電線の種類と線路定数について

送配電設備を構成する重要な要素の一つは電線です。
本項では、電線の種類や電線の特徴を数値で表す線路条数について取り上げます。

電線を使用する目的で分けると、架空送電線、配電用電線、地中電線路用電線に分けられます。

架空送電線に求められるのは、導電率の高さ機械的な強度と耐久性が優れていることです。
標準的には下記の表にある電線が使用されています。

綱心アルミより線は、導電率のよいアルミ線の強度を増すために芯部分に綱線を入れて補強した電線です。この電線は多導体方式で用いることで送電容量が上がり安定度が増すメリットがあります。
硬銅より線は、導電率が高いというメリットがありますが、総合的に見ると綱心アルミより線のほうが優れているため、今はあまり使用されていません。

次に架空配電用電線について説明します。
配電用電線に求められるのは、感電や漏電を防止するため雨風や寒暖に対する耐久性です。
その条件を満たすために下記の表の電線が使用されます。

地中電線路に使用する電線は、ケーブルのみと定められています。
ケーブルは導体の周りが絶縁物で覆われた電線で、代表的なものは下記の表のケーブルです。

OFケーブルは、中心にオイル(絶縁油)で満たされた管があり、この油のおかげでケーブルの膨張や収縮が起きづらく安定したケーブルです。メリットは大電力の送電に対応できるという点でしょう。
CVケーブルは、取り扱いが比較的簡単で施工や保守がしやすいのがメリットです。誘電損が少なく耐熱性に優れている特徴があります。これらの特徴からCVケーブルはよく使用されています。
CVTケーブルはCVケーブルを3条より合わせているので曲げやすく、扱いやすい特徴があります。CVケーブルより放熱性が高いのもメリットです。

つづいて、線路条数について説明します。
線路条数とは、先に述べたように送電線の電気的特性を表す数値で、下記の表の種類があります。

比較的電線の距離が短い架空電線路(10〜20km)では、抵抗とインダクタンスのみを考慮し、静電容量は無視します。

抵抗に影響を与える要素として、抵抗率や電線の断面積、長さ以外に次のようなものがあります。

  • 温度上昇:温度の上昇に比例して抵抗が増加します。
  • 表皮効果:電線に交流が流れると電線の表面に多くの電流が流れる現象で抵抗が増加する要因となります。
  • 近接効果:平行に置いた電線間に電磁力が働き、電線内の電流分布に偏りが発生して抵抗が増える現象です。

インダクタンスや静電容量は電線相互の配置によって変化するので、三相3線式電線路では電線を等距離に配置する必要があります。そこで一定の距離ごとに線路の配置を変えることで各相の線路条数がなるべく均等になるようにします。これをねん架といます。

電線の種類や線路定数も送配電の設計を行う上で重要な要素です。
ケーブルの種類や特徴などをしっかりと覚えておきましょう。



 

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