電圧降下とは？
回路の電圧降下は、供給端からの電圧と負荷端の電圧の差を表す。電圧降下は、電流負荷、ケーブルタイプ、その他の要因に依存し、最小ケーブルサイズに大きな影響を与える。
この規格は、電圧降下の許容割合を定めている。
電圧降下の式
最大電圧降下を決定する場合、ケーブルの力率が負荷の力率と等しいという仮定の下で、方程式を適用することができる。
この式は次のように表すことができる：
\(V_d = I \cdot Z_cd) (式1)
どこでだ：
- Vdは ケーブルの電圧降下、単位はボルト
- Iはケーブルに流れる電流（アンペア
- Zcは 導体のインピーダンス（Ω）であり、√((Rc2+Xc2))である。
Rcはケーブル抵抗を表し、導体材料、サイズ、使用温度の関数である。Xcはケーブルのリアクタンスを表し、形状と位相間隔の関数である。
直流電圧降下の計算では、リアクタンスXcの値はゼロであることに注意してください。
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力率に基づく電圧降下
供給電圧と負荷電圧の位相角が異なる場合、この変化を補正するために別の方程式を使用しなければならない。電流が電圧をリードしている場合、供給電圧は負荷電圧よりも小さくなります。電圧降下IZcは、ケーブルと負荷の力率が等しく、電圧降下Vdが IZcの最大値である場合を除き、すべての力率のケースで同じですが、位相角の点では異なります。以下の式は、遅れ力率に適用されます。
単相システムの場合
\V_{d1phi} = IL[2(R_c cos ㎤ + X_c sin ㎤)]㎤ (式2) (式2)
平衡三相システムの場合
\V_{d3phi} = IL[∕cos∕θ + X_c sin∕θ)]∕(式3) (式3)
抵抗とケーブル使用温度
ケーブルの抵抗は温度に依存し、規格は特定の使用温度に対する抵抗の表を提供している。
ケーブルの使用温度が規格表の最大値より低い場合、導体温度は以下の式で見積もることができます：
どこでだ：
- I0= 動作電流、単位：アンペア
- IR= 定格電流表(AS/NZS 3008.1の表4-21より)に記載された定格電流
- 00= 携帯時のケーブルの動作温度（摂氏
- 0A= 空気または土壌の周囲温度、単位は摂氏。
ケーブルの動作温度が計算されると、ケーブル抵抗を選択することができます。AS/NZS 3008.1の場合、表34-50は、次の動作温度に対する抵抗値を提供しています45oC,60oC,75oC,80oC,90oC,110oCそして、計算された動作温度は、最も近い温度に（より保守的に）上げられます。
不平衡多相回路の電圧降下
不平衡システムでは、図1の位相図で示されるように、電流は中性導体を流れる：
このような場合の電圧降下には2つの対処法がある。保守的な解決策は、平衡三相負荷を仮定し、最も負荷の重い相に流れる電流を使用して計算することである。しかし、各相の電流が一定期間異なる大きさであることを示すことができる場合、電圧降下は、下式に示すように、最も負荷の重い相の電圧降下とニュートラルの電圧降下を合計することによって、単相ベースで計算することができます。
次のセクションでは、電圧降下の計算例を示します。
電圧降下の計算例
銅導体でXLPE絶縁の単芯ケーブルが、3相400V電源に接続されている。設置は地面に直接埋設する（基準周囲温度は25OC)に直接埋設されている。負荷電流は力率0.9で240A。
三相電圧降下とは何ですか？
ステップ 1: ケーブルの動作温度の決定
図2：地面に直接埋設されたケーブルの図。
XLPE絶縁ケーブルの通常の使用温度は90℃である。ケーブル使用温度は式 4 を使用する：
\θ = (90^{circ} - 25^{circ})(Γfrac{240}{277})^2 + 25^{circ})
ステップ2：ケーブル使用温度からケーブル抵抗を決定する
表34 （下記の付録1を参照）を使って 、導体サイズと一致するケーブルの交流抵抗を、ステップ1で計算したケーブル使用温度に最も近い導体温度で求めることができます。73.8°の温度を計算したので、温度を切り上げ、75°が最も正確な温度であると仮定します。
表34によると、70 mm2の銅導体で動作温度75°のケーブルの抵抗は0.327Ω/km、または0.000327Ω/mです。
ステップ3：ケーブルのリアクタンスを決定する
単心ケーブルのリアクタンスは、ケーブルの種類とケーブルの分離に依存する。
表30（以下の付録2を参照）を使って、50Hzでのリアクタンスを求めることができる。
したがって、コラム3から、ケーブルのリアクタンスは0.0893Ω/km、つまり0.0000893Ω/mとなります。
ステップ4：力率とケーブル動作温度に基づいて電圧降下を計算する
式3を使用して三相電圧降下を計算する。そのためには、所定の負荷力率に基づく負荷の位相角が以下のように必要です：
\(θ=cos^{-1}(0.9)θ)
\(\theta = 25.84193276^{\circ} = 0.4510268 \; rads\)
\(sintheta = 0.43588989)
これで、三相電圧降下の計算に必要なすべてのパラメータが揃った：
\V_{d3phi} = 250 ㏄ 120[㏄ sqrt{3}(0.000327 ㏄ 0.9 + 0.0000893 ㏄ 0.43588989)
\(V_{d3\phi} = 17.315 \; V\)
電源電圧に対する電圧降下の割合は、17.315 / 400 V、つまり4.33%である。
付録
付録1 - 表34 関連する値を赤字で強調表示
付録2 - 表30（関連値を赤で強調表示
