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皆さんよろしくお願いします。

CVケーブルの許容電流を調べています。内線規定に「基底温度」「導体温度」・・・が良くわかりません。

例えば、2C14Sqでは、許容電流91Aで、それぞれ40℃、90℃と記載されていました。これは、
周囲40℃の暗きょで連続91A流すと、被覆表面でなく導体が90℃になるという事と思います。

では、75A流すと何℃になるんでしょうか?○○A流すと××℃になるといった計算式はありますか?

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A 回答 (2件)

参考URLの式は常時許容電流を求める式です。


導体の温度をCVだと90℃までに抑えるには電流をいくらまで流せるかを求めるものです。
この式を変形したらできるかもしれません。
ただし、パラメーターが多いので使えるかどうか、、、

T1の常時許容温度が求められている温度に該当すると思います。

定義としては「導体温度」は「導体許容最高温度」です。
ケーブルの中の電線は絶縁物と接しているため、高温になると絶縁物に悪影響が出ます。
ケーブルになると絶縁物が厚いのでなおさらです。
絶縁物から外に向けて放熱されるとして導体の温度は何℃まで許容できるか
と思います。

参考URL:http://www.f-elecom.com/gijutu/data2.pdf#search= … 0168'
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許容電流を調べているんですよね。


75A流すと何℃になるか?
というのはどのように使用されるのでしょうか?

この回答への補足

書き込みありがとうございます。

ちょっと勘違いされている・・・かもしれません。
質問は、「基底温度」「導体温度」の関係や意味を、私の解釈で良いのか確認したい。という事です。

基底温度=ケーブル周囲の雰囲気温度(気温や直射日光、輻射熱の有無・・・)
導体温度=電流を流した時の、導体(銅線)温度。この場合は90℃。
*例えは、日立電線の資料から抜粋しました。

各温度の定義がこれで良ければ、電流-温度のグラフが書けるのではないか?と思いました。
そのグラフの1点として、75℃を書いただけです。

補足日時:2009/07/17 12:33
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Q通電による銅材の温度上昇について(2)

以前、銅材にある時間、電流を流した際の銅材の温度上昇を求める式を教えていただきました。
今回、空気中での放熱も考慮したいのですが放熱はどのような計算式で求めたらよいのでしょうか。

各条件と温度上昇量の計算式は下記の通りです。

(1)条件
・銅材寸法:板厚0.2mm、幅3mm、長さ12mm
・銅材の体積抵抗率:1.7μΩ・cm
・銅材の抵抗値:0.34mΩ
・電流値:60A
・時間:10sec
・初期温度:20℃

(2)温度上昇量を求める式
熱量=I×I×R×T・・・Aとする
温度上昇量=A÷(銅の重量×比熱)

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

まず,発生熱量は0.34mΩ×(10A)^2×10s=12.2J,放熱を考えない温度上昇は,10s通電で500Kくらいでしたね。

次に放熱を考えます。放熱形態として,
・熱伝導(接触している固体へ),
・熱伝達(周辺の流体(空気)へ),
・熱輻射(赤外線などで周辺へ)
のどの形が効くかを考えます。

仮に,銅リボンが空気中にリード線で吊られていて,空気への熱伝達が主だとします。
熱伝達の場合,自然対流か強制冷却か,層流か乱流かによって条件がいろいろ変ります。仮に自然対流とすると,熱伝達率が5~10W/(m^2・K)のオーダになります。この値に,銅リボンの表面積と,予想温度上昇の半分と通電時間(10s)をかけると,熱伝達で失われる熱量が概算できます。概算すると0.9~1.8Jくらい。

次に,銅リボンの両端が温度一定の金属塊に固定されていて,周辺空気への放熱を無視します。厳密には銅リボン内の温度分布を考えないといけないのですが,簡単のため12mmの中央が250Kになり,直線的な温度勾配ができると仮定します。
銅の熱伝導率は380W/(m・K)ですので,これに断面積0.2×3mm^2と温度勾配(250K/6mm)を掛けると,9.5Wとなります。通電時間10sの間に95Jの熱を運び出せる勘定になります。

最後に輻射熱を調べましょう。周辺が20℃=293K,銅リボンが270℃=543Kになるとします。黒体と仮定して,ステファンボルツマン定数5.67×10^(-8)W/(m^2K^4)とリボンの表面積72mm^2から計算すると0.32Wとなり,10s間に逃げる熱量は3.2Jとなります。

なるほど,#1さんがおっしゃるように,銅リボン内を伝わって両端に逃げる熱が大きいことが分かります。
となると,銅リボンの両端が温度一定に保たれているとして,1次元の熱拡散方程式を非定常状態について解く,
というモデルでよさそうです。

手始めに,十分時間が経った定常解を求めてみましょう。温度分布は中央が高い二次曲線となることが知られており,両端との温度差はQv*x^2/(2λ)で与えられます。ここにx=6mm,熱伝導率λ=380W/(m・K),抵抗率=1.7×10^(-8)Ωm,電流密度=60A/(0.2×3mm^2)=100A/mm^2,発熱密度Qv=抵抗率×(電流密度)^2=1.7×10^8[W/m^3]を代入すると,8.05Kとなります。
すなわち,銅リボンの両端が20℃に保たれていれば,(10sといわず)長時間通電しても中央が28℃になるだけ,との結論になりました。
はて,モデル化が荒すぎるのかなぁ?

まず,発生熱量は0.34mΩ×(10A)^2×10s=12.2J,放熱を考えない温度上昇は,10s通電で500Kくらいでしたね。

次に放熱を考えます。放熱形態として,
・熱伝導(接触している固体へ),
・熱伝達(周辺の流体(空気)へ),
・熱輻射(赤外線などで周辺へ)
のどの形が効くかを考えます。

仮に,銅リボンが空気中にリード線で吊られていて,空気への熱伝達が主だとします。
熱伝達の場合,自然対流か強制冷却か,層流か乱流かによって条件がいろいろ変ります。仮に自然対流とすると,熱伝達率が5~10W/(m^2・K)のオーダになり...続きを読む

Q通電による銅材の温度上昇量について

銅材にある時間、電流を流した際の銅板の温度上昇量を計算で求めたいのですが、どうのような計算式で求めたらいいでしょうか。各条件は下記の通りです。

・銅材寸法:板厚0.2mm、幅3mm、長さ12mm
・銅材の体積抵抗率:1.7μΩ・cm
・銅材の抵抗値:0.34mΩ
・電流値:60A
・時間:2sec
・初期温度:20℃

通電時間が2秒と短いため、放熱は無視しても結構です。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

あっチョンボ です

ガ━━(;゜Д゜)━━ン!!


A÷(銅の総重量×比熱)


ですね

Qブレーカーの定格遮断容量について

カテゴリが違っていたら、申し訳ありません。
ブレーカーの仕様に定格電流と定格遮断容量とありますが、違いや意味を教えてください。定格電流は、その電流値を超えた場合にトリップするものだとは認識しているのですが。遮断容量は大きいほうがいいのでしょうか?詳しい説明をお願いします。

Aベストアンサー

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Qブレーカー容量のだしかた

ブレーカーの定格電流のだしかたを教えていただきたいのですが?
単相100/200Vのときと、三相200Vのときです。
例えば20Kwのときはどうすればいいのでしょうか?のように例えを入れてくだされば幸いです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>12000/(200/1.732)=34.64Aでいいのでしょうか?このような場合ブレーカー容量は40Aでいいのでしょうか…

ブレーカー容量は電線の太さで決まり、電線の太さは許容電流と電圧降下で決まります。
許容される電圧降下を1%とすれば、電線こう長12mまでVVケーブル8mm2でよく、ブレーカーは40Aです。
電線こう長が12mを超え21mまでなら14mm2で50A、21mを超え33mまでなら22mm2で75Aとなります。
電圧降下が2%とか3%とかまで許されるなら、電線こう長はそれぞれ2倍、3倍となります。

Q電線について

日立電線のMLFCケーブルですが、許容電流を調べるときに
周囲温度などの他に、導体許容温度(110℃,90℃,75℃)という
ものがあります これによっても許容電流が変わってきてます
導体許容温度とはどういったものでしょうか?
宜しくお願いします

Aベストアンサー

先の回答で言い尽くされていますが、実際の現場での知識を
周辺情報として書いてみます。
電線は銅などの導体を絶縁被覆で覆っています。
この絶縁被覆の耐熱温度に差があります。
一般のIV電線はビニルで絶縁被覆が出来ていて、60℃以下で
使用します。75℃のHIVなどもあります。
MLFC(日立電線の商標)は絶縁材料の耐熱性が
優れていて90℃程度の耐熱があるようです。
導帯そのものの通過電流と温度上昇との関係は
理論的には同じですが、その温度に被覆が耐えられるかどうかで
使う電流値や周囲の温度状況、敷設による通風や相互作用で、
熱的環境が変ります。MLFCやWL1は、IVと違い素線数が多く、
柔らかいので、盤内のような狭いところで屈曲できるので、
耐熱性よりも、屈曲の容易性を利用して、使うことがあります。
この場合は、IVなど耐熱温度の低い電線と接触しているなどの、
施工状況になる場合があります。この場合は、MLFCといえども
被覆の温度を60℃に抑える必要があります。
電車の電動機の口出し線のように、単独で高温の箇所に敷設する
場合はMLFCなどは有効ですが、盤内ではIVと同じ程度の電流容量でしか
使用しないのが、周りに与える影響がすくないのでベストです。
電線導体の温度上昇はどの電線でも同じような物ですが、
その温度上昇に耐えられる絶縁材料の差が、許容温度として
表示されていると思います。

先の回答で言い尽くされていますが、実際の現場での知識を
周辺情報として書いてみます。
電線は銅などの導体を絶縁被覆で覆っています。
この絶縁被覆の耐熱温度に差があります。
一般のIV電線はビニルで絶縁被覆が出来ていて、60℃以下で
使用します。75℃のHIVなどもあります。
MLFC(日立電線の商標)は絶縁材料の耐熱性が
優れていて90℃程度の耐熱があるようです。
導帯そのものの通過電流と温度上昇との関係は
理論的には同じですが、その温度に被覆が耐えられるかどうかで
使う電流値や周囲...続きを読む

Q三相200Vを単相200Vで使用したい

三相200V電源を単相200V電源として使用したいのですが。
三相200Vの場合,R(赤)S(白)T(黒)の3線が電源として配線されておりますが,単相200Vととして使用する場合,R-S,R-T,S-Tのいづれを取っても良いのでしょうか。

以前にいづれかがアースに落ちている場合があると聞いたことがあり,この辺が不明なのですが。

Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
(b) 高圧または特別高圧。

(a) の場合は電力会社の、(b) の場合は主任技術者の指示を仰ぐことが必要です。

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バ...続きを読む

Q3相電動機の消費電力の求め方

3相電動機の消費電力の求め方について質問です。

定格電圧 200V
定格電流  15A
出力   3.7KW

上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Aです。
この場合の消費電力の求め方は
√3*200*15=5.1KW
3.7/5.1*=0.72
√3*200*10*0.72=2.4KW
消費電力 2.4KW

このような計算で大丈夫でしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
この時の一次皮相電力は、5.1kVAで、無効電力Qnは√(5.1^2-4.4^2)=2.6kVar程度になります。

この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

Q抵抗発熱体に電流を流した時の発熱温度

大気中で抵抗発熱体(例えばニクロム線など)に電流を流すと、電流量に応じて発熱すると思いますが、その際の発熱温度の計算方法を教えてください。

発熱温度を計算するには、流す電流量、発熱体の抵抗値、比熱、表面積、熱抵抗率、大気中の温度といった様々な要素がからんでいると推測していますが、理論的な計算式が分かりません。

計算に必要な物性値なども含めてご教授ください。

Aベストアンサー

発熱量を求めるのは、消費した電力[W]に等しいので、簡単ですが、
線表面の温度となると、どれだけの速度で空気に熱が伝わるか=熱伝達率 が必要です。(熱伝導率ではないので注意)

これは、正確に求めるのは不可能(おもに気温と風速と発熱体の形状できまる)ですが、概略の数値は、それなりの資料を調べれば分かるのではないでしょうか。(インターネットには、ないと思う)

これより、放熱量は
Q = hm ・ S ・ ΔT

Q:放熱量[W]
hm:熱伝達率[W/m2・K]
S:表面積[m2]
ΔT:空気との温度差[K]

それと、放射による放熱量の計算式
http://homepage2.nifty.com/eman/statistic/stefan.html

でもとめたQの合計が、消費電力とつりあうときの、発熱体の温度が、もとめる温度です。

Q短絡電流の簡易計算方法

短絡電流の簡易計算方法について教えて下さい。
ザクッとした数字でいいので知りたいだけです。
たしか、

トランス容量(kVA)/電圧(kV)×√3×%Z(%)

みたいな感じで出ないでしょうか?
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

その通りで出ます。

ただ、出来たらこう記載した方が正確です。
 トランス容量(kVA)×100 /(電圧(kV)×√3×%Z(%))

理論式ではこうなります。
 Is = 100 ・ P / (√3 ・ V ・ %Z)
ちなみに%Zは、100分率抵抗降下と100分率リアクタンス降下の合成になります。

その他、高圧配電線の地絡電流計算式もあります。
 Is = 1 + (V・L/3-100)/150 + (V・L'/3-1)/2

Q電力ケーブルのインピーダンスの計算方法をおしえて

22Kv~3.3Kvの短絡電流計算をしたいのでインピーダンスの計算方法を教えてください。

Aベストアンサー

こんにちは。

ケーブル計算は、架空線に比べて面倒です・・・
架空線では、L分を考えれば大体良いですが、ケーブルではC分が
無視出来なくなってきます。

また、色々な計算を行おうとした場合、対称座標法を用いるので
正相の%R,%L,%Cだけでなく、零相、逆相の値も欲しくなると思います。

しかし、電線便覧には通常、電気抵抗しか書かれていないので、
静電容量とインダクタンスは計算しなければなりません。

日立の電線便覧には、電力ケーブルの最後の付録に電気常数
計算式という頁があり、計算方法が乗っていますのでとりあえず
参考にして下さい。

#2の方の書かれている回答、日立の便覧に載っている式は、有名
な新田目倖造さんの書かれている、電気書院 発行の「電力系統
技術計算の基礎」の9章に詳しく書かれています。

具体的な計算方法ですが、

-------------------------------

C=0.2413×比誘電率/(ln(シース外形/導体外形))μF/km

比誘電率はCVの油浸絶縁層の場合3.6を使います。
他の物も電線便覧に書かれています。
ln(x)=Loge(x)

-------------------------------

Lは、多心ケーブル、単身心ケーブルの2線隣接配列・3線三角形
配列、または単心ケーブルの3本平行布設で変わってきます。
日立の便覧を参考にして欲しいですが、多心ケーブルですと

L=0.2×ln(2×導体中心距離/導体外径)+0.05 mH/km

となっています。

また、常時シース電流を無視すればケーブルの正相、逆送リアク
タンスは架空送電線と同様に考える事が出来ます。

#2での計算は、架空送電線路の計算方法そのままですが、考え方
は同じで、ケーブル布設の実態に合わせて計算するのが結構実測に
近い値となります。
これは、電力系統技術計算の基礎に詳しく解説されています。

具体的には、

L=0.460517×log(等価相間距離/電線幾何学的平均半径) mH/km

等価線間距離=(D12×D23×D31)^(1/3)
(トリプレックスの場合はシース外径-導体外径)

電線幾何学的平均半径= 詳しくは先の図書の付録を参考にして下さい。
(トリプレックスの場合は0.7788×導体半径)

#2の回答では最後に0.05が加算されていますが、これは
電線1条の導体内部インダクタンス/1相当りの導体数で
架空線では一般的に、導体内部のインダクタンスとして
0.05が使用されるものですが地中ケーブルでは付きません。

こんにちは。

ケーブル計算は、架空線に比べて面倒です・・・
架空線では、L分を考えれば大体良いですが、ケーブルではC分が
無視出来なくなってきます。

また、色々な計算を行おうとした場合、対称座標法を用いるので
正相の%R,%L,%Cだけでなく、零相、逆相の値も欲しくなると思います。

しかし、電線便覧には通常、電気抵抗しか書かれていないので、
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