加熱オーブンの漏電について

質問

質問させて頂きます。当方、電気的にあまり知識がございませんが、よろしくお願い致します。自作の空気加熱オーブンを製作し3年ほど使用しているのですが(週に一回程度の使用で一回の使用時間約3時間程の頻度)　先日突然、漏電遮断機が作動致しました。前日に少しメインブレーカー付近からうなり音？のようなものがしていたのですが、電源を入れなおしたら消え、前日は全く問題なく使用できました。翌日再度使用しましたら、30分ほど過熱した時点で遮断機が作動しました。その後再度試してみましたが、今度は2分程でまた作動しました。
仕様は200ｖ三相で　2Ｋｗの空気加熱用カートリッチヒーターを５本使用しています。　
簡単な回路を説明しますと、電源→メインブレーカー(100A)→メインスイッチ用の電磁開閉器→大型分岐端子→漏電遮断機(30A　感度30ｍA　作動したのはこの漏電遮断機)→ソリットステートリレー→炉内耐熱端子台→各ヒーターとなります。　作動した遮断機より下はヒーターのみの負荷として使用しています。
ソリットステートリレーの制御は通常の温調機で行っています。

ようく点検するとメインの100Aのメインブレーカーの負荷側に若干の焦げ？がありました。
プラスチックのケース部に小さな焦げです。端子部は問題ありません。
そして作動したのはこのブレーカーより下の30Aのブレーカーになります。
テスターで絶縁抵抗を測定しましたが、ヒーター単体の電源端子と金属で出来ているヒーターケース間の間の絶縁はOKで、ソリットステートリレーからヒーター間、漏電遮断機からソリットステートリレー間の配線はすべて取り外し、テスターで絶縁チェックと配線のスリーブのカシメ部や配線の被服の状態を全て確認しましたが、問題が出てきません。
使用電線は全て耐熱で定格180℃程のスペックがあり、実際の最高使用温度は130℃程です。
また、使用していた日は雨天だったのでそれも関係するのでしょうか。
勿論、屋内で使用していますし、電気部分に水滴が付くような状態ではありません。
ただ、入り口のシャッターは空けてあるので、外気の湿気には触れる位の環境ではありま
外観がおかしいメインブレーカーは交換するとしても、それに至った原因が特定できず不安です。他のヒーターやブレーカーに気になります。何か原因として考えられる事柄や、調べ方が間違っている事等ありましたらご指摘頂けると助かります
画像はメインブレーカーです。負荷側の端子の上に２箇所焦げがあります。ブレーカーの近くに熱源のような物は無いので、内部からの熱だと思います

回答No.3

ohkawa3

念のためお尋ねします。

＞漏電遮断機が作動
漏電を表す表示が出ていたことをご確認になっているでしょうか？

＞前日に少しメインブレーカー付近からうなり音？
過電流でトリップする寸前の場合、うなり音を発生することがあります。実際に流れている電流は、ブレーカのトリップ電流の何％程度でしょうか？

＞負荷側の端子の上に２箇所焦げがあります
通電中に、この場所の温度はどの程度でしょうか？指で触れないほど温度が高くなっていたり、焦げ臭いにおいがするようであれば、何らかの不具合が発生していると思います。

お礼

ご回答有難うございます。ブレーカーは、画像にあります焦げているメインブレーカーでは無く、下流のヒーター用に設置したブレーカーが漏電表示が出ていました。トリップしたブレーカーが30アンペアだったのですが、メインの100アンペアから唸り音がしていました。実際流れている電流などは測定していません。使用中に、音以外、焦げ臭いなどはありませんでした。唸り音も、一度電源を入れ直したら治りました。下流のトリップしたブレーカーでは無くメインが唸っていたのがふしぎです。

回答No.2

lumiheart

確率的に高いのは空焚きの可能性
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/yhoverheat/
ヒーターの空焼き
https://www.nippon-heater.co.jp/faq/182/
ヒーターの表面温度とワット密度の関係
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/surfacecolor/

絶縁抵抗も高温になるほど急激に低くなる
https://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/extension/

それと、絶縁体が過熱で割れてヒビが入ってる可能性
絶縁体にヒビが入っても冷えてる時は絶縁抵抗は高い
何故なら空気自体が絶縁体だから
でも、温度が２００℃を超えると空気の絶縁抵抗はかなり下がる

尚、ブレーカの焦げのようなシミは気にする必要は無いでしょう

お礼

ご回答有難うございます。メインブレーカーの焦げは心配しなくて良いですかね？割とある事なんですかね？ヒーターの絶縁抵抗の劣化のお話し、参考ページと共に、大変参考になりました。実際に空焚きをした事は有りませんが、炉内のファンの流量が少ない可能性もあり、3年程の使用でヒーターの寿命が来てしまったのかなと推測しました。熱を持つと絶縁抵抗が落ちるというお話し、大変参考になりました。

回答No.1

noname#252332

三菱電機の漏電ブレーカーは特定の製造年、特定の製造番号で定格内の仕様にもかかわらずトリップすると言う製造不良がありましたので下記サイトと照合してください。特にトリップしたブレーカーですがその他も。原因は組立作業者が怪力で基板を押したことだそうで、現在製造されている物は問題がないそうです。
https://www.mitsubishielectric.co.jp/oshirase/2015/ws-v/index.html

　そうでなければヒーターとは一般に漏電しやすいもので、他の器具や配線では絶縁抵抗１MΩを余裕でクリアできますが古典的なヒーターは絶縁物が吸湿しやすく雨天など1MΩを下回ることはよくあります。テスターでなく絶縁抵抗計の500Vで動力と筺体間を測るのがいいですがこれが原因かどうかはわかりません。電流はクランプメーターなどで確認します。電流については常温でヒーターの抵抗値を測っても、温度係数により運転中の抵抗値はもっと高くなります(ニクロム線の場合。材質によって逆もある)がだいたい確認できると思います。おこげの問題もあるでしょうが、まず落ちたブレーカーの下流に素直に着目するのが良いと思いますよ。

お礼

ご回答有難う御座いました。三菱製のメインブレーカーとして使用しているブレーカーは焦げが有りましたがトリップはしていませんでした。トリップしたのは下流の他者製のブレーカーです。おっしゃっているように、メインブレーカーの焦げも、今回が原因でできたモノか確認出来ないので、漏電ブレーカーの作動はヒーターの原因ろ考えてみるのが良さそうです。クランプメーターやメガテスターは手持ちで無いので、ヒーターとブレーカーを交換して様子を見て見ようかと思っています。