よっちゃんの電工2種講座

第10回 屋内配線の設計

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●まえがき

どーーーも!!よっちゃんです。
本日の講義は『屋内配線の設計』です。

設計!!と聞くと
なんか難しそうですよね。

でも実際は大したことではありません。

よっちゃんも設計の仕事をしたことがありますが
そのとき大変だったことは

製品の納期とか
掛かるコストの削減とか
関係者との折衝・調整とか

一見して設計とは関係のないことばかりでした。
実際、技術のことで悩んだことは殆どありません

と言うより、設計の仕事をしていたときは
今より電気について知らなかったです。

なので、どんな人でも設計は出来ます。
ようするにヤル気があるかないかだけです。

ちなみに本日の講義『屋内配線の設計』からは
毎年必ず2問〜3問出題されます。

しかも、第二種電気工事士では毎年約10問の理論・計算問題が出題されますが
この回はその内の2問〜3問です。

と言うことは理論・計算問題を捨ててる人でも、この回だけマスターすれば
合格が一気に近づきます。

では、次の通り進めます。

  • 1 絶縁電線の許容電流
  • 2 過電流遮断器の遮断時間
  • 3 屋内幹線の設計
  • 4 分岐回路の設計

1 絶縁電線の許容電流

いきなりですが
電線には『単線』『より線』があります。

単線とは一本の太い針金のような導線を心線として使っている電線です。
一方、より線は細い糸のような導線を何本もより合わせて一本の心線として使っている電線です。

単線とより線の違いは
「単線の方がより線より電流を通し易いこと」です。
一方、より線は単線ほど電流を通し易くないが、代わりに単線より曲げに強いです。

また、電線は複数本集まると流せる電流が減ります。

第二種電気工事士の試験では上記のようなこと問われませんが
常識として知っておいてください。

実際に出題されるのは

@単線の許容電流
A複線の許容電流
B電線の減少係数

に関する知識です。

@単線の許容電流A複線の許容電流は表を丸暗記してください。

Bの減少係数は@とAの値に掛けて使います。
例えば、
単線1.6mm×4本を電線管に納めて使うと
一本あたりの流せる電流は

27A×0.63=17A

です。

ちなみに減少係数は3本以下が0.7であることだけ覚えておけば
あとはー0.07していけば、4本以上の減少係数も求めることが出来ます。

@単線の許容電流

太さ(直径)[mm] 1.6 2.0 2.6
電流[A] 27 35 48

Aより線の許容電流

太さ(断面積)[mu] 2.0 3.5 5.5 8.0
電流[A] 27 37 49 61

B電線の減少係数

同一管内の電線数 減少係数 減少係数はマイナス0.07を繰り返すことで求まる
3本以下 0.70
4本 0.63
5〜6本 0.56
7〜15本 0.49

2 過電流遮断器の遮断時間

過電流遮断器の遮断時間の説明に入る前に
いわゆるブレーカーについて
ちょっと整理しておきます。

一般の人が言う、ブレーカーとは
実は
配線用遮断器または漏電遮断器
と呼ばれている機器です。

そして
配線遮断器は過電流遮断器+開閉器
です。

また、
漏電遮断器は配線遮断器+漏電感知機能が入った機器です。

では
過電流遮断器とは何か?

実は過電流遮断器とは過電流が流れたときに電流を遮断する機器です。

そのままですね。

これが意外とわかっていない人が多いので、
もう少し詳しく説明しますと

単に過電流遮断器と言ったとき
過電流を流したときに電流を遮断すればよいので
ヒューズも含まれます。

また、配線遮断器や漏電遮断器の中にも過電流遮断器が入っているので
これらの機器も過電流遮断器です。

つまり、ブレーカーは過電流遮断器であるが、
過電流遮断器は必ずしもブレーカーではない
と言うことです。

それでは本題に入ります。
第二種電気工事士試験で出題される過電流遮断器の遮断時間は

@ヒューズの溶断時間
A配線用遮断器の遮断時間

です。

これは決まりごとなので
丸暗記してください。


@ヒューズの溶断時間

定格電流 定格電流の1.6倍 定格電流の2倍
30A以下 60分 2分
30A超〜60A以下 60分 4分

A配線用遮断器の遮断時間

定格電流 定格電流の1.25倍 定格電流の2倍
30A以下 60分 2分
30A超〜50A以下 60分 4分

B過電流遮断器設置の注意ポイント

遮断時間とは関係ないが
過電流遮断器の設置について注意するポイントがあります。
それは配線方式による違いです。

過電流遮断器の中には極ごとに過電流を感知する素子が入っています。
過電流遮断器は電路の保護を目的に設置しますので、
全ての極に対して、過電流を感知する素子を入れるのが原則です。

しかし、単相2線式接地側の素子を省略できることになっています。
また、 単相3線式は中性線を遮断すると200Vの電圧が100Vの機器に掛かる可能性が
あるので素子を入れてはいけません。

まとめると下記のようになります。
これもたまに試験に出るので覚えておくとよいでしょう。


  • @ 単相2線式接地側は過電流遮断器の素子を省略できる。
  • A 単相3線式中性線には過電流遮断器の素子を設けないこと

単2、単3式配電方式における過電流遮断器設置の注意ポイント解説図

3 屋内幹線の設計

低圧屋内幹線は幹線分岐回路に分けられます。
幹線はメインの過電流遮断器(ブレーカ)から分岐点までの配電部分を言います。

この部分の許容電流(幹線の許容電流IW)と
メインの過電流遮断器の定格電流(幹線用過電流遮断器の定格電流IB)を計算で求める問題は
ほぼ毎年出題されます。

第二種電気工事士の計算問題に共通して言えることですが
式さえを覚えておけば、あとは問題に出てくる数値を代入するだけで解けます。

なので、
あまり深く考えずに@とAの式たちを丸暗記してください。


@幹線の許容電流計算(I Wの求め方)

幹線の許容電流計算

A幹線用過電流遮断器の定格電流計算(I Bの求め方)

幹線用か電流遮断器の定格電流計算 幹線の概要図



繰り返しになるが、屋内幹線の設計はほぼ毎年出題されます。
計算問題の中でも特に覚えてほしいところなので
実際に例を使って説明してみます。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー以下計算例ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー


例えば次のように負荷が繋がっているとします。


電動機M1:定格電流IM1:7A
電動機M2:定格電流IM2:9A
電熱器H1:定格電流IH1:6A
電熱器H2:定格電流IH2:8A

幹線の許容電流および過電流遮断器の定格電流の計算例題

この時の幹線の許容電流IWと幹線用過電流遮断器IBの定格電流を
上記の@、Aの式たちを使って求めてみます。

と、その前にまずは電動機と電熱器の合計電流をそれぞれ求めます。

電動機の合計電流IM
IM=IM1+IM2なので
IM=7A+9A
 =16A
となります。

電熱器の合計電流IH
IH=IH1+IH2なので
IH=6A+8A
 =14A
となります。

それでは@の式たちを使い、幹線の許容電流IWを求めます。

電動機と電熱器の合計電流を比べると、
電動機の合計電流IMのほうが大きいことがわかります。
更に50A以下なので
IW=1.25IM+IHが成立ちます。
計算してみると
IW=1.25×16+14
 =34A
となります。
よって幹線の許容電流IWは34Aであることが求まります。

続けてAの式たちを使い、幹線用過電流遮断器の定格電流IBを求めます。

まず、電動機があるかないかを考えます。
今回の例題では電動機があるので
電動機ありの方の式を使います。

3IM+IH≦2.5IWと3IM+IH>2.5IW
のどちらに当てはまるか知りたいので
左辺と右辺の大きさを先に求めます。

左辺は3IM+IHなので
3×16A+14A=62A
となります。

右辺は2.5IWなので
2.5×34=85A

左辺と右辺の計算結果を見比べると
3IM+IH≦2.5IWが成立つことがわかります。

よって、幹線用過電流遮断器の定格電流IB
IB≦3IM+IHなので
IB≦62A
つまり幹線用過電流遮断器の定格電流IBは62A以下となります。

まとめると
今回の例だと
幹線の許容電流IWは34A
幹線用過電流遮断器の定格電流IBは62A以下
となります。


ーーーーーーーーーーーーーーーーーーー計算例終わりーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

4 分岐回路の設計

分岐回路は幹線分岐点からその下の過電流遮断器の一次側までの配電部分です。

幹線分岐点より下の過電流遮断器はいわゆる子ブレーカですが
この子ブレーカは原則、幹線分岐点より3m以下(以内)の場所に施設する必要があります。

ただし、幹線用過電流遮断器の定格電流に対して
分岐回路の電線の許容電流が十分に大きいとき、
つまり、大きな電流が流れても耐えられるだけの太い電線を使っているときは
もっと離れた場所に施設できることになっています。

その説明が
@の分岐回路の許容電流と過電流遮断器の施設位置について
です。

頭の中で整理して起きましょう。

また、Aは分岐回路の許容電流に対して繋げることが出来る機器についてまとめたものです。
こちらは丸暗記してください。

@分岐回路の許容電流と過電流遮断器の施設位置


  • @ 原則、幹線分岐点より3m以下の場所に過電流遮断器を施設すること
  • A 分岐回路の許容電流が幹線用過電流遮断器の定格電流の 35%以上ならば
  •  8m以下の場所に過電流遮断器を施設すること
  • B 分岐回路の許容電流が幹線用過電流遮断器の定格電流の 55%以上ならば
  •   任意の場所に過電流遮断器を施設できる
分岐回路の許容電流と過電流遮断器の施設位置

A分岐回路の許容電流別接続機器

許容電流 配線用遮断器 コンセント 配線の太さ
15A 15A以下 15A以下 直径1.6mm
20A 20A以下 20A以下 直径1.6mm
30A 30A以下 20A〜30A 直径2.6mm
40A 40A以下 30A〜40A 断面積8mu
50A 50A以下 40A〜50A 断面積14mu

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●本日の動画講義

それでは本日の【動画】プレゼン講義はこちらです。
復習のつもりで見てください。






本日の講義は今までと違い計算が必要な知識もありました。

また、
数字が並んだ表が多かったと思います。

そこで最後に
表を覚えるコツを教えておきます。

ずばり!ひたすら繰り返し書いてください。

私が資格の試験でよく使う手ですが
自分なりに重要なポイントを表にまとめます。
そしてその表をひたすら書き続けます。
そうすると頭ではなく体と視覚で表を覚えられると思います。

あとは試験が始まったら、その表を書き出して、
見ながら解答するだけです。

実はこの方法
頭では理解していないのでカンニングと一緒だと思います。
ただし、自分の体に刻みこんでいるので
だれにも文句は言われません。

すべての試験に使えるわけではないが、
これを使えば、かなりの量の知識を短時間で覚えることが可能です。

それでは次回は『接地と絶縁』です。
接地と絶縁は電気屋さんにとってとっても重要な知識です。
なぜかと言うと
これが分かっていると感電しないからです。
昔の職人さんは体で危険な場所を覚えていたみたいですが、
運が悪かったら死んじまうので、スマートな電気屋さんになりましょう。

それでは、最後まで見ていただいたあなたに
本日もプレゼン講義の資料をプレゼントします。

⇒『第10回 屋内配線の設計 プレゼン資料』



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