2/0 アルミニウム線の電流容量: NEC の定格、軽減係数、およびアプリケーションのヒント

現場の 3 人に 2/0 アルミニウム線が何アンペアまで伝送できるかを尋ねると、多くの場合 3 つの異なる答えが得られます。質問は曖昧ではありません。数値は条件によって変化するだけです。 75℃ 定格の 2/0 AWG アルミニウム導体は、一般的なレースウェイでは 135A に適していますが、周囲温度と導体数が適用されるとその数値は約 95 A に低下するか、90℃ の絶縁システムを使用した自由空気中では 150A をはるかに超える可能性があります。

多くはコンテキストに依存するため、最も信頼できるアプローチは、公開された表から開始して、インストールが実際に直面する修正を適用することです。このガイドでは、2/0 アルミニウム ワイヤの基本電流容量から始まり、フィーダーの動作を数十年にわたって冷却状態に保つ接続の詳細で終わるまで、まさにそれを説明しています。

2/0 AWG アルミニウム ワイヤーの実際とは

2/0 AWG は「2 あうと」と読み、00 AWG と書きます。導体の断面積は約 133,100 サーキュラーミル、およそ 67.4 mm²、公称直径は 9.27 mm です。アメリカン ワイヤー ゲージ シリーズの 1/0 AWG と 3/0 AWG の間にあり、低電圧フィーダ、引き込み線、および適度な電流がかなりの距離を流れる必要がある配電回路で最も一般的なサイズの 1 つです。

1 つ明確にすると、大きな混乱が避けられます。2/0 AWG は 2 AWG と同じではありません。 2 AWG アルミニウム導体の断面積は約 33.6 mm² で、75 °C で定格 90 A です。そのため、「2 AWG アルミニウム」に 125 アンペアを流すことに関する質問は、通常、サイズを大きくすることを推奨することで終わります。 2 AWG から 2/0 AWG にすると、金属面積が約 2 倍になり、電流容量が約 50 パーセント増加します。

このサイズのアルミニウム導体はいくつかの形式で使用されます。裸のより線は AAC、AAAC、ACSR 構造として架空送電線で使用され、絶縁バージョンは XHHW、THWN、USE、および低電圧 XLPE または PVC 電源ケーブルとして使用されます。銅被覆アルミニウムは、アルミニウムのコアの上に薄い銅の皮膜があり、ほとんどの電流容量表でアルミニウムと並んで記載されています。

2/0 アルミニウム線の電流容量の概要

以下の表は、2/0 AWG アルミニウム導体の基本電流容量を示しており、比較のために銅の値も含まれています。これらの数値は、周囲温度 30°C で、レースウェイまたはケーブル内の通電導体が 3 本以下であることを前提としています。

これらの数字には 2 つの注意事項があります。まず、電流容量表は随時改訂され、2023 年版の国家電気規定では選択された値が調整されているため、管轄区域で採用されている版が適用されます。第 2 に、北米以外のプロジェクトでは、導体サイズが AWG ではなく平方ミリメートルで表される IEC またはその他の地域規格に基づいて動作する可能性があります。

インストールに適用される列

電流容量は、導体が定格温度を超えずに連続的に流すことができる最大電流です。熱が制限要因であるため、90°C 絶縁の導体はより高温になり、60°C 絶縁の同じ導体よりも多くの電流が流れる可能性があります。

ただし、実際に使用できる列は、回路内の最も弱いリンクによって設定されます。コード規則では、回路内の終端、導体、またはデバイスの最低温度定格に基づいて電流容量を決定する必要があります。ほとんどのブレーカー、ラグ、分電盤の導体定格は 75°C であるため、2/0 アルミニウム フィーダの場合、ケーブル自体が定格 90°C の XHHW-2 または THHN 製品であっても、実際の数値は通常 135 A です。

高い数字は無駄になりません。最終結果が終端で許容される電流容量を超えない限り、90°C カラムからディレーティング計算を開始できます。実際には、150 A は演算の開始点であり、ロードできる値ではありません。

過電流保護も同様のロジックに従います。次のサイズの許容値では、計算された負荷が 135 A を超えない場合、電流容量 135 A の 2/0 アルミニウム導体を 150 A のデバイスで保護できますが、この許容値には条件があり、設計文書に含まれます。

実数を下げるディレーティング要因

実際の設置では、3 つの導体、周囲温度 30°C、および単一の非バンドル層のベースライン条件と一致することはほとんどありません。違いのほとんどは 4 つの修正によって説明されます。

• 周囲温度。 電流容量は 30°C を想定しています。 40°C では、75°C 定格導体の補正係数は 0.88 ですが、50°C の高温の工場室では 0.75 に低下します。
• 電流が流れる導体の数。 レースウェイまたは束ねられたケーブル内の 4 ～ 6 本の導体は 80 パーセントに、7 ～ 9 本の導体は 70 パーセントに調整され、より大きなグループになるとさらに低下します。
• 継続的な負荷。 連続負荷を供給する回路のサイズは負荷の 125% に設定されており、実際には使用可能な容量の 5 分の 1 が削除されます。
• 電圧降下と起動電流。 電流容量は熱制限であり、性能制限ではありません。長いアルミニウム製フィーダーは、温度を完全に保持しながら、特にモーターの始動時に、遠端で許容できない電圧を供給できます。

導体の撚り線と設置方法がこれらの同じ計算にどのように反映されるかについて詳しくは、ガイドを参照してください。 NEC の電流容量定格とディレーティング係数 .

実際の例: 暖かい建物内の 2/0 アルミニウム フィーダー

レースウェイ内の 2/0 アルミニウム XHHW-2 フィーダが、4 本の通電導体と設計周囲温度 40°C を備えた配電パネルに電力を供給すると仮定します。修正を段階的に進めることで、机上の答えではなく現実的な答えが得られます。

1. 75°C カラムからのベース電流容量: 135 A。
2. 4 本の通電導体の調整: 135 A x 0.80 = 108 A。
3. 40°C での周囲補正: 108 A x 0.88 = 95 A、これは設備が連続的に伝送できる電流容量です。
4. 負荷は連続的であるため、負荷自体は 95 A 割った 1.25、つまり約 76 A を超えてはなりません。
5. 計算された負荷が高い場合は、3/0 アルミニウムにステップアップするか、2 つの導管にまたがって実行を分割するか、換気を改善してください。
6. 最後に、実際の稼働時間での電圧降下を確認します。多くの場合、サイズを 1 つ大きくする方が、10 年間に蓄積されたエネルギー損失よりも安くなります。

導体の寸法、絶縁体の厚さ、温度定格はすべて同じ計算に基づいているため、ここで確かなメーカーデータが役に立ちます。

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アルミニウム対銅（2/0）

2/0 AWG では、75°C で 135 A と 175 A が直接比較されるため、アルミニウムは同じ物理サイズで銅の電流容量の約 4 分の 3 を供給します。アルミニウムは銅の伝導率の約 61% を伝導しますが、熱放散は抵抗だけでなく表面積にも依存するため、電流容量のギャップは伝導率のギャップよりも狭くなります。経験則として、アルミニウム導体は銅の電流容量に一致するように 1 取引サイズ分大きくなります。

利点は重量とコストです。アルミニウムの密度は銅の約 3 分の 1 であり、これは長い引き出し、高いトレイ、ポールトップでの作業に重要であり、供給されるアンペアあたりのコストが大幅に低くなります。トレードオフは接続の感度です。アルミニウムは急速に酸化し、圧力がかかるとクリープするため、終端は金属のリストに記載され、慎重に準備され、ラグに印刷されているトルクに従って締め付ける必要があります。

銅被覆アルミニウムが 2 つの間に位置します。その電流容量は通常、アルミニウムの柱から得られますが、その表面は腐食や接続の目的で銅のように動作するため、小規模な分岐回路で依然として人気があります。

2/0 アルミニウムがその地位を獲得する場所

135 A の 2/0 アルミニウム導体は、広範で実用的なアプリケーション帯域をカバーします。

• 引き込み線およびサブパネルへの主給電線
• 住宅の地下分布、直接埋設またはダクト内に設置
• 太陽電池アレイ、蓄電池、およびインバータからパネルへの相互接続
• アルミニウム互換構造の溶接ケーブルと水中ポンプケーブル
• AAC、AAAC、または ACSR 裸導体から構築された架空配電線

配線が地面を離れてポールに登る部分では、裸のアルミニウム導体が絶縁ケーブルの代わりとなり、構造は絶縁制限から張力制限に変わります。

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オーバーヘッドおよび空中設置

自由空気は電流容量の状況を大幅に変化させます。風や冷たい周囲の空気にさらされた導体は、導管に埋め込まれたケーブルよりもはるかに効果的に熱を放出し、公表されている自由空気値は、同じサイズのレースウェイ値を 20% 以上上回る可能性があります。電流容量が拘束的な制約でなくなると、制限要因はたわみ、張力、風荷重、絶縁体とハードウェアの温度定格に移ります。

1 kV ～ 35 kV の空中絶縁ケーブルは、樹木、建物、または公共のアクセスにより裸の導体が不適切な選択肢となる架空配電には、多くの場合最も実用的な選択肢です。耐日光性、耐トラッキング性、およびスパンの正しい張力は、電流容量テーブル自体と同じくらい重要です。

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電流容量を保護する接続方法

アルミニウムには評判の問題があり、そのほとんどは製造上の問題です。いくつかの規律ある習慣を身につけることで、大部分の失敗を防ぐことができます。

• 掃除してブラシをかけます。 ワイヤーブラシで酸化層を除去すると、空気にさらされてから数分以内に酸化層が再形成されます。
• 記載されている化合物を使用してください。 酸化防止剤または接触化合物は再酸化を遅らせ、表面接触を改善します。
• 仕様のトルクで締め付けます。 締め付けが不十分だとホットスポットが発生します。締めすぎるとストランドが損傷し、ラグが変形します。
• 金属を合わせます。 コネクタにはアルミニウムまたは銅被覆アルミニウムのマークを付ける必要があり、バイメタル ラグは銅への移行に対応する必要があります。
• 環境を尊重します。 濡れたルート、埋設されたルート、または化学薬品にさらされたルートには、その場所に適したジャケットと防湿層が必要です。 防水シリーズケーブル .

最初の加熱および冷却サイクルの後、トルクを簡単に再チェックし、終端部をサーモグラフィーでスキャンすると、取り付け中にすり抜けたほとんどすべてのものを捕らえることができます。

2/0 アルミニウムを指定するための実用的なチェックリスト

1. 連続使用の 125% 係数を含む設計負荷を確認します。
2. 回路内の最も低い終端定格 (通常は 75°C) から電流容量の列を選択します。
3. 該当するコードが必要とする順序で周囲および導体数の補正を適用します。
4. 次のサイズの許容値とその条件を含め、過電流デバイスを確認します。
5. 直線距離ではなく、実際の配線長にわたる電圧降下を確認してください。
6. ラグの材質、バイメタル コネクタ、および各終端のトルク値を確認してください。
7. 次のエンジニアが作業を繰り返す必要がないように、最終的な電流容量を図面に記録します。

アルミニウム導体は何十年にもわたって配電の標準部品であり、2/0 AWG は依然としてこの範囲内で最も有用なサイズの 1 つです。 75°C で 135 A を開始点として扱い、設置に必要な修正を適用し、終端に適切な注意を払うと、2/0 アルミニウム フィーダはシステムの耐用年数にわたって確実に機能します。

それが私たちが日々とっているアプローチです。 1988 年に設立された当社は、0.6/1 kV XLPE および PVC 電力ケーブル、裸導体および空中導体、制御および機器ケーブル、耐火性、高温、再生可能エネルギー用途向けの特殊製品を含む、低電圧から高電圧までのケーブルを製造しています。当社のエンジニアリング チームは、単一のドラムをスケジュールする前に、お客様と一緒に電流容量、ディレーティング、および設置条件を定期的にレビューします。新しいフィーダーのサイズを調整する場合、または既存の配線を交換する場合は、負荷の詳細、周囲条件、およびルート情報を当社に送信してください。ジョブに適した導体サイズとケーブル構造を確認します。