT)による対応の目安 — ANSI/NETA MTS の区分に基づく整理
| 比較のしかた | 温度差 ΔT | 推奨される対応 |
|---|---|---|
| 同条件の類似部位どうし (三相間・同形状の端子間) |
1〜3K | 欠陥の可能性あり。調査対象として記録する |
| 同上 | 4〜15K | 欠陥の可能性が高い。次の停電機会に是正する |
| 同上 | 15K超 | 重大。速やかに是正する |
| 部位と周囲空気の差 | 1〜10K | 欠陥の可能性あり。調査対象として記録する |
| 部位と周囲空気の差 | 11〜20K | 欠陥の可能性が高い。次の停電機会に是正する |
| 部位と周囲空気の差 | 21〜40K | 是正が完了するまで監視を継続する |
| 部位と周囲空気の差 | 40K超 | 重大。速やかに是正する |
温度差(ΔT)による対応の目安 — ANSI/NETA MTS の区分に基づく整理
類似部位どうしの差 1〜3K
欠陥の可能性あり。調査対象として記録
類似部位どうしの差 4〜15K
可能性が高い。次の停電機会に是正
類似部位どうしの差 15K超
重大。速やかに是正
周囲空気との差 1〜10K
可能性あり。調査対象として記録
周囲空気との差 11〜20K
可能性が高い。次の停電機会に是正
周囲空気との差 21〜40K
是正まで監視を継続
周囲空気との差 40K超
重大。速やかに是正
国内でも「配電盤の接続端子部が周囲より10℃以上高ければ増し締めまたは交換を検討する」という運用が広く紹介されています。上表の「周囲空気との差 11〜20K」とおおむね一致しており、周囲より10K高いあたりが、記録するだけの段階から是正を計画する段階へ切り替える分かれ目だと考えると分かりやすくなります。
前提:この区分は「そのまま使える合否基準」ではない
ΔTの区分は、負荷率・周囲温度・風の有無・測定角度が同じという前提で成り立ちます。同じ10Kでも、定格の90%で流している設備と30%しか流れていない設備では意味がまったく違います(次章)。数値をそのまま合否に使わず、調査の優先順位を決める物差しとして使ってください。
銅は光って測れない — 放射率の扱い方
磨かれた銅ブスバーは、赤外線サーモグラフィで正しく測れない材料の代表です。放射率が0.05前後と極端に低く、カメラが受け取る赤外線のほとんどが周囲の壁・照明・作業者の反射だからです。表示温度が実際よりはるかに低く出て、危険な発熱を見逃す方向に誤ります。
放射率(ふくしゃりつ)とは、物体が同じ温度の黒体と比べてどれだけ赤外線を放射するかを 0〜1 で表した値です。1に近いほど正しく測れます。同じ銅でも、磨いた面と酸化した面ではまったく別の値になります。
表面状態別の放射率の目安と、測定のしやすさ
| 表面の状態 | 放射率の目安 | 測定のしやすさ |
|---|---|---|
| 磨いた銅・光沢面 | 約0.03〜0.05 | ほぼ測れない(反射が支配的) |
| 光沢のあるめっき面(錫・ニッケル) | おおむね0.1未満 | 測れない〜非常に不安定 |
| 酸化した銅・変色した面 | 約0.6〜0.8(ばらつき大) | 参考程度。値が定まらない |
| 粉体塗装・つや消し塗装面 | 約0.9前後 | 測りやすい |
| 熱収縮チューブ・絶縁被覆 | 約0.9前後 | 測りやすい |
| 黒体テープ・つや消し黒塗料 | 約0.94〜0.98 | 基準点として最適 |
| 樹脂製の支持碍子・端子台 | 約0.9前後 | 測りやすい |
表面状態別の放射率の目安と、測定のしやすさ
磨いた銅・光沢面
約0.03〜0.05 / ほぼ測れない
光沢のあるめっき面(錫・ニッケル)
おおむね0.1未満 / 非常に不安定
酸化した銅・変色した面
約0.6〜0.8 / 参考程度
粉体塗装・つや消し塗装面
約0.9前後 / 測りやすい
熱収縮チューブ・絶縁被覆
約0.9前後 / 測りやすい
黒体テープ・つや消し黒塗料
約0.94〜0.98 / 基準点として最適
樹脂製の支持碍子・端子台
約0.9前後 / 測りやすい
光沢面をどう回避するか — 3つの実務的な方法
裸の銅面を避けて温度を読む
- 絶縁被覆や塗装面を見る … 熱収縮チューブや粉体塗装の掛かった面は放射率が高く安定している。締結部の直近の被覆面を代表値として読む
- あらかじめ黒体テープを貼っておく … 停電作業のときに対象の締結部へ貼っておくと、次回以降、同じ場所を安定して測れる
- 周囲の樹脂部品を基準にする … 端子台・支持碍子など放射率が既知に近い部位と比較する
コツ:反射見かけ温度を必ず入力する
低放射率の面では「反射見かけ温度(周囲から映り込む温度)」の設定が結果を大きく左右します。省略すると初期値が使われ、盤内のような高温の物体に囲まれた環境では大きくずれます。放射率・距離・周囲温度・反射見かけ温度の4つは撮影のたびに入力し、記録にも残してください。
注意:見かけの温度差にだまされない
同じ温度でも、黒い絶縁チューブは高く、隣の光沢のある銅面は低く表示されます。これは温度差ではなく放射率の差です。境界が材質の境目とくっきり一致している場合は、まず放射率の差を疑ってください。本当の発熱は材質の境目と関係なく、締結部を中心になだらかに広がります。
負荷率をどう補正するか(電流の2乗則)
測定時の負荷が軽ければ、温度上昇も小さく出ます。発熱は電流の2乗に比例するため、負荷率が半分なら温度上昇は約4分の1にしかなりません。軽負荷で測った小さなΔTを「問題なし」と判断するのは危険で、定格相当に換算してから判定します。
負荷率と温度上昇の関係(定格時を100%とした相対値)
負荷率40%で測った12Kの温度差は、定格に換算すると75K相当です。前章の「周囲との差 40K超=重大」に入りますから、測定時点の見た目が12Kでも放置してよい状態ではありません。
測定時の負荷率と、定格換算の倍率(実測ΔT=12Kの場合の例)
| 測定時の負荷率 | 定格への換算倍率 | 換算後のΔT | 判定の目安 |
|---|---|---|---|
| 100% | ×1.0 | 12K | 要調査〜是正計画 |
| 80% | ×1.6 | 19K | 是正を計画する |
| 70% | ×2.0 | 24K | 是正まで監視 |
| 50% | ×4.0 | 48K | 重大。速やかに是正 |
| 40% | ×6.3 | 75K | 重大。速やかに是正 |
| 25% | ×16.0 | 192K | 重大。速やかに是正 |
測定時の負荷率と、定格換算の倍率(実測ΔT=12Kの場合の例)
負荷率100% / 換算 ×1.0
ΔT 12K — 要調査〜是正計画
負荷率80% / 換算 ×1.6
ΔT 19K — 是正を計画する
負荷率70% / 換算 ×2.0
ΔT 24K — 是正まで監視
負荷率50% / 換算 ×4.0
ΔT 48K — 重大。速やかに是正
負荷率40% / 換算 ×6.3
ΔT 75K — 重大。速やかに是正
負荷率25% / 換算 ×16.0
ΔT 192K — 重大。速やかに是正
前提:この換算は目安であること
実際の温度上昇は放熱条件(盤内の換気・導体の表面積・周囲温度)にも左右されるため、2乗則は一次近似です。それでも「軽負荷の小さなΔTを過小評価しない」目的には十分に役立ちます。診断を定格の70%以上の負荷で行うのが望ましいとされるのは、この換算誤差を小さくするためです。
コツ:測定と同時に実負荷電流を記録する
熱画像だけでは、あとから換算できません。撮影時にクランプメータで各相の電流を測り、記録票に「R相 320A / S相 315A / T相 298A、周囲28℃」のように残すと、翌年の画像と正しく比較できます。
点検の手順と記録の残し方
サーモグラフィ点検の価値は、1回の撮影ではなく前回と比べられることから生まれます。手順の中心は、撮影そのものより「同じ条件を再現できる形で記録を残すこと」です。
ブスバー熱画像診断の進め方
- 1. 事前準備 … 単線結線図で母線の系統と定格電流を確認。前回の熱画像と記録票を用意する
- 2. 負荷条件 … 定格の70%以上が望ましい。難しければ実負荷電流を測り、換算する前提で進める
- 3. カメラ設定 … 放射率・距離・周囲温度・反射見かけ温度を入力。材質ごとに放射率を切り替える
- 4. 撮影 … 赤外線窓があれば扉を閉じたまま撮る。前回と同じアングル・距離を守る
- 5. 比較 … ①三相間、②同一系統の同形状部位、③前回画像の3つで比較する
- 6. 記録 … 熱画像・可視画像・各相電流・周囲温度・放射率設定をひとまとまりで保存
- 7. 是正 … 停電時に締結部を分解し、座面の清掃・部材交換・規定トルクでの締結を行う
注意:扉を開けての活線撮影は災害リスクを伴う
扉を開けて充電部を露出させた状態での撮影は、感電だけでなくアークフラッシュの危険があります。低圧回路でも短絡アークは重大な災害につながります。有資格者による作業手順と保護具が前提であり、可能であれば赤外線窓を設けて扉を閉じたまま撮影できるようにするのが安全です。
記録票に残す項目(最低限)
対象 : 盤名・回路名・部位(例:主母線 R相 ボルト締結部 上段) 測定条件 : 放射率 0.95(黒体テープ) / 距離 1.5m / 反射見かけ温度 30℃ 負荷 : R 320A / S 315A / T 298A(定格 600A → 負荷率 約53%) 結果 : 最高温 52.4℃ / 周囲 28℃ → ΔT 24.4K → 定格換算 約87K 判定 : 重大。次回停電を前倒しして是正 添付 : 熱画像 + 同アングルの可視画像(撮影日時・室温も併記)
温度分布から原因を切り分ける
異常を見つけたあとは、温度分布の「形」から原因の見当をつけます。締結部だけが局所的に高ければ接触抵抗、母線全体が一様に高ければ過負荷や放熱不足、というように熱の広がり方が原因を示します。
温度分布のパターンと、想定される原因・次に確認すること
| 熱画像での見え方 | 想定される原因 | 次に確認すること |
|---|---|---|
| ボルト締結部だけが局所的に高く、離れると急に下がる | 接触抵抗の増加(緩み・酸化・座面不足・座金欠落) | 停電時に分解して座面の変色を確認。規定トルクで締め直す |
| 母線の全長がまんべんなく高く、三相ともほぼ同じ | 過負荷・断面不足・盤内の換気不良 | 実負荷電流と許容電流、周囲温度、換気口の目詰まり |
| 1相だけが全長にわたって高い | 三相不平衡、単相負荷の偏り | 各相電流の実測。負荷の割り付けを見直す |
| 中性線・接地母線が想定以上に高い | 第3調波など零相成分の重畳 | 中性線電流の実測、電流波形・ひずみ率の測定 |
| 支持碍子の根元や絶縁物の表面が局所的に高い | 絶縁劣化・トラッキング・沿面汚損 | 停電時の絶縁抵抗測定、清掃、支持物の交換 |
| 材質の境目で温度がくっきり切り替わる | 発熱ではなく放射率の差(見かけ) | 放射率設定を変えて再測定。同一材質どうしで比較する |
| 異種金属(銅とアルミ)の接続部が高い | 電位差腐食による接触抵抗の増加 | 接続部材・めっき仕様の確認。専用部材への変更を検討 |
温度分布のパターンと、想定される原因・次に確認すること
締結部だけが局所的に高い
接触抵抗の増加 → 分解して座面確認・規定トルクで締結
母線全長が一様に高い(三相とも)
過負荷・断面不足・換気不良 → 実負荷と許容電流を確認
1相だけ全長が高い
三相不平衡 → 各相電流を実測し負荷を見直す
中性線・接地母線が高い
第3調波など零相成分 → 中性線電流・波形を測定
支持碍子の根元が高い
絶縁劣化・トラッキング → 絶縁抵抗測定・清掃・交換
材質の境目で温度が切り替わる
放射率の差による見かけ → 設定を変えて再測定
銅とアルミの接続部が高い
電位差腐食 → 接続部材・めっき仕様を確認
注意:増し締めは万能ではない
増し締めで一時的に温度が下がっても、座面が酸化・変形していれば接触抵抗は戻らず、数か月で再発します。皿ばね座金の箇所や熱で塑性変形したボルトでは、締め増しでかえって面圧が失われることもあります。発熱が確認された締結部は、原則として分解して座面を確認するのが確実です。
発熱させないための設計・加工側の対策
サーモグラフィで見つかる発熱の多くは、加工段階で決まる接触面の品質に起因します。異常が出続ける設備は、点検の頻度ではなく部品側を見直したほうが早く解決することがあります。
接触抵抗を上げない加工のポイント
- 接触面の平面度を確保する。曲げの近くに締結穴を置くと、曲げのひずみで座面が浮きやすい
- 穴あけのバリを確実に除去する。バリは座面を点接触にし、実効的な接触面積を減らす
- 穴径を必要以上に大きくしない。座面の有効面積が減り、面圧を確保できない
表面処理の選び方(発熱対策の観点)
- 錫めっき … 接触部の定番。コストも抑えやすい
- 銀めっき … 接触抵抗が低く、高信頼・大電流用途向け
- ニッケルめっき … 耐熱・耐食に優れる。下地にも使われる
- 裸銅のまま … 高温多湿・腐食性ガス環境では酸化で接触抵抗が上がりやすい
コツ:点検しやすい形に作っておく
締結部の正面に赤外線窓の視線が通るよう支持物や配線を配置しておくと、以後の点検を扉を閉じたまま行えます。点検のしやすさは設計と加工の段階で作り込めます。
株式会社石垣商店(名古屋市守山区瀬古)は、変圧器・配電盤・受配電設備・電池関連向けの銅ブスバー加工を行っています。切断・曲げ・穴あけからめっき・絶縁までの一貫対応は加工技術、用途に応じためっきの選定は銅ブスバーへのめっき、接触面の仕上がりに関する検査の考え方は品質管理のページをご覧ください。
よくあるご質問
ブスバーのサーモグラフィ点検は、何℃から異常と判断すればよいですか
絶対温度ではなく温度差で判断します。実務では、三相間など同条件の類似部位どうしで4K以上の差があれば次の停電機会に是正、15Kを超えれば速やかに是正、周囲空気との差では11K以上で是正を計画し、40Kを超えれば速やかに是正、という区分が広く使われています。国内では「接続端子部が周囲より10℃以上高ければ増し締めまたは交換を検討する」という運用も一般的です。
銅ブスバーは光っていて温度が測れないと聞きましたが、どうすればよいですか
磨かれた銅は放射率が0.05前後と極端に低く、周囲の反射を拾ってしまうため、裸の銅面をそのまま測っても正しい温度は得られません。対策は3つで、①熱収縮チューブや粉体塗装など放射率0.9前後の被覆面を代表点として測る、②停電作業時に締結部へ黒体テープ(放射率0.95前後)を貼っておく、③端子台や支持碍子など樹脂部品の温度を基準に比較する、という方法があります。
負荷が軽いときにサーモグラフィ点検をしても意味がありますか
意味はありますが、測定値をそのまま判定に使ってはいけません。温度上昇は電流の2乗に比例するため、負荷率40%で測った12Kの温度差は定格換算でおよそ75K相当になります。実負荷電流を記録し、ΔT(定格) ≒ ΔT(実測) ×(定格電流÷実測電流)² で換算してから判定してください。誤差を小さくするには定格の70%以上の負荷で測定するのが望ましいとされています。
サーモグラフィで発熱が見つかったら、増し締めだけで対処してよいですか
増し締めだけでは不十分な場合が多く、原則として停電時に分解し、座面の状態を確認することを推奨します。すでに座面が酸化・変色していたり、熱で変形していたりする場合、締め増しても接触抵抗は元に戻らず、数か月で再発します。皿ばね座金を使用している箇所では、締め増しによってかえって面圧が失われることもあります。
ブスバーの熱画像診断は、どのくらいの周期で行うのが目安ですか
年1回の停電点検に合わせて実施するのが基本形です。ただし、停止できない設備、高負荷が続く設備、粉じんや湿気の多い環境では、活線で撮影できる利点を活かし、半年〜四半期ごとに短時間の撮影を追加すると効果的です。周期は「設備の重要度 × 負荷率 × 環境の悪さ」で決め、前回と同じ条件・同じアングルで撮って比較できるようにします。
