電圧降下への温度の影響
温度が電圧降下に与える影響
導体の抵抗は温度とともに増加し、電圧降下に直接影響します。この現象は、屋根裏、ボイラー室、外部設備など、高温環境での設置において特に重要です。温度が導体抵抗に与える影響を理解することは、過酷な環境条件下で信頼性の高い電気システムを設計するために不可欠です。
NECの表は、特定の温度での導体特性を示しています。実際の動作温度が異なる場合、設計者は温度係数を使用して実際の抵抗を計算し、電圧降下の計算を調整する必要があります。これにより、配線システムが予想される動作条件下で性能基準を満たすことが保証されます。
温度係数の理解
導体の抵抗の温度係数は、温度が1度変化するごとに抵抗がどれだけ変化するかを示します。銅とアルミニウムは異なる温度係数を持ち、温度上昇時の抵抗の増加方法に影響します。
導体材料の温度係数
銅
温度係数:20°Cで0.00393/°C
20°Cを超える1°Cごとに約0.393%の増加
アルミニウム
温度係数:20°Cで0.00403/°C
温度上昇に対してわずかに高い感度
温度補正の計算
異なる動作温度での導体抵抗を計算するには、次の式を使用します:
温度補正式
実用例:高温環境
例:屋根裏の配線
75°Cの屋根裏を通る100フィートの10 AWG銅導体(20°Cで1.018 Ω/kft)
温度差 = 75°C - 20°C = 55°C
R₇₅ = 1.018 × [1 + 0.00393 × 55]
R₇₅ = 1.018 × 1.216
R₇₅ = 1.238 Ω/kft(21.6%増加)
この温度での電圧降下は、20°Cでの計算値よりも21.6%高くなります。
絶縁温度定格の影響
導体絶縁は、定格温度まで安全に動作できるように設計されています。ただし、温度定格が高い絶縁を使用しても、温度上昇による抵抗の増加は変わりません。
| 絶縁タイプ | 温度定格 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| THWN/THHN | 75°C/90°C | 一般配線 |
| XHHW | 90°C | 乾燥・湿潤場所 |
| RHW-2 | 90°C | 湿潤場所 |
設計上の考慮事項
- 周囲温度補正:高温環境では、温度補正係数を適用して抵抗を調整します。これにより、電圧降下の計算がより正確になります。
- 保守的な設計:予想される最高動作温度で電圧降下を計算して、すべての条件下でシステムが要件を満たすことを確認します。
- 導体の放熱:導体が束ねられているか、断熱材に埋め込まれている場合、動作温度が高くなり、抵抗と電圧降下が増加します。
温度補正付き電圧降下の計算
予想される動作温度で正確な電圧降下の計算を行い、電気システムが環境条件に関係なく性能要件を満たすことを確認します。
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