JP2003134621A - 加重計算方式電線太さ計算法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】安価に安全に簡単に、合理的、効率的な配線を
考える。 【解決手段】従来行われていた、電圧降下ｅがこう長Ｌ
に比例するとする計算法を、電流Ｉとこう長Ｌの積に比
例するとする、現実的な計算法に改める。計算は内線規
程に準拠し、基準や規程に抵触しない。状況により、一
度の計算で電線を選定する場合と、銅損の軽減を目的と
して調整する場合とが考えられる。一般に、無調整型は
負荷回路、調整型は幹線回路に適しているが、迷う場合
は、目的を明確にすると、判断の指標になる。ループ配
線は１箇所の断線では、断線箇所の結線を外すだけで継
続して安全に使用することができ、銅損が増加したマイ
ナスをとり返す効果がある。負荷が変動する回路、模様
替えの多い工場などに有効で、回路損失が少なく、電圧
が安定し、故障が減り、保守費も減る、新しい配線法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電線太さ計算法に
属する。

【０００２】

【従来の技術】電圧降下ｅ（注．回路の電圧Ｅと区別す
る）（単位ボルト 記号［Ｖ］）は、電流Ｉ（単位アン
ペア 記号［Ａ］）と導体の抵抗ｒ（注．負荷の抵抗Ｒ
と区別する）（単位オーム 記号［Ω］）の積に比例
し、電線のこう長が増えても、電流が増えても、電圧降
下ｅは大きくなる。現場では、導体の太さＡ（単位平方
ミリメートル）は、電圧降下ｅを電線のこう長に比例す
るとして計算され、色々な不都合が発生している。

【０００３】電圧降下ｅをこう長に比例するとし、それ
ぞれの回路のｅをこう長で按分比例して計算する現行方
式は、ｅをこう長と電流の積に比例するとし、それぞれ
の回路のｅをこう長と電流の積で按分比例して計算する
本発明方式に比べ、分母の値が始め小さく、後で段段大
きくなり、結果的に電線の太さＡは始め大きく、後で段
段小さくなり、太い電線から細い電線まで、電線の種類
が多く、在庫管理が面倒な上、作業に必要な工具も多く
なる。細い電線も多いのに、一般に、電線の太さＡとこ
う長Ｌの積で表す銅量が多くなり、材料費が嵩み、手間
がかかる。

【０００４】図１ 回路電圧２００ボルトの照明設備負
荷回路の電線太さ計算を表４〜表９に示す。（回路６〜
１０の計算は、回路５〜１と重複するので省く。）２０
０ボルト単相２線式で、電圧降下ｅを2％（４ボルト）
とした。参照 内線規程（電気協会が.電灯、電動機、
加熱装置などの電気機械器具の施設及び使用に関して制
定した規程）２０００年版 ７５５頁 電圧降下計算
式、同３３頁 １３１０−１表 電圧降下率、同５７頁
１３４０−２ 許容電流電線太さ計算に際し、式に従
って計算した後、次の要領で補正が必要である。 電圧降下式を満足するため、計算値と同等以上の電
線を使うこと。 の条件を満たした上、許容電流の条件を満足する
こと。 幹線では主開閉器の容量に対し、分岐回路の幹線の
容量が次の条件を満足しない場合、細い分岐幹線を保護
するため、過電流遮断器を設置すること。 １）分岐回路の幹線の容量が５５％以上である。 ２）分岐回路の幹線のこう長が８メートル以下で容量が
３５％以上ある。 ３）分岐回路の幹線のこう長が３メートル以下で断面積
が２平方ミリメートル以上ある。 図１の照明設備の負荷回路では、表９のように４種類の
電線を搬入し、電線と工具を使い分けてミスしないよう
に施工しなければならず、結構大変である。

【０００５】図２ 集合住宅の照明設備幹線の断面積計
算について表１０〜１５に示す。電線が過大となるため
２系統で引込み、電流１８６アンペアに対し、過電流遮
断器を３極２００アンペアとした。幹線は４系統に分
け、電流１２５アンペアに対し、過電流遮断器３極１２
５アンペアをそれぞれ設置した。１００ボルト単相３線
式回路で、ｅを２％（２ボルト）とし、こう長Ｌに按分
比例して電線太さＡを計算し、２ボルトとその電線の電
圧降下の差を最高許容電圧降下とする計算をくり返し
て、e1を２ボルト以下とした。

【０００６】これは表に示すように、本発明方式は在来
方式に比べ、低い数値を出しながら将来の負荷増設を見
込んで大きなサイズに訂正し、特長が発揮できなかった
珍しい例である。それでも本方式では銅量が、在来方式
より多くなることはない。各戸分電盤の間に設けた電送
函には、主開閉器の容量、距離、分岐回路の電線太さ等
の条件から、分岐幹線保護用の過電流遮断器を必要とす
ることが多いが、本例では条件が折り合って、在来方式
でも、その必要はなかった。

【０００７】表１６と表１７に、図３の、動力設備幹線
回路の電線断面積計算比較を示す。表１６では電圧降下
ｅをこう長Ｌで按分比例して断面積Ａを算出し、表１７
ではＰ−１〜Ｐ−２以降、補正をくり返して電線の種類
が多くなり、Ｐ−４では、幹線系統の電線を保護するた
め、過電流遮断器の設置が必要となった。（※印）補正
計算で多少銅量は減ったが、過電流遮断器設置で逆に工
事費が嵩んだ。

【０００８】従来電気需要家におけるループ配線例はな
い。参考までに、図４ 負荷中心に電源部があり、左右
対象的な幹線における電線太さの計算を表１８に示し
た。

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態として、図
１、２、３、５、６及び、表４〜１４、１６、１７、１
９、２０の、本発明方式のデータに基づいて説明する。

【０００９】負荷回路における加重計算方式電線太さ計
算法 図1 ２００Ｖ単相２線式の照明設備の負荷回路 表４〜９は、回路１〜５の電線の太さが回路毎に同じ
で、種類が少なく、電線の断面積Ａとこう長Ｌの積で現
す銅損が、回路２、３以外及び全体で少なく、効率的で
あることを示す。照明設備の負荷回路では、作業性から
考えて、回路毎に同じ太さの電線を使うことが望まし
い。

【００１０】以下に示すとおり、従来の方式に比べ、作
業性は著しく改善された。 貫通する電線管が細く、配管及び分電盤の孔あけ作
業が楽になった。 資材の種類が少なく、材料手配、搬入、在庫管理等
が楽になった。 電線の長さは、負荷両端の長さに継代を加えれば足
り、電線屑が減少した。 回路毎の工具が一種類で足り、作業が楽で、施工ミ
スのおそれが減少した。 幹線では、分岐回路の電線が太いので、過電流遮断
器設置は必要ない。

【００１１】加重計算方式による電線太さ計算の特長
は、電線の太さが在来方式に比べて、同じか又は細くな
ることである。幹線回路は負荷回路と違い、接続箇所が
少なく、施工ミスのおそれも低い。在来方式と同じ数値
となった場合、回路全体を同じ太さで配線すれば銅量が
増すので、調整が必要な場合もある。図２ 集合住宅照
明設備幹線回路の計算結果、表１０〜１４は、数度の計
算で電線の太さを調整した時のデータである。先ず、電
圧降下ｅを電流Ｉとこう長Ｌの積で按分比例して、最初
の電線を選定する。次に、最大許容電圧降下と最初の電
線の電圧降下との差を２回目の最大許容電圧降下とし
て、同じ要領で次の回路の電線太さを選定する。以降、
同様の作業をくり返して、やはり電線が細く、銅量も少
なくなった。これは、電線の接続が少なく、施工ミスの
心配も少ない幹線回路で、銅損を減らす目的で、電圧降
下ｅをこう長Ｌに比例するとする在来工法と、電流Ｉと
こう長Ｌの積に比例するとする本発明方式で、調整して
比較したデータである。表１４に示すとおり、在来方式
に比べ、銅量が同じか又は、少なくなった。

【００１２】図３ 動力設備幹線回路について、表１６
は調整前、表１７は調整を示す。どちらの方式を評価す
るかは、見る人の主観によっても異なる。

【００１３】図５は、２００ボルト３相回路におけるル
ープ配線で、照明用分電盤Ｌ−0'とＬ−6'間が断線して
いる状態を示す。計算値は表１６のとおり。ループ回路
で施工したため、１区間断線しても電流はＬ−0'〜Ｌ−
1'〜Ｌ−2'〜Ｌ−3'〜Ｌ−4'〜Ｌ−5'〜Ｌ−6'と流れ、
継続して使用することができる。漏電を防ぐため、Ｌ−
0'とＬ−6'間の結線を外せば、修理が終わるまで、自動
的、継続的に、制約なしに施設を使用することができ
る。

【００１４】こう長２１０メートルは２００メートルを
超え、負荷６０キロボルトアンペアは５０キロボルトア
ンペアを超えるため、許容電圧降下ｅは、電気使用場所
内に設けた変圧器から供給する場合７％（幹線５％）以
下を適用し、３相２００ボルトで電圧降下ｅを１０ボル
トとした。電線の断面積１００平方ミリメートルの許容
電流２０８アンペアは最大負荷１９８アンペアを超え、
電圧降下ｅは６．５７ボルトで、条件的に問題ない。こ
のことは、最大負荷の許容電流を満足する電線を延長す
れば、特に電圧降下の計算はしなくても問題はないだろ
うと類推させ、試算はそれを裏付けた。

【００１５】図６はループ配線の正常な状態で、表２０
はその時の電圧降下を示す。各分電盤の負荷が増減すれ
ば、負荷の場所や大小に応じ、センサーを付けず、電圧
の高い方から低い方に流れる電気の性質から、右回り、
左回りと自動的に回路を選択して電流が流れ、電圧を安
定し、機器を痛めず、故障を減らす。１０年間無故障と
いうナイター施設があり、記録更新中である。

【００１６】

【発明の効果】設計から施工まで、過程が単純で、資源
を節約し、作業が楽で、故障が減り、保守・管理が楽と
いう、うまい話を実証した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】

【表５】

【００２２】

【表６】

【００２３】

【表７】

【００２４】

【表８】

【００２５】

【表９】

【００２６】

【表１０】

【００２７】

【表１１】

【００２８】

【表１２】

【００２９】

【表１３】

【００３０】

【表１４】

【００３１】

【表１５】

【００３２】

【表１６】

【００３３】

【表１７】

【００３４】

【表１８】

【００３５】

【表１９】

【００３６】

【表２０】

【図面の簡単な説明】

【図１】 ２００ボルト単相２線式照明設備負荷回路

【図２】 集合住宅の照明設備幹線回路

【図３】 ３相２００ボルト動力設備幹線回路

【図４】 電源部が中央に位置する照明設備幹線回路

【図５】 ループ配線が１線断線した時の電圧降下計算

【図６】 電源部が中央に位置するループ状の幹線回路

【符号の説明】

１ 照明用分電盤 ２ 照明器具 ３ 電流Ｉ ４ こう長Ｌ ５ 回路番号 ６ 引込幹線 ７ 各戸照明用分電盤 ８ 電送函 ９ 戸別幹線 １０ 引込盤 １１ 動力用分電盤 １２ 動力用操作盤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷回路における加重計算方式電線太さ計
   算法
2. 【請求項２】幹線回路における加重計算方式電線太さ計
   算法
3. 【請求項３】ループ回路における加重計算方式電線太さ
   計算法