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はりたさん
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幹線設備の設計|許容電流によるケーブルサイズ選定方法について詳しく解説

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許容電流は、負荷で見極めろ

 

今回の疑問

 

幹線のケーブルサイズってどうやって求めるの?

 

 

結論

幹線のサイズを選定する際、次の3項目のうち一番大きいサイズを採用します

  1. 負荷電流値より大きい許容電流値を持つケーブルサイズ
  2. 電圧降下率が規定値以内に収まるケーブルサイズ
  3. 分岐幹線の場合、幹線の過電流遮断器の関係を満足するケーブルサイズ

 

あにまるさん
あにまるさん
幹線のサイズを求めたいんだけど何から始めたらいいんだ?

はりた
はりた
幹線のサイズを求める際はいくつかの条件を満足させる必要があるよ!

あにまるさん
あにまるさん
負荷容量とか距離が関係するのかい?

はりた
はりた
そうだね!それらの条件を考慮したうえで最適なサイズの求め方を理解しよう!
本記事のおすすめの方
  • 幹線計算方法を知りたい方
  • 図面の幹線サイズが適正か疑問に思った方
  • サイズを小さくできないか検討されている方
本記事でわかること
  1. 電灯回路の幹線計算方法
  2. 動力回路の幹線計算方法

クイックトピックス

許容電流に必要な条件は?
  • 幹線の許容電流         :IW
  • 電動機の定格電流の総和     :IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和 :IH

 

電動機 その他の負荷 幹線の許容電流
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター

 

負荷電流の求め方は?

定格電流は次の3パターンによって求め方が異なります

幹線の許容電流【IW】は 

  1. IM ≦ IH の時 IW ≧ IM + IH
  2. IM > IH で IM ≦ 50A の場合 IW ≧ 1.25 IM + IH
  3. IM > IH で IM > 50A の場合 IW ≧ 1.1  IM + IH

 

 





 

幹線選定の重要項目

幹線選定の検討項目

幹線のサイズを選定する際、次の3項目のうち一番大きいサイズを採用します

  1. 負荷電流値より大きい許容電流値を持つケーブルサイズ
  2. 電圧降下率が規定値以内に収まるケーブルサイズ
  3. 分岐幹線の場合、幹線の過電流遮断器の関係を満足するケーブルサイズ

はりた
はりた
今回は許容電流による選定方法について解説します!

負荷電流を求めよう!

負荷電流の計算方法

許容電流のポイント

必要な要素
  • 幹線の許容電流         :IW
  • 電動機の定格電流の総和     :IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和 :IH
重要項目
  1. 幹線の許容電流【IW】は IM≦IH の時 IW≧IM+IH
  2. IM>IH で IM≦50A の場合 IW≧1.25IM+IH
  3. IM>IH で IM>50A の場合 IW≧1.1IM+IH

あにまるさん
あにまるさん
1.1倍とか1.25倍とかの部分がよくわからなかったな

はりた
はりた
次にその部分について解説していくよ!




電動機について理解しよう!

あにまるさん
あにまるさん
電動機ってどうゆうものなんだい?

はりた
はりた
電動機というのは電気を照明や熱などに変換するものではなく大きいモーターを動かして別の動きに変換しているものをイメージしてみよう!

あにまるさん
あにまるさん
電動機を動かす場合は始動電流が大きいとか言ったりするな!

はりた
はりた
その通り!幹線決める際、電動機が含まれるか否かで負荷電流が大きく異なるんだ。そのため負荷の電動機の有無を判断しよう!

電動機(でんどうき、英: Electric motor)とは、電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する電力機器、原動機の総称。

動力設備の負荷区分の振り分けを行いましょう

  • 電動機   |主にモーターで稼働するもの
  • その他の負荷|オーブンやヒーターなど熱を使用するもの
電動機 その他の負荷 幹線の許容電流
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター




負荷電流の計算方法|電動機を含まない場合

電動機を含まない場合

ここで選定に必要な条件として下記を算出します

  • 幹線の許容電流         :IW
  • 電動機の定格電流の総和     :IM ←を含まない場合の計算です!
  • そのほかの負荷の定格電流の総和 :IH

負荷に電動機を含まない場合

モーター

IW「幹線の許容電流」はIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」

の合計より大きい若しくは等しい値でよいことになります

IW ≧ IH

あにまるさん
あにまるさん
電動機なしの場合、負荷電流の総和より大きければいいってことなんだな!




負荷電流の計算方法|負荷に電動機を含む場合

あにまるさん
あにまるさん
負荷容量より大きい許容電流を選定すればいいのは何となくわかるぞ!

はりた
はりた
動力負荷の場合は大きな始動電流が流れるからそこも考慮しないといけないよ!

負荷に電動機が含まれる場合、始動時に大電流が流れるため始動電流を考慮して計算する必要があります。




負荷に電動機を含む場合|条件1

はりた
はりた
電動機を含む場合はいくつかの条件に合わせて求め方が異なるからよく整理しておこう!

あにまるさん
あにまるさん
同じようなものが何回も出てきてよくわからないぞ・・・

はりた
はりた
何回も繰り返し反復して少しずつ覚えていこう!
電動機を含む場合

ここで選定に必要な条件として下記を算出します

  • 幹線の許容電流         :IW
  • 電動機の定格電流の総和     :IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和 :IH

負荷の条件

  1. IMがIHと等しい場合
  2. IMがIHより小さい場合
  3. IWはIMとIHの合計より大きい若しくは等しい値となる




電動機を含む場合|条件1

電動機の負荷電流値がその他の負荷電流値より等しい若しくは小さい場合

幹線の許容電流は負荷電流より大きい若しくは等しい値のサイズを選定します

IM ≦ IH の時

IW ≧ IM+IH

負荷電流の算出方法の表
電動機の定格電流の総和 そのほかの負荷の定格電流の総和 IM=IH 幹線の許容電流≧負荷の定格電流の総和
電動機の定格電流の総和 そのほかの負荷の定格電流の総和 IM<IH

 



図解してみると・・
電動機 その他の負荷 幹線の許容電流
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター

先ほどの内容にあてはめてみると…

モーター ヒーター の時
モーター ヒーター

あにまるさん
あにまるさん
電動機の容量が小さければそこまで気にしなくていいぞってことか?

はりた
はりた
そうだね!電動機の負荷電流値がその他の容量より小さければ合計の負荷電流値以上の許容電流でOKだよ!




負荷に電動機を含む場合|条件2

電動機を含む場合

ここで選定に必要な条件として下記を算出します

  • 幹線の許容電流         :IW
  • 電動機の定格電流の総和     :IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和 :IH

負荷の条件

  1. IMがIHより大きい場合
  2. 上記かつIMが50Aと等しい若しくは小さい場合
  3. IWはIMに1.25を掛けた値とIHの合計より大きい若しくは等しい値となる




電動機を含む場合|条件2

電動機の負荷電流値がその他の負荷電流値より大きいかつ

電動機の負荷電流値が50Aと等しい若しくは小さい場合

IWはIMに1.25を掛けた値とIHの合計より大きい若しくは等しい値となる

IM > IH で IM ≦ 50A の場合

IW ≧ 1.25IM + IH

負荷電流の算出方法の表
電動機の定格電流の総和 そのほかの負荷の定格電流の総和 電動機の定格電流の総和が大きい 幹線の許容電流≧1.25×電動機の定格電流の総和+そのほかの負荷の定格電流の総和
電動機の定格電流の総和 50A 等しい若しくは小さい

 



図解してみると・・
電動機 その他の負荷 幹線の許容電流
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター

先ほどの内容にあてはめてみると…

モーター ヒーター かつ
モーター 50A の時
モーター

×1.25

ヒーター

あにまるさん
あにまるさん
今度は電動機が大きい場合だな!

はりた
はりた
例えばIH【20A】IM【30A】の場合【30A×1.25+20A】以上の許容電流を持つケーブルを選定するんだ



負荷に電動機を含む場合|条件3

電動機を含む場合

ここで選定に必要な条件として下記を算出します

  • 幹線の許容電流:IW
  • 電動機の定格電流の総和:IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和:IH

負荷の条件

  1. IMがIHより大きい場合
  2. 上記かつIMが50Aより大きい場合
  3. IWはIMに1.1とIHの合計より大きい若しくは等しい値となる
電動機を含む場合|条件3

電動機の負荷電流値がその他の負荷電流値より大きいかつ

電動機の負荷電流値が50Aより大きい場合

IWはIMに1.1を掛けた値とIHの合計より大きい若しくは等しい値となる

IM > IH でIM > 50A の場合

IW ≧ 1.1IM + IH

負荷電流の算出方法の表
電動機の定格電流の総和 そのほかの負荷の定格電流の総和 電動機の定格電流の総和が小さい 幹線の許容電流≧1.1×電動機の定格電流の総和+そのほかの負荷の定格電流の総和
電動機の定格電流の総和 50A より大きい

 



図解してみると・・
電動機 その他の負荷 幹線の許容電流
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター

先ほどの内容にあてはめてみると…

モーター ヒーター かつ
モーター 50A の時
モーター

×1.1

ヒーター

あにまるさん
あにまるさん
今度は電動機が50Aを超える場合だな!

はりた
はりた
例えばIH【20A】IM【60A】の場合【60A×1.1+20A】以上の許容電流を持つケーブルを選定するんだ

あにまるさん
あにまるさん
ちょっと難しかったな~

はりた
はりた
電動機の容量がその他の負荷より大きい場合は始動電流を考慮して電流値を大きくする必要があるよ!



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まとめ

幹線計算|許容電流によるケーブルサイズの選定方法

必要な要素

  • 幹線の許容電流:IW
  • 電動機の定格電流の総和:IM
  • そのほかの負荷の定格電流の総和:IH

重要項目

  • 幹線の許容電流【IW】は IM≦IH の時 IW≧IM+IH
  • IM>IH で IM≦50A の場合 IW≧1.25IM+IH
  • IM>IH で IM>50A の場合 IW≧1.1IM+IH
電動機 その他の負荷 幹線
モーター類 オーブン、ヒーター類
IM IH IW
モーター オーブン ヒーター

IM≦IH の時 IW≧IM+IH

  1. IM「電動機の定格電流の総和」がIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」より等しい場合
  2. IM「電動機の定格電流の総和」がIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」より小さい場合
  3. IW「幹線の許容電流」はIM「電動機の定格電流の総和」とIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」の合計より大きい若しくは等しい値となります

IM>IH で IM≦50A の場合 IW≧1.25IM+IH

  1. IM「電動機の定格電流の総和」がIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」より大きい場合
  2. 上記かつIM「電動機の定格電流の総和」が50Aと等しい若しくは小さい場合
  3. IW「幹線の許容電流」はIM「電動機の定格電流の総和」に1.25とIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」の合計より大きい若しくは等しい値となります

IM>IH で IM>50A の場合 IW≧1.1IM+IH

  1. IM「電動機の定格電流の総和」がIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」より大きい場合
  2. 上記かつIM「電動機の定格電流の総和」が50Aより小さい場合
  3. IW「幹線の許容電流」はIM「電動機の定格電流の総和」に1.1とIH「そのほかの負荷の定格電流の総和」の合計より大きい若しくは等しい値となります