電圧降下の許容範囲は何％？条件別の判定表と幹線サイズ自動計算

電圧は、変圧器を出たあと電線を通るたびに少しずつ下がっていきます。まるでゆるい下り坂です。では、どこまで下がってよいのか。答えは内線規程1310節にあり、基本は幹線2％・分岐回路2％。ただし、構内の変圧器から送るなら幹線は3％、こう長が60mを超えると合計で4〜7％に広がります。この記事では、その「許容範囲」の読み方を、たとえと動く図でひとつずつ確かめ、計算例と、範囲に入らないときの手まで押さえます。

電圧降下とは ― 電線の中の「下り坂」

100Vの機器に2％の電圧降下なら、届くのは98V。わずかに見えますが、下がる量が大きくなると、機器の側ではっきり困りごとが出ます。

電圧が落ちるとどうなる？

もう一つ知っておきたいのが、建物に届く前から電圧には幅があることです。電力会社が供給点で保つ電圧は、標準電圧100Vなら101±6V（95〜107V）、200Vなら202±20V（182〜222V）と決められています（電気事業法施行規則 第38条）。引込の時点で下限に近いこともあるので、建物の中の電圧降下が大きいと、機器が動ける範囲を下回りやすくなります。だから内線規程で「ここまでなら下がってよい」という許容範囲が決められています。

許容範囲 ― 60mを境に「財布」の数が変わる

60mを超えると、幹線と分岐回路の合計で、次の値以下にします。こう長と、電気の受け方で値が変わります。

実務の考え方 ― 分岐回路は基本2％、見通しが立てば幹線を優先

60m超の配分は自由ですが、実務では分岐回路は基本2％で考え、残りを幹線に配分するのが出発点です。負荷や分岐の長さが読みきれない段階でも、分岐側に2％を確保しておけば、あとで増設や負荷の変更があっても困りません。

そのうえで、負荷の見通しが立つ場合は、分岐回路の分を幹線に振り分ける検討もできます。たとえば住宅やマンションは、分岐回路が住戸の中で完結して短く、つながる負荷も照明やコンセントでおおよそ決まっています。分岐回路の電圧降下を実際に計算して1％程度に収まるなら、その分を幹線にまわせます。幹線は太く長く、費用や納まりへの影響が大きいので、振り分けるなら幹線を優先するのが効果的です。

こう長 ― 「いちばん遠い負荷まで」を測る

許容範囲を決めるこう長は、幹線だけの長さではありません。供給変圧器の二次側（または引込線取付点）から、いちばん遠い負荷までの電線の長さです。

計算式は2つ ― ふだんは簡易式、太い幹線は基本式でも確かめる

実務でよく使うのは、内線規程の簡易式 e ＝ k × L × I ÷（1000 × A）です。係数kは配電方式で変わり、単相2線式35.6、三相3線式30.8、単相3線式（電圧線と中性線の間）17.8です。細い電線では抵抗が支配的なので、簡易式は大きめ（安全側）に出やすく、一般の幹線・分岐回路はこれで足ります。一方、太い幹線ではリアクタンスの影響が出てくるので、力率の低い負荷がつながる幹線は基本式でも確かめます。設計事務所や客先の指定がある場合は、それに合わせます。

簡易式の成り立ちは簡略計算式（直流式）の根拠と計算方法で詳しく扱っています。

計算例 ― 許される電圧から断面積を逆算する

許される電圧降下 e［V］が決まったら、式をひっくり返して必要な断面積を出し、その上のサイズを選びます。 A ＝ k × L × I ÷（1000 × e）。

例1・例2のこう長は100m（60m超）なので、幹線に3％を使うなら、分岐回路には合計の残り（構内の変圧器なら5％−3％＝2％）を配分します。

範囲に入らないとき ― 太く・短く・方式と電圧を見直す

いちばん確実なのは電線を太くすることです。断面積が2倍になれば、電圧降下は半分になります。そのほか、分電盤や変圧器を負荷の近くに置いてこう長を縮める、単相2線式を単相3線式にする、200V・400Vで送って電流を減らす、といった手もあります。費用と納まり（管やラックの大きさ）も合わせて比べます。

計算は電圧降下計算＆幹線サイズの自動選定や、記事冒頭の電圧降下計算ツールでもすぐに試せます。Excel版はnoteで配布しています。

まとめ ― 取り違えやすいところ

この記事を書いた人：ハリタ

電気設備設計の実務者。引込・高圧受変電・幹線・接地を「設計者の視点」で解説しています。プロフィール詳細