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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