電気設計の解説｜屋内幹線の設計について詳しく解説【Iw・IBの計算】
屋内幹線の設計を図解と計算例・自動計算ツールで解説。幹線の許容電流Iwは電動機の有無で場合分け（IM+IH／1.25IM+IH／1.1IM+IH）、過電流遮断器IBは3IM+IHと2.5Iwの小さいほう以下。分岐幹線の過電流遮断器の省略条件（55%・35%・3m）まで配線設計のポイントをまとめました。
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屋内幹線の設計は、電気設備の試験で頻出の計算テーマです。「幹線をどれくらい太くするか（許容電流 Iw）」「過電流遮断器をどの定格にするか（IB）」を、負荷の電流から計算で求めます。電動機があるかどうかで式が変わるのがポイントです。
この記事では、記号の意味→Iwの求め方→IBの決め方→分岐幹線の省略条件の順に、図解と計算例、自動計算ツールでていねいに解説します。
🦔 はりた：「まずは記号の意味から。IMが電動機、IHがそれ以外、Iwが幹線の太さ、IBがブレーカの定格。これだけ押さえれば式が読めるよ」
🐧 見習いペン太：「電動機があると式が変わるんですよね？」
🦔 はりた：「そう。電動機は始動電流が大きいから割増する。そこが最大のポイントだよ」
- IM≦IH → Iw ≧ IM+IH
- IM>IH かつ IM≦50A → Iw ≧ 1.25IM+IH／IM>50A → Iw ≧ 1.1IM+IH
- 過電流遮断器 IB：電動機なし IB ≦ Iw／電動機あり 3IM+IH と 2.5Iw の小さいほう以下
- 分岐幹線の省略：55%→長さ制限なし／35%→8m以下／3m以下＋接続なし
✔ まず記号を整理：IM・IH・Iw・IB
✔ 幹線の許容電流 Iw の求め方
✔ 幹線の過電流遮断器の定格 IB の求め方
✔ 計算例で確認
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ペン太
ハリタこの3つ、すぐ答えられますか
- IM と IH は、それぞれ何の合計か
- 電動機が大きいとき、Iw はどう割増すのか
- IB を決めるとき、比べる2つの値は何か
まず記号を整理：IM・IH・Iw・IB
幹線の許容電流（電線の太さ）は、つながる負荷の定格電流の合計で決まります。計算では次の4つの記号を使います。IM＝電動機の定格電流の総和、IH＝電動機以外の負荷の定格電流の総和、Iw＝幹線に必要な許容電流、IB＝幹線の過電流遮断器の定格電流です。
🦔 はりた：「“水道”でイメージしてみよう。幹線は家じゅうに水を送る太い管、Iwはその管の太さだよ」
🐧 見習いペン太：「じゃあ電動機は？」
🦔 はりた：「洗濯機みたいに“回り始めに水をドバッと使う”機器。その出だしのぶん、管を少し太めにしておくのが割増なんだ」
| 記号 | 意味 | どの計算で使うか |
|---|---|---|
| IM | 電動機の定格電流の総和 | Iwの割増判定、IBの 3IM＋IH |
| IH | 電動機以外の負荷の定格電流の総和 | Iw と IB の両方 |
| Iw | 幹線に必要な許容電流 | 電線の太さを決める。IBの 2.5Iw にも使う |
| IB | 幹線の過電流遮断器の定格電流 | 分岐した細い幹線の省略判定にも使う |
- IMは電動機の定格電流の総和、IHは電動機以外の負荷の定格電流の総和
- Iwは幹線に必要な許容電流、IBは幹線の過電流遮断器の定格電流
- 電動機があると始動時に大きな電流が流れるため、幹線に余裕（割増）が必要
幹線の許容電流 Iw の求め方
Iw は、IM と IH の大小で場合分けします。
① IM ≦ IH（電動機が小さい、または同じ）の場合は、割増せずに Iw ≧ IM + IH。
② IM > IH（電動機が大きい）の場合は、IMに割増します。IM ≦ 50A なら Iw ≧ 1.25IM + IH、IM > 50A なら Iw ≧ 1.1IM + IH です。電動機が大きいほど始動電流の影響が大きいですが、容量が大きい機器ほど相対的な始動電流の比率は下がるため、割増率は1.25→1.1と小さくなります。
ペン太
ハリタ- IM≦IH なら割増せず、Iw≧IM＋IH
- IM＞IH のとき、IM≦50A なら Iw≧1.25IM＋IH、IM＞50A なら Iw≧1.1IM＋IH
- IH は常に割増なし。割増率が1.25から1.1へ下がるのは、大きい機器ほど始動電流の比率が下がるため
幹線の過電流遮断器の定格 IB の求め方
過電流遮断器は幹線を保護するので、定格 IB は幹線の許容電流 Iw を超えないのが原則（IB ≦ Iw）です。ただし、負荷に電動機がつながっている場合は始動電流で頻繁に切れてしまうため、上限が緩和されます。
電動機があるときは、IB ≦ 3IM + IH とします。ただし 2.5Iw < 3IM + IH になるときは IB ≦ 2.5Iw とします。つまり 3IM+IH と 2.5Iw の小さいほう以下、と覚えれば確実です。
- 原則は IB≦Iw。過電流遮断器は幹線を保護するもの
- 電動機があるときは、3IM＋IH と 2.5Iw の小さいほう以下
- 始動電流で頻繁に切れるのを防ぐため、上限が緩和されている
計算例で確認
具体的な数字で求めてみましょう。IM = 30A、IH = 10A とします。IM > IH かつ IM ≦ 50A なので、Iw ≧ 1.25×30 + 10 = 47.5A。IB は、3IM+IH = 100A と 2.5Iw = 118.75A の小さいほうなので IB ≦ 100A となります。
記事の計算例に、条件を変えた場合を並べてみます。いずれも上で示した式を当てはめただけのものです。
| 条件 | Iwの式 | Iw | IBの上限 |
|---|---|---|---|
| IM＝30A・IH＝10A（記事の例） | 1.25IM＋IH | 47.5A | 3IM＋IH＝100A と 2.5Iw＝118.75A の小さいほうで100A |
| IM＝20A・IH＝30A（IM≦IH） | IM＋IH | 50A | 3IM＋IH＝90A と 2.5Iw＝125A の小さいほうで90A |
| IM＝60A・IH＝20A（IM＞50A） | 1.1IM＋IH | 86A | 3IM＋IH＝200A と 2.5Iw＝215A の小さいほうで200A |
自動計算ツールで試す
IM と IH を入力すると、Iw と IB の基準値を自動で計算します。数字を変えて、式の場合分けがどう変わるか確かめてみてください。
🦔 はりた：「IMを50A以上にすると割増が1.1に変わるよ。IMを0にすると“電動機なし”の式になる。動かして体で覚えよう」
分岐した細い幹線：過電流遮断器を省略できる条件
太い幹線から細い幹線を分岐したとき、細い幹線の電源側には過電流遮断器を施設するのが原則です。ただし、細い幹線の許容電流 Iw が太い幹線の過電流遮断器 IB に対してじゅうぶん大きければ、省略できます。
① Iw ≧ 0.55IB（55%以上）…長さの制限なしで省略可。② Iw ≧ 0.35IB（35%以上）…長さ8m以下なら省略可。③ 長さ3m以下で、負荷側に幹線を接続しない場合…許容電流の制限なしで省略可。
- 細い幹線の電源側には、原則として過電流遮断器を施設する
- 細い幹線の Iw が太い幹線の IB の55％以上なら、長さの制限なし
- 35％以上なら8m以下
よくある質問（FAQ）
Q. 幹線の許容電流 Iw はどう求めますか？
A. 電動機の総和 IM と電動機以外 IH を比べます。IM≦IH なら Iw≧IM+IH。IM>IH のときは、IM≦50A で Iw≧1.25IM+IH、IM>50A で Iw≧1.1IM+IH です。
Q. なぜ電動機があると割増するのですか？
A. 電動機は始動時に定格より大きな始動電流が流れるためです。その余裕を見込んで、IMに1.25倍（または1.1倍）を掛けて幹線を太くします。
Q. 幹線の過電流遮断器の定格 IB はどう決めますか？
A. 電動機がなければ IB≦Iw が原則です。電動機があるときは、3IM+IH と 2.5Iw のうち小さいほう以下にします。
Q. 分岐した細い幹線の過電流遮断器を省略できる条件は？
A. ①Iw≧0.55IB なら長さ制限なし、②Iw≧0.35IB なら長さ8m以下、③長さ3m以下で負荷側に幹線を接続しない場合（許容電流の制限なし）、のいずれかで省略できます。
数字の意味を整理（早見表）
ここまで出てきた数字を、意味とセットで一覧にまとめました。試験前の最終チェックに使ってください。
ペン太
ハリタまとめ
屋内幹線の設計の要点：
結論です。Iwは電動機の大きさで割増が決まり、IBは電動機の有無で条件そのものが変わります。IM と IH を分けて数え、IM が IH より大きいかどうか、50A を超えるかどうか。この2つの分岐を追えば、あとは式に入れるだけです。
| 決めること | 条件 | 使う式 |
|---|---|---|
| Iw | IM≦IH | Iw≧IM＋IH |
| Iw | IM＞IH かつ IM≦50A | Iw≧1.25IM＋IH |
| Iw | IM＞IH かつ IM＞50A | Iw≧1.1IM＋IH |
| IB | 電動機なし | IB≦Iw |
| IB | 電動機あり | 3IM＋IH と 2.5Iw の小さいほう以下 |
| 分岐の省略 | Iw≧0.55IB | 長さの制限なし |
| 分岐の省略 | Iw≧0.35IB | 8m以下 |
この記事の要点
- Iw：IM≦IH→IM+IH／IM>IH→1.25IM+IH（≦50A）・1.1IM+IH（>50A）
- IB：電動機なしIB≦Iw／電動機あり3IM+IH と 2.5Iw の小さいほう以下
- 分岐の省略：55%→制限なし／35%→8m以下／3m以下＋接続なし
- 電動機は始動電流が大きいので割増して余裕をもたせる
計算する前に手元で分けておくもの
- 電動機の定格電流を拾い上げて合計する（これがIM）
- 電動機以外の負荷の定格電流を合計する（これがIH）
- IMとIHの大小、そしてIMが50Aを超えるかを確認する
- 細い幹線を分岐するなら、太い幹線のIBも控えておく
屋内幹線の計算でつまずくのは、式そのものより先に「どちらの式を使うのか」を見誤るところです。IM と IH を分けて数え、その大小と50Aの境目を先に押さえてしまえば、式選びで迷うことはなくなります。手を動かして確かめたいときは、この記事の計算ツールを使ってみてください。
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