ケーブルの短絡保護

質問

たとえば変圧器２次側付近の短絡電流が50KAとした場合、遮断器（MCCB)はフレームの種類で選定できますが、実際に短絡が起き50KAが流れた場合、変圧器に近い（30ｍ）細いケーブル3.5ｓｑは確実に保護できますか。MCCBが瞬時に作動すれば問題ないのでしょうか。ご教授ください。

回答No.6

fuefuki-douji

しつこくＮＯ．１です。
書き忘れましたので補足します。
EleMechさんはＭＣＣＢの定格電流（Ａ）について話されていますが、質問者の50ｋＡはＭＣＣＢの定格遮断容量（ｋＡ）を指します。
定格遮断容量とはＭＣＣＢが破損や焼損などせずに遮断できる最大電流を言います。
したがって、ＭＣＣＢの定格遮断容量は、回路の推定短絡電流（この場合は変圧器二次側直近の短絡電流）を上回る必要があります。
ＭＣＣＢのカタログには定格遮断容量としてＩＣＵとＩＣＳの二つの値が載っていますが、ＭＣＣＢの場合はＩＣＵで検討します。

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。

回答No.5

fuefuki-douji

ＮＯ.１です。
修正します。
三菱あたりで、125ＡＦ、30ＡＴ、50ｋＡのものがあるようです。
ただし、fujiyama32さんが指摘していますが、ＭＣＣＢの通過電流＾２×時間と通過最大電流とから、そのＭＣＣＢが短絡の際に保護できる最小電線サイズが定まります。
三菱の資料では、ＡＣ230Ｖで5.5ｓｑが最小サイズになっています。
したがって、50ｋＡの短絡電流ではＭＣＣＢは3.5ｓｑのケーブルを保護できないことになります。
いまひとつ、低圧用の限流ヒューズを使う方法がありますが、手元資料が無いためあしからず・・・。
なお蛇足ですが、三相変圧器（二次側200Ｖ）で二次側付近の短絡電流が50ｋＡ前後になるのは、変圧器容量が750ｋＶＡ以上の場合です。

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。

回答No.4

EleMech

過電流遮断機は、動作時間を法律により定められているので、その時間内で動作すれば良い事になっています。
その為、ある一定時間は最低でも電流が流れており、その電流が起こす温度に電線が耐える必要があります。
この質問は、内線規程の接地線の選定方法と同様に考えられると思います。

資料１－３－６と１－３－７に、過電流や地絡電流に対しての考え方が記載されています。
これによると、ビニル電線の許容温度は過負荷時で１００℃、短絡時で１５０℃として考える事ができると、実験で判明しているそうです。
その為、室温を３０℃すると、そこからの電線の温度上昇を１２０℃までとして計算できます。
これより求められる公式は、
　θ = 0.008・(Ig / A)^2・t
　　（θ：温度上昇、　A：電線スケア、　In：定格電流、　t：遮断機動作時間）
で、これに当てはめると、
　A = √(0.0008・Ig^2 / 120)
　　= √(0.0008・(50・10^3)^2 / 120)
　　= 129.1 (sq)
となり、3.5sqは現実離れした太さである事が分かります。
しかもこれは接地線としての役目だけなので、たった0.1秒間に耐えられる太さとなっており、定格電流を流せるものではありません。

ちなみに遮断機の動作電流は、定格電流の２０倍と考える事ができるそうで、
　In = Ig / 20
　　= 50 ・10^3 /20
　　= 2500 (A)
となり、地絡電流から単純に算出した使用できる電線は、２５００Ａを流せるものとなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。

回答No.3

fujiyama32

配線用遮断器には種類(シリーズ)があります。
この種類の中に短絡電流を"限流"して遮断する機能を持った
高性能型配線用遮断器があります。

この限流型タイプの遮断器ですと短絡電流のピーク電流(波高値)
を抑制しながら遮断する方式となっているため、通過する短絡電流
の熱的エネルギー(∫i^2×t)が、通常の配線用遮断器よりかなり
小さくなるため短絡電流の大きさから電線を選定する場合、電線
サイズをより小さくすることができます。

一般的には30AFまたは50AF(フレーム)より各メーカが製作し、
カタログ等に記載していますが、短絡電流が50kAの場合ですと、
配線サイズが3.5sqでは保護できない可能性があります。
多分、5.5sq以上の配線サイズになると思います。

配線用遮断器の各メーカにて短絡電流の遮断試験を行い、上記の
熱的エネルギーのデータを取得し、このデータから保護可能の
電線サイズの資料を作成しています。
より正確に選定したい場合は、採用予定のメーカに相談すること
をお勧めします。

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。

回答No.2

sentakuya

ケーブルの選定にも「定格電流」「短絡電流」「電圧降下」のいずれかで決まるサイズの一番大きいものを選定しますので３．５ｓｑは一般的には選定ミスです。

http://www.furukawa.co.jp/tukuru/pdf/densetu/pdf/furoku/8_3.pdf

よって主幹ＭＣＣＢ⇒分岐１／ＭＣＣＢ⇒・・・⇒分岐Ｎ／ＭＣＣＢと連ねて３．５ｓｑが保護できる汎用の分岐ＭＣＣＢを設けることが通常です。

＜ＰＳ＞
質問の５０ＫＡと３．５ｓｑのギャップがあまりにも大きいので総論でのアドバイスになります(orz)

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。

回答No.1

fuefuki-douji

例えば、ＣＶ3.5ｓｑ－３ｃを使用した場合は、周囲温度40℃の時の許容電流は33Ａです。
普通はＭＣＣＢは30ＡＴのものを使用すると思いますが、遮断容量が50ｋＡのものは400ＡＦ程度のものになります。
400ＡＦで30ＡＴのＭＣＣＢは、一般には販売（製作）されていないと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。よく理解できました。