高圧ケーブルのサイズ選定方法と計算手順｜6.6kV CVT・短絡電流と許容電流の早見表

高圧ケーブルのサイズを「前の物件と同じ60sq」で決めていませんか。6.6kV CVT のサイズは計算で根拠を出せます。しかも見るべき条件は、よく言われる「短絡」と「負荷電流」の2つだけではありません。この記事では短時間許容電流・許容電流・電圧降下の3条件を、式と早見表、同じ物件を最後まで通した計算例で解説します。通電時間 t の取り方や、布設条件で許容電流が40A変わることまで含めて整理しました。

高圧ケーブルのサイズは「3つの条件」で決まる

高圧ケーブルのサイズ選定は、1つの式で答えが出るものではありません。外から決まる条件（電力会社の配電線）と、中から決まる条件（自分の受変電設備）、そして距離で決まる条件（こう長）の3つをそれぞれ計算し、求まったサイズのいちばん大きいものを採用します。

ペン太

①と②のどちらか大きいほうを選ぶ、と習いました。③は要らないんですか？

ハリタ

要るかどうかを確かめるところまでが選定です。引込が100mなら電圧降下は0.2％程度なので問題になりませんが、構内1kmの工場だと話が変わります。

条件① 短時間許容電流 ― 短絡電流に、何秒耐えるか

短絡が起きてから遮断されるまでの短い時間、ケーブルには通常の何倍もの電流が流れます。このとき導体が許容温度を超えて絶縁体を傷めないサイズかどうかを確かめるのが、短時間許容電流の検討です。

計算式と、係数134の意味

出典：日本電線工業会『電線要覧』の短絡時許容電流計算式、JCS 0168-1

t に入れるのは「0.2秒」だけではない

t は短絡の発生から遮断が完了するまでの時間です。配電用変電所の過電流継電器（OCR）の動作時間 0.2秒だけを入れている解説を見かけますが、それだと遮断器が実際に電流を切るまでの時間が抜けます。遮断時間は50Hzで5サイクル＝0.1秒が目安なので、合計 0.3秒で見るのが実務的です。OCRの整定と時限協調の考え方は過電流継電器による高圧ケーブルサイズの選定方法で扱っています。

短絡電流はどこから持ってくるか

短絡容量は図面や現地では分かりません。引込点にいちばん近い電柱番号を控えて、管轄の電力会社に問い合わせます。なお6.6kV配電線は最大短絡電流12.5kA（約143MVA相当）を上限として設計されており、高圧主遮断装置の定格遮断電流も12.5kAが標準です。照会の回答を待つ間に当たりを付けるなら、12.5kAで計算しておけば外れません。

サイズ別の短時間許容電流

ペン太

t を0.2秒にすると、必要な断面積はどれくらい変わるんですか？

ハリタ

この例なら 26.4mm² が 21.6mm² になります。22sqで足りる計算になってしまう。小さいほうへ外れるので、抜けが危ないんです。

条件② 許容電流 ― 布設条件で 40A 変わる

こちらは自分の設備の側から決まる条件です。受変電設備が使う電流を、ケーブルが連続して流し続けられるかを確かめます。手順は「最大負荷電流を出す」→「布設条件に合った許容電流表から選ぶ」の2段階です。

最大負荷電流は、変圧器容量の合計から出す

本来は契約電力から求めますが、ケーブルを選ぶ設計段階では契約電力が決まっていないことがほとんどです。その場合は受変電設備の各変圧器の一次電流を合計した値を最大負荷電流とみなします。変圧器容量は建物の負荷容量より大きく計画するので、安全側の見積りになります（変圧器容量の選定方法／契約電力の計算方法（圧縮計算））。

許容電流は、布設条件ごとに表が違う

ここが実務でいちばん間違えやすいところです。許容電流表は布設条件ごとに別の表になっていて、基準温度も違います。気中（暗渠）は周囲温度40℃、管路・直埋は基底温度25℃が基準です。「気中の値を25℃基準として説明している資料」は前提を取り違えているので注意してください。

出典：昭和電線（SWCC）許容電流 技術資料、フジクラ・ダイヤ 技術情報、矢崎 管路布設連続許容電流

ペン太

同じ物件なのに、気中と管路でサイズが変わってしまうんですね。

ハリタ

そうです。だから許容電流表を引く前に、ルートと布設方法を決めます。順番が逆だと、あとで図面ごと直すことになります。

条件③ 電圧降下 ― こう長が伸びたとき

高圧側の電圧降下は、低圧ほど神経質になる必要はありません。ただし「考えなくてよい」ではなく、効かないことを確かめるのが設計です。構内が広い物件では、ここでサイズが1段上がることがあります。

なお内線規程の電圧降下（こう長60m以下3％など）は低圧側の規定で、高圧ケーブルそのものに％の明文規定は見当たりません。発注者の設計基準や電力会社の指針がある場合はそれに従い、なければ「受電設備の電圧変動に影響しないこと」を目安に判断します（低圧側の考え方は幹線計算｜許容電流による選定方法）。

選定したあと ― 図面に残す項目と、更新の目安

サイズが決まったら終わりではありません。何を根拠に決めたかを図面に残しておくと、施工時の問い合わせと、10年後の更新判断がぐっと楽になります。

高圧ケーブルは、何年で更新するのか

水の影響がある環境で寿命が短くなるのは、水トリー劣化が起きるためです。絶縁体の中に水と電界が加わると、樹枝状の微小な亀裂が成長し、やがて絶縁破壊に至ります。対策として、絶縁体と半導電層を同時押出した遮水層付き（E-Eタイプ）のケーブルが有効です。経済産業省も、点検で劣化の兆候が確認された場合は更新推奨時期に満たなくても速やかに更新するよう注意喚起しています。

出典：日本電線工業会 技資第107号A『電線・ケーブルの更新推奨時期について』（2024年11月）、経済産業省 電力安全課の注意喚起（令和5年12月）、関東電気保安協会

まとめ ― 取り違えやすいところと、選定の手順

出典：日本電線工業会『電線要覧』および技資第107号A、JCS 0168-1、昭和電線（SWCC）・フジクラ・ダイヤ・矢崎の許容電流技術資料、経済産業省 電力安全課の注意喚起、日本電気技術者協会。数値は目安であり、適用にあたっては採用品のメーカー資料と最新版の原典をご確認ください。

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