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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
抵抗率：１／５８（Ω㎟／ｍ）
導電率：９７％
銅線の温度：２０°C１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
≒０．０３５６３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 ー
３相３線 ３０．８ √３倍
直流２線、１相２線 ３５．６ 2倍今回は、電圧降下計算に利用される簡略計算式の係数『ｋ』の根拠について解説したいと思います。計算式は知っているけど、係数の根拠は知らないといった方や数値についてちょっと気になったといった方は、ぜひ最後までご覧ください。それではよろしくお願いします。
「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。
抵抗率：１／５８（Ω㎟／ｍ）
導電率：９７％
銅線の温度：２０°C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
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
※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
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×Ａ３相３線式の場合
１／５８（抵抗率）×１００／９７（伝導率）×√３
＝０．０３０７８
≒０．０３０８
３相３線式の場合の電圧降下は単相回路の√３倍となる
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
≒１７．８×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。
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倍まとめ
ＰＡＳの選定方法
ＰＡＳの仕様一覧
定格電圧、定格電流
制御装置の電源の取り方（ＶＴ内蔵の要否）
地絡リレーの方向性の要否
ＬＡ内蔵の要否
ケースの選定
設置環境の確認定格電流の選定
負荷電流より算出する方法
受電点の短絡電流により算出する方法負荷電流の求め方
Ｉ＝｛契約電力／（√３×６.６×０.９）｝×１.５［Ａ］
Ｉ：負荷電流
０.９：回路力率
１.５:負荷の変動率等を考慮した安全係数受電点の短絡電流による求め方
８［ｋA］未満の場合 ＝２００［A］
８以上１２．５［ｋA］以下の場合 ＝３００［A］今回は、ＰＡＳの規格における定格電圧と定格電流の選定方法について解説しました。
定格電圧は、６．６［ｋＶ］の場合、７．２［ｋＶ］と固定ですが、
定格電流は負荷容量若しくは短絡電流値により変動するので選定には注意が必要です。
ＰＡＳ選定の際は、特に定格電流に注意し選定を行うようにしましょう。
ＰＡＳ及び関連機器の選定
ＰＡＳには定格電流やＬＡ・ＶＴなどといった関連機器の仕様を選定する必要があります。各項目には選定の基準があり設置条件によって内容が異なってきます。選定方法をよく理解し設置状況にそぐわない仕様のものを選定しないよう注意しましょう。ＰＡＳの仕様
定格電圧、定格電流
制御装置の電源の取り方（ＶＴ内蔵の要否）
地絡リレーの方向性の要否
ＬＡ内蔵の要否
ケースの選定
設置環境の確認ＰＡＳの定格電圧
６．６［ｋV］×１．２／１．１＝７．２［ｋＶ］
※定格電圧の標準値は、常時の系統電圧の変動を考慮し、公称電圧の１.２／１.１倍としている。ＰＡＳ（気中負荷開閉器）の用途
ＰＡＳの主な用途は、設置されている需要家側での電気事故が発生した際の波及事故を防ぐ役割があります。
ＰＡＳとキュービクル間を接続する高圧ケーブルの地絡・短絡事故はキュービクル側での保護ができないためＰＡＳを設置しＳＯＧから信号を受けて回路を遮断します。
このため電力会社との責任分界点となる場合が多いです。今回は、ＰＡＳの選定方法について解説したいと思います。電気設備工事においてＰＡＳの設置を行うことがあるかと思います。設計図にＰＡＳの仕様が記載されているけど、どういった基準で選定しているの？改修工事の際に、ＰＡＳの仕様を変更する必要はない？といった疑問について解説しています。
定格電流の選定
負荷電流より算出する方法
受電点の短絡電流により算出する方法
ＰＡＳの定格電流は、次の２つの項目より選定する必要が各々の計算結果の電流値が大きいほうに合わせてＰＡＳの定格電流を選定します。負荷電流の計算方法
申請建物全体の負荷電流値を算出し負荷電流以上の定格電流値の容量を選定しましょう。
Ｉ＝｛契約電力／（√３×６.６×０.９）｝×１.５［Ａ］
Ｉ：負荷電流
０.９：回路力率
１.５:負荷の変動率等を考慮した安全係数定格電流の計算例
契約容量５００［ｋＶＡ］の場合・・・
Ｉ＝｛５００／（√３×６．６×０．９）｝×１．５
＝（５００／１０．２８８４）×１．５
＝７２．９［Ａ］受電点の短絡電流による算出
受電点の短絡電流は、短絡容量から求める必要があるのですが、受電点の短絡容量は管轄の電力会社に問い合わせる必要があります。
短絡電流毎の定格電流
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
受電点の短絡電流［ｋＡ］（ＭＶＡ） ＰＡＳ定格電流［Ａ］
８未満（１００） ２００
８以上１２.５以下（１６０） ３００、４００
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
受電点短絡容量を管轄の電力会社問い合わせて確認しましょう。受電点の短絡電流による定格電流の求め方
受電点の短絡電流が
８［ｋA］未満の場合 ＝２００［A］
８以上１２．５［ｋA］以下の場合 ＝３００［A］
仮に受電点の短絡電流値が９．０［ｋA］の場合８以上１２．５［ｋA］以下の範囲に該当するため３００［A］を選定します。上記２つの項目から値の大きいほうをＰＡＳの定格電流として選定します
７２．９［A］＝２００［A］
９．０［ｋA］＝３００［A］
のため、②の短絡容量より選定した３００［Ａ］を定格電流となります。まとめ
高圧ケーブルの選定方法
選定条件
短時間許容電流
最大負荷電流の２項目ありそれぞれ選定したうちの大きいほうのサイズにて決定します。
ケーブルサイズ毎の短時間許容電流
６ｋＶＣＶ－Ｔ ３８ｓｑ＝１１．３［ｋＡ］
６ｋＶＣＶ－Ｔ ６０ｓｑ＝１６．３［ｋＡ］ケーブルサイズ毎の短時間許容電流は上記値となり受電点の短絡電流が１１．３［ｋＡ］を超えれば６０ｓｑとなります。受電点の短絡容量は、管轄の電力会社に問い合わせる必要がありますので、引込点に近接する電柱番号を控えておくようにしましょう。
最大負荷電流の求め方
新築建物の契約容量により算出する
受変電設備の変圧器容量より算出する変圧器容量による最大負荷電流の求め方
単相変圧器一次電流＝変圧器容量÷6.6kV
三相変圧器一次電流＝変圧器容量÷√3×6.6kV契約容量は設計段階で決まっていないことが多いため受変電設備の変圧器容量により求める場合が多くなります。選定の際は各変圧器容量より電流値を求め最大負荷電流値を算出しケーブルサイズを決定するようにしましょう。
最大負荷電流による選定
次に最大負荷電流値による選定方法について解説したいと思います。
短時間許容電流による選定は外部要因『短絡容量』によるケーブルサイズの選定ですが、最大負荷電流による選定は、内部要因『受変電設備』の負荷容量より決定されます。
高圧ケーブルのサイズ選定を行う際は、この両方の結果を満足する必要があります。
最大負荷電流値の計算
最大負荷電流は新築建物の実際の最大負荷電流値は”契約容量”により算出を行います。
しかしケーブル選定の段階では契約容量が決まっていない場合が多いので、需要家の受変電設備容量より最大電流値の算出を行います。契約容量が未確定の場合
受変電設備の変圧器容量は、実際に使用する建物の負荷容量よりも大きくなるように計画しますので、変圧器容量により求めた負荷電流値が需要家の最大負荷電流値と考え最大負荷電流値を満足できる高圧ケーブルを選定すればよいです。変圧器容量による負荷電流値の計算方法
建物の最大負荷電流はトランス容量によって選定することができます。各トランスごとの電流値を計算し合計したものが建物の最大負荷電流値になります。
単相変圧器一次電流＝変圧器容量÷6.6kV
三相変圧器一次電流＝変圧器容量÷√3×6.6kV計算例
単相変圧器 ３００ＫＶＡ×２台
三相変圧器 ２００ｋＶＡ×３台単相変圧器の電流値を算出
単相トランス300KVA÷6.6kV＝45.5A
単相トランス300KVA÷6.6kV＝45.5A三相変圧器の電流値を算出
３相トランス200KVA÷（√3×6.6kV）＝17.5A
３相トランス200KVA÷（√3×6.6kV）＝17.5A
３相トランス200KVA÷（√3×6.6kV）＝17.5A合計すると・・・
最大負荷電流値＝４５．５＋４５．５＋１７．５＋１７．５＋１７．５＝１２６Ａ
各トランス容量から一次側電流値を計算し合計値を建物の最大負荷電流値と仮定します。６.６ｋV ＣＶＴケーブルの許容電流
６６００Ⅴ ＣＶＴケーブルの許容電流 周囲温度４０℃
ケーブルサイズ 電流値
２２ ｓｑ １２０ Ａ
３８ ｓｑ １７０ Ａ
６０ ｓｑ ２２５ Ａ
１００ ｓｑ ３１０ Ａ
１５０ ｓｑ ４０５ Ａ
２００ ｓｑ ４８５ Ａ
２５０ ｓｑ ５６０ Ａ
３２５ ｓｑ ６６０ Ａ
４００ ｓｑ ７５０ Ａ
５００ ｓｑ ８５５ Ａ
６００ ｓｑ ９５０ A空中暗渠周囲温度２５°Cの場合、最大負荷電流値【１２６Ａ】を超える許容電流を持つケーブルサイズは【ＣＶＴ３８ｓｑ（１７０Ａ）】となります。
受電点の短絡容量の確認
次に短絡電流を求めるために受電点の短絡容量を確認する必要があります。
電柱引込点の最寄りの電柱等に記載されている電柱番号を管轄の電力会社に問い合わせ短絡容量の確認を行いましょう。電柱番号の見分け方については各電力会社のホームページに記載されています。
電柱番号の確認電柱
⇓
管轄の電力会社に問い合わせ
（短絡容量の聞き取り）
Eメール
⇓
短絡容量により短絡電流の算出〇施工時のトラブルとならないよう引込柱の情報を記載しておくようにしましょう。
〇〇電力柱
電柱番号
短絡容量
B種接抵抗値〇短絡電流の計算式
Ｉ[ｋＡ]＝短絡容量[ＭＶＡ]／６．６[ｋＶ]×√３
短絡容量が７４ＭＶＡの場合（電力会社に確認した値）
Ｉ＝７４[ＭＶＡ]／６．６[ｋＶ]×√３（１０．３９）
＝７．１２[ｋＡ]
☆ポイント
１１．３[ｋＡ]（６．６ｋV CVT３８ｓｑの短時間許容電流）＞７．１２[ｋＡ]短時間許容電流による選定
短絡・地絡事故などで瞬時(長くても1～2秒程度)に大電流が流れる場合は、発生した熱量は全て導体の温度上昇にのみ費やされると考えることができます。電線・ケーブルの短絡時または地絡時の許容電流は、絶縁体の種類に応じて、簡略計算式を用いることが可能です。この短絡または地絡時の許容電流値が短時間許容電流になります。
短絡時許容電流の計算式
Ａ＝Ｉ√ｔ／１３４
Ａ：導体交渉断面積
Ｉ：受電点の短絡電流
ｔ：短絡電流通電時間（秒）
※変電所の過電流継電器の動作時間：０．２秒導体：銅 短絡前導体温度：９０℃ 短絡時導体温度：２３０℃の場合
CVT３８㎟の短時間許容電流は…
３８[㎣]＝Ｉ√０．２／１３４（０．００３３３７）
Ｉ＝３８°／０．００３３３７＝１１．３[ｋＡ]６ｋＶＣＶ－Ｔ ３８ｓｑ＝１１．３［ｋＡ］
CVT６０㎟の短時間許容電流は…
６０[㎣] Ｉ√０．２／１３４（０．００３３３７）
Ｉ＝６０°／０．００３３３７＝１６．２[ｋＡ]６ｋＶＣＶ－Ｔ ６０ｓｑ＝１６．３［ｋＡ］
