動力ケーブルの選定方法について教えて下さい。

質問

大きな工場の機械の電源ケーブルの大きさを決める方法を教えて下さい。機械の容量（KVA）が不明の場合機械についている電源入力のブレーカーのアンペア数で決めています。５０AならばCV8-4c　１００AならCV22-4c　１５０AならCV38-4c　近くに動力分電盤があり布設距離５０ｍぐらいなので電圧降下は検討していません。こんな選定方法で大丈夫でしょうか？機械内部で短絡事故等起きた場合もケーブルは燃えたりしないでしょうか。１５０AのブレーカーにCV22-4cとかCV14-4cとか接続してあった場合どうなるのでしょうか。機械銘板に電源容量３０KVA（３φ２００V）でと書いてあるのに
主ブレーカーは１５０Aだったりします。（定格電流は８７Aなので主ブレーカーは１００Aで良いと思っています？？？）こういう場合もケーブルは定格電流ではなく主ブレーカー１５０AにあわしてCV３８かCV60にするべきでしょうか。CV22ではまずいでしょうか？初歩的な質問ですみません。ケーブルの選定方法をご教授願います。

回答No.5

EleMech

＞短絡事故とかの場合はケーブルの耐電流が問題となると思われます。
　＞ケーブルは大きい方が良いでしょうが、コスト等からブレーカーが
　＞１００AならCV22になると思います。
短絡電流は瞬間的に大電流となるので、過電流遮断器が短時間で動作（瞬時動作）します。
このときの動作時間は０.１秒以内に行われるので、発熱量（Ｊ）も最小限に止められ、ケーブルも損傷を免れます。
このときの動作電流は、過電流遮断器の容量から算出できるとされています。
（内線規程　資料１－３－６、１－３－７）
電線をCVとすると許容温度は９０℃なので、温度上昇は５０℃（一覧表の許容電流は４０℃基準のため）です。
θ = 0.008・(20・In / A)^2・t
より、
50 = 0.008・(20・In / A)^2・0.1
となり、電線の導体面積Ａは、
A = 0.08・In
= 0.08・100
= 8 [mm^2]

この公式は接地線に対するものですが、短絡電流で想定されています。
ここから分かる事は、早期に過電流遮断器によって故障電流が遮断されるので、電線に蓄積される発熱量は小さく、電線径は遮断器の定格電流を流せるもので良い事になります。

お礼

良く解りました。温度上昇の計算式までつけて頂いてありがとうございます。もっといろいろ研究します。

回答No.4

fuefuki-douji

留意しなければいけないのは、ブレーカー（MCCB）が機械側に設置されたものであり、その定格電流で電源側の電線のサイズを決定していることです。
MCCBが特殊な仕様のものでないとすれば、電気設備技術基準によりMCCB100Aの場合は
(1)定格電流の1倍で、動作しないこと。
(2)定格電流の1.25倍で、120分以内に動作すること。
(3)定格電流の2倍で、6分以内に動作すること。
が必要です。
つまり、MCCBは125A流れた場合でも、最大2時間近く動作しないことがあり得るのです。
100Aの許容電流の電線は、その間過電流にさらされ、過熱・焼損の恐れもあります。
電源側の電線の許容電流は、機械側のMCCBの定格電流以上でかつ、余裕が必要なのです。
電源側の、この電線を保護するのは機械側のMCCBではなく、電源側のMCCBです。

お礼

おっしゃる通りですね。保護するのは分電盤側のブレーカーですよね。ありがとうございます。

回答No.3

noname#204360

参考までに、誘導負荷（ポンプやモーター等）は、起動時に定格電流より大きい電流が流れます
その容量は、電気が入った瞬間に定格電流の約１２倍
その後、約６倍の電流が１０秒間程度流れます（これを突入電流と言います）
ブレーカーは定格電流を超えたからと言って、直ぐにトリップする訳ではなく
ある程度のタイムラグがあります
それを示すのが、ブレーカのカタログ等に付いている動作特性曲線で
その特性曲線に見合ったブレーカーの選定が必要になります

>（定格電流は８７Aなので主ブレーカーは１００Aで良いと思っています？？？）

ちなみに、三菱のブレーカー（ＮＶ１２５－ＣＶ）の１００Ａで選定した場合
コールドスタートなら、ギリギリ耐えるか耐えられないかですが、ホットスタートだと
起動後２～３秒程度でトリップします
ですので、メインブレーカーの定格が１５０Ａと言うのは、正しい選定と言えます

また、定格電流のみでケーブルサイズを選定する事は危険です
と、言うのもそのケーブルの置かれた状況により、許容電流値は変化する為です
詳しくは此方を御参照下さい
↓
http://electric-facilities.jp/denki4/okunai.html

お礼

解りやすい回答ありがとうございます。もっと勉強します。

回答No.2

EleMech

電線の許容電流は、MCCBの動作電流より大きくする必要があります。

通常の負荷電流が電線の許容電流内に収まっていたとしても、過負荷の場合は許容電流を超えて電流が流れます。
適正なMCCBであれば電線が焼損に至る前に遮断する訳ですが、許容電流を超えているMCCBを設置している場合は、まずは電線の許容電流を超えてからの動作となります。
つまり過負荷でも、電線の許容電流を超えた部分で維持していた場合は、MCCBは動作に至らないので電線が焼損してしまう恐れがある訳です。

お礼

さっそくの回答ありがとうございます。短絡事故とかの場合はケーブルの耐電流が問題となると思われます。ケーブルは大きい方が良いでしょうが、コスト等からブレーカーが１００AならCV22になると思います。

回答No.1

kimamaoyaji

CV22の定格は　4線で100Aなので、本来ならCV38かCV60を選ぶべきです。
CV22使うなら　主幹から分けて100Aのブレーカーにするべきで、CV14なら75Aのブレーカーと言うようにしないと、何らかの原因で過負荷もしくは短絡電流が流れた場合発熱で発火、そこまで行かなくてもモータの電圧降下が起きて、モーターにダメージを与える場合があります、ブレーカーは異常事態の為の遮断装置なのに、配線が細く異常事態で動作しないのなら無意味ととなってしまいます、基本的にはブレーカーの容量で、配線は決める物、負荷の容量でブレーカーは決める物です。

お礼

早速の解答ありがとうございます。ブレーカーの容量でケーブル決めます。