電気設備業ではよく電路設計で電圧降下を考え電線サイズを選定する作業を行います。直流電源装置下でのそのような電圧降下はどのように考えればいいのでしょうか。電圧降下率とか規定されているのでしょうか。

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A 回答 (2件)

商用交流配電の下では、(社)日本電気協会が発行する『内線規程』により、「幹線および分岐回路において、それぞれ標準電圧の2%以下とするのを原則とする。

」とされています。これは、どのようなユーザーが、どのような目的で、どのような負荷設備を、どのような頻度で使用するかきわめて統一性がなく、その都度検討・設計をすることが困難なことから定められたものです。

お尋ねの「直流電源装置下」ですが、商用配電ほどの汎用性はなく、その設備の特製に見合った電圧降下を考えればよいと思います。mayumayukkoさんが、どのような設備を考えておられるのか分かりませんが、十把一絡げで、「直流の電圧降下は何%まで」ということはできません。

たとえば、直流電源の代表格は、電気鉄道です。1,500V架線の電圧下限は、鉄道会社によって違いますが、1,000Vとも900Vともいわれています。百分率で表すなら、40%もの電圧降下が許される場合もあるのです。
このようにそれぞれの業種で、なんらかの基準が定められている場合もありますので、業界団体などへお尋ね下さい。
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その直流を使用する機器側がどの程度の許容範囲を持っているかでは?

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Q画像の交流回路でVabを求める計算で電源424.4Vから抵抗Xsの電圧降下(50A×3Ωで)150V

画像の交流回路でVabを求める計算で電源424.4Vから抵抗Xsの電圧降下(50A×3Ωで)150Vを引いたら間違えました。
確かにこの抵抗には50Aが流れているので150Vの電圧降下が発生していると思うのですが…
なぜ間違えているのでしょうか

Aベストアンサー

問題として与えられている数値を明示してください。そうでないと答ができません。
添付写真の解説文から推定して、
Rは 6Ω の抵抗、XLは3Ωのインダクタンス、Xsも3Ωのインダクタンス、I=50A と推定しました。

間違えた理由はインピーダンスの位相を考えていないからです。
Xsはインダクタンス、Rは抵抗ですから、合成するには説明文にあるように「2乗の和のルート」で計算せねばなりません。
Xs、XL、R の3つが直列になったインピーダンス Z は、
 Z = √ [ ( Xs + XL )^2 + R^2 ] となります。
これに Xs = 3Ω  XL = 3Ω  R = 6Ω を代入して、
 Z = √ [ ( 3Ω + 3Ω )^2 + 6Ω^2 ] = √ ( 36 + 36 ) Ω = √(72) Ω = 8.49Ω
電流は 50A なので、電源電圧 E は
 E = Z・I = 8.49Ω × 50A = 424.3V
となります。

> 確かにこの抵抗には50Aが流れているので150Vの電圧降下が発生していると思うのですが…
そのとおり。150Vの電圧降下が発生しています。
ところが Vab と位相が違うので E = Vab + 150V とはなりません。
交流を扱う場合は位相は非常に重要なのでしっかり頭に入れてください。

問題として与えられている数値を明示してください。そうでないと答ができません。
添付写真の解説文から推定して、
Rは 6Ω の抵抗、XLは3Ωのインダクタンス、Xsも3Ωのインダクタンス、I=50A と推定しました。

間違えた理由はインピーダンスの位相を考えていないからです。
Xsはインダクタンス、Rは抵抗ですから、合成するには説明文にあるように「2乗の和のルート」で計算せねばなりません。
Xs、XL、R の3つが直列になったインピーダンス Z は、
 Z = √ [ ( Xs + XL )^2 + R^2 ] となります。
これ...続きを読む

Q直流電源装置(蓄電池・整流器)について

直流電源装置があるのですが、負荷が機器操作(VCBなど)の制御用で使用しています。
整流器についてなのですが、交流電源を蓄電池へ直流に変換して
充電する機器と考えて良いのでしょうか?。
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Aベストアンサー

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もし、バックアップ用の蓄電池の容量が十分あるなら、制御機器に電力を供給したまま整流器の交換が可能かもしれません。
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3相3線 電圧降下計算について教えて下さい。
配電方式が3相3線210Vの場合で、負荷が不平衡となっています。
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Aベストアンサー

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ご回答の方お願いします。

Aベストアンサー

#1です。
A#1の補足の回答

>もし保護回路がついてなく母線電圧がショートしてしまった時は、どうなるでしょうか?
>やはり抵抗0Ωということは、プラスとマイナスが短絡されているのと同じ状態なので、スパークなどはしないにしても線が熱を持ち溶断されるのしょうか?

スイッチング電源回路の前に瞬断ヒューズも噛ませてないと、電源内の整流用ダイオードやダイオードブリッジに定格電流を超える過大な電流が流れ、整流用ダイオードが焼損または溶融し、場合によってダイオードの樹脂が燃え出すかも知れませんね。うまくダイオードが内部で断線してくれれば、それで被害が止まるかも知れませんが、ショート状態が続くと、トランスも焼けて溶融短絡する可能性も出てきて被害が拡大します。場合により発火するでしょう。電源内の可燃性の部品や配線の被覆、トランスの絶縁塗料、コンデンサーの被覆などは高熱になると燃えます。電解コンデンサなどは内部の化学物質が気化して破裂して、すごい勢いでアルミキャップが飛んで行ったりします。

その防止のために2重、3重の保護回路を入れておくわけですね。
保護回路が1重目、スイッチング電源の前に瞬断ヒューズが2重目。あとスイッチング電源にACを供給する交流電源側にブレーカーを入れることで3重目の保護をして、短絡事故に備えるのが通常行われますね。
リレーやソレノイド負荷の場合は、回路中に異常な逆起電力が発生しますのでそれをアース側に逃がすダイオード回路を組み込む事も保護回路として使われます。

#1です。
A#1の補足の回答

>もし保護回路がついてなく母線電圧がショートしてしまった時は、どうなるでしょうか?
>やはり抵抗0Ωということは、プラスとマイナスが短絡されているのと同じ状態なので、スパークなどはしないにしても線が熱を持ち溶断されるのしょうか?

スイッチング電源回路の前に瞬断ヒューズも噛ませてないと、電源内の整流用ダイオードやダイオードブリッジに定格電流を超える過大な電流が流れ、整流用ダイオードが焼損または溶融し、場合によってダイオードの樹脂が燃え出すかも知れま...続きを読む

Q電圧降下の計算式

分電盤 及び SWから87m先に単相200Vの水銀灯を
4台取り付けます。
87先に1台 さらにその先に10置きに1台づつ設置していきます。
分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。

とりあえず1台目までは87なので、そこまでの
電圧降下を考えます。

その場合の電圧降下の計算式なんですが
安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?
   L=長さ I=電流 A=使用電線の断面積

電圧降下を求める際の計算式で電線断面積を記入し、出た値は
SVの電線の許容電流で判断するべきなんでしょうか?

ちなみに
3.56*87*16/1000*22=2.25 
OKと計算してよいのでしょうか?

それとも
単相200Vなので 16Aの半分だと考えて
3.56*87*8/1000*8=3.09 
OKとなるのでしょうか

電線をSV、CVのどちらで判断してよいのか?
合計容量は16A 8Aのどちらで判断してよいのか?

よろしくお願いします。

分電盤 及び SWから87m先に単相200Vの水銀灯を
4台取り付けます。
87先に1台 さらにその先に10置きに1台づつ設置していきます。
分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。

とりあえず1台目までは87なので、そこまでの
電圧降下を考えます。

その場合の電圧降下の計算式なんですが
安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?
   L=長さ I=電流 A=使用電線の断面積

電圧降下を求める際の計...続きを読む

Aベストアンサー

 まずはこちらを。

http://www.hst-cable.co.jp/products/pdf/P75-84.pdf

>安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

 ここがちょっと?なのですが、4.0Aは電源投入時の突入電流で、常時負荷が2.2Aですか。それとも常時負荷が4.0Aでしょうか。電圧降下計算であれば突入などの過渡現象は措いといて、常時負荷電流で考察するべき物と考えます。いづれにしろ、87〔m〕地点の四台分だけではなく、この配線に流れる全ての負荷電流を考慮するべきです。

>公式 E=3.56*L*I/1000*Aですよね?

 単なる誤記だと思われますが、小数点位置が違ってますよ。
 E=35.6*L*I/(1000*A)です。で、先のPDFにある通り、この式はIVか裸電線のときに使える概略式で、「公式」と云う物とはちょっと違います。電線がCVその他なら、

 Vd = Ku・I・L・Z・10^(-3)

こちらで計算してください。それぞれの値やその他に関しては、冒頭に挙げたPDFを参照していただき、不明点があれば補足欄へ書き込んでいただければ。


 なお、これらの式から与えられる数値〔V〕とは、
*電源から
*断面積A〔mm^2〕の電線で
*距離L〔m〕を配線し
*負荷電流I〔A〕を流した時、
*【末端側でどんだけ〔V〕低下してしまうのか】
*(= 距離L/断面積Aの配電線のインピーダンス(Z)が、負荷としてどれくらいの電力(I^2/Z)を消費するか)
 を示す物で、電源電圧には依存しません。

例;
3Φ3W AC440〔V〕をCVT-14sqで100〔m〕引っ張って負荷20〔A〕流した時、
 100〔m〕先の末端では【5〔V〕低下】して線間435〔V〕(電圧降下率1.14%)
3Φ3W AC24〔V〕(!?)をCVT-14sqで100〔m〕引っ張って負荷20〔A〕流した時、
 100〔m〕先の末端では【5〔V〕低下】して線間19〔V〕(電圧降下率20.85%)

と云う考え方をする物であり、先のPDFに拠れば、2〔%〕以下が許容値です。

 負荷電流は決定されて固定、とするなら、
**電線を太くすると電圧降下率は下がる(あまり電圧降下しなくなる)
**距離を短くすると電圧降下率は下がる(あまり電圧降下しなくなる)
と云うことになります。無論、電線が許容電流を満足するサイズである事は大前提です。


 最後に老婆心ながら。

>分電盤 及び SWから末端の器具までは133mになります。
>とりあえず1台目までは87なので、そこまでの

 最末端まで133〔m〕なので、本来この【133〔m〕先でどれ位電圧降下してしまうか】を先ず考慮するべきと考えます。
 一旦、87〔m〕で区切るのは、ここから先はもう少し細いサイズの電線に替えようという設計でしょうか。しかし細い電線にするとその先その区間の電圧降下率は上がりますから、この点に注意が必要ですね。

 最末端で必要な電圧を供給する為に、より経済的な設計が出来ます様に。その為の一助になりましたなら幸いです。では。

 まずはこちらを。

http://www.hst-cable.co.jp/products/pdf/P75-84.pdf

>安定器の入力電流は4.0A 安定時2.2Aです。

 ここがちょっと?なのですが、4.0Aは電源投入時の突入電流で、常時負荷が2.2Aですか。それとも常時負荷が4.0Aでしょうか。電圧降下計算であれば突入などの過渡現象は措いといて、常時負荷電流で考察するべき物と考えます。いづれにしろ、87〔m〕地点の四台分だけではなく、この配線に流れる全ての負荷電流を考慮するべきです。

>公式 E=3.56*L*I/1000*...続きを読む

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ある制御盤から警報接点(ドライa接点)を150mほど離れた場所のシーケンサーの入力にいれようかと思っています。
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Aベストアンサー

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Q電圧降下計算

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Aベストアンサー

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Q電圧降下法による抵抗の測定

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Aベストアンサー

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特に0.5%誤差品の特級と呼ばれる電圧計、電流計の内部抵抗はほとんどの場合無視できない値です。

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1φ2Wの場合の電線太さ=35.6×30m×90A / 3V×1000 =32.04sq よって CVT38sq
1φ3Wの場合の電線太さ=17.8×30m×90A / 3V×1000 =16.02sq よって CVT22sq

どちらの計算式で検証すればよいのでしょうか。
基本的なことで申し訳ありませんがご指南ねがいます。

Aベストアンサー

1Φ2WでOKですが各数値の根拠が不明です。

(1)公式はどこから引用ですか?
(2)30mは40mの誤り?
(3)3Vは電圧降下?200Vで3Vとは厳しい?

<PS>
内線規程の早見表を論拠にされたほうが誰にでも通用するので宜しいと思います。

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