電線の短絡時の許容電流と持続時間の関係について解説

工学

電線の短絡時における許容電流を求めるための簡略式について、特に短絡電流の持続時間(t)の最大値や、tに代入できる値について知りたいという疑問を抱える方も多いでしょう。この記事では、ビニル電線を例に挙げ、短絡時の許容電流を求めるための式や、その持続時間の最大値について詳しく解説します。

短絡時の許容電流とは?

電線の短絡時に許容される電流は、電線が安全に耐えられる最大電流のことを指します。短絡電流は非常に大きいため、電線が過熱して溶けたり、火災を引き起こしたりすることを防ぐため、許容電流を求めることが重要です。

許容電流を求める式は次のようになります:
I = 97 × A / √t
ここで、Iは短絡時の許容電流(A)、Aは導体の断面積(㎜²)、tは短絡電流の持続時間(秒)を表します。この式を用いて、具体的な条件下での許容電流を計算することができます。

短絡電流の持続時間(t)の最大値

質問者の疑問にあるように、t(短絡電流の持続時間)の最大値については、一般的に最大2秒とされています。この値は、電線が過熱して損傷しない範囲を確保するための目安であり、安全基準に基づいて設定されています。

短絡時の電流が長時間続くと、電線の過熱が進み、最終的に火災の原因になる可能性があります。そのため、短絡電流が2秒を超えないように設計することが推奨されており、この2秒という値は多くの電気規格で採用されています。

ビニル電線における短絡電流の計算例

ビニル電線を例に挙げて、実際に短絡電流を計算してみましょう。ビニル電線の断面積Aが10㎜²の場合、持続時間tを2秒としたときの許容電流Iは次のように計算されます。

I = 97 × 10 / √2 = 97 × 10 / 1.414 ≈ 686A
このように、2秒の持続時間で許容される電流は約686アンペアとなります。電線の設計や安全性を確認する際に、このような計算を行います。

短絡時の許容電流と安全基準

短絡時の許容電流を計算する際には、使用する電線の規格や安全基準に従うことが重要です。日本国内では、電気設備技術基準や電気工事の規定があり、これらに従って設計を行うことで、安全性を確保することができます。

また、電線の種類や断面積、使用条件によっても許容電流が変動するため、設計時にはこれらの要素を考慮する必要があります。

まとめ

短絡時の許容電流を求める際の式「I = 97 × A / √t」を使って、導体の断面積や短絡電流の持続時間に基づいた電流の許容範囲を計算できます。tの最大値は2秒とされることが一般的で、これを超えると電線が過熱するリスクが高まります。この情報をもとに、電線を安全に使用するための設計を行い、適切な電流制限を設けることが大切です。

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