瞬停は“止まらない工場”への第一歩──ラインを守る電源設計の新常識

なぜ工場は瞬停に弱いのか？──“1分の電源断”がラインを止める理由

瞬停とは、JIS規格で「1分以内の極めて短い停電」と定義され、主に落雷による瞬時電圧低下（瞬低）が原因です。
この“1分以内の停電”は、経営層や監査部門にはほとんど共有されていませんが、現場では生産ライン停止を引き起こす重大なインシデントとなる重大インシデントです。

PLCやインバータ、サーボモータなどの制御機器は、 電源電圧が規定値から外れた瞬間に保護動作を行い、安全側に停止します。これは「装置を壊さない」ために必要な設計ですが、 結果として「設備は無事だがラインは止まる」という現象が発生します。

さらに厄介なのは、瞬停の影響範囲が工場全体に広がることです。 送電線上で発生した瞬時電圧低下は、同一系統に接続された多数の工場に同時多発的な瞬停を引き起こします。 そのため、「工場単独で発生させたトラブルではないのに、自社だけが復旧に苦労する」という状況が生まれます。

• PLCの誤動作・強制停止
• インバータのトリップ・アラーム停止
• サーボモータの原点復帰や位置ズレ
• 通信ネットワークの瞬断による制御系のエラー
• トレーサビリティ・ログの欠落

これらが同時に発生すると、たとえ停電時間が数秒〜数十秒であっても、 復旧に30分〜数時間を要するケースも珍しくありません。そして、この復旧時間こそが、生産ロスや品質トラブル、監査指摘の温床となります。

「たまたま落ちた」で済ませていませんか？──瞬停が“原因不明トラブル”に分類される構図

工場現場でヒアリングをすると、瞬停に起因するトラブルはしばしば 「たまたま」「雷が近くて」「ブレーカーが一瞬落ちた」といった形で報告されます。 これらの表現は、現場の感覚としては正しいのですが、技術的な原因分析や再発防止策の議論にはつながりません。

原因不明トラブルとして処理されると、FMEAや8Dレポートなどの品質手法においても、 「再発防止策」が曖昧になりがちです。 実際には瞬停が原因であっても、報告上は「設備不具合」「センサーの感度設定」「作業者ミス」などに分類され、 本質的な電源対策が後回しにされるケースもあります。

その結果、同じパターンの停止トラブルが年に数回、あるいは雷シーズンのたびに繰り返されることになります。 これらは一見バラバラの事象に見えて、実はすべて「瞬停」による電源品質問題が根本原因だった、というケースも少なくありません。

本来であれば、瞬停イベントは「工場全体のBCP（事業継続計画）」と紐づけて管理すべきリスクです。 しかし、停電と違って「照明が完全には消えない」「一部の機器だけが落ちる」といった曖昧な現象のため、 経営層や監査部門の目に見えにくく、対策投資の優先度が上がりにくいのが実情です。

だからこそ、現場の立場から瞬停を正しく定義し、その影響を「ライン停止時間」「不良率」「監査指摘」といった指標で可視化することが重要です。 その第一歩が、「瞬停は“止まらない工場”への第一歩」という発想の転換なのです。

従来のUPSではなぜ守り切れないのか？──「バッテリー上がり」と「設計思想」のギャップ

瞬停対策として真っ先に挙がるのがUPS（無停電電源装置）です。 しかし、現場でヒアリングをすると、「UPSを入れていたのに止まった」「バッテリーが死んでいた」という声も多く聞かれます。 これは、UPSそのものが悪いわけではなく、設計思想と運用ルールが現場の実態に合っていないことが原因です。

一般的な据置型UPSは、サーバールームや情報インフラを守ることを前提に設計されています。 ところが、工場現場で求められるのは、

• インバータ・サーボ・モータ負荷を含む制御盤全体の保護
• 雷サージやノイズを含む電源品質の平滑化
• ラインレイアウト変更や設備増設に追従できる柔軟性
• 保全チームだけで扱えるシンプルな運用

つまり、「情報システムを守るUPS」と「工場ラインを守るUPS」では、求められる役割が根本的に違うのです。

特に深刻なのが、バッテリー上がり問題です。 多くのUPSは、バッテリーの定期交換や負荷試験を前提としていますが、 実際には「5年以上触っていない」「いつ交換したか分からない」という現場も少なくありません。 その結果、いざ瞬停が発生したときに「UPSはあるのに守ってくれない」という事態が起こります。

工場の瞬停対策において重要なのは、単にUPSを設置することではなく、 「どの設備を、どの電源系統で、どのレベルまで守るのか」を設計することです。 これこそが、「電源設計の新常識」として押さえておくべきポイントです。

可搬型UPSという選択肢──“守りたいライン”へ運べる電源

工場の瞬停対策として近年注目されているのが、可搬型UPSです。 従来の据置型UPSが「守る場所を決めて据え付ける」発想であるのに対し、 可搬型UPSは「守りたい設備のそばへ運んで接続する」という発想に基づいています。

例えば、次のようなシーンで可搬型UPSが活躍します。

• 新規ラインの立ち上げ時に、一時的に電源品質を安定させたい
• 品質トラブルが頻発する工程だけを重点的に保護したい
• トレーサビリティ用サーバーや検査装置だけを優先的に守りたい
• 落雷が多い季節だけ重点ラインに配備したい

可搬型UPSの最大のメリットは、「設置工事のハードルが低い」ことです。 一般的な三相電源系統に常設するUPSと比べて、可搬型UPSは単相200V/100V系統に対応し、 コンセントレベルで接続できるモデルもあります。 これにより、大規模な配線工事や停止計画を伴わずに、段階的な瞬停対策を始めることができます。

慧通信技術工業のHPPHBBシリーズUPSは、 こうした可搬型UPSのコンセプトを具現化した製品群です。 工場の現場で求められる可搬性・堅牢性・保守性を重視し、 「まずはこのラインから守りたい」という現場の声に応える設計となっています。

双方向インバーターで“瞬断ゼロ”を目指す──常時インバータ給電のメリット

瞬停対策の中核となる技術のひとつが、双方向インバーターです。 従来のラインインタラクティブ方式UPSでは、商用電源からの給電を基本とし、 停電時のみインバータへ切り替える方式が一般的でした。 しかし、この方式では切替時に数ミリ秒〜数十ミリ秒の瞬断が発生し、 高速な制御機器にとっては誤動作の原因となり得ます。

これに対し、双方向インバーターを用いた常時インバータ給電方式では、 平常時からバッテリーとインバータを介して負荷に電力を供給します。 商用電源はあくまでインバータ側への給電源として扱われるため、 商用側で瞬停が発生しても負荷側には瞬断が発生しません。

さらに、インバータを介することで、

• 切替時間ゼロ（瞬断なし）
• インバータ負荷・サーボ負荷に強い設計
• 雷サージ・ノイズの大幅低減
• 電圧変動時の波形歪み補正
• 工程の再現性を保つ高品位電源

これにより、「ライン停止ゼロ」「PLC再起動ゼロ」を実現できます。