ブレーカー容量計算機 – 電線径と遮断器

ブレーカーは、安全な電流を超えたときに自動で回路を遮断し、配線や機器を過熱や火災から守る安全装置です。適切なブレーカー容量の選定は、住宅のキッチン配線、商業用モーター回路の容量選定、工業用配電盤の計画など、電気設備設計における最も基本的な作業の一つです。 計算は、接続機器が実際に消費する負荷電流から始まります。単相回路では、負荷電流 I は電力 P を電圧 V と力率 PF の積で割った値になります：I = P / (V × PF)。三相回路では、3 本の導体を考慮して I = P / (√3 × V × PF) となります。力率は 0 から 1 の無次元値で、負荷が電力をどれだけ効率よく有効仕事に変換するかを示します。ヒーターのような抵抗負荷は PF ≈ 1.0 で、モーターや電子機器は通常 0.7〜0.95 です。 負荷電流が分かれば、米国電気工事規程（NEC）では、連続負荷——3 時間以上運転することが想定される負荷——に対して、定格が負荷電流の 125% 以上のブレーカーを使用する必要があります。このディレーティングは、長時間運転時の導体とブレーカー接点の熱負荷を考慮したものです。非連続負荷は負荷電流の 100% で保護します。この計算機では、連続負荷を選ぶと自動的に 125% の係数を適用します。 周囲温度も導体の許容電流に影響します。NEC は絶縁の定格温度に基づく補正係数を定めています（標準的な THHN 線では通常 75°C）。周囲温度が基準の 30°C を超えると、絶縁の熱限界を超えないように導体をディレーティングする必要があります。この計算機は、指定した周囲温度に応じて適切な NEC 310.15 の補正係数を適用します。 連続負荷と温度係数を適用した後の設計電流が、必要最小ブレーカー容量を決定します。標準ブレーカー定格は 15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、125、150、175、200、225、250、300、350、400 A の系列です。計算機は、設計電流以上の最小の標準定格を選択します。 電線径の選定は、選ばれたブレーカー定格に直接連動します。NEC では、75°C における導体の許容電流がブレーカー定格以上でなければなりません。この計算機は、必要な最小の American Wire Gauge（AWG）または kcmil を返します。一般的な組み合わせは、15 A に 14 AWG、20 A に 12 AWG、30 A に 10 AWG、40〜50 A に 8 AWG、60 A に 6 AWG、85 A に 4 AWG、115 A に 2 AWG です。最終設計は、電線管の充填率、距離、設置条件による追加ディレーティングの可能性があるため、必ず有資格電気技術者と地域の法規で確認してください。