過電流遮断器の設置位置を規定する理由が分かりません

質問

第二種電気工事士の受験生です。
また分からないことがありましたのでお聞きします。

分電盤前の幹線や、分電盤以降の分岐回路で、過電流遮断器の設置に関し、
省略できる条件や、設置位置の条件が決められています。

ここで分からないのが、設置位置の規定です。
なぜ設置位置が問題になるのか分かりません。
電線の全長とかなら発熱総量が増加するので多少は理解できますが。

守るのは接地した地点まで、ということではなく、設置した電線全体です。
守るという視点だけから考えれば、どこに設置しても効果は同じに思えますが。

回答No.7

fuefuki-douji · ベストアンサー

NO.5です。
回答がニーズに合っていなかったようですね。
分岐回路の過電流遮断器の位置についてですが
過電流遮断器が設置位置の上流を保護しないということからいえば、
過電流遮断器は、幹線の分岐点に限りなく近い所に設置することが望まれ、これが原則になっています。
３ｍの数値そのものが、分電盤の位置や配線の施工など純粋に技術的なものではなく、政策的なものでもあることは、昭和45年当時の内線規程では、当該数値が1.5ｍであったことからも知られます。
電線の許容電流が35％、55％などの場合に、設置位置が緩和されているのは、その間で短絡しても、幹線の過電流遮断器で分岐回路が保護されるからです。
55％などの数値の根拠は、A種ヒューズの特性と短絡時の電線の許容温度から算出されますが、紙面と時間の関係で割愛します。

補足

3mでなければいけない、1.5mでなければいけない、というのは確かに政策かもしれません。
しかし、なぜ3m以上でも良い、という緩和基準が存在するのか？
あるいは緩和基準から見てなぜ普通の時3mを超えてはいけないのか、は政策だけでは説明が付きません。

ですが、「短絡」という言葉をお聞きし、もしかして、と気付いたことがあります。

短絡は短絡でも、完全な短絡であれば、普通はダメだが35%や55%なら良い、
という基準は考えにくいと思いますし、
そのような場合は、幹線の過電流遮断器が動作し、分岐線も幹線も守られると思います。

しかし中途半端な絶縁低下ならもしかしたら有り得るかもしれないと思いました。
屋内配線では、電線の保全状況は十分とは限らず、
例えば、鼠にかじられる、酸性雨の雨漏りがちょうど当たる位置にケーブルがあったetc.
といった原因で、中途半端な絶縁低下による線間のマイルドな短絡や漏電が生じ、元の電流に重畳され、
ケーブルが予期せぬ発熱をおこすことは考えられなくはない、と思います。
そしてこの様なケースは過電流遮断器の下流でないと検出できません。
また上流でも完全な短絡であれば幹線の過電流遮断器が反応すると思いますが、
中途半端な絶縁低下の場合は、反応しないことも考えられます。

ということで3m以下でなければいけないというのは、
そういう未検出区間を短くして不測の事態の発生確率を下げるのが狙いではないか？
という気がして来ました。
これだと電線が細く許容電流が小さいと、発熱が大きくなりますから、
危険の大きい場合は3m以下にしろ、というのも一応ですけど辻褄は合います。

また分岐線の許容電流が大きければ、ある程度は発熱せず、発熱するまで流れると、
幹線の過電流遮断器や、漏電の場合はもし設置してあればですが、漏電遮断器による遮断が期待できる、
という風に解釈するとこれも一応ですけど辻褄が合います。

正直、スッキリ感はありませんが、自分なりの結論が得られました。
これをいつも心に仮説として持っておけば、仮に間違っていたとしても、
何かの機会に正解に触れた場合にも脳が反応し、正解として再認識できると思います。

ということで、短絡というキーワードを頂いたのでベストアンサーとさせて頂きます。
ありがとうございました。

回答No.6

sou_tarou

参考に
参考ＵＲＬに電技＆解釈　と　電技＆解釈の解説　のリンクを貼っておきます。

解説のリンクに解説のＰＤＦがありますので、その解説のＰ１９１－１９６あたりを読んでみてください。
電技解釈の１４８、１４９条あたりの事だと思いますので
URL：http://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/oshirase/2012/06/240629-1.html

参考URL：

http://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/oshirase/2012/06/240629-1.html

補足

ありがとうございます。
教えて頂いた資料

http://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/oshirase/2012/06/240629-1-2.pdf

を読んで半分が解決しました。

まず幹線の分岐ですが、基本的にどこに入れろとは言っていませんね。
規定しているのは省略条件でしかもいずれもが全長の規定であって過電流遮断器の設置位置の規定はありませんでした。
(1)低圧幹線の許容電流が、上流の過電流遮断器の定格電流の55%以上あった場合は省略可能。
(2)全長8m以下で許容電流が、上流の過電流遮断器の定格電流の35%以上であった場合は省略可能。
(3)上流の過電流遮断器から全長3m以下で他の低圧幹線を接続しない場合は省略可能。

これで幹線の分岐については解決しました。
過電流遮断器の省略に関し、全長は規定しているが、設置位置は規定していない、ということでした。

次に低圧分岐回路(分電盤等？)ですが、
(1)(全長は言わずに)3m以下の位置に設置せよ。
(2)全長が8m以下で許容電流が低圧幹線の過電流遮断器の定格の35%以上あった場合は3mより遠くでも良い。
(3)(全長は言わずに)許容電流が低圧幹線の過電流遮断器の定格の55%以上あった場合は3mより遠くでも良い。

でした。
条件により、3m以下の位置にしなければならなかったり、
3mより遠くても良かったりします。これがなぜなのか分かりません。
こちらの疑問は残りました。

回答No.5

fuefuki-douji

過電流遮断器（ヒューズや配線用遮断器）は、基本的にそれが設置された位置から下流の電路（配線や機器）を過電流・短絡（短絡は極端な過電流です）から保護するのが目的です。
機器の短絡そのものは防ぐことはできませんが、短時間に遮断することにより、より以上の被害を防ぐ、という意味では、保護と言えなくもありません。
より下流では、導体サイズは小さくなり、大きな定格電流の配線用遮断器では保護できなくなり、相応の定格の過電流遮断器を選定する必要が出てきます。
このようにして、回路全体が保護されます。
過電流遮断器は上流は保護できませんが、上流の変圧器などの短絡電流は考慮しなければなりません。
変圧器直下の過電流遮断器が、その負荷側端子近くで短絡した場合などは、変圧器で決まる短絡電流を超える遮断容量（ｋA）を持っていないと、過電流遮断器そのものが、電磁的・機械的に破損する恐れがあるからです。

補足

ご回答有難うございました。

おっしゃる通り、分岐しながらの配線全体を考えた時、
分岐前、分岐後、それぞれの地点に設置する必要がある場合が大半でしょう。
それぞれの地点で電流も違えば許容電流も違うわけですから、
当然設置する位置は規定されなければなりません。

しかしこの話の「位置」というのは、分岐前とか分岐前といった意味での位置であって、
私がお聞きしている位置とは違いますし、私がしているのは配線全体の話でもありません。

ここで私が問題にしているのは、例えば幹線を分岐させた場合、
分岐前の幹線の過電流遮断器の定格電流と分岐線の許容電流の比で、
分岐線上に設置する過電流遮断器の設置位置が、
分岐点から3m以内とか、8m以内、あるいは制限無し、と規定される点です。
分電盤で分岐する時も、似た規定があります。

つまり私が疑問に思っているのは、
あくまでも同一分岐線上の過電流遮断器の設置位置の話であって、
これが分岐線上でどうして自由ではないのか、という点なのです。

回答No.4

EleMech

大事な事をお忘れです。
電線にも抵抗（線路抵抗）があって、それにより電圧降下を起こすのです。

つまり、負荷電流が大きいのにぎりぎりの細い幹線を使用し、しかもそれが長いとなるとなると、線路抵抗により電圧降下が大きくなって、適切な電圧で供給できないという事です。

補足

ご回答ありがとうございます。

おっしゃることはその通りです。
しかしそれは過電流遮断器をどこに設置しても変わりません。

質問文にも書きましたが、
電線の全長を規定するのであれば分からなくはないのですが、
規定しているのは電線の全長ではなく過電流遮断器の設置位置なのです。

なぜ設置位置を規定しなければいけないのか？
しかも分岐前の電線と分岐後の電線の許容電流の比で決まるのです。

そこがどうしてなのか分からないという質問なのです。

回答No.3

hey_hey_11

＞どこに設置しても効果は同じ

基本的にはどこに設置しても同じです。
しかし、この規定の中にあるように

(1)分岐回路の電線の許容電流が、幹線を保護する過電流遮断器の定格電流の55％以上ある場合。
この場合は、分岐回路の電線がどこで短絡しても、幹線の過電流遮断器がトリップして、分岐回路の電線を十分保護できるので、分岐回路用遮断器の位置は制限しない。

(2)電線の長さが8ｍ以下で、かつ、分岐回路の許容電流が、幹線を保護する過電流遮断器の定格電流の35％以上である場合。
この場合も(1)と同様の理由で3ｍを超える箇所に過電流遮断器を施設することを認めていますが、分岐回路の電線が短絡して、幹線の過電流遮断器がトリップした場合、一応、分岐回路の電線を保護できるが、電線の許容電流が小さいので、安全を見込み分岐回路用遮断器の位置を8ｍ以下としている。

この意味が分からないと思います。
先ずは、貴方が言う過電流遮断器の仕組みを知ることです。
正式には配線用遮断器と言い、俗語では安全ブレーカまたはサーキットブレーカと言います。
この分岐用配線用遮断器は、機械式が多く過電流を検知しても直ぐに動作しないことです。
また、ＪＩＳでも規定がありますが、定格電流の110％以上で動作しますが、110％付近では動作するのに数時間掛かります。これは、感度を良くすると小さめのサージ電流でも敏感に動作してしまうと常にブレーカが切れてしまうことになり、使いも物にならないことになります。
しかし、500％以上では0.2秒で切れる規定になっています。
これらは、素人から見ると甘いように見えますが、技術的、構造的観点からどうしてもできない部分が多いと言われています。
将来、技術が進めば理想の遮断器ができるかもしれません。

これで解答ですが、10ｍ以上先で短絡が発生したが、使用電流があまりにも小さいと遮断器が動作せず、火災になった事例があるため、使用電流が小さいときは設置位置を決めていると思います。

補足

ご回答有難うございます。

分岐した場合の3m以内や、8m以内、といった規定は、
分岐全体の長さではないと思います。
参考書を見る限り過電流遮断器を設置しなければならない位置指定であって、
設置した先の電線の長さには触れられていません。
ですから設置位置は規定されていても、全長は規定されていないように見えます。

(2)の

＞電線の許容電流が小さいので、安全を見込み分岐回路用遮断器の位置を8ｍ以下としている。

ですが、設置位置を手前にすると、なぜ許容電流の小ささに配慮したことになるのか分かりません。
分岐後、さらに分岐されるまでの区間は、位置によらず電流は同じのはずで、
過電流遮断器が電流に反応して動作するのであれば、
どの地点に挿入しても電線保護効果は同じではないでしょうか？

位置により動作する条件が変わるというのであれば、その仕組みを知りたいのです。

回答No.2

能年 玲奈（@cleanenergy）

アースの役目だからですよ。

あとは、なぜ教授などに聞かないのか？

補足

具体的にどのようにアースとして機能しているのか、
また設置位置によりどのようにその効果が変化するのか、
これを教えて下さい。

また「教授」とのことですが、
誰のことを指しているのか判断できません。
身近に聞ける人は居ません。
尚私にも恩師はいますし、メールアドレスも知っています。
しかしたぶん引退しておられるし専門でもありません。

回答No.1

stardelta

私は文章の理解力がない者です。

質問の「どこに設置しても効果は同じに思えますが」は過電流継電器の設置場所ですね？
そうだとすれば、電線を保護するのに電線の始まりに取り付けたのと終端に取り付けたのでは保護の範囲が違ってきませんか？

ご質問は別の意味ですか？

補足

＞質問の「どこに設置しても効果は同じに思えますが」は過電流継電器の設置場所ですね？

その通りです。
もちろん分岐後、再分岐するまでの区間ですが。

＞そうだとすれば、電線を保護するのに電線の始まりに取り付けたのと終端に取り付けたのでは保護の範囲が違ってきませんか？

私の判断する限り違うと思えません。

(1)動作
上記区間において、電流は電線上の位置によらず同じです。
過電流遮断器は電流に反応して動作するはずですから、
電流が同じであればこの区間のどこに設置されても動作は同じになると思います。

(2)保護範囲
過電流遮断器が動作した場合、上記区間のどこに設置しても、
電流を遮断する範囲は同じになると思います。