SWA を使用した別棟への PME 供給のエクスポート

導入

本敷地内で保護多重アース (PME) 接地設備が使用されている別棟に電源を供給する必要がある場合、多くの場合、懸念が生じます。

一般に、BS 7671 では、このような別棟への PME 接地設備の使用が許可されています。 外部の導電性部品が存在しない場合、別棟に主な保護接合を設ける必要はありません。 ただし、金属製のサービス部品や金属製の構造部品などの外部導電部品がある場合は、これらの部品に対して主な保護接合を提供する必要があります (411.3.1.2)。

BS 7671 では、両方の用途の要件が満たされる場合、回路保護導体と保護ボンディング導体の機能を 1 つの導体に組み合わせることが許可されています (542.1.1)。 PME 条件が適用される最小サイジング要件は、サイジングが入力電源 (544.1.1) の保護接地中性線 (PEN) 導体の断面積 (csa) に基づいているため、PME 条件が適用されない場合に比べてかなり面倒です。 ）。

このような場合、設計者は、設備の全体または一部に対する PME 接地設備の代替オプションとして、TT システムの接地配置と接地電極の設置を採用することを選択できます。 ただし、これにも問題がないわけではありません。

他の多くの特別な設備を除き、BS 7671 には、PME アースを別の建物に輸出することを禁止する一般的な規定はありません。

PME の供給に伴うリスク

PME 接地配置では、電源中性線が電源で接地され、そのルートに沿って複数の接地電極を介して一定の間隔で接地されます。 したがって、線路アース障害と線路中性線障害の両方の障害リターン パスは、結合された導体を経由します。 この方法は、PEN 導体に沿って低インピーダンスのリターンパスを提供し、障害状態下で過電流保護デバイスを迅速に切断できるようにします。

一般に、PME は消費者に信頼性の高い接地設備を提供するため、これが許可され実行可能な場合には、設置内で PME を使用する必要があります。 ただし、PME 協定の使用は、特定の状況ではリスクを引き起こす可能性があります。

例：

鋼線装甲ケーブルを介して別棟に供給

別館は、銅導体と 90 °C の熱硬化性絶縁体を備えた 6 mm2 の 2 芯鋼線装甲 (SWA) ケーブルを介して、本館の起点から直接クリップされて供給されます。 ケーブルは 32 A タイプ B サーキットブレーカーによって保護されています。 導体のサイズは、潜在的な電圧降下の問題に対処するために選択されました。

回路保護導体として機能する外装の適切性

SWA の外装が回路保護導体 (cpc) として使用される場合、その csa は、規則 543.1.3 に示されている断熱方程式を使用するか、BS 7671 の表 54.7 を使用して選択されるかのいずれかを使用して保護導体の要件を満たす必要があります。

計算による

BS 7671 の図 3A4 より、0.1 ～ 5 秒以内に断線を引き起こす電流 (I) は 160 A、この分配回路の動作時間 (t) は 5 秒です。

表 54.4 から、70 °C の熱可塑性絶縁体を採用したケーブルの鋼製外装の係数 (k) は 51 です [1]。 したがって、規則 543.1.3 に示されている式を使用すると、次のようになります。

選択による

表 54.2 から、70°C 絶縁を持つ線路導体の係数 (k1) は 143 です。

表 54.4 から、70 °C 熱硬化性絶縁体を採用したケーブルの鋼製外装の係数 (k2) は 51 です。

表 54.7 の列 3 の式を使用すると、次のようになります。

BS 5467 の表 G2: 2016 熱硬化性絶縁外装ケーブル (固定設置用の定格電圧 600/900 V) より、2 芯 6 mm² ケーブルの外装の csa は 22 mm² です。

したがって、この装甲は計算を使用する場合でも選択を使用する場合でも cpc として使用するのに適しています。

外部の導電性部品が存在しない場合に、主な保護ボンディング導体として機能する外装の適切性

別棟に外部の導電性部品が含まれていない場合、主な保護接合を設ける必要はありません (図 1 を参照)。

外部の導電性部品が存在する場合に、主な保護ボンディング導体として機能する外装の適切性

外棟に金属製設備（図 2 を参照）や金属製構造部品などの外部導電部品が含まれる場合、これらの部品には主な保護接着を施す必要があります（411.3.1.2）。

この保護ボンディング導体のサイズは、BS 7671 (544.1.1) の表 54.8 を使用して、電源の PEN 導体に基づいて決定する必要があります。

この例では、入力 PEN 導体には 35 mm² に相当する銅 csa があります。

BS 7671 の表 54.8 によると、35 mm² PEN 導体の場合、主保護ボンディング導体の銅換算 csa は 10 mm² 以上でなければなりません。

BS EN 13602: 2013 によると、銅の抵抗率 (p) は 17.24mΩ/m です。

BS EN 10257-1: 2011 より、鋼の抵抗率 (p) は 138 mΩ/m です。

鋼線外装の csa は次を使用して計算されます。

前述したように、BS 5467:2016 の表 G2 より、2 芯 6 mm² ケーブルの外装の csa は 22 mm² です。

したがって、このケーブルの外装は主な保護ボンディング導体として機能するには十分ではないことがわかります。

再び表 G2 を参照すると、外装を適切にするには、50 mm2 の円形導体と 86 mm2 の外装 csa を備えた 2 芯ケーブルが必要です。 これはアプリケーションにとって非現実的な提案です。

外装の csa が主な保護ボンディング導体として使用するには不十分な場合に考えられる解決策

この例で最も可能性の高い 3 つの解決策は次のとおりです。

i) 3 芯 10 mm² SWA ケーブルを取り付け、芯の 1 つを保護導体として使用します。

ii) SWA の横に csa が 10 mm² の別個の保護導体を設置します。 または

iii) 別棟に PME 接地設備を使用せず、電極を設置して TT システム接地設備を提供することを選択します。

前者の 2 つのオプションは、本館と別館の間の距離が長くなるにつれて、徐々に魅力が薄れていきます。 後者のオプションを採用するかどうかは、その地域の土壌/地面の状態と、電極の打ち込みに伴うリスクによって異なります。

まとめ

PME 接地システムは英国内で最も一般的に使用されている接地設備であり、故障電流に対して低抵抗のアース ループ パスを提供するという利点がありますが、逆に、断線が発生した場合、接続された金属製品の接触電圧が危険なレベルまで上昇する可能性があります。電源 PEN 導体にあります。

敷地の主要部分に PME 接地設備がある場合、ほとんどの場合、別棟への設置にもこれを使用できます。 一般に、外部の導電性部品は存在しない可能性があるため、保護結合を実行する必要はありません。

通常、別棟への配電回路は鋼線外装ケーブルを介して提供されます。 外装を cpc と主保護ボンディング導体の組み合わせとして使用する場合、BS 7671 の (544.1.1) と (543.1.1) の両方の要件を満たさなければなりません。

概算として、同等の値を得るには、鋼製導体の csa は銅製導体の 8 倍である必要があります。

[1] この計算は、70 °C を超えない熱硬化性絶縁導体の通常の動作温度に基づいており、同等の熱可塑性 PVC 絶縁ケーブルの電流容量に基づいています。 これは、機器の項目とそれらが接続される導体との間の互換性を確保するためです。規則 512.1.5 の第 2 項を参照してください。