必要な電線の截面積をどのように計算するか？

リリース時間: Aug 30,2024

まず総電力から、この線路の電流を算出する
1.負荷タイプと電力の決定：
まず、電線線路が接続する負荷のタイプ、例えば抵抗性負荷、誘導性負荷、容量性負荷またはそれらの組み合わせ、および各負荷の定格電力を明確にする必要がある。負荷の電力は通常ワットW単位である。
2.総電力を計算する：
回線に複数の負荷が接続されている場合は、全負荷の電力を加算して総電力を得る必要があります。これは、回線が提供する必要がある総エネルギーです。
3.確定電圧：
負荷の定格電圧が電流の計算に重要であることを知っている。ほとんどの交流AC電力システムでは、電圧は、地理的位置および電力網規格に応じて、220 V、230 V、240 V、400 V以上のような既知である。
4.Ohm法則または電力公式を適用する：
直流DC回路では、負荷が単純な抵抗性デバイスでない限り、オーミック法則I＝V／Rを直接使用して電流を計算することができますが、一般的には抵抗Rの正確な値はわかりません。
交流回路と未知の抵抗の負荷の場合、より一般的に使用されるのは、P＝IVであり、Pは電力、Iは電流、Vは電圧である。この式から電流Iを解き、

総電力が複数の負荷電力の合計である場合、この式は適用されます。
力率を考慮する：
感電性または容量性負荷の場合、力率PFは1未満であり、負荷が供給された電気エネルギーを完全に利用していないことを示している。電流を計算する際には、総電力を力率で除算して「視在電力」を得、電圧で除算して電流を計算する必要がある。すなわち、

ここで、Ptotalは全負荷の総電力である
安全マージンを考慮するには：
実際の用途では、システムの信頼性と安全性を確保するために、計算された電流値に一定の安全マージンを加えることが多い。これは、選択された電線および装置の定格電流が、計算された電流値よりもわずかに高いはずであることを意味する。
関連する基準と仕様を確認するには、次の手順に従います。
最後に、選択した電流値が地域の電気基準と仕様に基づいて要件を満たしているかどうかをチェックします。これらの基準は、最小ワイヤ断面積、最大電流密度などのパラメータを規定している可能性があります。
次に電流値から電線の断面積を算出する
電気工事では、電流の安全な通過を確保するために適切な銅線断面積を選択することが重要です。これは通常、電流の大きさと銅線の負荷能力に基づいている。予想される電流と銅線のキャリア能力に基づいて、必要な銅線断面積を推定することができます。
まず、銅線のキャリア能力とその断面積、絶縁材料、環境温度などの要素が関係していることを理解する必要があります。一般的には、経験式を使用したり、IEC 60228などの関連規格を参照したりして、異なる断面積銅線のキャリア能力を取得することができます。
しかし、ここでは、「経済電流密度」の概念を使用して推定する簡単な方法を提供することができます。経済電流密度は経験値であり、特定の条件下で1平方ミリ銅線断面積当たりに安全に担持できる電流の大きさを表す。この値は用途や環境条件によって変わりますが、通常は2 A/mm²から6 A/mm²の間で使用できます。
予想される電流I単位：アンペアAを既知とし、経済電流密度J単位：アンペア毎平方ミリA/mm²を選択すると、必要な銅線断面積S単位：平方ミリmm²：
S= I / J
例えば、予想される電流が100 Aで、私たちが選択した経済電流密度が4 A/mm²であれば、必要な銅線断面積は：S=100 A/4 A/mm²=25 mm²
これは、100 Aの電流を安全に負荷するために、断面面積が少なくとも25 mm²の銅線を選択しなければならないことを意味しています。
これは推定方法にすぎず、実際の応用においては、銅線の絶縁層、環境温度、敷設方式などの他の要素を考慮する必要があり、これらは銅線の搬送能力に影響を与える可能性があることに注意してください。そのため、具体的な設計を行う際には、関連する電気規格や仕様を参考にすることが望ましい。