電線・ケーブルの許容電流値について

静岡理工科大学 理工学部 電気電子工学科 電力変換装置研究室

 許容電流とは、規格上電線などに流すことのできる最大の電流のことです。物体には電気抵抗があり、その物体に電圧をかけて電流を流すと抵抗によって発熱します。電線などの導体にも小さいながら抵抗があり、その発熱によって絶縁被覆が溶解すれば電気は短絡したり、場合によっては発火したりします。そのため電線にはそれぞれ許容電流が定められてあり、配線用遮断器などでこれを保護します。

電線とケーブルの違いは、以下の通りです。

 絶縁電線・・・図1に示すように、導体を絶縁体で被覆した電線で、一般的にシース(外被)のないもの。



図1 絶縁電線

 ケーブル・・・図2に示すように、線心(導体に絶縁を施した一本一本の絶縁電線)の上にシース(保護外被覆)を施した電線。



図2 ケーブル

 基本的に、電線を使用するのは配管内や機器内やボックス内に配線する場合であり、ケーブルは露出配線する場合で使用致します。

 

電線・ケーブルの耐用年数

 社団法人 日本電線工業会「絶縁電線専門委員会」発行の「技術資料107号」からの抜粋です。

 一般の電線・ケーブルの設計上の耐用年数は、その絶縁体に対する熱的・電気的ストレスの面から20年〜30年を基準として考えてあるが、使用状態における耐用年数は、その敷設環境や使用状態により大きく変化する。なお、ケーブルが正常な状況で使用された場合の耐用年数の目安を以下の表に示す。

電線・ケーブルの種類 布設状況 目安耐用年数
絶縁電線(IV,HIV,DV等) 屋内、電線菅、ダクト布設、盤内配線 20〜30年
屋外布設 15〜20年
低圧ケーブル(VV,CV,CVV等) 屋内、屋外(水の影響がない) 20〜30年
屋外(水の影響がある) 15〜20年
高圧ケーブル(CV等) 屋内布設 20〜30年
直埋、菅路、屋外ピット布設(水の影響がある) 10〜20年

<注意>移動用のキャブタイヤケーブル等は、使用状況により耐用年数は大きく異なり、一概に決められない。その使用状況に見合った耐用年数を考えて更新してゆく必要がある。

VVFケーブルについて

 住宅等の屋内配線によく使用されるビニル絶線ビニルシースの平型ケーブルです。直射日光や紫外線に対しては強くないので、屋外で使用する際は配管等で日光等が当たらないようにする必要があります。
 VVFケーブルを「VAケーブル」とか「Fケーブル」と電気屋さんや電材屋は今でも俗称で呼んでいます。何故?と疑問に思ったので調べたところ、西日本ではVAケーブルと、東日本ではFケーブルと昔は呼ばれていたそうです。VAは「ビニル・アーマー(ビニル製の鎧)」、Fは「フラット(平らな)」という意味だそうです。VVFという名称に規定されたのは昭和39年3月で、「600Vビニル絶縁ビニルシースケーブル平型」からVVFという名称になったそうです。
 
 ちなみに、屋根裏など周囲温度が高くなる場所での使用頻度が高いため、メーカが推奨する許容電流値はかなり低めに設定されているそうです(メーカに確認)。3芯のうち1本がアースで使用している場合は、2芯の許容電流値を用いる。また、単相3線の中性線は線芯数に含まないので、2芯の値を使用する。表1にVVFケーブルの簡単な仕様を、図3にVVFケーブルの写真を図示しておきます。

表1 VVFケーブルの簡単な仕様

名称 600V ビニル絶線ビニルシースケーブル(平型)
準拠規格 JIS C 3342に準拠
耐圧 1500V/1分
導体最高温度 60℃
許容電流値の算出 周囲温度40℃の場合
1.6mm-2芯 許容電流値 18A
2.0mm-2芯 許容電流値 23A
1.6mm-3芯 許容電流値 16A
2.0mm-3芯 許容電流値 20A


図3 VVFケーブルの写真



CVケーブルについて

 住宅の引込み口配線や工場の電力配線に使用される架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルです。ケーブル被覆に耐候性の素材を使用していますので、そのままの状態で風雨にさらされる屋外や地中に埋めて使用することができ、外皮(シース)は黒色ビニルで、直射日光や紫外線に対して耐性があり、そのまま露出で使用できます。ただし、内部の電線の被覆(心線の架橋ポリエチレン部)は紫外線に弱く、日光や照明等の紫外線によりぼろぼろになるため、ビニルテープにて紫外線の遮光が必ず必要となります。導体は「より線」が一般的です。
 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルの英訳は「Cross-linked Polyethylene Insulated Vinyl Sheath Cable」で、下線部からCVケーブルと呼ばれているみたいです。なお、架橋(Cross-linked)とは「二つまたはそれ以上の分子が橋をかけたような形で結合すること。ゴムや合成樹脂は橋架け結合によって強度や弾性を増す」ということらしいです。温度があがって溶融しないよう、架橋と呼ばれる特殊な化学処理を施されたポリエチレンのことらしいです。

架橋ポリエチレンの耐化学薬品性(架橋ポリエチレン管工業会より)

↓薬品名      温度→ 25℃ 50℃ 75℃
水道水
海水
河川水(横浜市内)
30%塩酸
10%硝酸
20%硫酸
20%酢酸
20%クロム酸
20%カセイソーダ
10%アンモニア水
50%ホルマリン
エチレングリコール
酢酸エチル
50%フェノール
メチルエチルケトン
シクロヘキサン
エタノール
ベンゼン
四塩化炭素
トリクロルベンゼン
ガソリン
JIS 2号絶縁油
ASTM 2号油
A重油
C-マシン油
 
評価基準 ○: 引張強さ、破断伸び保持率とも90%以上
△: 引張強さ、破断伸び保持率とも70%以上
−: 試験液の蒸発で試験不能

 低圧配線用として、VVFやVVRに比べ耐熱性(90℃)にすぐれ許容電流を大きくとることができます。3芯のうち1本がアースで使用している場合は、2芯の許容電流値を用い、4芯のうち1本がアースで使用している場合は、3芯の許容電流値を用いる。表2にCVケーブルの簡単な仕様を、図4にCVケーブルの写真を図示しておきます。高圧用もありますが、ここでは低圧用のみの資料とします。

表2 CVケーブルの簡単な仕様

名称 600V 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル
準拠規格 JIS C 3605に準拠
耐圧 1500V/1分 から 3000V/1分まで(表2では)
導体最高温度 90℃
許容電流値の算出 周囲温度40℃で気中(露出配線)・暗きょ(ピット内配線)の場合
線芯数 断面積[sq] 許容電流[A] 耐圧[V]
2 3.5 39 1500
5.5 52 1500
8 65 1500
14 91 2000
22 120 2000
38 170 2500
60 225 2500
100 310 3000
150 400 3000
200 485 3000
250 560 3000
325 660 3000
3 3.5 33 1500
5.5 44 1500
8 54 1500
14 76 2000
22 100 2000
38 140 2500
60 190 2500
100 260 3000
150 340 3000
200 410 3000
250 470 3000
325 555 3000


図4 CVケーブルの写真



CVTケーブルについて

 主に工場の電力配線に使用される架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルです。ケーブル被覆に耐候性のビニル素材を使用していますので、そのままの状態で風雨にさらされる屋外や地中に埋めて使用することができ、CVケーブルと同様、直射日光や紫外線に対して耐性があり、そのまま露出で使用できます。導体は「より線」が一般的です。ただし、心線の架橋ポリエチレンは紫外線に弱いため、紫外線をビニルテープにて遮光する必要があります。
 トリプレックス型架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブルの英訳は「Triplex Cross-linked Polyethylene Insulated Vinyl Sheath Cable」で、下線部からCVTケーブルと呼ばれているみたいです。なお、

 低圧配線用として、CVケーブルに比べ許容電流を10%程度大きくとることができます。当社では基本的に14sq以下ではCVケーブルを用い、22sq以上の太さになる場合、CVTケーブルを用いる場合が多いです。表3にCVTケーブルの簡単な仕様を、図5にCVTケーブルの写真を図示しておきます。高圧用もありますが、ここでは低圧用のみの資料とします。

表3 CVTケーブルの簡単な仕様

名称 600V トリプレックス型架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル
準拠規格 JIS C 3605に準拠
耐圧 1500V/1分 から 3000V/1分まで(表3では)
導体最高温度 90℃
許容電流値の算出 周囲温度40℃で気中(露出配線)・暗きょ(ピット内配線)の場合
線芯数 断面積[sq] 許容電流[A] 耐圧[V]
3 8 62 1500
14 86 2000
22 110 2000
38 155 2500
60 210 2500
100 290 2500
150 380 3000
200 465 3000
250 535 3000
325 635 3000


図5 CVTケーブルの写真



IV電線について

 各種屋内配線工事(金属管・塩ビ管等)に使用したり、制御盤内で使用するビニル絶縁電線です。当社では制御盤内の交流回路配線(リレーなど)にIVの黄色1.25sqを標準として使用しております。ケーブルではないので露出配線での使用は不可です。線色には黒、白、赤、緑、黄、青があります。表4にIV電線の簡単な仕様を、図6にIV電線の写真を図示しておきます。

表4 IV電線の簡単な仕様

名称 600V ビニル絶縁電線
準拠規格 JIS C 3307に準拠
耐圧 1500V/1分 (表4では)
導体最高温度 60℃
許容電流値の算出 周囲温度30℃の場合(がいし引き配線や十分放熱が可能な盤内配線など)
0.5sq 許容電流値 5A(KIV線)
0.75sq 許容電流値 7A(KIV線)
1.25sq 許容電流値 19A
2.0sq 許容電流値 27A
3.5sq 許容電流値 37A
5.5sq 許容電流値 49A
8sq 許容電流値 61A
14sq 許容電流値 88A
22sq 許容電流値 115A
38sq 許容電流値 162A
60sq 許容電流値 217A
100sq 許容電流値 298A
150sq 許容電流値 395A
200sq 許容電流値 469A
250sq 許容電流値 556A
325sq 許容電流値 650A

図6 IV電線の写真


MLFC電線について

 配電盤、制御盤などの内部配線、モーター用口出線として使用できます。耐熱性に優れ、難燃性で、可とう性(電線が柔らかいため曲げて配線しやすい)にも優れています。表5にMLFC電線の簡単な仕様を、図7にMLFC電線の写真を図示しておきます。

表5 MLFC電線の簡単な仕様

名称 600V 難燃性ポリフレックス電線
準拠規格 電気用品技術基準
耐圧 2200V-3500V/1分
導体最高温度 110℃
許容電流値の算出 周囲温度40℃の場合で導体温度90℃と110℃
14sq 許容電流値 113A(90℃)  134A(110℃)
22sq 許容電流値 148A(90℃)  175A(110℃)
38sq 許容電流値 208A(90℃)  247A(110℃)
60sq 許容電流値 279A(90℃)  332A(110℃)
100sq 許容電流値 384A(90℃)  455A(110℃)
150sq 許容電流値 509A(90℃)  604A(110℃)
200sq 許容電流値 605A(90℃)  717A(110℃)
250sq 許容電流値 717A(90℃)  850A(110℃)
325sq 許容電流値 838A(90℃)  994A(110℃)


VCTFコードについて

 電源用や制御用などの目的で非常によく使用されています。電源用途としては屋内で使用する300V以下の小形電気器具の電源コードとして、電動工具など電線が酷使される器具に使用されているのをよく見かけます。また、制御用多心ケーブルとしてリレーやシーケンサなどの接点信号を入力したり出力したりするのに良く用いられています。多芯では0.3-1.25sqで50芯のシリーズまで用意されており、また、シールド加工品もあるのでノイズ対策もできます。表5で一般用途として使用される場合の仕様をまとめておきます。写真は図8に示します。資料はカワイ電線より。

表6 VCTFコードの簡単な仕様

名称 300V ビニルキャブタイヤ丸形コード
準拠規格 JIS C 3306
耐圧 1000V/1分
導体最高温度 60℃
許容電流値の算出 周囲温度30℃の場合
線芯数 断面積[sq] 許容電流[A] 耐圧[V]
2-4 0.75 7 1000
1.25 12
2.0 17
3.5 23
5.5 35
5 0.75 4
1.25 7
2.0 10
6 0.75 4
1.25 7
2.0 9
7 0.75 4
1.25 6
2.0 9
8 0.75 3
1.25 6
2.0 8
10-12 0.75 3
1.25 5
2.0 7
14-16 0.75 2
1.25 4
2.0 6
20-22 0.75 2
1.25 4
2.0 5
24-30 0.75 2
1.25 3
2.0 5
40 0.75 2
1.25 3
2.0 4
50 0.75 1
1.25 3
2.0 4


図8 VCTFの写真


銅バーについて

 分電盤の幹線や分岐によく用いられています。また、制御盤の主回路にも用いられています。銅バー表面にはスズメッキ(はんだを薄く塗ったようなもの)がしてあることが多く、銀色のものが大半です。以下に示す表7はJIS(C8480)のキャビネット形分電盤の規格です。


表7 JIS(C8480):キャビネット形分電盤の銅バー電流密度

電流値 電流密度
100A以下 2.5A/mm2以下
225A以下 2.0A/mm2以下
400A以下 1.8A/mm2以下
500A以下 1.5A/mm2以下


 表7と日東工業の銅バーの規格を照らし合わせて表8にて比較してみます。


表8 銅バー規格表

許容電流(A) 日東工業の推奨断面積(mm2) 表7からの計算値(mm2) 電流密度の想定値
60 32.2(14mmX2.2mm) 24 -
100 54(18mmX3mm) 40 -
200 100(20mmX5mm) 100 -
225 120(20mmX6mm) 112.5 -
300 168(28mmX6mm) 167 -
400 224(28mmX8mm) 222 -
600 400(50mmX8mm) - 1.5A/mm2以下
800 500(50mmX10mm) - 1.5A/mm2以下
1000 750(75mmX10mm) - 1.33A/mm2以下
1200 1000(100mmX10mm) - 1.2A/mm2以下