低圧配電線と建設現場の電力配分要件

低圧配電線とは、変圧器を通じて10kVの高圧を380/220Vレベルに降圧する回路のことです。つまり、変電所から使用設備までの低圧線のことです。

低圧配電線は、変電所の配線構成の設計段階で考慮されるべきです。工場では、比較的高い電力需要を持つ工場には専用の工場変電所が設置され、変圧器が直接さまざまな電気負荷に電力を供給します。負荷が小さい工場では、主な配電変圧器から直接電力を供給します。

低圧配電線のレイアウト設計は、負荷の種類、大きさ、分布、および負荷特性に基づいています。一般的には、放射状と幹線（または木型）の2つの配電方法があります。

放射状回路は信頼性が高いですが、投資コストも高くなります。そのため、現代の低圧システムでは、生産プロセスが変わる場合でも主要な配電回路の変更が不要であり、より柔軟性があるため、幹線配電がより一般的に使用されます。したがって、幹線方式はコストが低く、適応性が高いという特徴がありますが、供給の信頼性では放射状方式に劣ります。

1.低圧配電線の種類

低圧配電線には、ケーブル敷設と空中線架設の2つの設置方法があります。

ケーブル線は地下に埋設されるため、風や氷などの自然条件の影響を受けにくいです。また、地上に配線が見えないため、都市の景観や建物環境を向上させます。しかし、ケーブル設置は投資コストが高く、メンテナンスや修理が困難です。空中線はその逆の長所と短所を持っています。したがって、特別な要件がない限り、低圧配電には通常空中線が使用されます。

低圧空中線は通常、木製またはコンクリート製のポールを使用し、絶縁子（磁器瓶）によって導体をポールに取り付けられたクロスアームに固定します。工場内での2つのポール間の距離は約30〜40メートルで、開けた場所では40〜50メートルに達することがあります。導体間の間隔は通常40〜60センチメートルです。線路のルートは可能な限り短くて直線的であるべきですが、設置とメンテナンスが容易であることも考慮に入れる必要があります。

1.1 工事現場の電力配分

工事現場の電気負荷条件は、通常の工業プラントとは異なります。負荷の大きさと性質はプロジェクトの進行に応じて変わります。例えば、初期の建設段階では主に輸送や運搬機械が使用されますが、後期段階では溶接機などが必要になることがあります。したがって、サイト全体の電力需要は、ピーク建設段階の最大計算負荷に基づいて決定されるべきです。

工事現場の電力供給は一時的なものです。すべての電気設備は迅速な設置と撤去が可能でなければなりません。現場の変電所は好ましくはポールマウント型の屋外タイプです。幹線式の空中線が通常使用されます。線路を設置する際は交通を妨げないように注意し、設置と撤去が容易であることを確認しなければなりません。地下プロジェクトやトンネル建設のように空間が限られている場合、空中線の高さが標準的な地上レベルの要求を満たすことができません。

このような場合、照明回路は36V以下の安全超低電圧（SELV）を使用しなければならず、モータ負荷のための380/220V電力供給線は良好な絶縁性と防湿性を持つ柔軟な三相四芯ケーブルを使用します。ケーブルは建設進度に応じて敷設され、使用しないときは切断して撤去し、安全性を確保します。

1.2 導体と地面との最小クリアランス

配電線は可燃性材料の屋根を横切るべきではなく、耐火性のある屋根の建物を横切るのも好ましくありません。避けることができない場合は、関連当局との調整が必要です。導体と建物との垂直クリアランスは、最大垂れ下がり時の1-10kV線路では3メートル以上、1kV未満の線路では2.5メートル以上とする必要があります。

配電線が通信（低電圧）線路と交差する場合、電力線は通信線路の上に設置されるべきです。最大垂れ下がり時の垂直クリアランスは、1-10kV線路では2メートル以上、1kV未満の線路では1メートル以上とする必要があります。

2.工事現場の配電盤

工事現場の配電盤は、主配電盤、固定副配電盤、および移動副配電盤に分類することができます。

2.2 主配電盤

独立した変圧器を使用する場合、変圧器とその後の主配電盤は電力供給当局によって設置されます。主配電盤には主低圧ブレーカー、有効無効エネルギー計、ボルトメーター、アンペアメーター、電圧選択スイッチ、および表示ランプが含まれています。工事現場のすべての支線は、この主盤の下流にある副配電盤に接続されます。

ポールマウント型変圧器を使用する場合、主配電盤と副配電盤はポールに取り付けられ、エンクロージャーの底は地上から少なくとも1.3メートル以上の高さにあります。大きな変圧器が地上プラットフォームに設置される場合は、密閉型のスイッチギアキャビネットを使用することができます。副配電盤では通常、DZシリーズの低圧ブレーカーを使用します。

主回路ブレーカーは変圧器の定格電流に基づいて選択され、支線回路では各回路の最大定格電流に応じた容量の小さなブレーカーを使用します。小電流回路には、残存電流装置（RCD）を使用するべきです（最大RCD容量：200A）。支線ブレーカーの数は設計された支線の数より1つまたは2つ多くして予備回路として使用します。建築現場の配電盤には、アメータやボルトメーターなどの監視計器は設置されません。

既存の変圧器（現場専用ではないもの）を使用する場合、主配電と分岐配電の機能は単一の箱体に統合され、有効エネルギーメーターと無効エネルギーメーターが追加されます。主配電盤から先は、TN-S三相五線式を採用し、配電盤の金属箱体は保護接地（PE）導体に接続する必要があります。

2.3 固定分電盤

建築現場では、ケーブルの敷設は主に直接埋設で行われ、供給システムは通常放射状構成を採用します。各固定分電盤はその支線回路の終点となり、そのため通常は供給する電気機器の近くに配置されます。

固定分電盤の箱体は薄い鋼板で作られ、雨よけの上部があります。箱の底は地面から0.6メートル以上高く、角鋼脚で支持されています。箱には両側に扉があり、内部には絶縁パネルが電気部品の取り付け基盤として設置されています。箱には、すべての接続機器の最大定格電流に応じてサイズが選ばれた4極RCDを含む200〜250Aのメインスイッチが装備されています。

汎用性を考慮し、設計はタワークレーンや溶接機などの一般的な現場機器に対応できるようにすべきです。メインスイッチの後ろには、いくつかの分岐スイッチ（4極RCDも含む）が設置され、典型的な家電製品の評価に基づいて容量が組み合わされます。例えば、200AのメインRCDと4つの分岐：60Aの2つと40Aの2つ。各分岐RCDの下には、可視的な切断点として設備端子としても機能する磁器フューズホルダーが設置されています。フューズの上端子はRCDの下端子に接続され、フューズの下端子は開放されて設備への接続のために使用されます。必要に応じて、単相機器への供給用の単相スイッチも箱内に設置されます。

支線回路の終点である各固定分電盤は、保護接地接続の信頼性を高めるために反復接地を行う必要があります。

導線が箱に入った後、中性（作業ゼロ）導線は端子台に接続されます。位相導線はRCDの上端子に直接接続されます。保護接地（PE）導線は箱体の接地ボルトにクリップされ、反復接地電極に接続されます。この配電盤からの全ての下流PE導線は同じボルトに接続されます。

2.4 移動式分電盤

移動式分電盤は固定タイプと同じ内部構成を持っています。柔軟なゴム被覆ケーブルを介して固定分電盤に接続され、可能な限り供給する機器に近づけられます。例えば、下階から上の建設レベルまで移動します。箱にもRCDが使用されますが、固定箱よりも小さな容量です。単相スイッチとソケットが追加され、単相機器への単相電力供給が可能になります。金属箱体は保護接地導体に接続する必要があります。