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幹線設備の設計|簡略計算式(直流式)の根拠と計算方法について詳しく解説

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幹線は3つの公式で求められる

 

今回の疑問

 

簡略計算式の係数ってなに?

計算方法ってどうするの?

 

結論

直流方式の係数は次の式により求められています

  • 1相3線式、3相4線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)
=0.01777
≒0.0178

  • 直流2線式、1相2線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×2(本)
=0.03555
≒0.0356

  • 3相3線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×√3
=0.03078
≒0.0308

あにまるさん
あにまるさん
今日は幹線計算をやるぞ!

はりた
はりた
簡易計算で行うのかな?

あにまるさん
あにまるさん
えっと3相3線が・・・なんだったけ?

はりた
はりた
係数を忘れちゃったかな?

あにまるさん
あにまるさん
簡単に覚える方法はないのかい?

はりた
はりた
計算式の根拠を覚えておけば迷わなくて済むから解説していこう!
幹線全般のまとめはこちらから!

「簡易計算式」の数値の根拠ってなに?

「簡易計算式」にて使用される「k」の値の根拠はご存知でしょうか

ケーブルの電圧降下計算において簡略計算式(直流式)の計算式は下記になります。

(1)簡略計算式(直流式)計算方法

計算式e=kL×I1000×A

kの値
直流2線、1相2線 35.6
3相3線 30.8
1相3線、3相4線 17.8

今回はこの数値にて解説したいと思います。




「簡易計算式」の「k」の求め方

「簡易計算式」の「k」を定めるための条件は下記になります。

  1. 抵抗率:1/58(Ω㎟/m)
  2. 導電率:97%
  3. 銅線の温度:20°C

この3点が定数「k」を求めるために必要な条件になります
送電線路の抵抗は、電線の長さ、断面積、抵抗率(電線の単位断面積、単位長当たりの抵抗値で、電線の材質により異なっている)、導電率(抵抗率の逆数で、電線の種類により異なる)などによって決まっています。

導電率は、硬銅線では97〔%〕、硬アルミ線では61〔%〕、耐熱アルミ合金線(送電用)では60〔%〕を標準としている。



配電方式ごとの算出

1相3線式、3相4線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)
=0.01777
≒0.0178

  1. 1相3線式、3相4線式の場合の電圧降下は電線1本分の値となる
  2. この抵抗率と伝導率を掛け合わせた値が、定数「k」となる

この式を「簡易計算式」に当てはめると・・・
e=L×I×1/58(抵抗率)×1/A×100/97(伝導率)
≒0.01777×L×I/A
≒17.8×L×I/1000×A

直流2線式、1相2線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×2(本)
=0.03555
≒0.0356

  1. ※直流2線式、1相2線式の場合の電圧降下は電線2本分の値となる
  2. この抵抗率と伝導率を掛け合わせた値が、定数「k」となる

この式を「簡易計算式」に当てはめると・・・
e=L×I×1/58(抵抗率)×1/A×100/97×2(伝導率)
≒0.03555×L×I/A
≒30.5×L×I/1000×A

3相3線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×√3
=0.03078
≒0.0308

  1. 3相3線式の場合の電圧降下は単相回路の√3倍となる
  2. この抵抗率と伝導率を掛け合わせた値が、定数「k」となる

この式を「簡易計算式」に当てはめると・・・
e=L×I×1/58(抵抗率)×1/A×100/97×√3(伝導率)
≒0.03078×L×I/A
≒30.8×L×I/1000×A

上記計算式より各配線方式の「簡易計算式」が定められています。




はりた
はりた
この3つの式をみて気づいたことはあるかい?

あにまるさん
あにまるさん
基準を”17.8”としたときに2倍、√3倍となっている気がするぞ!

はりた
はりた
そうなんだよ!だから係数としては1つ覚えておき配線方式に応じて値を変えればいいんだよ!

あにまるさん
あにまるさん
それなら迷わなくて済みそうだな!
配線方式 係数 17.8の
1相3線、3相4線 17.8
3相3線 30.8 √3倍
直流2線、1相2線 35.6 2倍

はりた
はりた
1相3線だけども覚えておくといつでも計算できるね!

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まとめ

簡略計算式(直流式)の係数について
  • 簡略計算式(直流式)

計算式 e=kL×I1000×A

  • 条件
  1. 抵抗率:1/58(Ω㎟/m)
  2. 導電率:97%
  3. 銅線の温度:20°C
  • 1相3線式、3相4線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)
=0.01777
≒0.0178

  • 直流2線式、1相2線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×2(本)
=0.03555
≒0.0356

  • 3相3線式の場合

1/58(抵抗率)×100/97(伝導率)×√3
=0.03078
≒0.0308

配線方式 係数 17.8の
1相3線、3相4線 17.8
3相3線 30.8 √3倍
直流2線、1相2線 35.6 2倍

 




 

この記事を書いた人
HARITA
電気設備設計に従事し、自身の経験を基に設計の知識向上のためこのサイトを運営しています。