6.6kV高圧ケーブルのサイズ選定｜許容電流・電圧降下・短絡耐量

先に結論｜断面積は四つの条件の最大値で決める

ケーブルサイズは、①連続して流せる許容電流、②末端電圧を保つ電圧降下、③事故時に損傷しない短絡時許容電流、④端末・曲げ・引張り・支持を含む施工条件を個別に計算し、必要断面積が最も大きくなる条件を採用します。

メーカー表の一行だけを見て決めると、実際の布設条件と合わないおそれがあります。同じ6.6kV CVTでも、気中・暗渠、回線数、回線間隔、電線管内などの条件を合わせる必要があります。設計書には採用した表と補正条件を残します。

1. 最大負荷電流を求め、将来増設と運転条件を足す

三相負荷の電流は、皮相電力kVAを√3×線間電圧で割って概算できます。kWから求める場合は力率と効率を反映します。変圧器二次負荷、太陽光・蓄電池の逆潮流、非常用切替など、ケーブルを通る最大方向と同時運転を単線結線図で確認します。

設備容量の単純合計をそのまま連続電流にするとは限りませんが、需要率を根拠なく小さくしないでください。30分デマンド、設備ごとの運転時刻、将来増設、非常時モードから設計電流を定め、保護装置の定格・整定とも整合させます。

2. 布設条件を合わせて許容電流表を選ぶ

SFCCは6600V CV・CVTをJIS C 3606等に基づく6.6kV以下の電力用ケーブルとして示し、絶縁体許容温度を90度としています。ただし、この温度はどの布設でも同じ電流を流せるという意味ではありません。周囲温度と熱の逃げ方で導体温度が変わります。

気中ラック、暗渠、電線管、直接埋設では基準表が異なります。複数回線を並べると相互加熱で許容電流が下がる場合があり、回線間隔、土壌熱抵抗、日射、盤内温度も補正対象です。既設ケーブルと同じサイズを追加する場合も、混雑で放熱条件が悪化しないか確認します。

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  CV・CVT、単心・3心、導体材質
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  気中・暗渠・管路・埋設
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  周囲温度・土壌条件・日射
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  回線数と回線間隔
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  盤・ピット・防火区画内の温度
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  メーカー表の基準条件と補正係数

3. 長距離配線は電圧降下を計算する

電圧降下は、負荷電流、ケーブル長、導体抵抗、リアクタンス、力率から求めます。断面積を大きくすると抵抗分は小さくなりますが、高圧・長距離ではリアクタンスの影響も無視できないため、メーカーの交流導体抵抗とインピーダンスを使います。

受電ケーブルの末端電圧だけでなく、変圧器タップ、起動電流、上位系統の電圧変動を重ねて機器端子電圧を確認します。太陽光や蓄電池が逆潮流する区間では電圧上昇側も計算し、PCSの力率制御や出力抑制だけに依存しない設計にします。

4. 短絡電流と遮断時間から短絡耐量を確認する

短絡時には、通常運転を大きく超える電流が遮断まで流れます。農林水産省の電気設備工事の技術資料は、選定したケーブルの短絡時許容電流が電路に流れる短絡電流以上となることを求め、CV・CVTの断面積、短絡電流、通電時間の関係を示しています。

ここで使う時間は遮断器単体の定格遮断時間だけではありません。CT・OCRの検出と動作、引外し、VCB開極・遮断までを含めます。受電点の最大短絡電流、瞬時要素の整定、上位保護との協調が変われば必要断面積も変わります。

5. 端末処理・曲げ半径・支持と更新工事を確認する

サイズアップすると、ケーブル外径、重量、最小曲げ半径、引張り張力が増えます。既設管路へ通るか、ケーブルラックやピットに余裕があるか、盤の引込口と端末が対応するかを現地で測ります。計算上必要な断面積でも施工できなければ経路や盤改造が必要です。

6.6kV端末は、遮へい層処理、ストレスコーン、接地、相識別、離隔を施工要領に従って仕上げます。更新では既設ケーブルの水トリー、絶縁劣化、端末の部分放電・トラッキングを確認し、接続だけを新しくして老朽区間を残すかどうかも判断します。

見積比較でそろえる資料

見積依頼には、単線結線図、最大負荷と将来容量、ケーブル種別、亘長、布設断面、回線数、周囲温度、短絡電流、保護リレー整定、端末仕様、停電工程を添えます。『38mm²一式』のような数量だけでは、補正条件と安全余裕を比較できません。

提案ごとに、採用した許容電流表、補正係数、電圧降下計算、短絡耐量計算、曲げ半径と施工経路を同じ書式で並べます。太い方が常に良いのではなく、必要条件を満たし、施工・保守・将来増設まで説明できるサイズを選びます。