動く図解|幹線設備
動く図解のうち「幹線設備」の図解をまとめたページです。
93 幹線の全体フローと系統計画
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 幹線は建物の大動脈 | 分岐回路が落ちても1部屋だけ、幹線が落ちるとその先の盤ごと全部止まる | 幹線は余裕を持って、確実に |
| STEP 2 幹線設計の6ステップ | 系統計画→負荷の集計→サイズ選定→電圧降下→保護と分岐→分電盤。盤の位置を変えると②〜⑥がやり直し | 最初の系統計画がいちばん重い |
| STEP 3 盤は負荷の重心に | 重心に置くと配線が短く細く、端に寄せると長く太くなる | 「電気としてはここが最適」と数字で示す |
| STEP 4 系統を分ける3つの軸 | 用途(電灯/動力)、階・エリア(EPSで縦に)、重要度(常用/非常用) | 分けすぎない。分ける理由を1つずつ言葉にする |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル① 全体フローと系統計画 →
94 負荷容量の集計
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 設備容量を積み上げる | 電灯・コンセント・動力・空調・その他と予備を種類ごとに積み上げる | この段階では一切割り引かない。拾い漏れと単位に注意 |
| STEP 2 需要率 | 10台ある空調のうち、同時に動くのは一部。需要率=最大需要電力÷設備容量 | 勘で決めない。用途・規模ごとの目安が根拠 |
| STEP 3 不等率 | 照明と空調のピークの時刻がずれ、合成したピークは単純な和より小さい | 需要率はグループの中、不等率はグループ同士 |
| STEP 4 集合住宅は戸数で効く | 4戸・20戸・100戸と増えるほど、1戸あたりの見込み容量が小さくなる | オール電化やEV充電で前提が変わる |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル② 負荷容量の集計 →
95 幹線サイズの選定
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 3つの電流の不等式 | 負荷電流IB、ブレーカーの定格In、許容電流Iwの順に大きくなる。崩れると電線が先に傷む | IB ≦ In ≦ Iw |
| STEP 2 容量から電流へ | 40kW ÷ 力率0.8 = 50kVA、÷(√3×200V)で約144A(三相3線式の例) | kWのままでは電流は出ない。先にkVAへ |
| STEP 3 許容電流は発熱の限界 | 導体の発熱と放熱がつり合う温度が、絶縁体の限界に達する電流 | 少し超えてもすぐには壊れない。数年後に地絡する |
| STEP 4 布設条件で下がる | 周囲温度が高い・多条布設・電線管に入れるたびに許容電流が下がる | ここで決まるのは仮決め。電圧降下で検証して確定 |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル③ 幹線サイズの選定 →
96 電圧降下の検証
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 なぜ電圧が下がるのか | 盤の出口の100Vが、長い電線の先で97Vまで下がる | 降下 ≒ 電流 × こう長 ÷ 断面積 |
| STEP 2 許容範囲はこう長で変わる | 〜60m・〜120m・〜200m・200m超と、長いほど許される降下が大きくなる | %は供給形態で違う。内線規程の該当条項で確認 |
| STEP 3 こう長は直線距離ではない | 受電からEPSへ水平、立ち上がり、梁の迂回を経て3F盤へ入る実際のルート | こう長は図面で決まる。EPSと盤の位置が効く |
| STEP 4 足りないときの打ち手 | まずルートを疑い、次に太くする・系統を分ける・電圧を上げるの3つ | 許容電流と電圧降下の両方で確定。「わずかだから」で通さない |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル④ 電圧降下の検証 →
97 保護と幹線分岐
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 保護装置の3つの役割 | 過負荷は時間をかけて切り、短絡は瞬時に切り、事故を1か所に留める | 守るのは電線、切るのは事故だけ |
| STEP 2 定格は刻みから選ぶ | IB=68Aなら、その上の刻みの75Aを選び、ケーブルが受けきれるかを確かめる | 大きくして落ちないのは、守られていない状態 |
| STEP 3 保護協調 | 分岐で事故が起きたとき、分岐だけが切れる例と、主幹まで切れて全部止まる例 | 上流ほど「遅く・大きく」 |
| STEP 4 幹線分岐の距離ルール | 3m以内は条件なし、8m以内は35%以上、距離の制限なしは55%以上(分岐の許容電流) | 分岐が細いほど保護装置は近くに。条件は原典で確認 |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル⑤ 保護と幹線分岐 →
98 分電盤へ落とす
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 分電盤の構成 | 主幹の下に分岐を用途がわかる順に並べ、予備をあけておく | 盤の空きは、10年後の誰かに渡す余白 |
| STEP 2 漏電遮断器は人を守る | 機器の漏電が人体を通って大地へ流れ、ELCBが検知して切る。誤動作の原因は3つ | 感度を鈍らせたり外したりせず、原因を切り分ける |
| STEP 3 感震ブレーカーと動力盤の主幹 | 揺れで電気を止めて通電火災を防ぐ。主幹があれば盤の中で電源を切れる | 切れて困る設備は同じ盤に入れない |
| STEP 4 幹線系統図 | 受電から各盤まで樹形に描き、1本ごとにサイズ・条数・こう長を書き添える | 盤は「設備の目次」。書いた人がいなくても読める |
この図を使った解説記事幹線設備の設計マニュアル⑥ 分電盤へ落とす →
154 分岐幹線の遮断器と3m・8m
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 原則は付ける | 太い幹線の遮断器は自分の定格までは動かないので、細い幹線を守れない。分岐側にも遮断器を施設する | 根拠は電技解釈148条1項4号(内線規程では1360節) |
| STEP 2 省略できる4つの条件 | イ:許容電流55%以上(長さ自由)/ロ:8m以下かつ35%以上/ハ:3m以下/ニ:電源が太陽電池のみ | どれか1つでよい。ハには「負荷側に他の幹線を接続しない」という但し書きが付く |
| STEP 3 何と比べるか | 相手は直近上位の遮断器の定格(主幹とは限らない)。比べるのは分岐幹線の許容電流IWで、負荷電流ではない | 上位225Aなら55%で123.75A、35%で78.75A以上。負荷が小さくても電線は太くなる |
| STEP 4 148条と149条 | 148条(分岐幹線)は遮断器を省略できるか、149条(分岐回路)は遮断器をどこに置けるか | 数字が同じでも別の話。省略すると電線が太くなり、上位で切れ、切り離せない |
この図を使った解説記事幹線分岐の計算方法|遮断器を省略できる3m・8mの条件と電線サイズ →
155 許容電流によるケーブルサイズ
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 何と何を比べるか | 負荷から出す必要な電流IWと、表の値に補正をかけた流せる電流を比べる | 許容電流は絶縁体の最高許容温度(IV・VV60℃、HIV75℃、CV・CVT90℃)で決まる。サイズは許容電流・電圧降下・分岐の3項目の最大 |
| STEP 2 IMとIHの場合分け | IM(電動機など)≦ IH ならIM+IH。IM>IHのときだけ、IM50A以下で1.25IM+IH、50A超で1.1IM+IH | 割り増しはIMだけ。IMのアンペアは内線規程の規約電流から引く |
| STEP 3 50Aをまたぐとき | IH=20Aに固定すると、IM50Aで82.5A、51Aで76.1Aと必要なIWが下がる | 50〜57A付近は1.25倍で計算した値も出して、大きいほうを採る |
| STEP 4 表の補正と遮断器 | 表の値に電流減少係数(同一管内3本以下で0.70)と周囲温度の補正(絶縁電線30℃・CV気中40℃基準)をかける | 補正後の値がIW以上か確かめ、最後に過電流遮断器の定格と整合させる(148条1項5号) |
この図を使った解説記事幹線設備の設計|許容電流によるケーブルサイズ選定方法 →
187 第2種電工の計算 ― 配電理論
| ステップ | アニメで見るところ | ここを押さえる |
|---|---|---|
| STEP 1 電圧降下 | 単相2線式 2Ir、単相3線式(平衡)Ir、三相3線式 √3Ir。r は電線1本の抵抗 | 例:r=0.1Ω・10A の単相2線 → e=2×10×0.1=2V、104V が 102V に |
| STEP 2 単相3線式 | 中性線には上下の電流の差が流れる(15A と 10A なら 5A)。平衡させるほど小さい | 中性線が切れると小さい負荷に高い電圧(500W側 約133V)。中性線にヒューズは入れず、3極同時に開閉する |
| STEP 3 許容電流 | がいし引きの値 1.6mm 27A・2.0mm 35A・2.6mm 48A に、3本以下0.70・4本0.63・5〜6本0.56 を掛ける | 例:2.0mm の IV線を管に4本 → 35×0.63=22.05 → 22A(7捨8入) |
| STEP 4 幹線と分岐回路 | IM≦50A なら Iw ≧ 1.25IM+IH(50A超は1.1)。例:40A と 20A → 70A | 遮断器は 3IM+IH かつ 2.5Iw 以下(140A)。分岐は 20A→1.6mm・30A→2.6mmでコンセント20〜30A |
この図を使った解説記事第2種電気工事士|配電理論(電圧降下・電力損失・単相3線式の中性線断線)の計算を図解で解説 →
