1. 電流容量の計算はなぜ必要ですか?
適切なワイヤ サイズと保護を選択することは、電気システムの設計において非常に重要です。電流容量を正しく計算すると、予想される負荷の下でワイヤーが過熱したり過負荷になったりすることがなくなり、安全性と費用対効果のバランスも取れます。-THHNワイヤー（熱可塑性高耐熱性ナイロン-コーティング-）は、その構造的特性と耐熱性-により建設や産業で広く使用されており、その電流容量の正確な評価が重要です。
2. 基本概念と用語
THHNワイヤー:銅またはアルミニウムの導体、熱可塑性絶縁体、ナイロン ジャケットが含まれています。最大 90 度の動作温度に定格されており、乾燥した環境と湿気の多い環境の両方での使用に適しています。
電流容量:導体が特定の条件下で長期間安全に流すことができる最大電流であり、エンジニアリング用途における重要なパラメータです。
NEC：米国電気工事規定は、THHN ワイヤを選択するための重要な法的根拠として機能します。
3. 関連する規格および規制
NEC テーブル 310.15(B)(16)に、さまざまな温度定格におけるさまざまな導体サイズの基本電流容量 (I_table) をリストします。たとえば、この表によれば、90 度での 6 AWG THHN 銅導体の電流容量は 75A です。 8AWGは55Aです。
NEC 110.14(C)導体の温度定格は高くても、実際の使用では、端子または接続点の温度制限により、より低い温度定格に制限する必要がある場合があると記載されています。より高い温度定格のデータは、ディレーティング計算を実行する場合にのみ使用してください。
4. 電流容量計算の理論的根拠
電流容量の計算に一般的に使用される基本式は次のとおりです。
I_actual=I_table × C_temp × C_group
I_テーブル:NEC テーブルの基本電流容量値。
C_temp (温度補正係数):ベースライン (通常は 30 度) からの周囲温度の偏差を補正します。たとえば、40 度では、90 度の - 定格導体の温度係数は約 0.91 です。
C_group (バンドリング補正係数):導体数が3本を超えると放熱性能が低下するため、さらなる修正が必要となります。導体数が 4 ～ 6 の場合、対応する係数は 0.80、導体が 7 ～ 9 の場合は 0.70 などとなります。
連続負荷:NEC では、連続負荷に対して 125% のマージンが必要です。したがって、サーキットブレーカーの容量は実際の負荷の少なくとも 125% である必要があり、それに応じて導体の許容電流容量を調整する必要があります。
5. 詳細な計算手順
1.基本電流容量(I_table)を確認する
例: 6 AWG 銅線 THHN の電流定格は 90 度で 75A ですが、8 AWG の電流定格は 55A です。
2.温度補正係数(C_temp)を適用します。
周囲温度が 40 度の場合、90 度の - 定格 THHN の補正係数は約 0.91 です。
3.バンドリング補正係数(C_group)を適用します。
4 本の導体が導管内に配置されている場合は、補正係数 0.80 を使用します。
4.実際の許容電流を計算する
例として 8 AWG を使用すると、次のようになります。
I_actual=55A × 0.91 × 0.70 ≈ 35A。
負荷が 39A の場合は十分ではないため、Thhn 6 AWG にアップグレードする必要があります。計算された電流は 48A で、許容範囲内です。
5.連続荷重処理
連続負荷 (3 時間以上) の場合は、負荷に 1.25 を乗算して差を計算します。 I_actual を比較することで、安全設計要件が満たされていることを確認します。
6.端子温度定格比較
導体は 90 度のデータを許容しますが、特定のデバイスの端子温度定格に応じて、端子の制限により最終的には 75 度または 60 度に制限される場合があります。
6. ケーススタディのデモンストレーション
ケース 1: 40 度の環境における単一の導体
導体： 6 AWG 銅 THHN
表の参照:ベース電流容量: 75A
温度補正: 0.91 → 75 × 0.91 = 68.25A
同梱修正：単導体、ディレーティングなし → 68.25A
連続負荷に関する考慮事項:負荷が 60A の場合、必要な電流は 60 × 1.25=75A → 68.25A となります。これでは不十分ですので、スペックアップをお勧めします。
ケース 2: 導管内の 4 つの導体
導体：8 AWG 銅 THHN
基本電流容量: 55A
T温度補正: 0.91 → 55 × 0.91 ≈ 50A
バンドリング補正 (4 導体): 0.80 → 50 × 0.80 = 40A
連続負荷:30A の負荷を想定 → 30 × 1.25=37.5A < 40A → 許容可能