交流100Vでの電圧降下について

交流回路における短絡電流は短絡事故点では0Vで電源に近づくほど高くなり、電源端ではe〔V〕となるらしいのですが、ブレーカーから事故点までが10m位での交流100V回路では、右肩下がりに電圧降下は起きるのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 

  短絡した瞬間の電圧が最も知りたいのです。
  電工２種とは別の分野だと思うのです。

    補足日時：2024/09/16 17:00

No.4 ベストアンサー 回答者： kanta2006 回答日時： 2024/09/16 17:56

家庭用単相3線式200V/100Vにおける電源端とは、ブレーカーの位置ではなく、6600V：200Vの柱上変圧器の位置が電源端になります。

従って、ブレーカーから事故点まで10mという条件だけでは、短絡した瞬間の電圧を知ることは出来ません。

同じ電流でも、抵抗値が小さければ電圧降下は小さいので、、柱上変圧器から出てすぐの太い配線の箇所は、電線長さあたりの電圧降下は小さく、事故点に近い所ではもっと細い線が使われているでしょうから、長さあたりの電圧降下は大きくなります。
ブレーカーから事故点までも、右肩下がりに電圧降下するのは確かですが、ブレーカーから事故点まで全て同一の太さの線で配線されているとは限らないので、電線が細い部分では電圧降下の傾きが大きく、電線が太い部分では電圧降下の傾きが小さくなります。

短絡事故が起きた点が、完全短絡だとしたらその間は（ほぼ）0Ωであり、短絡した点の電圧は、抵抗が0Ωなのですから、当然電圧も０です。

それから、電源端ではe[V]になるというのは、柱上トランスの発生電圧についても全く変化しないわけではありません。
トランスに短絡電流が流れることで、トランス2次側巻線に流れる電流が増え、トランス巻線による電圧降下が増加します。
また短絡事故時にはトランスに内の鉄損も増えます。
これらのことから、短絡事故の瞬間にはトランスの出力電圧も若干下がりますが、この下がり具合は柱上トランスの容量などによって異なりますから、柱上変圧器がどんな仕様のものなのかによっても異なります。

これらの条件を全部加味して計算するのは事実上不可能なので、最悪の値を計算するためには、柱上変圧器は理想的なものと仮定して計算します。
だから計算上の最悪値は、現実の事故の時の電流値よりもかなり大きな値になります。

この回答へのお礼

短絡時の大電流は　・トランス容量(kVA)が大きい　・トランスに近い　・　電線が太い　・短絡する場所などの条件によって、流れる電流の大きさが決まるとメーカーのサイトに説明されてあります。拠って、短絡電流が不明であることと、トランスから事故点までの電線の太さが正確に分からなく電線抵抗も曖昧なので、かなり計算は困難なことだと思います。

お礼日時：2024/09/16 18:16

No.10 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2024/09/18 13:22

＞似たようなことで短絡電流は1000Aも流れないと、ブレーカーのメーカーから説明された記憶があります。

サイトの図を見てください。
短絡電流は縦軸ですが、単位はkAです。
家庭の回路でも、最大2.5kA近くの短絡電流が流れるので、それに耐えるブレーカーが使われています。

No.9 回答者： fuefuki-douji 回答日時： 2024/09/17 20:46

回路が短絡した瞬間の電圧を知るには、短絡電流(一般的には推定短絡電流と言います。

)を求める必要があります。
回路のインピーダンスと短絡電流とから、電圧降下を計算します。
短絡電流の求め方は、下記サイトが分かり易いでしょう。
https://www.kawamura.co.jp/catalog/pdf/DB-113.pdf

この回答へのお礼

似たようなことで短絡電流は1000Aも流れないと、ブレーカーのメーカーから
説明された記憶があります。
電気工事会社の方は、短絡すると抵抗と電圧が両方とも＝0と説明されました。電圧が0になるのはどういうことなのか理解できませんでした。
電路の各区間の端子間電圧が０Vということはなく、ブレーカーが動作するまでの瞬間に瞬間的に電圧降下するだろうと考えました。

私は、電気とは関係ない仕事をしておりまして、電気工事会社の方に再質問してみようかと思います。

お礼日時：2024/09/17 21:20

No.8 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/09/17 12:54

No.5です。

> 私は専門家ではないので、複素数を用いることは、…
ならば、
>> １００Ｖ交流回路での正確な式は聞いたことがありません。
これは、やむを得ないことです。

No.7 回答者： oo14 回答日時： 2024/09/16 19:32

5000円ぐらいの中華製でも充分使えそうです。

借りに行くのが面倒なので私も買いましたが、
校正とかしていないので、ほとんど使い切れていません。

この回答へのお礼

自宅以外のコンセントから電源を取って試しにやってみようと思います。
端子間電圧を測定する箇所には差し込みコネクタか圧着スリーブを使用してみようと思います。

お礼日時：2024/09/16 20:43

No.6 回答者： oo14 回答日時： 2024/09/16 18:44

四の五の言わずに、

メモリースコープなりデジタルロガーで、
2点の電圧を測ってみればいかがでしょうか。

シャントなんかなくても、
ロガーぐらいは誰でも持っているのでは？

あと皮手袋ぐらいあれば、
簡単にできる実験です。

この回答へのお礼

必ずブレーカーが動作します。しかも0.01秒位の時間でです。電圧降下と電源解放との間の数値や波形を解析しなければなりません。私は専門家ではないので、５千円位のsanwaの簡易テスターしか所持しておりません。オシロスコープをこの疑問の為に購入しようとしています。

お礼日時：2024/09/16 18:59

No.5 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/09/16 18:41

No.3です。

> V=E-ｒIからすれば、そうなりますが、
> １００Ｖ交流回路での正確な式は聞いたことがありません。
V、E、Iにはそれぞれ実効値を用いれば、同じです。

更に正確に、と言うならば、
伝送線路に、抵抗性のほか、誘導性、容量性を加味すればよいです。

短絡の瞬間と言う場合は、伝送線路定数を用いて、
過渡応答を求めることになります。

この回答へのお礼

＞短絡の瞬間と言う場合は、伝送線路定数を用いて、
私は専門家ではないので、複素数を用いることは、したことがありません。

お礼日時：2024/09/16 20:21

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/09/16 16:58

一般宅における100V電源も、

電源～配線(配線抵抗)～負荷と言う、一般的な回路になります。
この「電源」は、宅の受電点(ブレーカー)ではなく、
はるか遠くの発電所です。

宅内で短絡事故が起きれば、
「電源」電圧はそのままで、配線抵抗により徐々に電圧が下がっていき、
短絡点電圧は0Vとなります。
そして、短絡電流は、電源電圧÷配線抵抗になります。

しかし、実際では、
短絡電流は極短時間ながら、傾斜を持って上昇します。
短絡電流が過大になれば、短絡点が熱で溶融し、短絡が解放されます。
と同時に、ブレーカーが落ちます。
ブレーカー容量が大きすぎると、それが落ちずに、
配線が熱で燃え出すことになります。

この回答へのお礼

＞「電源」電圧はそのままで、配線抵抗により徐々に電圧が下がっていき、
短絡点電圧は0Vとなります

V=E-ｒIからすれば、そうなりますが、１００Ｖ交流回路での正確な式は聞いたことがありません。

お礼日時：2024/09/16 17:11

No.2 回答者： 河内のおやじ 回答日時： 2024/09/16 16:31

10m先でショートしたという事ですか？

ブレーカーが落ちて遮断されます。

この回答へのお礼

＞10m先でショートしたという事ですか？
分電盤から約１０ｍ先で短絡したのです。直ぐに20Aの配線用遮断器が動作しました。

何か問題がないのかを電気工事会社さんに尋ねたら「短絡したら抵抗と電圧が０になる」と言われて、電圧＝０というのは、VVF2.0-2Cの往復２０mのどの部分の端子間電圧かがわかくて質問しました。

お礼日時：2024/09/16 16:52

No.1 回答者： oo14 回答日時： 2024/09/16 16:29

当然どんな場合でも電流が流れている限り、起きます。

電線の太さが細い場合（断面積が小さい）をイメージすれば良いのでは。
あり得ないことですが、全く電流が流れない場合は電圧降下もありません。

この回答へのお礼

＞電流が流れている限り、起きます
当然そうだと思います。電流値＊(電線)抵抗値が電圧降下する値ですから。

お礼日時：2024/09/16 16:47