一般的なワイヤの安全電流と負荷計算の基礎

電力網や配電システムでは、線は網を織り合わせる複雑な糸として機能します。ワイヤーにより回路接続と電源供給が容易になります。基本的な概念から説明すると、「電線」とは電気エネルギーを伝達する導体を指します。私たちが一般的に使用するワイヤは絶縁導体です。ただし、屋外の高地および高電圧ケーブルは通常、裸導体であり、特定のシナリオで使用される電磁線などの特別なタイプがあります。

さまざまなシナリオに対応したワイヤ仕様

電線導体は抵抗性能と材質に基づいてアルミニウム、合金、銅などに分類されますが、銅が最も一般的です。同時に、形状と用途に基づいて、単線、より線、ツイストペア、編組ケーブル、バスバーなどの形状に分類されます。

この記事では、一般的なワイヤの種類、安全な電流の計算、負荷容量の 3 つの側面をカバーする詳細な分析を提供し、日常のワイヤ選択の参考と支援を提供することを目的としています。

I. 線種と一般的な電線の種類

動作環境と負荷に応じて、回線は次の 3 つのカテゴリに分類されます。

• カテゴリ 1: サービスライン。家庭用または一般の商用/産業用電力を指します。導体断面積 (CSA) は通常、16 mm²未満。

• カテゴリ 2: 配電線。これらの送電線は、変電所の 10kV から 380V に電圧を降圧し、低圧ユーザーの主配電盤につながります。このセクションの導体 CSA の範囲は通常、次のとおりです。16 mm² ～ 240 mm²。

• カテゴリ 3: 伝送線路。これらの送電線は、グリッド リソースの割り当てのために発電所 (昇圧後) から高電圧開閉所に電力を伝送します。都市部では地下ケーブルダクトが好まれますが、村や町では架空線が使用されます。導体 CSA の範囲は次のとおりです。120 mm² ～ 300 mm²。

一般的に使用されるワイヤ仕様は次のとおりです。1 mm2、2.5 mm2、4 mm2、6 mm2、10 mm2、16 mm2。隠蔽配線では通常、PVC 被覆銅線が使用されますが、屋外露出設置では安全保護要件を満たすために絶縁被覆ケーブルが使用されることがよくあります。

（画像キャプション：シースケーブルの5つの仕様）

II.一般的なワイヤの安全な電流と負荷の計算

(A) 安全な電流計算のルール

安全な通電容量 (アンパシティ) は、通常の条件下でラインが耐えることができる最大負荷電流を指します。電気工学の教科書では伝統的に、安全な電流を推定するための次の記憶法を教えています。

1. 「10未満は5倍」(10 mm² 未満のサイズの場合は、5 を掛けます)。

2. 「100を超えたら2倍する」(100 mm² を超えるサイズの場合は、2 を掛けます)。

3. 「25と35、境界は4と3」(25 mm² に 4 を掛け、35 mm² に 3 を掛けます)。

4. 「70と95、2回半」(70 mm² および 95 mm² の場合は、2.5 倍します)。

5. 「導管と温度、80% または 90%」(環境への影響を考慮: 電線管の設置には 80% の割引を適用します。周囲温度が標準の 20°C を超える場合は 90% の割引を適用します)。

6. 「銅のアップグレード計算」(このニーモニックはアルミニウム線用です。銅線を計算する場合は、同等のアルミニウム サイズに基づいて 1 レベルアップグレードします。たとえば、2.5 mm² 銅の場合は、4 mm² アルミニウムとして扱います)。

7. 「裸線、半分追加してください」(裸導体の計算された安全電流値に 50% を加算します)。

(画像キャプション: 5 本の単線導体)

(B) ワイヤサイズによる安全電流と負荷の計算

上記のニーモニックから、計算値は断面積、環境、温度に基づいて変化することがわかります。標準の電力対電流比を使用すると、およそ220V で kW あたり 4.5A、 そして380V で 1 kW あたり 2.5A—さまざまなワイヤサイズの220Vでの安全電流と負荷容量を分析します。