電気配線の設置に適したケーブルとワイヤーのサイズを見つける方法は？ –インペリアルおよびメートル法の例
電気配線の設置に適したワイヤーとケーブルのサイズを決定する方法
次のステップバイステップガイドでは、解決された例（英国または英語とSIシステム、つまりそれぞれインペリアルシステムとメトリックシステム）。
電気設備用のワイヤのサイズを決定する際には、適切なワイヤサイズを選択することが非常に重要であることに注意してください。大電流の大きな負荷に不適切なサイズのワイヤを使用すると、混乱が生じ、電気機器の故障、危険な火災、重傷につながる可能性があります。
ケーブルの電圧降下
すべての導体、ワイヤ、ケーブル（超伝導体を除く）にはある程度の抵抗があることがわかっています。
この抵抗は長さに正比例し、導体の直径に反比例します。
R∝L / a …[抵抗の法則R=ρ（L / a）]
導体に電流が流れると、その導体で電圧降下が発生します。一般に、導体の長さが短い場合は電圧降下を無視できますが、導体の直径が小さく長さが長い場合は、適切な配線の設置と将来の負荷管理のために、かなりの電圧降下を考慮する必要があります。
IEEEルールB-23による 、電源端子と設置の間のどの時点でも、電圧降下は提供された（供給）電圧の2.5％を超えて増加してはなりません 。
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例：
供給電圧が220V ACの場合、許容電圧降下の値は次のようになります;
- 許容電圧降下 =220 x（2.5 / 100）= 5.5V
同様に、供給電圧が120V ACの場合、許容電圧降下は3V（120V x 2.5％）以下である必要があります。
電気配線回路では、配電盤から別のサブ回路と最終サブ回路への電圧降下も発生しますが、サブ回路と最終サブ回路の場合、電圧降下の値はその許容電圧降下の半分である必要があります（つまり、上記で計算した5.5Vの2.75V）
通常、表の電圧降下はアンペア/メートル（A / m）で表されます。 例えば1アンペアの電流を流す1メートルのケーブルの電圧降下はどのくらいですか？
ケーブルの電圧降下を定義する方法は2つあります。 これについては以下で説明します。
SI （国際単位系およびメートル法 ）電圧降下は、アンペア/メートル（A / m）で表されます。 。
FPS（フィートポンド系） 電圧降下は、100フィートの長さに基づいて記述されます。
- 更新 ：次の電気計算機を使用して、米国ワイヤゲージの電圧降下とワイヤサイズを見つけることもできます。 システム。
- 電線およびケーブルサイズ計算機（銅およびアルミニウム）
- AWGのワイヤおよびケーブルサイズ計算機
- ワイヤーおよびケーブル計算機の電圧降下
適切なケーブルとワイヤのサイズの表とグラフ
以下は、電気配線の設置に適したケーブルのサイズを決定するために従う必要のある重要な表です。
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ケーブルの電圧降下を見つける方法
ケーブルの電圧降下を見つけるには、以下の簡単な手順に従ってください。
- まず、最大許容電圧降下を見つけます。
- 次に、負荷電流を見つけます。
- ここで、負荷電流に応じて、表1から適切なケーブル（電流定格は計算された負荷電流に最も近いはずです）を選択します。
- 表1から、定格電流に応じてメートルまたは100フィート（どのシステムを使用するか）で電圧降下を求めます。
（冷静さを保つ:)電気設備の配線全体の解決例では、電圧降下（メートルと100フィート）を見つけるための方法とシステムの両方に従います。
>- 次に、次の式を使用して、定格電流に従って配線回路の実際の長さの電圧降下を計算します。 。
（回路の実際の長さx 1mの電圧降下）/ 100 ===>メートルあたりの電圧降下を求めます。
（回路の実際の長さx電圧降下100フィートの場合）/ 100===>100フィートでの電圧降下を検索します。
- ここで、この計算された電圧降下の値に負荷率を掛けます。
負荷率=ケーブルがとる負荷電流/表に示されているケーブルの定格電流。
- これは、負荷電流がケーブルを流れるときのケーブルの電圧降下の値です。
- 電圧降下の計算値がステップ（1）で計算された値（最大許容電圧降下）よりも小さい場合は、選択したケーブルのサイズが適切です
- 電圧降下の計算値がステップ（1）で計算された値（最大許容電圧降下）よりも大きい場合は、次の（サイズが大きい）ケーブルの電圧降下を計算し、電圧の計算値まで計算します。降下は、ステップ（1）で計算された最大許容電圧降下よりも小さくなりました。
特定の負荷に対して適切なケーブルとワイヤのサイズを決定する方法
以下は、特定の負荷に対して適切なケーブルサイズを見つける方法を示す解決済みの例です。
特定の負荷に対して、さまざまなテーブルを使用してケーブルサイズを見つけることができますが、電圧降下に関する規則に留意し、それに従う必要があります。
特定の負荷に対するケーブルのサイズを決定するには、次のルールを考慮してください。
電流の既知の値を除く特定の負荷に対して、追加、将来、または緊急のニーズに備えて、電流の範囲を20％追加する必要があります。
エネルギーメーターから分電盤まで、電圧降下は 1.25％である必要があります 最後のサブ回路の場合、電圧降下は 2.5％を超えてはなりません。 供給電圧の。
温度の変化を考慮し、必要に応じて温度係数を使用します（表3）
また、ケーブルのサイズを見つけるときは負荷率を考慮してください
ケーブルサイズを決定するときは、配線システムを考慮してください。つまり、オープン配線システムでは温度は低くなりますが、コンジット配線では空気がないために温度が上昇します。
- 注：電気配線の設置に適したケーブルのサイズを選択する際は、電気配線の設置における不等率に注意してください
適切なワイヤーとケーブルのサイズの解決例
以下は、電気配線の設置に適したケーブルのサイズを決定する例です。これにより、「特定のケーブルの適切なサイズを決定する方法」の方法を簡単に理解できます。ロード」。
例1…（帝国、英国、または英国のシステム）
建物への電気配線の設置の場合、総負荷は4.5kWで、エネルギーメーターからサブ回路分電盤までのケーブルの全長は35フィートです。供給電圧は220Vで、温度は40°C（104°F）です。配線がコンジットに取り付けられている場合は、エネルギーメーターからサブ回路までのケーブルの最適なサイズを見つけてください。
解決策：-
- 総負荷=4.5kW =4.5 x1000W = 4500W
- 20％の追加負荷=4500 x（20/100）= 900W
- 合計負荷=4500W + 900W = 5400W
- 合計電流=I =P / V =5400W / 220V = 24.5A
次に、負荷電流が 24.5Aになるようにケーブルのサイズを選択します。 （表1から）これは7 / 0.036（28アンペア）です。これは、表1に従って7/0.036ケーブルを使用できることを意味します。
次に、選択した（7 / 0.036）ケーブルを表3の温度係数で確認します。これにより、40°C（104°F）での温度係数は0.94（表3）になります。 （7 / 0.036）の電流容量は28Aであるため、40°C（104°F）でのこのケーブルの電流容量は次のようになります。
40°C（104°F）の定格電流=28 x 0.94=26.32アンペア
計算値以降（ 26.32 Amp ）40°C （104°F ） 28A である（7 / 0.036）ケーブルの電流容量よりも小さい 、したがって、このサイズのケーブル（ 7 / 0.036 ）温度に関しても適しています。
次に、この（7 / 0.036）ケーブルの100フィートの電圧降下を表4から見つけます。 これは7V 、しかし、私たちの場合、ケーブルの長さは35フィートです。したがって、35フィートのケーブルの電圧降下は次のようになります。
35フィートの実際の電圧降下=（7 x 35/100）x（24.5 / 28）= 2.1V
そして許容電圧降下=（2.5 x 220）/ 100 = 5.5V
ここで、実際の電圧降下（2.1V）は、最大許容電圧降下5.5Vよりも小さくなっています。したがって、適切で最適なケーブルサイズは、電気配線の設置に与えられた負荷に対して（7 / 0.036）です。
- 関連記事：自動および手動の切り替えと転送スイッチを配線する方法は？ （1および3フェーズ）
例2…（SI / Metric / 10進法）
特定の状況に適したケーブルのタイプとサイズ
- 負荷=5.8kW
- ボルト=230V AV
- 回路の長さ=35メートル
- 温度=35°C（95°F）
解決策：-
負荷=5.8kW =5800W
電圧 = 230V
現在 =I =P / V =5800/230 = 25.2A
20％の追加負荷電流 =（20/100）x 5.2A = 5A
総負荷電流=25.2A + 5A =30.2A
次に、負荷電流が30.2A（表1から）のケーブルのサイズを選択します。これは7 / 1.04（31アンペア）です。これは、表1に従って7/0.036ケーブルを使用できることを意味します。 。
次に、選択した（7 / 1.04）ケーブルを表3の温度係数で確認します。したがって、35°C（95°F）での温度係数は0.97（表3）です。 （7 / 1.04）の電流容量は31Aであるため、40°C（104°F）でのこのケーブルの電流容量は次のようになります。
35°C（95°F）の定格電流=31 x 0.97=30アンペア
35°C（95°F）での計算値（30 Amp）は、（7 / 1.04）ケーブルの電流容量である31Aよりも小さいため、このサイズのケーブル（7 / 1.04）は、温度に関しても適しています。
ここで、この（7 / 1.04）ケーブルのアンペアあたりの電圧降下を（表5）から7mVで求めますが、この場合、ケーブルの長さは35です。メーター。したがって、35メートルのケーブルの電圧降下は次のようになります。
35メートルの実際の電圧降下 =
=mV x I x L
=（7/1000）x30×35= 7.6V
そして許容電圧降下 =（2.5 x 230）/ 100 = 5.75V
ここで、実際の電圧降下（7.35V）は、最大許容電圧降下5.75Vよりも大きくなっています。したがって、これはその特定の負荷に適したケーブルのサイズではありません。そこで、選択したケーブルの次のサイズ（7 / 1.04）である7 / 1.35を選択し、電圧降下を再度見つけます。
表（5）によると、7 / 1.35の定格電流は40アンペアで、電流計あたりの電圧降下は4.1 mVです（表（5）を参照）。したがって、35メートルのケーブルの実際の電圧降下は次のようになります。
35メートルの実際の電圧降下=
=mV x I x L
（4.1 / 1000）x40×35 =7.35V = 5.74V
この降下は、最大許容電圧降下の降下よりも小さくなります。したがって、これは最も適切で適切なケーブルまたはワイヤのサイズです。 。
例3
次の負荷が建物内で接続されています：-
サブ回路1
- 各2つのランプo1000Wおよび
- 各80Wに4つのファン
- 各120Wのテレビ2台
サブ回路2
- 各80Wおよび のランプ6個
- 各100Wに5つのソケット
- 各800Wのランプ4個
供給電圧が230 V ACの場合、回路電流を計算 および各サブ回路のケーブルサイズ ？
解決策：-
サブサーキット1の総負荷
=（2 x 1000）+（4 x 80）+（2×120）
=2000W + 320W + 240W =2560W
サブ回路1の電流=I =P / V =2560/230 = 11.1A
サブサーキット2の総負荷
=（6 x 80）+（5 x 100）+（4 x 800）
=480W + 500W + 3200W = 4180W
サブ回路2の電流=I =P / V =4180/230 = 18.1A
したがって、サブ回路1に推奨されるケーブル = 3 / .029 」（13アンペア ）または 1 / 1.38 mm （13アンペア ）
サブサーキット2用に提案されたケーブル = 7 / .029 」（21アンペア ）または 7 / 0.85 mm（24 Amp）
両方のサブ回路によって引き出される合計電流=11.1A + 18.1A = 29.27 A
したがって、メイン回路にケーブルを提案 = 7 / .044″（34アンペア） または7/ 1.04 mm（31 Amp ）
例4
スターデルタ始動を使用した連続定格の10H.P（7.46kW）三相かご形誘導電動機は、400V電源を介して、多方向配電ヒューズボードから250フィート（76.2m）離れています。その全負荷電流は19Aです。電気設備配線の夏の平均温度は35°C（95°F）です。モーターのケーブルのサイズを計算しますか？
解決策：-
- モーターの負荷 =10H.P =10 x 746 =7460W *（1H.P =746W）
- 供給電圧 =400V（3相）
- ケーブルの長さ =250フィート（76.2m）
- モーター全負荷電流 =19A
- 温度係数 35°C（95°F）=0.97の場合（表3から）
次に、全負荷モーター電流19A（表4から）のケーブルのサイズを選択します。これは7 / 0.36インチ（23アンペア）です*（これは3であることに注意してください）。フェーズシステム（3芯ケーブル）で、電圧降下は100フィートで5.3Vです。これは、表（4）に従って7/0.036ケーブルを使用できることを意味します。
次に、選択した（7 / 0.036）ケーブルを表（3）の温度係数で確認します。これにより、35°C（95°）での温度係数は0.97（表3）になります。 F）および（7 / 0.036 "）の電流容量は23アンペアであるため、40°C（104°F）でのこのケーブルの電流容量は次のようになります。
40°C（104°F）の定格電流=23 x 0.97 =22.31Amp。
35°C（95°F）での計算値（22.31 Amp）は、（7 / 0.036）ケーブルの電流容量の23Aよりも小さいため、このサイズのケーブル（7 / 0.036）は、温度に関しても適しています。
負荷率=19/23 =0.826
ここで、この（7 / 0.036）ケーブルの100フィートの電圧降下を表（4）から見つけます。これは5.3Vですが、この場合、ケーブルの長さは250フィートです。 。したがって、250フィートのケーブルの電圧降下は次のようになります。
実際の電圧降下 250フィートの場合=（5.3 x 250/100）x 0.826 = 10.94V
そして最大の許容電圧降下 =（2.5 / 100）x 400V = 10V
ここで、実際の電圧降下（10.94V）は、最大許容電圧降下の10Vよりも大きくなっています。したがって、これは特定の負荷に適したサイズのケーブルではありません。そこで、選択したケーブルの次のサイズ（7 / 0.036）である7 / 0.044を選択し、電圧降下を再度見つけます。表（4）によると、7 / 0.044の定格電流は28アンペアであり、100フィートあたりの電圧降下は4.1Vです（表4を参照）。したがって、250フィートのケーブルの実際の電圧降下は次のようになります。
250フィートの実際の電圧降下=
=100フィートあたりの電圧降下xケーブルの長さx負荷率
=（4.1 / 100）x 250 x 0.826 = 8.46V
そして最大許容電圧降下=（2.5 / 100）x 400V = 10V
実際の電圧降下は、最大許容電圧降下よりも小さくなります。したがって、これは、特定の状況での電気配線の設置に最も適切で適切なケーブルサイズです。
NECワイヤサイズ表310.15（B）（16）（以前の表310.16）およびチャート
NEC（National Electrical Code）表310.15（B）（16）（以前の表310.16）– 310.60 –第310条–一般的な配線用の導体および導体の許容電流容量とAWG（米国ワイヤゲージ）に基づくワイヤサイズ。
| 310.60第310条—一般配線用導体 | |||||||
| 表310.15（B）（16）（以前の表310.16）定格2000ボルト以下の絶縁導体の許容電流容量、60°C〜90°C（140°F〜 194°F）、周囲温度30°C（86°F）に基づく、レースウェイ、ケーブル、または地球（直接埋設）の3つ以下の通電導体* | |||||||
| サイズAWGまたはkcmil | 導体の温度定格[表310.104（A）を参照] | サイズAWGまたはkcmil | |||||
| 60°C（140°F） | 75°C（167°F） | 90°C（194°F） | 60°C（140°F） | 75°C（167°F） | 90°C（194°F） | ||
| タイプTW、UF | タイプRHW、THHW、THW、THWN、XHHW、USE、ZW | タイプTBS、SA、SIS、FEP、FEPB、MI、RHH、RHW-2、THHN、THHW、 THW-2、THWN-2、USE-2、XHH、XHHW、 XHHW-2、ZW-2 | タイプTW、UF | タイプRHW、THHW、THW、THWN、XHHW、USE | タイプTBS、SA、SIS、THHN、THHW、 THW-2、THWN-2、RHH、RHW-2、USE-2、XHH、XHHW、XHHW-2、ZW-2 | ||
| 銅 | アルミニウムまたは銅張りのアルミニウム | ||||||
| 18 ** | — | — | 14 | — | — | — | — |
| 16 ** | — | — | 18 | — | — | — | — |
| 14 ** | 15 | 20 | 25 | — | — | — | — |
| 12 ** | 20 | 25 | 30 | 15 | 20 | 25 | 12 ** |
| 10 ** | 30 | 35 | 40 | 25 | 30 | 35 | 10 ** |
| 8 | 40 | 50 | 55 | 35 | 40 | 45 | 8 |
| 6 | 55 | 65 | 75 | 40 | 50 | 55 | 6 |
| 4 | 70 | 85 | 95 | 55 | 65 | 75 | 4 |
| 3 | 85 | 100 | 115 | 65 | 75 | 85 | 3 |
| 2 | 95 | 115 | 130 | 75 | 90 | 100 | 2 |
| 1 | 110 | 130 | 145 | 85 | 100 | 115 | 1 |
| 1/0 | 125 | 150 | 170 | 100 | 120 | 135 | 1/0 |
| 2/0 | 145 | 175 | 195 | 115 | 135 | 150 | 2/0 |
| 3/0 | 165 | 200 | 225 | 130 | 155 | 175 | 3/0 |
| 4/0 | 195 | 230 | 260 | 150 | 180 | 205 | 4/0 |
| 250 | 215 | 255 | 290 | 170 | 205 | 230 | 250 |
| 300 | 240 | 285 | 320 | 195 | 230 | 260 | 300 |
| 350 | 260 | 310 | 350 | 210 | 250 | 280 | 350 |
| 400 | 280 | 335 | 380 | 225 | 270 | 305 | 400 |
| 500 | 320 | 380 | 430 | 260 | 310 | 350 | 500 |
| 600 | 350 | 420 | 475 | 285 | 340 | 385 | 600 |
| 700 | 385 | 460 | 520 | 315 | 375 | 425 | 700 |
| 750 | 400 | 475 | 535 | 320 | 385 | 435 | 750 |
| 800 | 410 | 490 | 555 | 330 | 395 | 445 | 800 |
| 900 | 435 | 520 | 585 | 355 | 425 | 480 | 900 |
| 1000 | 455 | 545 | 615 | 375 | 445 | 500 | 1000 |
| 1250 | 495 | 590 | 665 | 405 | 485 | 545 | 1250 |
| 1500 | 525 | 625 | 705 | 435 | 520 | 585 | 1500 |
| 1750 | 545 | 650 | 735 | 455 | 545 | 615 | 1750 |
| 2000 | 555 | 665 | 750 | 470 | 560 | 630 | 2000 |
| |||||||
Here is the NEC table as a chart (image format to downloads as a reference)
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