第一種電工 配電理論・配線設計 問18：配電理論・配線設計

電線選定に必要な事項のうち、不要な事項を選ぶ問題。正答ウ「電路の地絡電流」は電線選定に不要。電線の断面積・種類を選定するために必要な事項は：電線の許容電流（最大負荷電流以下に収める）・電線の短時間耐電流（短絡事故時の過電流に耐えられるか）・電路の短絡電流（電線が短絡時に熔断しないかの確認）。地絡電流は接地工事の選定・保護継電器設定に使うが、電線断面積の選定には直接関係しない。正答ウ。

電線選定（電線断面積・種類の決定）に必要・不要な事項の識別問題（正答ウ＝電路の地絡電流は不要）。電線選定の3大要件。ア（電線の許容電流）：必要。最大負荷電流 ≤ 電線の許容電流を満足する断面積を選定（電技解釈148条・内線規程）。CV38mm²の許容電流＝130A（気中・30℃）などJCS規格の値を使用。イ（電線の短時間耐電流）：必要。系統の短絡電流が流れた際に電線が熱的に損傷しないかを確認。短時間耐電流計算：I²t≦K²A²（I：短絡電流A、t：遮断時間sec、K：材料定数、A：断面積mm²）。MCCBの遮断時間と系統短絡電流から必要最小断面積を確認。ウ（電路の地絡電流）：不要。地絡電流は保護継電器の整定値・接地工事の選定（B種接地抵抗値=150/地絡電流Ω）に必要だが、電線断面積の選定計算には使わない→正答ウ。エ（電路の短絡電流）：必要（短時間耐電流の計算に使用）。

【電線選定の体系的アプローチと電線規格】高圧・低圧を問わず電線の選定は許容電流・短時間耐電流・電圧降下・機械的強度の4観点で行う。第一種電気工事士では高圧受電設備の引込ケーブルから低圧幹線・分岐回路まで一貫した電線選定能力が求められる。

【1. 許容電流による選定】許容電流=電線が連続通電できる最大電流（熱的制限）。電線温度が絶縁物の最高許容温度（CV：90℃、IV：60℃）を超えないよう制限。気中配線（30℃周囲）・電線管内配線（低減率適用）・直埋（土中温度補正）など施設方法で値が変わる。内線規程の許容電流表（JCS 0168）を使用。

【2. 短時間耐電流による選定（熱的短絡強度）】短絡電流による温度上昇計算。断熱過程（遮断時間が短い場合は熱が逃げないと仮定）：A_min=I_s×√t/K（A_min：最小断面積mm²、I_s：対称実効短絡電流A、t：遮断時間sec、K：材料定数）。K値（JEC規格）：銅導体114（PVC絶縁）・143（XLPE絶縁）。例：I_s=10kA・t=0.1秒・CV（XLPE）：A_min=10000×√0.1/143≒22.1mm²→CV22mm²以上必要。

【3. 地絡電流が電線選定に不要な理由】地絡電流（1線地絡電流）は一般に短絡電流の1/10以下（非接地系統では数A〜数十A）。この程度の電流では電線の熱的な問題は生じない。一方、地絡電流は以下の設計に必要：B種接地工事の接地抵抗値（R_B=150/I_g Ω）・地絡継電器（GR）の動作電流整定・零相変流器（ZCT）の貫通一次電流設定。電験三種「電力」では電線選定の3大要件（許容電流・短時間耐電流・電圧降下）、電験二種では精密な短絡電流計算（含む非対称成分）と電線選定計算が出題される。