単一のサイズ表が存在しない理由
ケーブルサイズ表を検索すると、断面積と電流値を並べた表が見つかります。それらの表は、一つの施工方法、一つの周囲温度、一つの絶縁タイプ、一つのグルーピング配置に対してのみ有効です。どれか一つを変えれば答えは変わります。だからこそ本サイトは電流容量をアンペア数で公表しません。所定サイズの容量はケーブルの施工方法に依存し、IEC 60364-5-52、BS 7671またはNECの適用されるものから、プロジェクトの設計者が適用するものだからです。
バイヤーにできるのは、方法を理解することです。ケーブルサイズの選定は、3つ、ときに4つの結果の最大値です。過熱なしで負荷電流を運べるサイズ、電圧降下を上限内に保てるサイズ、保護装置が遮断するまで短絡に耐えられるサイズ、そして多くの配線規則では、自動遮断のために地絡ループインピーダンスを十分低く保てるサイズ。最大の導体を要求する検証がサイズを決めます。
検証1:電流容量
最初の検証は、導体が絶縁体の最高温度を超えずに設計電流を連続して運べるかです。上限は絶縁体で決まります。XLPEは連続90℃、PVCは70℃の定格で、だからこそ同サイズならXLPEケーブルは通常PVCより多く運べます。この違いはXLPEとPVCの記事で扱います。
施工方法は絶縁体と同じくらい重要です。IEC 60364-5-52は基準施工方法を定義します。断熱壁内の電線管、直接固定、有孔トレイ、空気中、地中埋設などで、それぞれ異なる容量を示します。補正係数は次の要因に適用します。
- 周囲温度: 暑い機械室や日差しの屋上は容量を減らします。
- グルーピング: 同じトレイ・ダクト・溝の複数の負荷回路は互いに熱します。
- 土壌条件: 埋設ケーブルでは土壌の熱抵抗率と埋設深さ。
- 断熱材: 建材の断熱材に囲まれたケーブルは容量の多くを失います。
- 高調波: 4芯ケーブルでは中性線の高調波電流が大きいサイズを要求することがあります。
検証2:電圧降下
あらゆる導体は抵抗を持ち、電流が流れると電圧が失われます。短区間では僅かです。しかし、敷地を横断するフィーダー、野菜畑のポンプ回路、ソーラー発電所のDCストリングとAC集電のような長区間では、電圧降下がサイズを決める検証になり、導体は電流の検証だけが要求するより大きくなります。上限は配線規則またはプロジェクト仕様から来て、通常は回路または設備全体の名目電圧に対する百分率で示されます。
入力は経路長、設計電流、IEC 60228またはデータシートの導体抵抗、大型交流ケーブルではリアクタンスです。電圧降下の記事が、電流容量の数値なしで、抵抗値を使って計算を追います。
検証3:短絡耐量
故障が発生すると、保護装置が開くまで非常に大きな電流が流れます。その数ミリ秒から数秒の間に導体は急速に熱し、絶縁体の短絡温度上限を超えてはなりません。XLPEでは250℃です。断熱検証とも呼ばれるこの検証は、装置が通すエネルギーと導体が吸収できる量を比較し、大型変圧器に近い回路では、特にアース導体とスクリーン導体でサイズを押し上げます。
中圧ケーブルでは、同じ考えがメタリックスクリーンに当てはまります。スクリーンは指定された時間、地絡電流を運ばなければなりません。だからこそ中圧の問い合わせには、相電流だけでなく地絡レベルと継続時間が必要です。中圧電力ケーブルのページに、パートナー工場が供給する銅テープスクリーンの構造を示しています。
バイヤーが集めるべき入力
当デスクはケーブルのサイズ決定を行わず、プロジェクトの設計者の代わりにもなりません。しかし、サイズ決定の入力を伴う見積もり依頼なら、パートナー工場は構造を確認でき、技術者はサイズを速く審査できます。下の表のデータを集めてください。
| 入力 | 左右する検証 | 通常の提供者 |
|---|---|---|
| 設計電流と保護装置 | 電流容量、短絡 | 電気設計者 |
| 施工方法と経路 | 電流容量 | 設計者または請負業者 |
| 周囲または地中温度 | 電流容量 | 現場データ |
| 同一グルーピングの回路数 | 電流容量 | 配置図 |
| 経路長 | 電圧降下、地絡ループ | 配置図 |
| 電圧降下の上限 | 電圧降下 | 配線規則またはプロジェクト仕様 |
| 想定故障電流と遮断時間 | 短絡 | 電力会社または系統検討 |
| 絶縁タイプと導体金属 | すべての検証 | 仕様書 |
方法の作業手順の概要
- 構造を選ぶ: 銅かアルミ、XLPEかPVC、芯数、埋設ならアーマー。
- 基準容量を求める: 施工方法に対する適用される表から。
- 補正係数を適用: 温度、グルーピング、土壌、断熱材を加味し、補正後の容量が設計電流を覆う最小サイズを選びます。
- 電圧降下を検証: 抵抗と長さで。上限を超えればサイズを上げます。
- 短絡と地絡を検証: 必要ならさらに一段上げます。
- 根拠を記録: 各回路を左右した検証を残し、後の代替判断に備えます。
当デスクが審査するBOQでは、3つの誤りが繰り返されます。空気中ケーブルのチャートから写したサイズが、電線管内やグループ埋設のケーブルに使われる。電流で確認されたサイズが、長区間の電圧降下を一度も確認されない。そして、いずれの検証も繰り返さずに、銅の設計がアルミへ、または別の規格へ切り替えられる。いずれも、工場の全試験に合格し得る過小サイズのケーブルを生みます。工場は導体を回路に対してではなく、呼びサイズに対して試験するからです。
最終サイズは発注書の形式記号の一部となり、納品時に導体抵抗試験で検証されます。金属の切替えはすべての段階を変えます。銅とアルミの記事が、アルミが通常大きくなる理由を説明します。方法の全体はケーブルサイズ設計ガイドを、サイズ確定後は経路長とともに見積もりフォームへお送りください。