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
幹線の電圧降下を求める「簡略計算式（直流式）」。式の中に出てくる係数「k」の数値（35.6・30.8・17.8）を、丸暗記でなんとなく使っていないでしょうか。
実はこのk値には明確な根拠があり、求め方を理解すれば暗記に頼らず導けるようになります。本記事では、簡略計算式の係数kの意味と求め方、配電方式ごとの算出方法を分かりやすく解説します。
幹線は３つの公式で求められる
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
「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。
| 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。
- 抵抗率：１／５８（Ω㎟／ｍ）
- 導電率：９７％
- 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
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。
| 配線方式 | 係数 | １７．８の |
| １相３線、３相４線 | １７．８ | ー |
| ３相３線 | ３０．８ | √３倍 |
| 直流２線、１相２線 | ３５．６ | 2倍 |
関連記事
よくある質問（FAQ）
Q. 簡略計算式（直流式）の式は？
A. 電圧降下 e ＝ k × L × I ÷ (1000 × A) です。Lはこう長[m]、Iは電流[A]、Aは断面積[mm²]、kは配電方式で決まる係数です。
Q. k値はいくつですか？
A. 直流2線式・単相2線式は35.6、三相3線式は30.8、単相3線式・三相4線式は17.8です。
Q. kはどうやって求めますか？
A. 抵抗率1/58（Ω・mm²/m）、導電率97%（100/97）、銅線温度20℃を条件に算出します。1/58×100/97＝約0.0178（×1000で17.8）が基準で、2線式は×2、三相3線式は×√3した値になります。
Q. 導電率の標準値は？
A. 硬銅線97%、硬アルミ線61%、耐熱アルミ合金線（送電用）60%が標準です。抵抗率は導電率の逆数で、電線の材質により異なります。
