内線規程の解釈と解説【002】｜不平衡負荷の制限及び特殊な機械器具

分電盤で負荷を振り分けるとき、「a側ばかり重い」「三相の1線間だけ大きい」といった片寄りが出ることがあります。これが不平衡負荷です。内線規程は、この片寄りを単相3線式は40%以下、三相3線式は30%以下に抑えるよう決めています。ただし計算の分母もちがうので、数字だけ覚えると迷います。この記事では、シーソーのたとえで片寄りをつかみ、2つの計算を例題とかんたん計算で確かめます。

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不平衡負荷とは ― 電線ごとの負荷の「片寄り」

負荷が片寄ると、次のような困りごとが出ます。

• 電圧がそろわない：重い側の電圧が下がり、軽い側の電圧が上がる。機器の調子が悪くなる
• 中性線に電流が流れる：単相3線式では、a側とb側の差の電流が中性線を流れる
• 変圧器や電線を片側しか使えない：重い側に合わせて大きくする必要が出て、ムダが増える
• 三相では、モーターの過熱：線間の電圧がそろわないと、三相のモーターが熱を持ちやすい

だから負荷は、できるだけ平均に振り分けるのが原則です。そのうえで、片寄りの上限を「設備不平衡率」で決めています。

単相3線式 ― 分母は「総容量の1/2」、40%以下

設備不平衡率〔%〕＝ 中性線と各電圧線の間の負荷の差 ÷（総負荷設備容量 × 1/2）× 100

• 分子：a側（L1–N）とb側（N–L2）の100V負荷の差
• 分母：総負荷設備容量の1/2。総容量には、L1–L2の200V負荷も入れる
• 上限：40%以下

三相3線式 ― 分母は「総容量の1/3」、30%以下

設備不平衡率〔%〕＝ 各線間の単相負荷の最大と最小の差 ÷（総負荷設備容量 × 1/3）× 100

• 分子：ab間・bc間・ca間につなぐ単相負荷のうち、いちばん大きい線間といちばん小さい線間の差
• 分母：総負荷設備容量の1/3。総容量には三相負荷も入れる
• 上限：30%以下（三相4線式も同じ考え方）

三相の30%には、制限をかけなくてよい場合があります。たとえば、低圧受電で専用の変圧器などで受電する場合、高圧・特別高圧受電で単相負荷が100kVA以下の場合、単相負荷の最大と最小の差が100kVA以下の場合などです。細かい条件は内線規程の原文で確かめます。

超えそうなときの対策と、特殊な機械器具

上限を超えそうなときは、まず分電盤や動力盤で負荷の振り分けを見直すのが基本です。100V回路をa側・b側に交互に割り当てる、三相の線間に単相負荷を均等に配る、といった調整でほとんど解決します。

それでも平衡がとれない大容量の単相負荷（単相の電気炉など）は、一般送配電事業者と協議したうえで、接続のしかたを工夫します。

• 単相負荷1台：逆V結線（300kVAを超えない範囲）
• 単相負荷2台：スコット結線（1台200kVA以下なら、ふつうの変圧器2台を使うことも）
• 単相負荷3台：線路の電流が平衡するよう、各線間に1台ずつ接続

また、電気炉や溶接機のように、動くたびに大きな電流が流れて電圧を揺らす特殊な機械器具は、同じ配電線につながる周りの建物にも影響します。こうした機器を使うときは、早めに電力会社と協議します。

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